ВОПРОСЫ ТЕОРИИ. И ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ. ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ. ГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ СИСТЕМ КАК ОБЪЕКТОВ ОПТИМИЗАЦИИ

Любая энергетическая система имеет определенную технологическую структуру, то есть состоит из ряда вза­имосвязанных элементов, характеризуется заданными параметрами, в том числе входными и выходными пере­менными, и взаимодействует с окружающей средой. Пре­жде чем сформулировать оптимизационную задачу, дадим определение основным характеристикам анализируемой системы.

Входные переменные системы (X) - это параметры входных технологических потоков системы, а также пара­метры окружающей среды (температура, давление, влаж­ность и пр.), которые оказывают влияние на функциониро­вание системы.

Выходные переменные системы (У) - это параметры выходных технологических потоков. Их подразделяют на параметры состояния потока (давление р, температура t, массовый расход т, объемный расход V и пр.) и параме­тры свойств потока (например, плотность р, теплоемкость с, вязкость р).

Состояние системы - это набор выходных переменных, которые полностью характеризуют функционирование си­стемы в каждый момент времени т. Совокупность наборов выходных переменных системы на некотором интервале времени Дт называется пространством состояний системы.

Технологическая структура системы - это строение и внутренняя организация системы, то есть состав элементов и взаимосвязи между ними. Технологическую структуру при записи математической модели формально можно оха­рактеризовать числом элементов Ng в системе, числом тех­нологических потоков ДГт п и законом взаимосвязей между элементами R. Технологическую структуру принято назы­вать также технологической топологией системы.

Конструктивные параметры системы (К) определяются геометрическими характеристиками конструкций элемен­тов системы (например, объем, площадь поверхности или сечения, длина, диаметр).

Технологические параметры системы (Т) - это физико­химические величины, определяющие процессы, проис­ходящие в системе (скорость движения массы, потоки массы, теплоты, энергии, коэффициенты теплопередачи и массопередачи).

Параметры технологического режима (Р) - это факто­ры, влияющие на режим процесса и на управление им.

Критерий эффективности (КЭ) системы (у) - это показа­тель, по которому можно оценивать степень соответствия системы для выполнения своих функций. Коэффициент эффективности используется для сравнительной оценки различных вариантов системы, а также для анализа, син­теза и оптимизации исследуемой системы. Одними из наи­более распространенных критериев эффективности явля­ются экономические критерии. К ним, в первую очередь, относятся приведенные затраты.

Для энергетических систем оценочным показателем служат потери энергии. Количественной и качественной характеристикой работоспособности потоков энергии в системе является эксергия. Для энергосберегающих си­стем основным критерием эффективности может служить результативность преобразования потоков эксергии в си­стеме, а также термодинамическая степень совершенства функционирования системы и ее отдельных элементов.