Ин таҳқиқот ҳадаф дорад рафтори мураккаберо, ки дар системаи гармидиҳии минтақавӣ аз клапанҳои термостатикии истифодабарандагон ба вуҷуд меояд — клапанҳое, ки вобаста ба ҳарорати дохилӣ мустақилона ва ғайриҳамзамон кушода ва баста мешаванд — ба қарорҳои марказии идоракунӣ табдил диҳад, ки дар зеристгоҳи гармидиҳӣ татбиқ карда шаванд. Муҳаққиқон ҳарорати дохилӣ, танзими ҳарорати корбар ва вақти кушода мондани клапанро барои ҳар манзил якҷо карда, ҳарорати миёнаи дохилӣ ва таносуби кушода будани клапанро бо вазни масоҳат ҳисоб кардаанд; бо истифода аз ин ду нишондиҳанда “харитаи ҳолати гармидиҳӣ”-и 3×3 сохта шудааст, ки вазъи талабот ва таъминоти системаро ба нӯҳ минтақа ҷудо мекунад.

Дар чаҳорчӯбаи пешниҳодшуда қабати терминалии истифодабаранда ба зеристгоҳ маълумот медиҳад, аммо клапанҳои корбар ба таври марказӣ мустақим идора карда намешаванд. Зеристгоҳ вобаста ба минтақаи корӣ дар харита ҳарорати оби рафтори шабакаи дуюмдараҷаро паст мекунад ва танзими фишори дифференсиалии насоси гардишро тағйир медиҳад. Бо ин роҳ кӯшиш мешавад, ки басташавии гурӯҳии клапанҳои корбар аз сабаби таъмини аз ҳад зиёди гармӣ бо ҳарорати баланд, тағйирёбии ҷараён ва афзоиши энергияи насос кам карда шавад.

Дар омӯзиши ҳолатӣ, ки бо маълумоти кории дусоатаи як мавсими пурраи гармидиҳӣ аз шаҳраки донишгоҳии 48-бинагӣ дар Tianjin анҷом дода шуд, коэффисиенти муқовимати гидравликии система 1,24 Pa/(m³/соат)² муайян карда шуда, барои минтақаҳои гуногуни ҳароратӣ танзимоти фишори дифференсиалии 244, 238 ва 226 kPa ҳисоб карда шуданд. Таҳқиқот баландтарин сарфаи барқро %10,04 ва баландтарин сарфаи гармиро %24 гузориш медиҳад. Аммо ин арзишҳо сарфаи доимӣ нестанд, ки дар ҳамаи шароити метеорологӣ ба даст меоянд; онҳо ба ҳарорати ҳавои берунӣ, дараҷаи таъмини аз ҳад зиёди гармӣ дар ибтидо ва минтақаи корӣ вобастаанд.

Масъалаи асосие, ки таҳқиқот ҳал кардан мехоҳад, чист?

Дар системаҳои гармидиҳии минтақавӣ, ки дар Шимоли Чин маъмуланд, як зеристгоҳи гармидиҳӣ тавассути як шабакаи умумии оби гарми дуюмдараҷа ба шумораи зиёди биноҳо гармӣ медиҳад. Дар кори анъанавӣ насоси гардиш метавонад бо фишори дифференсиалии собит кор кунад ва ҳарорати оби рафтор аз рӯи каҷи собити ҷуброни иқлим, ки ба ҳарорати ҳавои берунӣ вобаста аст, ё аз рӯи таҷрибаи оператор муайян карда шавад.

Бо истифодаи клапанҳои термостатикии интеллектуалӣ, истифодабарандагон метавонанд ҳарорати мақсадноки дохилии худро муайян кунанд ва клапанҳо ҳарорати хонаро мувофиқи ин ҳадаф кушода ё баста мекунанд. Гарчанде ин сохтор ба корбар озодии муҳим медиҳад, аз нуқтаи назари системаи марказӣ мушкили нави идоракунӣ ба вуҷуд меояд:

• Ҳар клапан танҳо дар ду ҳолати ҷудогона — кушода ё баста — кор мекунад.
• Ҳазорон рафтори эҳтимолии корбар ҳамзамон рух намедиҳанд, балки ғайриҳамзамон тағйир меёбанд.
• Зеристгоҳ метавонад бидуни дидани талаботи воқеии гармии корбарон бо параметрҳои собит ё ба таҷриба асосёфта кор кунад.
• Вақте оби аз ҳад гарм фиристода мешавад, ҳуҷраҳо аз ҳад гарм шуда, шумораи зиёди клапанҳо ба таври ғайрифаъол баста мешаванд.
• Басташавии гурӯҳӣ ва номуназзами клапанҳо муқовимати шабакаро зиёд карда, ба тағйирёбии ҷараён ва фишор оварда мерасонад.

Ин вазъ метавонад давре ба шакли “таъмини аз ҳад зиёди гармӣ–басташавии клапанҳо–номувозинии гидравликӣ–истифодаи дубораи зиёдатии энергия” ба вуҷуд орад. Саволи асосии таҳқиқот ин аст, ки чӣ гуна рафторҳои мустақили корбаронро ба нишондиҳандаҳои боэътимод ва фаҳмои талабот табдил додан мумкин аст, ки дар зеристгоҳи марказӣ истифода шаванд.

Фарқи он аз усулҳои қаблӣ чист?

Қисми муҳими таҳқиқоти қаблӣ фоизи кушодагии клапанҳои пайваста танзимшавандаро ҳамчун тағйирёбандаи марказии идоракунӣ истифода мебаранд. Аммо дар клапанҳои кушода-баста, ҳолати “кушода” ё “баста”, ки дар як лаҳза чен мешавад, танҳо худ ба худ нишон намедиҳад, ки истифодабаранда дар тамоми фосилаи намунагирӣ чӣ қадар гармӣ талаб кардааст.

Таҳқиқот кӯшиш мекунад ин камбудиро бо якҷо кардани ду навъи маълумот бартараф кунад:

• Ҳарорати дохилӣ: Вазъи воқеии бароҳатии гармии бадастомадаи корбарро ифода мекунад.
• Вақти кушода мондани клапан: Шиддати талаботи гармиро дар як фосилаи муайяни вақт ифода мекунад.

Ҳамин тавр, система на танҳо он чиро, ки клапанҳо мекунанд, балки инчунин шароити ҳарорати дохилиеро, ки ин рафтор дар он рух медиҳад, арзёбӣ мекунад. Масалан, таносуби пасти кушода будани клапан, агар ҳарорати хона баланд бошад, метавонад ба таъмини аз ҳад зиёди гармӣ ишора кунад; агар ҳарорати хона паст бошад, метавонад нишон диҳад, ки корбарон дар хона нестанд ё ҳолати ғайримуқаррарии корӣ вуҷуд дорад.

Сохтори иерархии пешниҳодшуда чӣ гуна кор мекунад?

Шакли 1 дар саҳифаи 9-и PDF чаҳорчӯбаро дар ду қабати асосӣ нишон медиҳад:

1. Қабати терминалии истифодабаранда

Тавассути радиаторҳо, клапанҳои термостатикии интеллектуалӣ, контроллерҳои хона ва ҷамъоваркунандагони маълумот иттилооти зерин гирифта мешавад:

• Ҳарорати дохилии корбар,
• Ҳарорати мақсадноки муайянкардаи корбар,
• Ҳолати кушода ё баста будани клапан,
• Вақти умумии кушода мондан дар фосилаи намунагирӣ,
• Масоҳати гармшавандаи корбар.

Ин маълумоти инфиродӣ аввал дар фазои ҳолати гармидиҳӣ нигоҳ дошта шуда, сипас ба шакли ҳарорати миёнаи дохилӣ ва таносуби кушода будани клапан ҷамъбаст карда мешаванд.

2. Қабати зеристгоҳи гармидиҳӣ

Дар зеристгоҳ ду танзими ҳамоҳангшуда анҷом дода мешавад:

• Оптимизатсияи гармӣ: Паст кардан ё аз нав танзим кардани ҳарорати оби рафтори дуюмдараҷа мувофиқи талаботе, ки аз харитаи ҳолати корбар гирифта мешавад.
• Оптимизатсияи гидравликӣ: Аз нав муайян кардани фишори дифференсиалии насоси гардиш бо истифода аз муқовимати шабака ва ҷараёни мақсадноки махсуси минтақа.

Ҷараёни иттилоот иерархӣ ва яксамта аст. Қабати корбар ба зеристгоҳ иттилооти талабот медиҳад; зеристгоҳ бошад сарҳадҳои ҳарорат ва фишори шабакаро тағйир медиҳад. Система ҳарорати мақсадноки корбаронро тағйир намедиҳад ва клапанҳоро маҷбуран кушода ё баста намекунад.

Мантиқи идоракунии клапани термостатикӣ чист?

Шакли 2 дар саҳифаи 10-и PDF робитаи байни ҳарорати дохилӣ ва ҳолати клапанро нишон медиҳад. Агар ҳарорати дохилӣ аз танзими корбар паст бошад, клапан кушода мешавад; вақте ба арзиши танзимшуда мерасад, баста мешавад. Агар корбар ҳарорати мақсаднокро боло барад, клапан боз кушода мешавад; агар ҳадаф паст карда шавад, то паст шудани ҳарорати хона ба ҳадди нави поёнӣ метавонад баста монад.

Ин рафтор нишон медиҳад, ки ҳолати клапан на танҳо ба талафоти гармии бино, балки ба танзими ҳарорате, ки корбар тағйир медиҳад, низ вобаста аст. Аз ин рӯ муҳаққиқон барои ҳар корбар вектори ҳолати зеринро муайян кардаанд:

\[ X_{n,i} = \begin{bmatrix} T_{n,i} & T_{n,\mathrm{set},i} & \tau_{n,i} \end{bmatrix} \]

• T_n,i: Ҳарорати дохилии корбари i дар фосилаи намунагирии n, °C,
• T_n,set,i: Танзими ҳарорати корбар, °C,
• τ_n,i: Вақти умумии кушода мондани клапан дар ҳамон фосилаи намунагирӣ, соат.

Ҳолатҳои ҳамаи корбарон дар як матритса якҷо карда мешаванд:

\[ X_n = \begin{bmatrix} T_{n,1} & T_{n,\mathrm{set},1} & \tau_{n,1} \\ T_{n,2} & T_{n,\mathrm{set},2} & \tau_{n,2} \\ \vdots & \vdots & \vdots \\ T_{n,K} & T_{n,\mathrm{set},K} & \tau_{n,K} \end{bmatrix} \]

Дар ин ҷо K шумораи умумии истифодабарандагони ба зеристгоҳ пайвастро ифода мекунад. PDF шумораи умумии корбарон ё манзилҳоро дар майдони ҳолатӣ гузориш намекунад.

Ҳарорати миёнаи дохилӣ чӣ гуна ҳисоб карда мешавад?

Ҳарорати миёнаи дохилии корбарони зеристгоҳ бо миёнаи арифметикии зерин ифода мешавад:

\[ T_{n,\mathrm{aver}} = \frac{1}{K}\sum_{i=1}^{K}T_{n,i} \]

Дар охири Муодилаи 3-и чопшуда дар PDF ифодаи “×100%” дида мешавад. Азбаски табдил додани миёнаи ҳарорат дар °C ба фоиз аз ҷиҳати физикӣ маъно надорад, ин ҳамчун масъалаи форматкунӣ ё нусхабардорӣ дар навишти муодила арзёбӣ шудааст. Шаклҳо ва ҳисобҳои баъдии таҳқиқот арзиши T_n,aver-ро дар °C истифода мебаранд.

Таносуби кушода будани клапан чӣ гуна ҳисоб мешавад?

Азбаски андозаи ҳар манзил фарқ карда метавонад, вақтҳои кушода мондани клапанҳо мустақиман миёна гирифта нашудаанд. Ба ҷои ин, вақти кушода мондан бо масоҳати гармшаванда вазн дода шудааст:

\[ \alpha = \frac{\sum_{i=1}^{K}\tau_i F_i} {\Delta\tau\sum_{i=1}^{K}F_i} \times 100\% \]

• α: Таносуби кушода будани клапан бо вазни масоҳат дар доираи зеристгоҳ, %,
• τ_i: Вақти кушода мондани клапани корбари i, соат,
• F_i: Масоҳати гармшавандаи корбари i, m²,
• Δτ: Фосилаи намунагирӣ, соат.

Масалан, агар клапани як манзили калон ду соат кушода монад, нисбат ба як манзили хурд, ки ҳамон муддат кушода аст, ба нишондиҳандаи умумии талаботи гармии система саҳми бештар мегузорад.

Харитаи ҳолати гармидиҳии 3×3 чӣ гуна сохта шудааст?

Ҳарорати миёнаи дохилӣ дар меҳвари уфуқӣ ва таносуби кушода будани клапан дар меҳвари амудӣ ҷойгир карда шудааст. Бо истифода аз арзишҳои чоряки якум ва сеюми ҳар ду тағйирёбанда ҳамчун сарҳад, сатҳ ба нӯҳ минтақа ҷудо шудааст.

Дар усули умумӣ сутунҳои ҳарорат чунинанд:

• Сутуни A: T_n,aver < U₁; минтақаи ҳарорати паст,
• Сутуни B: U₁ ≤ T_n,aver ≤ U₃; минтақаи ҳарорати миёна,
• Сутуни C: T_n,aver > U₃; минтақаи ҳарорати баланд.

Сатрҳои таносуби кушода будани клапан чунинанд:

• Сатри a: α < U₁; минтақаи таносуби пасти кушода будани клапан ва самаранокии пасти энергия Ω_L,
• Сатри b: U₁ ≤ α ≤ U₃; минтақаи таносуби миёнаи кушодагӣ ва кори муқаррарии динамикӣ Ω_M,
• Сатри c: α > U₃; минтақаи таносуби баланди кушодагӣ ва самаранокии баланд Ω_H.

Сарҳадҳои бадастомада аз маълумоти ҳолат чунинанд:

Дар Шакли 8 дар саҳифаи 22-и PDF дида мешавад, ки қисми муҳими нуқтаҳои воқеии корӣ дар сутунҳои B ва C ҷамъ шудаанд. Бо боло рафтани ҳарорати дохилӣ, умуман паст шудани таносуби кушода будани клапан нишон медиҳад, ки корбарон ба гармии зиёдатӣ бо бастани клапанҳо ҷавоб медиҳанд.

Нӯҳ минтақаи корӣ чӣ маъно доранд?

Ҳадафи харита ин нест, ки ҳамаи нуқтаҳои корӣ ба як сутуни ҳарорат гузаронида шаванд. Ҳадаф ин аст, ки дар шароити шабеҳи ҳавои берунӣ ва ҳарорати дохилӣ, бо зиёд кардани таносуби кушода будани клапан маҳдудкунии нолозими терминалӣ кам карда шуда, нуқтаи корӣ ба сатри болоии ҳамон сутун, ки самараноктар аст, гузаронида шавад.

Маълумоти корӣ чӣ гуна аз садо тоза карда шудааст?

Аз сабаби инерсияи баланди гармии системаҳои гармидиҳии минтақавӣ, тағйироти ҳарорат дар як ё ду соат на ҳамеша қарори назоратии дар ҳамон лаҳза татбиқшударо мустақим ифода мекунад. Рафтори истифодабарандагон ва номуқаррарии сенсорҳо низ метавонанд дар маълумоти хом нуқтаҳои пароканда ба вуҷуд оранд.

Муҳаққиқон усули “миёнагирии фосилаи ҳарорат”-ро истифода бурданд, ки ҳарорати ҳавои берунро ба диапазонҳои муайян ҷудо мекунад:

\[ Z_m = \left[ T_m-\frac{\Delta T}{2}, T_m+\frac{\Delta T}{2} \right) \]

Маълумоти ҳар як фосилаи ҳарорати берунӣ дар зермаҷмӯи D_m ҷамъ карда шуд. Агар дар як фосила на камтар аз се намуна набошад, он фосила ҳамчун садои муваққатӣ хориҷ карда шуд:

\[ n_m \geq n_{\mathrm{th}}, \qquad n_{\mathrm{th}}=3 \]

Тағйирёбандаҳои фосилаҳои эътиборнок бо миёнаи арифметикӣ ҳамвор карда шуданд:

\[ \overline{y}_m = \frac{1}{n_m} \sum_{k=1}^{n_m} y_{m,k} \]

Ин равиш ҳадаф дорад ба ҷои нуқтаҳои инфиродии соатбайъ, рафтори миёна ва нисбатан устувори системаро дар шароити шабеҳи ҳавои берунӣ ошкор кунад.

Ҳарорати оби рафтор чӣ гуна аз нав танзим карда мешавад?

Барои ҳар минтақаи корӣ байни ҳарорати оби рафтори дуюмдараҷа ва ҳарорати ҳавои берунӣ модели хаттии асосӣ сохта шудааст:

\[ T_{2g,r}=a_rT_{\mathrm{out}}+b_r \]

Коэффисиентҳои модел бо усули least squares ҳисоб карда шудаанд:

\[ J(a_r,b_r)= \sum_{j=1}^{M} \left[ T_{2g,j}- \left(a_rT_{\mathrm{out},j}+b_r\right) \right]^2 \rightarrow \min \]

Фарқи ҳарорат байни каҷи асосии минтақаи мавҷудаи дорои таъмини аз ҳад зиёди гармӣ ва каҷи минтақаи мақсаднок ҳисоб мешавад:

\[ \Delta T(T_{\mathrm{out}}) = T_{2g,L}-T_{2g,H} = (a_L-a_H)T_{\mathrm{out}}+(b_L-b_H) \]

Ҳарорати нави рафтор бо тарҳ кардани ин ислоҳ аз арзиши мавҷуда ба даст меояд:

\[ T'_{2g,L}=T_{2g,L}-\Delta T(T_{\mathrm{out}}) \]

Дар ин ҷо ислоҳ собит нест. Агар бо гарм шудани ҳаво потенсиали таъмини аз ҳад зиёди гармӣ афзоиш ёбад, коҳиши ҳарорат калонтар мешавад; дар сармои шадид, вақте талаботи воқеии гармии корбарон баланд аст, коҳиш хурдтар татбиқ мешавад.

Дар минтақаҳои ҳароратии B ва C чӣ ёфт шуд?

Дар Шакли 11 дар саҳифаи 26-и PDF барои минтақаҳои Bc ва Ba моделҳои зерин дода шудаанд:

\[ T_{2g,\mathrm{Bc}} = -0.86T_{\mathrm{out}}+55.2, \qquad R^2=0.83 \]

\[ T_{2g,\mathrm{Ba}} = -0.46T_{\mathrm{out}}+56.5, \qquad R^2=0.72 \]

Вақте ҳарорати ҳавои берунӣ аз −3 °C боло меравад, ҳарорати оби рафтор дар минтақаи Ba аз хатти асосии Bc, ки таносуби баланди кушода будани клапан дорад, баландтар мемонад. Барои гузариш аз Ba ба Bc коҳиши зерин пешниҳод шудааст:

\[ \Delta T_{\mathrm{Ba}}(T_{\mathrm{out}}) = 0.40T_{\mathrm{out}}+1.30, \qquad T_{\mathrm{out}}>-3^\circ\mathrm{C} \]

Мувофиқи ин формула, вақте ҳавои берунӣ 0 °C аст ҳарорат тақрибан 1,3 °C ва вақте 8 °C аст тақрибан 4,5 °C кам карда мешавад.

Моделҳои асосии додашуда барои сутуни C чунинанд:

\[ T_{2g,\mathrm{Cb}} = -0.38T_{\mathrm{out}}+51.5, \qquad R^2=0.72 \]

\[ T_{2g,\mathrm{Ca}} = -0.46T_{\mathrm{out}}+54.0, \qquad R^2=0.82 \]

Барои гузариш аз Ca ба Cb:

\[ \Delta T_{\mathrm{Ca}}(T_{\mathrm{out}}) = -0.08T_{\mathrm{out}}+2.50, \qquad T_{\mathrm{out}}>0^\circ\mathrm{C} \]

пешниҳод шудааст. Гарчанде бо баланд шудани ҳарорати ҳавои берунӣ миқдори коҳиш дар ин формула то андозае кам мешавад, дар минтақаи C сарфаи гармӣ бинобар ҳарорати баланд ва таносуби зиёди клапанҳои баста дар ҳолати ибтидоӣ аҳамиятнок боқӣ мемонад.

Минтақаҳои кушодагии миёнаи клапан ва ҳарорати паст чӣ гуна танзим мешаванд?

Формулаи ислоҳи минтақаи Bb нисбат ба минтақаи мақсадноки Bc чунин аст:

\[ \Delta T_{\mathrm{Bb}}(T_{\mathrm{out}}) = 0.60T_{\mathrm{out}}+2.20, \qquad T_{\mathrm{out}}>-3^\circ\mathrm{C} \]

Дар Шакли 14 дида мешавад, ки хатти асосии Bb нисбат ба хатти асосии Ba ба Bc наздиктар аст. Ин ҳамчун он тафсир шудааст, ки бо зиёд шудани таносуби кушода будани клапан система худ аз худ ба каҷи ҳароратии идеалии ба талабот асосёфта наздик мешавад.

Дар минтақаи ҳарорати пасти Ab ислоҳи пешниҳодшуда хурдтар аст:

\[ \Delta T_{\mathrm{Ab}}(T_{\mathrm{out}}) = -0.17T_{\mathrm{out}}+0.02, \qquad T_{\mathrm{out}}<0^\circ\mathrm{C} \]

Дар сармои шадид клапанҳо аллакай муддати дароз кушода мемонанд, бинобар ин потенсиали таъмини аз ҳад зиёди гармӣ маҳдуд аст. Аз ин рӯ таҳқиқот дар ин минтақа равиши эҳтиёткортари идоракуниро қабул мекунад, ки бароҳатии гармиро муҳофизат мекунад.

Муқовимати гидравликии шабака чӣ гуна муайян шудааст?

Дар шабакаҳои гармидиҳӣ робитаи тахминии гидравликӣ чунин ифода мешавад:

\[ \Delta P=S G^2 \]

• ΔP: Фишори дифференсиалии система, Pa,
• S: Коэффисиенти муқовимати гидравликии эквивалентӣ, Pa/(m³/соат)²,
• G: Ҷараёни шабакаи дуюмдараҷа, m³/соат.

Агар аксари клапанҳо баста бошанд, муқовимати ченшуда метавонад бештар таъсири маҳдудкунии клапанҳои корбарро нишон диҳад, на муқовимати сохтории шабакаи қубур. Аз ин рӯ муҳаққиқон маълумоти минтақаҳои Ac ва Bc-ро интихоб карданд, ки дар онҳо таносуби кушода будани клапан аз %76,5 зиёд буд.

Нӯҳ силсилаи вақти устувор истифода шуданд. Дар ин силсилаҳо:

• Фарқҳои пайдарпайи ҳарорати дохилӣ дар ҳудуди ±0,1 °C,
• Фарқҳои пайдарпайи ҷараён дар ҳудуди ±2 m³/соат нигоҳ дошта шуданд.

Коэффисиенти миёнаи муқовимати ҳар силсилаи вақт ҳисоб шуда, барои бехатарӣ арзиши калонтарин интихоб шуд:

\[ S_{\mathrm{opt}}=\max\{S_1,S_2,\ldots,S_r\} \]

Арзиши муайяншуда:

\[ S_{\mathrm{opt}} = 1.24\ \mathrm{Pa/(m^3/h)^2} \]

буд. Дар Шакли 16 дар саҳифаи 30-и PDF натиҷаҳои нӯҳ гурӯҳ дар тақрибан 1,22–1,24 Pa/(m³/соат)² ҷамъ шудаанд.

Ҷараёнҳои мақсаднок чӣ гуна муайян шуданд?

Бо истифода аз маълумоти таносуби баланди кушода будани клапан дар ҳар сутуни ҳарорат, ҷараёнҳои миёна дар даври 24-соата ҳисоб карда шуданд. Барои коҳиш додани энергияи насос арзиши пасттарини ин миёнаҳо ҳамчун ҳадаф гирифта шуд:

\[ G_{t,\mathrm{opt}} = \min\{G_1,G_2,\ldots,G_l\} \]

Азбаски дар минтақаи Cc намунаҳои кофии таносуби баланди кушодагӣ вуҷуд надоштанд, минтақаи ҳамсояи Cb истифода шуд. Ин интихоб аз нуқтаи назари татбиқӣ фаҳмо аст, аммо маънои онро дорад, ки ҷараёни мақсадноки сутуни C мустақиман аз маълумоти идеалии кори Cc муайян нашудааст.

Танзимоти фишори дифференсиалӣ чӣ гуна ҳисоб шуданд?

Барои ҳар минтақа:

\[ \Delta P_{t,\mathrm{target}} = S_{\mathrm{opt}}G_{t,\mathrm{opt}}^2 \]

робита истифода шуд.

Гуфта шудааст, ки дар кори мавҷуда фишори дифференсиалӣ тақрибан дар диапазони 245–253 kPa чен шудааст. Дар усули пешниҳодшуда арзиш вобаста ба минтақаи ҳарорати берунӣ ва дохилӣ байни 226–244 kPa тағйир дода мешавад. Дар сутуни гармтарини C аз сабаби талаботи паст фишори камтар, дар сутуни сарди A бошад барои ҳифзи ниёзи гармии корбарон фишори баландтар пешниҳод мешавад.

Майдони ҳолатӣ кадом хусусиятҳо дорад?

Таҳқиқот ба системаи гармидиҳии минтақавии шаҳраки кормандони як донишгоҳ дар Tianjin асос ёфтааст. Шакли 5 дар саҳифаи 20-и PDF тақсимоти шабака аз дегхона ва зеристгоҳ ба биноҳоро нишон медиҳад.

Мувофиқи Шакли 6, ҷараёни миёнаи ҳаррӯзаи дуюмдараҷа 13 декабр бо 457,45 m³/соат ба қулла расид. Диапазони тағйири ҳаррӯзаи ҷараён 4,4–31 m³/соат, тағйири миёнаи ҳаррӯза тақрибан 15 m³/соат ва амплитудаи умумии тағйир дар мавсим 56,8 m³/соат буд.

Дар Шакли 7 коэффисиенти муқовимат баръакси ҷараён тағйир меёбад. Дар давраи сармои шадид арзишҳо бештар дар диапазони 1,2–1,3 Pa/(m³/соат)² устувор мемонданд; дар оғоз ва охири мавсим аз 1,3 боло рафта, дар баъзе лаҳзаҳо ба тақрибан 1,7 наздик мешуданд. Ин рафтор бо зиёд шудани муқовимати намоёни шабака ҳангоми зуд-зуд бастани клапанҳо дар ҳавои гарм мувофиқ аст.

Сарфаи гармӣ чӣ гуна таъриф шудааст?

Таносуби сарфаи гармӣ ҳамчун фарқи байни истеъмоли гармӣ пеш ва пас аз танзим нисбат ба истеъмоли ибтидоӣ таъриф шудааст:

\[ \delta_Q = \frac{Q_a-Q_b}{Q_a} \times 100\% \]

• Q_a: Истеъмоли гармӣ пеш аз танзим, GJ,
• Q_b: Истеъмоли гармӣ пас аз танзим, GJ.

Шакли 18 дар саҳифаи 34-и PDF нишон медиҳад, ки сарфа вобаста ба ҳарорати ҳавои берунӣ ва минтақа ба таври назаррас тағйир меёбад:

• Ba ва Bb: Бо баланд шудани ҳарорати ҳавои берунӣ аз −3 °C то тақрибан 7–9 °C сарфа қариб хаттӣ афзуда, қимати баландтарин ба тақрибан %24 расидааст.
• Шароити маъмули 4 °C: Барои система тақрибан %9,9 сарфаи гармӣ ҳисоб шудааст.
• Ab: Байни −9 ва −1 °C сарфа зери %4 монда, бо наздик шудани ҳаво ба 0 °C кам шудааст.
• Ca: Байни 0–14 °C сарфа асосан дар диапазони %7–9 монда; болотар аз 14 °C афзоиши қавитар дида шудааст.

Ин натиҷа нишон медиҳад, ки усул фоидаи аз ҳама калонро дар шароити таъмини аз ҳад зиёд, вақте дар ҳавои гарм ҳам оби ҳарораташ баланд фиристода мешавад, медиҳад. Дар сармои шадид клапанҳо аллакай асосан кушодаанд, бинобар ин фосилаи бехатаре, ки ҳароратро кам кардан мумкин аст, хурд мешавад.

Сарфаи барқ чӣ гуна ҳисоб шудааст?

Таносуби сарфаи барқ чунин таъриф шудааст:

\[ \delta_W = \frac{W'_a-W'_b}{W'_a} \times 100\% \]

• W′_a: Истеъмоли барқи система пеш аз танзим, GJ,
• W′_b: Истеъмоли барқи система пас аз танзим, GJ.

Баландтарин сарфаи барқ дар минтақаҳои ҳарорати баланди C ҳисоб шудааст, ки дар онҳо ҷараёни мақсаднок ва фишори дифференсиалиро пасттар гузоштан мумкин аст. Дар минтақаҳои сарди A, азбаски талаботи корбар ва бехатарии гидравликӣ бояд ҳифз шавад, фишор камтар паст карда шуда, сарфаи барқ дар тақрибан %1,7 маҳдуд мондааст.

Натиҷаҳои асосие, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад, кадомҳоянд?

• Ҳолатҳои инфиродӣ ва ҷудогонаи клапанҳои кушода-баста, вақте бо вақти кушода мондан ва масоҳати гармидиҳӣ якҷо истифода мешаванд, метавонанд ба нишондиҳандаи марказии талабот табдил дода шаванд.
• Арзёбии якҷояи ҳарорати миёнаи дохилӣ ва таносуби кушода будани клапан нисбат ба танҳо дидани ҳолати клапан таснифоти фаҳмотари талабот-таъминот медиҳад.
• Ҳарорати баланди дохилӣ ва таносуби пасти кушода будани клапан дар системаи омӯхташуда бо таъмини аз ҳад зиёди гармӣ ва тағйирёбии қавии гидравликӣ алоқаманд аст.
• Паст кардани ҳарорати оби рафтор вобаста ба ҳавои берунӣ ва минтақаи корӣ ҳадафи назоратиро пешниҳод мекунад, ки метавонад нуқтаҳои кориро ба минтақаҳои таносуби баланди кушода будани клапан интиқол диҳад.
• Давраҳои устувори таносуби баланди кушода будани клапан метавонанд барои муайян кардани муқовимати гидравликии шабакаи қубур, ки аз маҳдудкунии клапанҳои терминалӣ камтар таъсир гирифтааст, истифода шаванд.
• Ба ҷои фишори дифференсиалии собит, танзимоти махсуси минтақаи 226–244 kPa истеъмоли ҳисобшудаи барқи насосро кам мекунанд.

Таҳқиқот чиро нишон намедиҳад?

• Иҷроиши усул дар иқлимҳои дигар, намудҳои гуногуни бино ё андозаҳои дигар шабака тасдиқ нашудааст.
• Натиҷаҳо бо шаҳраки дуюми мустақил ё маҷмӯи маълумоти тасдиқии беруна санҷида нашудаанд.
• Барои таносубҳои сарфа интервали эътимод, инҳирофи стандартӣ, p-value ё дигар ченаки номуайянии оморӣ дода нашудааст.
• Тақсимоти дақиқи ҳифзи бароҳатии гармии корбарон пас аз танзим ба таври муфассал гузориш нашудааст.
• Таҳқиқот ба таври возеҳ шарҳ намедиҳад, ки назорати пурраи closed-loop дар тамоми мавсими гармидиҳӣ дар саҳро чанд муддат воқеан татбиқ шуд ва давраҳои муқоиса чӣ гуна мувофиқ карда шуданд.
• Баландтарин %24 сарфаи гармӣ ва %10,04 сарфаи барқ арзишҳои миёна нестанд, ки дар ҳамаи минтақаҳо ё ҳамаи рӯзҳо интизор шаванд.
• Бехатарии назорат нисбат ба хатои иртиботи клапан, ғалатии сенсор, талафи маълумот ё кушодани тиреза аз ҷониби корбарон омӯхта нашудааст.
• Партоби карбон, арзиши сармоягузорӣ, давраи баргардони сармоя ё арзиши нигоҳдорӣ ҳисоб нашудааст.
• Усул клапанҳои корбарро мустақим оптимизатсия намекунад ва ба танзимоти онҳо дахолат намекунад.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот кадомҳоянд?

Муҳимтарин ҷиҳати қавии таҳқиқот ин аст, ки ҷуброни классикии иқлимиро, ки танҳо ба ҳарорати ҳавои берунӣ такя мекунад, бо рафтори воқеии корбар мепайвандад. Истифодаи маълумоти саҳроӣ аз як мавсими пурраи гармидиҳӣ пешгирӣ мекунад, ки усул танҳо ба модели назариявии шабакаи қубур такя кунад.

Баррасии назорати гармӣ ва гидравликӣ дар як чаҳорчӯба низ муҳим аст. Паст кардани ҳарорати оби рафтор гармии зиёдатиро кам мекунад, дар ҳоле ки танзими фишори дифференсиалӣ мувофиқи ҷараёни мақсаднок энергияи насос ва тағйирёбии фишорро ҳадаф мегирад. Ин ду қарор аз ҳам мустақил нестанд, балки аз ҳамон харитаи ҳолати корбар гирифта мешаванд.

Таҳқиқот инчунин кӯшиш мекунад таъсири муқовимати қубур ва маҳдудкунии клапанҳои терминалиро бо интихоби давраҳои устувори таносуби баланди кушодагӣ то ҳадди имкон ҷудо кунад. Истифодаи ҳадҳои равшан барои устувории ҳарорат ва ҷараён дар нӯҳ силсилаи вақт пайгиришавандагии интихоби муқовимати гидравликиро зиёд мекунад.

Маҳдудиятҳои асосӣ кадомҳоянд?

• Таҳқиқот preprint буда, аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст.
• Омӯзиши ҳолатӣ бо як шаҳраки донишгоҳӣ маҳдуд аст.
• Маълумоти хом махфӣ аст ва аз ҷониби муҳаққиқони мустақил тасдиқ карда намешавад.
• Шумораи умумии корбарон, масоҳати умумии гармшаванда ва дақиқии техникии сенсорҳо гузориш нашудаанд.
• Чӣ гуна маълумоти гумшуда, outlier ва қатъи иртибот коркард шудаанд, муфассал нест.
• Сарҳадҳои чорякӣ ба маҷмӯи маълумот хосанд; интиқоли мустақими арзишҳои 19,5 °C, 20,4 °C, %66 ва %76,5 ба системаҳои дигар мувофиқ нест.
• Моделҳои хаттии асосии ҳарорат ба шумораи маҳдуди миёнаҳои фосилаи ҳарорат такя мекунанд.
• Қиматҳои R²-и баъзе моделҳо тақрибан 0,63–0,83 мебошанд ва тағйирёбии шарҳнашуда вуҷуд дорад.
• Аз сабаби нокифоя будани маълумоти минтақаи Cc, ҷараёни мақсадноки сутуни C аз минтақаи ҳамсояи Cb гирифта шудааст.
• Ҷараёни мақсадноки сутуни A дар матн 443 m³/соат ва дар ҷадвали ниҳоӣ 444 m³/соат дода шудааст.
• Ифодаи “×100%” дар муодилаи ҳарорати миёна аз ҷиҳати воҳидҳо номувофиқ менамояд.
• Ҳудудҳои бехатарии саҳроии стратегияи назорат нисбат ба хавфҳое чун яхбандӣ, нокифоя будани гармидиҳӣ ё талафи фишор дар терминали аз ҳама дур муфассал дода нашудаанд.

Таҳқиқот аз нигоҳи гузашта, имрӯз ва оянда чӣ маъно дорад?

Назорати анъанавии гармидиҳии минтақавӣ асосан аз рӯи ҳарорати ҳавои берунӣ, ҷараёни собит ё фишори собит анҷом дода мешавад. Гарчанде клапанҳои термостатикии интеллектуалӣ дар сатҳи корбар чандирӣ фароҳам меоранд, агар робитаи иттилоотӣ байни рафтори терминал ва истеҳсоли марказӣ набошад, ин чандирӣ метавонад ба самаранокии система пурра инъикос нашавад.

Ин таҳқиқот шумораи зиёди амалҳои ҷудогонаи корбарро ба ду нишондиҳандаи макро табдил дода, онҳоро барои кори марказӣ хондашаванда мекунад. Саҳми он дар як харита муттаҳид кардани сигнали бароҳатии корбар ва сигнали талаботи клапан ва мустақим пайваст кардани мавқеи харита ба қарорҳои ҳарорати рафтор ва фишори насос аст.

Дар оянда усул бояд дар шаҳрҳои гуногун, фонди гуногуни биноҳо ва мавсимҳои мустақили гармидиҳӣ тасдиқ карда шавад. Дар таҷрибаҳои closed-loop-и саҳроӣ бояд ҳисобкунакҳои воқеии энергия, тақсимоти бароҳатӣ ва устувории идоракунӣ якҷо чен шаванд. Нашри маҷмӯаҳои маълумоти беномшуда бо ҳифзи махфият такроршавандагии натиҷаҳоро зиёд мекунад. Ғайр аз ин, ба ҷои моделҳои хаттии асосӣ метавон моделҳои мутобиқшавандаро, ки номуайяниро ҳисоб мекунанд, истифода бурд; аммо чунин рушд дар таҳқиқоти ҳозира санҷида нашудааст.

Усул ва бозёфтҳои таҳқиқот

Хулосаи техникии усул

Ислоҳҳои ҳарорати махсуси минтақа

Бозёфтҳои асосии рақамӣ

Паёми илмии шаклҳо ва ҷадвалҳо

• Шакли 1: Қабати ҷамъоварии маълумоти терминалӣ ва назорати ҳарорату фишори зеристгоҳро дар як иерархия нишон медиҳад.
• Шакли 2: Ҷавоби вобаста ба вақти клапани кушода-баста ва ҳарорати хона ҳангоми тағйири ҳарорати танзимшудаи корбарро шарҳ медиҳад.
• Шакли 3: Тақсим шудани ҳарорати миёнаи дохилӣ ва таносуби кушода будани клапанро ба нӯҳ минтақаи корӣ нишон медиҳад.
• Шакли 4: Нуқтаҳои буриши каҷи насос ва каҷҳои тағйирёбандаи муқовимати шабакаро дар назорати фишори дифференсиалии собит ва тағйирёбанда нишон медиҳад.
• Шакли 5: Тақсимоти 48 бинои майдони ҳолатиро дар шабакаи гармидиҳӣ нишон медиҳад.
• Шакли 6: Ҷараёнҳои миёна, баландтарин ва пасттарини ҳаррӯза ва диапазони тағйири рӯзонаро дар тамоми мавсими гармидиҳӣ нишон медиҳад.
• Шакли 7: Нишон медиҳад, ки коэффисиенти муқовимати шабака дар миёнаи мавсим паст ва дар оғозу охири мавсим баланд мешавад.
• Шакли 8: Харитаи ҳолатро бо сарҳадҳои 19,5–20,4 °C ва %66–%76,5 дар маълумоти воқеӣ нишон медиҳад.
• Шакли 9: Нишон медиҳад, ки нӯҳ минтақа дар кадом вақтҳои мавсими гармидиҳӣ пайдо мешаванд.
• Шакли 10: Тақсимоти ҳарорати берунӣ, ҳарорати оби рафтор, ҷараён ва коэффисиенти муқовиматро дар нӯҳ минтақа муқоиса мекунад.
• Шаклҳои 11–14: Хатҳои асосии ҳарорати берунӣ–оби рафтор ва миқдори коҳиши татбиқшавандаро барои минтақаҳои гуногун нишон медиҳанд.
• Шакли 15: Шароити устувории ҳарорат ва ҷараёни нӯҳ силсилаи вақти барои муқовимати гидравликӣ интихобшударо тасдиқ мекунад.
• Шакли 16: Натиҷаҳои муқовимати 1,22–1,24 Pa/(m³/соат)²-ро аз нӯҳ силсилаи вақт нишон медиҳад.
• Шакли 17: Тақсимоти ҷараёни мақсадноки 24-соатаро барои минтақаҳои ҳароратии A, B ва C нишон медиҳад.
• Шакли 18: Нишон медиҳад, ки сарфаи гармӣ ба ҳарорати ҳавои берунӣ ва таъмини зиёдатии ибтидоӣ вобаста аст.
• Шакли 19: Нишон медиҳад, ки сарфаи барқ дар минтақаҳои ҳарорати баланди C ба таври назаррас афзоиш меёбад.
• Ҷадвали 1: Хусусиятҳои гармӣ, гидравликӣ ва кории нӯҳ минтақаро ҷамъбаст мекунад.
• Ҷадвали 2: Муодилаҳои татбиқшавандаи коҳиши ҳарорат ва шароити метеорологиро барои чор минтақа медиҳад.
• Ҷадвали 3: Ҷараёнҳои мақсаднок ва фишорҳои дифференсиалии минтақавиро медиҳад.

Эзоҳи манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: A hierarchical terminal-substation coordinated regulation framework for district heating: aggregating decentralized on-off behaviors for centralized thermal-hydraulic reset

Муаллифон ва тартиби онҳо дар PDF: Shanshan Cao; Wenxu Wang; Wenjing Ma; Yongpeng Yan; Chunhua Sun; Xiangdong Wu

Ҳаммуаллифи аввал ё саҳми баробар: Дар PDF изҳороти ҳаммуаллифии аввал ё саҳми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифи масъул: Chunhua Sun

Почтаи электронии муаллифи масъул: sunchunhua_2025@sina.com

Пайвастагиҳои институтсионалӣ:

1. School of Energy and Environmental Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China
2. MCC Jingcheng Engineering Technology Co. Ltd, Beijing 100176, China
3. North China Municipal Engineering Design and Research Institute, Tianjin 300074, China
4. Hebei Gongda Keya Energy Technology Co. Ltd, Shijiazhuang 050000, China

DOI: 10.2139/ssrn.6946539

Платформаи нашр: SSRN

Санаи боргузорӣ ба SSRN: 15 июни 2026

Соли нашр: 2026

Пайванди расмӣ:Саҳифаи таҳқиқоти SSRN

Маҷалла ё конфронс: Барои ин версия нашри маҷалла ё конфронси баррасишуда тасдиқ нашудааст.

Ношири аслии маҷалла: Барои ин версия ношири маҷаллаи баррасишуда тасдиқ нашудааст.

Навъи манбаъ: Мақолаи preprint дар бораи назорати гармидиҳии минтақавӣ ва таҳлили ҳолат, ки ба маълумоти воқеии корӣ асос ёфтааст

Ҳолати баррасии ҳамтоён: Таҳқиқот аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст.

Эзоҳи маълумоти муассисавии SSRN–PDF: Метадодаи муассиса дар саҳифаи расмии SSRN барои баъзе муаллифон нопурра аст ё бо муассисаҳои PDF комилан мувофиқат намекунад. Дар ин мақола муассисаҳо ва тартиби муаллифон, ки дар саҳифаи якуми PDF дода шудаанд, асос гирифта шудаанд.

Саҳми муаллифон: Shanshan Cao вазифаҳои консептуализатсия, усул, назорат, маблағгузорӣ, захираҳо, бозбинӣ ва таҳрирро ба ӯҳда дошт. Wenxu Wang ба усул, нармафзор, тарҳи аввал ва таҳқиқот саҳм гузошт. Wenjing Ma ба усул ва тарҳи аввал саҳм гузошт. Yongpeng Yan вазифаҳои усул ва назоратро иҷро кард. Chunhua Sun ба назорат, тарҳи аввал ва захираҳо саҳм гузошт. Xiangdong Wu дастгирии захира ва назоратро таъмин кард.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот аз ҷониби Shijiazhuang Municipal Bureau of Science and Technology дар доираи лоиҳаи “Research and Development and Application of Intelligent Control Technology for Multi-energy Complementary Heat Supply System” бо рақами 241230113A дастгирӣ шудааст.

Дастгирии саҳро ва маълумот: Hebei Gongda Keya Energy Technology Co., Ltd. маълумоти зарурӣ ва платформаи кори саҳроиро таъмин кардааст.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки манфиати молиявии маълум ё муносибати шахсие, ки метавонад ба таҳқиқот таъсир расонад, вуҷуд надорад.

Дастрасӣ ба маълумот: Маълумоти истифодашуда дар таҳқиқот махфӣ аст ва ба таври оммавӣ дастрас нест.

Ин мақолаи туркӣ бо баррасии пурраи матн, муодилаҳо, ҷадвалҳо, харитаҳои ҳолат, графикҳои регрессия, схемаҳои гидравликӣ ва шаклҳои сарфаи энергияи PDF-и боршуда омода шудааст. Берун аз PDF ягон даъвои нави сарфаи энергия, бароҳатӣ, фоидаи иқтисодӣ ё муваффақияти саҳроӣ илова нашудааст.

Дар матн ҷараёни мақсадноки сутуни A ҳамчун 443 m³/соат зикр шудааст, дар ҳоле ки дар Ҷадвали ниҳоии 3 арзиши 444 m³/соат истифода шудааст. Азбаски ҳисоби ниҳоии фишори 244 kPa бо 444 m³/соат мувофиқ аст, дар ҷадвали хулосаи техникӣ арзиши Ҷадвали ниҳоии 3 асос гирифта шудааст. Ифодаи “×100%” дар муодилаи ҳарорати миёна аз ҷиҳати воҳидҳо номувофиқ ба назар мерасад; миёнаи арифметикӣ, ки бо таҳлилҳои минбаъдаи таҳқиқот мувофиқ аст, шарҳ дода шудааст.

Маҳдудиятҳои асосӣ истифодаи як майдон, махфӣ будани маълумоти хом, гузориш нашудани шумораи корбарон ва дақиқии сенсорҳо, муфассал дода нашудани ҷадвали вақти татбиқи назорат, набудани тасдиқи мустақили беруна, кам будани шумораи намунаҳо дар баъзе минтақаҳо ва пешниҳод нашудани номуайянии оморӣ барои натиҷаҳои сарфа мебошанд.

Сарфаи гузоришшудаи %24 гармӣ ва %10,04 барқ баландтарин натиҷаҳои системаи омӯхташуда мебошанд. Онҳоро набояд ҳамчун арзишҳои собите тафсир кард, ки дар ҳар ҳарорати ҳавои берунӣ, ҳар бино ё дигар системаи гармидиҳии минтақавӣ ҳамон тавр ба даст меоянд.

Ин таҳқиқот preprint буда, аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст; натиҷаҳо бояд бо дарназардошти ин маҳдудият хонда шаванд.