Идентификация параметров водяных систем отопления в условиях эксплуатации как составная часть инвестиционного проекта

Abstract

RU: Цель. Предлагается определять гидравлические параметры водяных систем отопления в процессе эксплуатации путем идентификации гидравлических цепей. Математическая модель гидравлической цепи является моделью с сосредоточенными параметрами. Основными параметрами математической модели являются: расходы по участкам цепи, расходы в узлах цепи, давление в узлах цепи и разность давления по участкам цепи, гидравлические сопротивления участков цепи. Идентификация параметров гидравлической цепи осуществляется методом «математического расходомера». Методика. В основе метода лежит измерение расходов по участкам гидравлической и сопоставление вычисленных и экспериментальных значений. Экспериментальные значения расходов воды по участкам цепи определяются с помощью метода меток. Для измерения скорости воды в тубах предлагается использовать тепловые метки. Однако невозможно измерить расходы воды на всех участках гидравлической цепи. Так что задача идентификации гидравлических параметров цепи является некорректно поставленной. Для ее решения требуется использовать дополнительный критерий (стабилизатор). Результаты. Два критерия предложено использовать для идентификации гидравлической цепи системы отопления в условиях эксплуатации. Первый критерий – это расхождение между измеренными и вычисленными расходами по участкам сети. Второй критерий – это среднеквадратичное отклонение вычисленных гидравлических сопротивлений от их предварительно известных значений. Задача параметрической идентификации сводится к задаче математического программирования. Алгоритм эволюционного поиска решений используется для решения задачи идентификации с двумя критериями. Второй критерий идентификации преобразуется в ограничение в виде неравенства. Научная новизна. Алгоритм эволюционного поиска применяется для решения задачи идентификации с двумя критериями. Оригинальный алгоритм рассматривается как алгоритм поиска решения по бинарному отношению выбора. Не требуется условие выпуклости отношения выбора. Практическая значимость. Рассматривается несколько параллельных ветвей эволюционного поиска. На основании отобранных лучших решений предыдущего шага итерации находятся параметры случайного поиска для последующего шага итерации. Имеется доказательство сходимости процесса эволюционного поиска к искомому наиболее предпочтительному решению с вероятностью 1 (почти наверное). Идентификация гидравлических параметров водяной системы отопления рассматривается как стадия управления проектом.

UK: Мета. Пропонується визначати гідравлічні параметри водяних систем опалення при експлуатації шляхом ідентифікації гідравлічних мереж. Математична модель гідравлічної мережі це модель з зосередженими параметрами. Параметри математичної моделі це: витрати води по ділянкам мережі, витрати води в вузлах мережі, тиск в вузлах мережі та втрата тиску по ділянкам, гідравлічні опори по ділянкам мережі. Ідентифікація параметрів гідравлічної мережі здійсняється за допомогою методу «математичного витратоміру». Методика. Згідно методу вимірюються витрати по ділянкам гідравлічної мережі та зіставляються обчислені та експериментальні значення. Експериментальні значення витрат води по ділянкам знаходяться методом міток. Для виміру швидкості води в трубах пропонується використовувати теплові мітки. Але неможливо виміряти витрати води по усім ділянкам гідравлічної мережі. Таким чином задача ідентифікації гідравлічних параметрів стає некоректно поставленою. Для вирішення необхідно використовувати додатковий критерій (стабілізатор). Результати. Два критерії запропоновано використовувати для ідентифікації гідравлічної мережі системи опалення у умовах експлуатації. Перший критерій – це розбіжність між виміряними та обчисленими витратами по ділянкам мережі. Другий критерій – це середньоквадратичне відхилення обчислених гідравлічних опорів від їх попередніх значень. Задача параметричної ідентифікації приводиться до задачі математичного програмування. Алгоритм еволюційного пошуку рішень використовується для рішення задачі ідентифікації з двома критеріями. Другий критерій ідентифікації перетворюється до обмеження у формі нерівності. Наукова новизна. Алгоритм еволюційного пошуку використовується для вирішення задачі ідентифікації з двома критеріями. Оригінальний алгоритм розглядається як алгоритм пошуку рішення згідно бінарного відношення вибору. Не вимагається умова опуклості відношення вибору. Практична значимість. Розглядається декілька паралельних гілок еволюційного пошуку. На підставі відібраних кращих рішень попереднього кроку ітерації знаходяться параметри випадкового пошуку наступного кроку ітерації. Мається доказ збіжності процесу еволюційного пошуку до шуканого найбільш переважного рішення з вірогідністю 1 (майже напевно). Ідентифікація гідравлічних параметрів водяної системи опалення розглядається як стадія управління проектом.

EN: Purpose. It is proposed to determine hydraulic parameters of water heating systems during operation to use identification of hydraulic circuit. The mathematical model of the hydraulic circuit is the model with concentrated parameters. The mane parameters of the hydraulic circuit are: flow rates at circuit jets, flow rates at circuit edges of the graph, pressure at circuit jets and difference pressure at circuit edges, hydraulic resistances of circuit edges. Identification of the hydraulic circuit is performed by the method of ―mathematical flowmeter‖. Methodology. There are measuring of some parameters of the circuit in the base of the method and comparison of calculated and experimental data. Experimental flow rates are determined by the mark method. Thermal mark is proposed for velocity marking at water heating systems. It is impossible to measure flow velocity at all edges of the graph. So problem identification of hydraulic circuit is not correctly formulated. It is necessary use additional criterion (stabilization) for the solving of not correctly identification. Findings. Two criterions were proposed for parameter identification of the circuit. First criterion is the difference between calculated and experimental flow rates. Second criterion is standard deviation from hydraulic resistances to the previously known values. The problem of parameter identification of water heating systems transform to problem of mathematical programming. The algorithm of evolutionary search is applied to solution the problem of identification with two criterions. Second criterion is transformed to constraint in the form of inequality. Originality. The algorithm of evolutionary search is applied to solution the identification problem with two criterions. The original algorithm deals with search of optimal solutions for binary choice relation. The following assumptions are made for choice relation. The choice relation is relation of non-strict order. The two functions enter the evolutionary algorithm, such as generation function and choice function Practical value. Generation function is the special procedure deals with scalar parameters (continuous or discrete). Some parallel evolutionary processes are fulfilled, which name the branches of evolution. After every step of iterate the parameters of the evolutionary search are calculated for another iterate step. There is convergence proof with probability 1 (almost sure convergence) for non-convex binary choice relations. Identification of hydraulic resistances of water heating systems during exploitation is proposed as a stage of project management.