Minimierung von Wärmeverlusten in Fernwärmenetzen durch Optimierung ihrer Konfiguration

Ziel dieser Arbeit ist es, die mathematischen Grundlagen zur Optimierung der Konfiguration von Fernwärmesystemnetzen zu erläutern. Bestehende und effektivste Ansätze zur Optimierung thermischer Netzwerke, die auf der Minimierung von Wärmeverlusten basieren, wurden analysiert, und es wurden Prinzipien und entsprechende mathematische Werkzeuge vorgeschlagen, um die objektiven technischen Beschränkungen zu berücksichtigen, die durch regulatorische Anforderungen auf diese Fernwärmenetze sowohl auf technologischer als auch auf städteplanerischer Ebene auferlegt werden. Das Ziel wird erreicht, indem die Probleme der Modellierung der Koordinaten der Knoten und der Längen der Abschnitte thermischer Netzwerke mit instrumentellen Mitteln gelöst werden, um die sinnvollsten Positionen der Verzweigungsknoten in Bezug auf ihre Koordinaten zu bestimmen, um wirtschaftlich tragfähige Richtungen für die Verlegung jedes Fragmentes der entsprechenden Netzwerke zu identifizieren. Um den vorgeschlagenen Ansatz zur Optimierung thermischer Netzwerke praktisch zu machen, müssen zusätzliche mathematische Werkzeuge eingeführt werden, um spezifische städteplanerische Bedingungen und Einschränkungen, die auf Heizsysteme auferlegt werden, zu berücksichtigen, die im Designprozess berücksichtigt werden müssen. Die wichtigsten Ergebnisse sind das erhaltene mathematische Modell des Fernwärmenetzes, das berücksichtigt, dass die tatsächlichen technischen Bedingungen für den Anschluss an die Netze sowie städteplanerische Bedingungen und Einschränkungen berücksichtigt werden. Die Bedeutung der erzielten Ergebnisse liegt darin, dass die Anwendung des entwickelten Algorithmus nicht nur die gesamten Wärmeverluste während des Transports des Wärmeträgers von Wärmequellen zu Verbrauchern reduzieren, sondern auch als Folge den Energieeffizienzgrad des gesamten Heizsystems erhöhen, die Primärenergiekosten senken und die Treibhausgasemissionen verringern kann.