Modelowanie hydrotermiczne i optymalizacja systemów zaopatrzenia w ciepło

W pracy przedstawiono opracowaną metodę optymalizacji systemów zaopatrzenia w ciepło ze względu na kryteria efektywności ekonomicznej z zapewnieniem właściwej jakości technicznych warunków pracy. Przedmiotem przedstawionych badań była optymalizacja systemów zaopatrzenia w ciepło z wykorzystaniem metody algorytmów ewolucyjnych zastosowanych ze względu na złożoność obliczeniową zagadnienia, która przekracza możliwości tradycyjnych metod optymalizacyjnych. W opracowaniu skupiono się na analizach dotyczących miejskich sieci cieplnych, jednakże przedstawione algorytmy mogą być, po niewielkiej modyfikacji, zastosowane również w przypadku mniejszych systemów zaopatrzenia w ciepło, jak na przykład instalacje grzewcze w budynkach czy układy sieci osiedlowych. W trakcie prac badawczych dokonano przeglądu literatury, zaproponowano także klasyfikację tematów badawczych uwzględniającą zgodność między podejmowanymi przez naukowców problemami badawczymi a promowanymi zagadnieniami badawczymi Unii Europejskiej. Omówiono teoretycznie i zbudowano symulacyjne modele komputerowe (hydrauliczne i termiczne) rozpływu wody gorącej w sieci przewodów rurowych. Zdefiniowano oraz opisano szczegó-łowo ekonomiczne i techniczne kryteria optymalizacji systemów zaopatrzenia w ciepło. Opracowano szczegółowo przedstawiono ewolucyjne algorytmy optymalizacyjne wyboru lokalizacji źródeł ciepła, rozdziału obciążeń pomiędzy źródła, układu topologicznego sieci przewodów, doboru wielkości i lokalizacji pomp sieciowych. Określono metody doboru ustawień parametrów obliczeniowych dla opracowanych algorytmów optymalizacyjnych. Dokonano walidacji zaproponowanej metody na przykładzie reprezentatywnego miejskiego systemu zaopatrzenia w ciepło. Wykazano, że zastosowanie algorytmów ewolucyjnej optymalizacji w zakresie systemów zaopatrzenia w ciepło umożliwia osiągnięcie znacznych oszczędności finansowych oraz optymalizację parametrów technicznych pracy systemów Ponadto dokonano analizy wyników uzyskanych z rozwiązania przykładu obliczeniowego oraz podano wnioski ogólne potwierdzające użyteczność metody.