Ushbu tadqiqot foydalanuvchilarning xona haroratiga qarab mustaqil va asinxron tarzda ochilib-yopiladigan termostatik klapanlarining markazlashtirilgan issiqlik ta'minoti tizimida keltirib chiqaradigan murakkab holatini issiqlik nimstansiyasida qo'llanilishi mumkin bo'lgan markazlashgan boshqaruv qarorlariga aylantirishni maqsad qilgan. Tadqiqotchilar har bir xonadondan keladigan ichki harorat, foydalanuvchi harorat sozlamasi va klapanning ochiq turish davomiyligi ma'lumotlarini birlashtirib, o'rtacha ichki harorat hamda maydonga nisbatan vaznlangan klapan ochilish koeffitsiyentini hisoblab chiqdilar; ushbu ikki ko'rsatkich yordamida tizimning taklif-talab holatini to'qqizta zonaga ajratuvchi 3×3 o'lchamli “issiqlik holati xaritasi”ni yaratdilar.

Taklif etilgan tuzilmada terminal foydalanuvchi qatlami nimstansiyaga ma'lumot uzatadi, biroq foydalanuvchi klapanlari markazdan to'g'ridan-to'g'ri boshqarilmaydi. Nimstansiya xaritadagi ekspluatatsiya zonasiga muvofiq ikkilamchi tarmoq uzatish suvi haroratini pasaytiradi va sirkulyatsiya nasosining differensial bosim sozlamasini o'zgartiradi. Shu tariqa, yuqori haroratda ortiqcha issiqlik uzatilishi sababli foydalanuvchi klapanlarining ommaviy yopilishi, sarfning tebranishi va nasos elektr energiyasi sarfining oshishi kamaytiriladi.

Tyanszindagi 48 ta binodan iborat universitet shaharchasining to'liq isitish mavsumiga oid ikki soatlik ekspluatatsiya ma'lumotlari asosida o'tkazilgan tahlilda tizimning gidravlik qarshilik koeffitsiyenti 1,24 Pa/(m³/soat)² deb aniqlandi; turli harorat zonalari uchun 244, 238 va 226 kPa differensial bosim sozlamalari hisoblab chiqildi. Tadqiqot eng yuqori elektr energiyasi tejamkorligini %10,04 va eng yuqori issiqlik tejamkorligini %24 deb qayd etadi. Biroq bu ko'rsatkichlar barcha meteorologik sharoitlarda olinadigan doimiy tejamkorlik emas; tashqi havo haroratiga, dastlabki ortiqcha issiqlik uzatish darajasiga va ekspluatatsiya zonasiga bog'liqdir.

Tadqiqot hal qilishga qaratilgan asosiy muammo nimadan iborat?

Shimoliy Xitoyda keng tarqalgan markazlashtirilgan issiqlik ta'minoti tizimlarida bitta issiqlik nimstansiyasi ko'plab binolarni bitta ikkilamchi issiq suv tarmog'i orqali issiqlik bilan ta'minlaydi. An'anaviy ekspluatatsiyada sirkulyatsiya nasosi doimiy differensial bosim bilan ishlatilishi, uzatish suvi harorati esa tashqi havo haroratiga bog'liq bo'lgan o'zgarmas iqlim kompensatsiyasi egri chizig'i yoki operator tajribasi asosida belgilanishi mumkin.

Aqlli termostatik klapanlarning joriy etilishi bilan foydalanuvchilar o'z xonalarining maqsadli haroratini belgilash imkoniga ega bo'ldilar va klapanlar ham xona haroratiga qarab issiqlik uzatishni ochib-yopadi. Bu tuzilma foydalanuvchiga katta erkinlik bersa-da, markazlashgan tizim nuqtai nazaridan yangi boshqaruv muammosini keltirib chiqaradi:

• Har bir klapan faqat ochiq yoki yopiq holatdagi ikkita diskret rejimda ishlaydi.
• Minglab foydalanuvchilarning xatti-harakatlari bir vaqtda sodir bo'lmaydi, balki asinxron tarzda o'zgaradi.
• Nimstansiya foydalanuvchilarning haqiqiy issiqlik talabini to'g'ridan-to'g'ri ko'rmasdan, o'zgarmas yoki tajribaga asoslangan parametrlar bilan ishlashi mumkin.
• Keragidan ortiq issiq suv yuborilganda xonalar o'ta qizib ketadi va ko'plab klapanlar passiv tarzda yopiladi.
• Klapanlarning ommaviy va tartibsiz yopilishi tarmoq qarshiligini oshirib, sarf va bosim tebranishlariga olib keladi.

Ushbu holat “ortiqcha issiqlik uzatish – klapanlarning yopilishi – gidravlik nomutanosiblik – qaytadan ortiqcha energiya sarfi” ko'rinishidagi zanjirli siklni yuzaga keltirishi mumkin. Tadqiqotning asosiy savoli — bir-biriga bog'liq bo'lmagan foydalanuvchi xatti-harakatlarini markaziy nimstansiyada qo'llash mumkin bo'lgan ishonchli va tushunarli talab ko'rsatkichlariga qanday aylantirish mumkinligidir.

Avvalgi usullardan qanday farq qiladi?

Oldingi tadqiqotlarning katta qismi uzluksiz boshqariladigan klapanlarning ochilish foizini markaziy boshqaruv o'zgaruvchisi sifatida qo'llaydi. Biroq ochish-yopish (on-off) klapanlarida bir lahzada o'lchangan “ochiq” yoki “yopiq” holati foydalanuvchining butun o'lchov oralig'i davomida qancha issiqlik talab qilganini bir o'zi yetarli darajada ko'rsatib berolmaydi.

Tadqiqot ushbu kamchilikni ikki turdagi ma'lumotni birlashtirish orqali bartaraf etishga intiladi:

• Ichki harorat: Foydalanuvchining amalda erishgan termik qulaylik holatini ifodalaydi.
• Klapanning ochiq turish davomiyligi: Muayyan vaqt oralig'idagi issiqlik talabi intensivligini ifodalaydi.

Shu tariqa, tizim nafaqat klapanlarning nima qilayotganini, balki ushbu xatti-harakat qanday ichki harorat sharoitida yuzaga kelayotganini ham baholaydi. Masalan, klapan ochilishining past ko'rsatkichi, agar xona harorati yuqori bo'lsa, ortiqcha issiqlik uzatilayotganini; agar xona harorati past bo'lsa, foydalanuvchilarning uyda yo'qligini yoki favqulodda ekspluatatsiya holatini ko'rsatishi mumkin.

Taklif etilgan ierarxik tuzilma qanday ishlaydi?

PDF ning 9-sahifasidagi 1-rasm tizimni ikkita asosiy qatlamda ko'rsatadi:

1. Terminal foydalanuvchi qatlami

Radiatorlar, aqlli termostatik klapanlar, xona kontrollerlari va ma'lumot yig'uvchilar orqali quyidagi axborotlar olinadi:

• Foydalanuvchining xona ichki harorati,
• Foydalanuvchi tomonidan belgilangan maqsadli harorat,
• Klapanning ochiq yoki yopiq holati,
• O'lchov oralig'idagi umumiy ochiq turish davomiyligi,
• Foydalanuvchining isitiladigan maydoni.

Ushbu individual ma'lumotlar avval issiqlik holati fazosida saqlanadi, so'ngra o'rtacha ichki harorat va klapan ochilish koeffitsiyenti ko'rinishida umumlashtiriladi.

2. Issiqlik nimstansiyasi qatlami

Nimstansiyada ikkita muvofiqlashtirilgan sozlash amalga oshiriladi:

• Termik optimallashtirish: Ikkilamchi tarmoq uzatish suvi haroratini foydalanuvchi holati xaritasidan aniqlangan talabga ko'ra pasaytirish yoki qayta sozlash.
• Gidravlik optimallashtirish: Tarmoq qarshiligi va zonaga mos maqsadli sarf miqdoridan foydalanib, sirkulyatsiya nasosining differensial bosimini qayta belgilash.

Axborot oqimi ierarxik va bir yo'nalishlidir. Foydalanuvchi qatlami nimstansiyaga talab haqida ma'lumot beradi; nimstansiya esa tarmoqning harorat va bosim chegara shartlarini o'zgartiradi. Tizim foydalanuvchilarning maqsadli haroratini o'zgartirmaydi yoki klapanlarni majburiy ochib-yopmaydi.

Termostatik klapanning boshqaruv mantig'i qanday?

PDF ning 10-sahifasidagi 2-rasm ichki harorat bilan klapan holati o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatadi. Xona harorati foydalanuvchi sozlamasidan past bo'lsa, klapan ochiladi; belgilangan qiymatga yetganda esa yopiladi. Foydalanuvchi maqsadli haroratni ko'targanda klapan qayta ochiladi; harorat pasaytirilganda esa xona yangi pastki chegaragacha soviguncha yopiq qolishi mumkin.

Ushbu xususiyat klapan holati faqat binoning issiqlik yo'qotishiga emas, balki foydalanuvchi tomonidan o'zgartirilgan harorat sozlamasiga ham bog'liq ekanligini ko'rsatadi. Shu sababli tadqiqotchilar har bir foydalanuvchi uchun quyidagi holat vektorini aniqlaganlar:

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

• T_n,i: n-o'lchov oralig'ida i-foydalanuvchining ichki harorati, °C,
• T_n,set,i: foydalanuvchining harorat sozlamasi, °C,
• τ_n,i: o'sha o'lchov oralig'ida klapanning ochiq qolgan umumiy vaqti, soat.

Barcha foydalanuvchilarning holatlari matritsa ichida birlashtiriladi:

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

Bu yerdagi K nimstansiyaga ulangan jami foydalanuvchilar sonini ifodalaydi. PDF tadqiqot o'tkazilgan hududdagi umumiy foydalanuvchilar yoki xonadonlar sonini ma'lum qilmagan.

O'rtacha ichki harorat qanday hisoblanadi?

Nimstansiya qamrovidagi foydalanuvchilarning o'rtacha ichki harorati quyidagi arifmetik o'rtacha qiymat orqali ifodalanadi:

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

PDF da chop etilgan 3-tenglamaning oxirida “×100%” yozuvi ko'rinadi. Haroratning °C dagi o'rtacha qiymatini foizga aylantirish fizik jihatdan ma'nosiz bo'lgani sababli, bu yozuv tenglama matnidagi formatlash yoki nusxa ko'chirish xatosi deb baholangan. Tadqiqotning keyingi grafik va hisob-kitoblari T_n,aver qiymatini °C da qo'llagan.

Klapan ochilish koeffitsiyenti qanday hisoblanadi?

Har bir xonadonning maydoni har xil bo'lishi mumkinligi sababli klapanlarning ochiq turish vaqtlari to'g'ridan-to'g'ri o'rtacha olinmagan. Buning o'rniga ochiq turish vaqti isitiladigan maydonga nisbatan vaznlangan:

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

• α: nimstansiya qamrovidagi maydonga nisbatan vaznlangan klapan ochilish koeffitsiyenti, %,
• τ_i: i-foydalanuvchi klapanining ochiq turish davomiyligi, soat,
• F_i: i-foydalanuvchining isitiladigan maydoni, m²,
• Δτ: o'lchov oralig'i (diskretizatsiya davri), soat.

Masalan, katta xonadon klapanining ikki soat davomida ochiq turishi kichik xonadonning xuddi shuncha vaqt ochiq turishiga qaraganda tizimning umumiy issiqlik talabi ko'rsatkichiga ko'proq hissa qo'shadi.

3×3 issiqlik holati xaritasi qanday tuzilgan?

O'rtacha ichki harorat gorizontal o'qqa, klapan ochilish koeffitsiyenti vertikal o'qqa joylashtirilgan. Har ikki o'zgaruvchining birinchi va uchinchi kvartil qiymatlari chegara sifatida olinib, tekislik to'qqizta zonaga ajratilgan.

Umumiy usulda harorat ustunlari quyidagicha:

• A ustuni: T_n,aver < U₁; past harorat zonasi,
• B ustuni: U₁ ≤ T_n,aver ≤ U₃; o'rtacha harorat zonasi,
• C ustuni: T_n,aver > U₃; yuqori harorat zonasi.

Klapan ochilish koeffitsiyenti satrlari esa quyidagicha:

• a satri: α < U₁; past klapan ochilishi va past energiya samaradorligi zonasi Ω_L,
• b satri: U₁ ≤ α ≤ U₃; o'rtacha ochilish va normal dinamik ekspluatatsiya zonasi Ω_M,
• c satri: α > U₃; yuqori ochilish va yuqori samaradorlik zonasi Ω_H.

Tadqiqot ma'lumotlaridan olingan chegaralar quyidagicha:

PDF ning 22-sahifasidagi 8-rasmda real ekspluatatsiya nuqtalarining katta qismi B va C ustunlarida to'plangani ko'rinadi. Ichki harorat ko'tarilgan sari klapan ochilish koeffitsiyentining umumiy pasayishi foydalanuvchilar ortiqcha issiqlikka klapanlarni yopish orqali javob qaytarganini ko'rsatadi.

To'qqizta ekspluatatsiya zonasi nimani anglatadi?

Xaritaning maqsadi barcha ish nuqtalarini bitta harorat ustuniga o'tkazish emas. Maqsad — o'xshash tashqi va ichki harorat sharoitlarida klapan ochilish koeffitsiyentini oshirib, ortiqcha terminal drossellashni kamaytirish va ish nuqtasini ayni ustunning yanada samaraliroq yuqori satriga ko'chirishdir.

Ekspluatatsiya ma'lumotlari shovqinlardan qanday tozalangan?

Markazlashtirilgan issiqlik ta'minoti tizimlarining yuqori termik inersiyasi sababli bir yoki ikki soat ichidagi harorat o'zgarishlari ayni paytda qo'llanilgan boshqaruv qarorini bevosita aks ettirmasligi mumkin. Foydalanuvchilarning xatti-harakatlari va datchik anomaliyalari ham xom ma'lumotlarda tarqoq nuqtalarni keltirib chiqarishi mumkin.

Tadqiqotchilar tashqi havo haroratini muayyan oraliqlarga bo'luvchi “harorat oralig'i o'rtachasi” usulidan foydalanganlar:

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

Har bir tashqi harorat oralig'idagi ma'lumotlar D_m qism to'plamida yig'ilgan. Agar bir oraliqda kamida uchta namuna bo'lmasa, u oraliq vaqtinchalik shovqin deb hisoblanib, hisobdan chiqarilgan:

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

Yaroqli oraliqlardagi o'zgaruvchilar arifmetik o'rtacha bilan silliqlangan:

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

Ushbu yondashuv alohida soatbay nuqtalar o'rniga o'xshash tashqi havo sharoitlarida kuzatilgan o'rtacha va nisbatan barqaror tizim harakatini aniqlashga xizmat qiladi.

Uzatish suvi harorati qanday qayta sozlanadi?

Har bir ekspluatatsiya zonasi uchun ikkilamchi tarmoq uzatish suvi harorati bilan tashqi havo harorati o'rtasida chiziqli tayanch model tuzilgan:

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

Model koeffitsiyentlari eng kichik kvadratlar usuli bilan baholangan:

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

Ortiqcha issiqlik uzatilayotgan joriy zonaning tayanch egri chizig'i bilan maqsadli zonaning egri chizig'i o'rtasidagi harorat farqi hisoblanadi:

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

Yangi uzatish harorati joriy qiymatdan ushbu tuzatishni ayirish orqali olinadi:

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

Bu yerda tuzatish o'zgarmas emas. Havo isishi bilan ortiqcha issiqlik uzatish ehtimoli ortsa, kattaroq; qattiq sovuqda foydalanuvchilarning real issiqlik ehtiyoji yuqori bo'lsa, kichikroq harorat pasaytirish qo'llaniladi.

B va C harorat zonalarida nimalar aniqlandi?

PDF ning 26-sahifasidagi 11-rasmda Bc va Ba zonalari uchun quyidagi modellar berilgan:

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

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

Tashqi havo harorati −3 °C dan oshganda Ba zonasidagi uzatish suvi harorati klapan ochilishi yuqori bo'lgan Bc tayanch chizig'idan yuqoriligicha qolmoqda. Ba dan Bc ga o'tish uchun taklif qilingan harorat pasaytirish quyidagicha:

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

Ushbu formulaga ko'ra, tashqi havo 0 °C bo'lganda harorat taxminan 1,3 °C ga, 8 °C bo'lganda esa taxminan 4,5 °C ga pasaytiriladi.

C ustunida berilgan asosiy modellar quyidagicha:

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

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

Ca dan Cb ga o'tish uchun:

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

taklif etilgan. Tashqi havo harorati ko'tarilgan sari ushbu formuladagi pasaytirish miqdori ma'lum darajada kamaysa-da, C zonasida issiqlik tejamkorligi dastlabki yuqori harorat va yopiq klapanlar ulushi tufayli sezilarli bo'lib qolaveradi.

O'rta klapan ochilishi va past harorat zonalari qanday tartibga solinadi?

Bb zonasining Bc maqsadli zonasiga nisbatan tuzatish formulasi quyidagicha:

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

14-rasmda Bb tayanch chizig'i Bc ga Ba tayanch chizig'iga qaraganda yaqinroq ekanligi ko'rinadi. Bu holat klapan ochilish koeffitsiyenti oshgani sayin tizim o'z-o'zidan talabga asoslangan ideal harorat chizig'iga yaqinlashishi sifatida talqin qilingan.

Past haroratli Ab zonasida taklif etilgan tuzatish kichikroqdir:

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

Qattiq sovuqda klapanlar allaqachon uzoq vaqt ochiq turgani sababli ortiqcha issiqlik berish ehtimoli cheklangan. Shu sababli tadqiqot ushbu zonada termik qulaylikni saqlab qoluvchi ehtiyotkorona boshqaruv yondashuvini qo'llaydi.

Tarmoqning gidravlik qarshiligi qanday aniqlangan?

Isitish tarmoqlarida taxminiy gidravlik bog'liqlik quyidagicha ifodalanadi:

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

• ΔP: tizim differensial bosimi, Pa,
• S: ekvivalent gidravlik qarshilik koeffitsiyenti, Pa/(m³/soat)²,
• G: ikkilamchi tarmoq sarfi, m³/soat.

Klapanlarning ko'pchiligi yopiq bo'lganda o'lchangan qarshilik quvur tarmog'ining konstruktiv qarshiligidan ko'ra ko'proq foydalanuvchi klapanlarining drossellash ta'sirini ko'rsatishi mumkin. Shu sababli tadqiqotchilar klapan ochilish koeffitsiyenti %76,5 dan yuqori bo'lgan Ac va Bc zonalaridagi ma'lumotlarni tanlab olganlar.

To'qqizta barqaror vaqt qatori qo'llanilgan. Ushbu qatorlarda:

• Ketma-ket ichki harorat farqlari ±0,1 °C oralig'ida,
• Ketma-ket sarf farqlari ±2 m³/soat oralig'ida saqlangan.

Har bir vaqt qatorining o'rtacha qarshilik koeffitsiyenti hisoblab chiqilgan va ishonchlilikni ta'minlash maqsadida eng katta qiymat tanlangan:

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

Aniqlangan qiymat:

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

bo'lgan. PDF ning 30-sahifasidagi 16-rasmda to'qqiz guruh natijalari taxminan 1,22–1,24 Pa/(m³/soat)² oralig'ida jamlangan.

Maqsadli sarf miqdorlari qanday belgilangan?

Har bir harorat ustunining klapan ochilishi yuqori bo'lgan ma'lumotlaridan foydalanib, 24 soatlik davrdagi o'rtacha sarf miqdorlari hisoblangan. Nasos energiyasini kamaytirish maqsadida ushbu o'rtacha ko'rsatkichlarning eng pasti maqsad qilib olingan:

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

Cc zonasida yuqori klapan ochilishiga ega yetarli namunalar bo'lmagani sababli qo'shni Cb zonasidan foydalanilgan. Bu tanlov amaliy jihatdan tushunarli bo'lsa-da, C ustunining maqsadli sarfi to'g'ridan-to'g'ri ideal Cc ma'lumotlaridan olinmaganini bildiradi.

Differensial bosim sozlamalari qanday hisoblangan?

Har bir zona uchun:

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

munosabati qo'llanilgan.

Mavjud ekspluatatsiyada differensial bosim taxminan 245–253 kPa oralig'ida o'lchangani qayd etilgan. Taklif etilgan usulda bu qiymat tashqi va ichki harorat zonasiga qarab 226–244 kPa oralig'ida o'zgartiriladi. Eng issiq C ustunida past talab sababli pastroq bosim, sovuq A ustunida esa foydalanuvchilarning issiqlik ehtiyojini qondirish uchun yuqoriroq bosim tavsiya etiladi.

O'rganilgan obyekt qanday xususiyatlarga ega?

Tadqiqot Tyanszindagi bitta universitet xodimlari turar joy shaharchasining markazlashtirilgan issiqlik ta'minoti tizimiga asoslangan. PDF ning 20-sahifasidagi 5-rasm qozonxona va nimstansiyadan chiquvchi tarmoqning binolarga taqsimlanishini ko'rsatadi.

6-rasmga ko'ra, kunlik o'rtacha ikkilamchi sarf 13-dekabrda 457,45 m³/soat bilan eng yuqori darajaga yetgan. Kunlik sarf tebranishi 4,4–31 m³/soat, o'rtacha kunlik o'zgarish taxminan 15 m³/soat, mavsum davomidagi umumiy tebranish amplitudasi 56,8 m³/soat bo'lgan.

7-rasmda qarshilik koeffitsiyenti sarfga teskari yo'nalishda o'zgaradi. Qattiq sovuq davrda qiymatlar asosan 1,2–1,3 Pa/(m³/soat)² oralig'ida barqaror turgan bo'lsa, mavsum boshi va oxirida 1,3 dan oshib, ayrim paytlarda 1,7 ga yaqinlashgan. Bu holat iliq ob-havoda klapanlarning tez-tez yopilishi natijasida tarmoqning ko'rinma qarshiligi oshishi bilan to'liq mos keladi.

Issiqlik tejamkorligi qanday aniqlangan?

Issiqlik tejamkorligi nisbati sozlashdan oldingi va keyingi issiqlik sarflari farqining dastlabki sarfga nisbati sifatida aniqlanadi:

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

• Q_a: sozlashdan oldingi issiqlik sarfi, GJ,
• Q_b: sozlashdan keyingi issiqlik sarfi, GJ.

PDF ning 34-sahifasidagi 18-rasm tejamkorlik tashqi havo harorati va zonaga qarab sezilarli o'zgarishini ko'rsatadi:

• Ba va Bb: Tashqi havo −3 °C dan taxminan 7–9 °C gacha ko'tarilganda tejamkorlik deyarli chiziqli ravishda oshib, eng yuqori ko'rsatkich taxminan %24 ga yetgan.
• Keng tarqalgan 4 °C sharoiti: Tizim uchun taxminan %9,9 issiqlik tejamkorligi hisoblangan.
• Ab: −9 dan −1 °C gacha oraliqda tejamkorlik %4 dan past bo'lgan va havo 0 °C ga yaqinlashgan sari pasaygan.
• Ca: 0–14 °C oralig'ida tejamkorlik asosan %7–9 oralig'ida qolgan; 14 °C dan yuqorida esa kuchliroq o'sish kuzatilgan.

Bu natija shuni ko'rsatadiki, usul eng katta samarani iliq kunlarda yuqori haroratli suv uzatilishi davom etadigan ortiqcha qizdirish sharoitlarida beradi. Qattiq sovuqda klapanlar allaqachon asosan ochiq bo'lgani sababli haroratni pasaytirish mumkin bo'lgan xavfsiz diapazon kichrayadi.

Elektr energiyasi tejamkorligi qanday hisoblangan?

Elektr energiyasi tejamkorligi nisbati quyidagicha ifodalangan:

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

• W′_a: sozlashdan oldingi tizim elektr energiyasi sarfi, GJ,
• W′_b: sozlashdan keyingi tizim elektr energiyasi sarfi, GJ.

Eng yuqori elektr energiyasi tejamkorligi past maqsadli sarf va past differensial bosim qo'llanilishi mumkin bo'lgan yuqori haroratli C zonalarida hisoblangan. Sovuq A zonalarida foydalanuvchi talabini va gidravlik xavfsizlikni ta'minlash ustuvorligi tufayli bosim kamroq pasaytirilgan va elektr tejamkorligi taxminan %1,7 bilan cheklangan.

Tadqiqot tasdiqlagan asosiy xulosalar qanday?

• Ochish-yopish klapanlarining alohida va diskret holatlari ochiq turish vaqti va isitish maydoni bilan birga qo'llanilganda markazlashgan talab ko'rsatkichiga aylantirilishi mumkin.
• O'rtacha ichki harorat bilan klapan ochilish koeffitsiyentining birgalikda baholanishi faqat klapan holatiga qarashdan ko'ra aniqroq taklif-talab tasnifini ta'minlaydi.
• Yuqori ichki harorat va past klapan ochilishi o'rganilgan tizimda ortiqcha issiqlik uzatish va kuchli gidravlik tebranish bilan bog'liq.
• Uzatish suvi haroratini tashqi havo va ekspluatatsiya zonasiga qarab pasaytirish ish nuqtalarini klapan ochilishi yuqori bo'lgan zonalarga o'tkaza oladigan boshqaruv maqsadini beradi.
• Klapan ochilishi yuqori bo'lgan barqaror davrlar quvur tarmog'ining klapan drossellashidan kamroq ta'sirlangan gidravlik qarshiligini aniqlash uchun qo'llanilishi mumkin.
• Doimiy differensial bosim o'rniga zonalarga mos 226–244 kPa sozlamalari hisoblangan nasos elektr sarfini kamaytiradi.

Tadqiqot nimani ko'rsatmaydi?

• Usulning turli iqlimlardagi, boshqa bino turlaridagi yoki boshqa o'lchamdagi tarmoqlardagi samaradorligi tasdiqlanmagan.
• Natijalar ikkinchi mustaqil hudud yoki tashqi tekshirish ma'lumotlar to'plami bilan sinab ko'rilmagan.
• Tejamkorlik ko'rsatkichlari uchun ishonchlilik oralig'i, standart chetlanish, p-qiymati yoki boshqa statistik noaniqlik o'lchovlari berilmagan.
• Sozlashdan so'ng foydalanuvchilarning termik qulayligi qay darajada saqlab qolingani batafsil bayon etilmagan.
• Tadqiqot butun isitish mavsumida to'liq yopiq siklli boshqaruv amalda qancha vaqt qo'llanilgani va taqqoslash davrlari qanday tenglashtirilganini ochiq tushuntirmaydi.
• Eng yuqori %24 issiqlik va %10,04 elektr tejamkorligi barcha zonalarda yoki barcha kunlarda kutilishi mumkin bo'lgan o'rtacha qiymatlar emas.
• Klapanlarning aloqa uzilishi, datchik xatosi, ma'lumot yo'qolishi yoki foydalanuvchilarning derazani ochishi kabi holatlarga qarshi boshqaruv xavfsizligi o'rganilmagan.
• Uglerod emissiyasi, investitsiya xarajati, qoplanish muddati yoki texnik xizmat ko'rsatish xarajatlari hisoblab chiqilmagan.
• Usul foydalanuvchi klapanlarini to'g'ridan-to'g'ri optimallashtirmaydi yoki foydalanuvchi sozlamalariga aralashmaydi.

Tadqiqotning kuchli tomonlari qanday?

Tadqiqotning eng muhim kuchli tomoni faqat tashqi havo haroratiga tayanadigan an'anaviy iqlim kompensatsiyasini real foydalanuvchi xatti-harakatlari bilan bog'lashidir. Bitta to'liq isitish mavsumidan olingan amaliy ma'lumotlarning qo'llanilishi usulning faqat nazariy quvurlar tarmog'i modeliga asoslanib qolishining oldini oladi.

Termik va gidravlik boshqaruvning yagona doirada ko'rib chiqilishi ham muhimdir. Uzatish suvi haroratini pasaytirish ortiqcha qizdirishni kamaytirsa, differensial bosimni maqsadli sarfga qarab sozlash nasos energiyasi va bosim tebranishlarini kamaytirishga qaratilgan. Ushbu ikki qaror bir-biridan mustaqil emas, balki aynan bitta foydalanuvchi holati xaritasidan keltirib chiqariladi.

Tadqiqot, shuningdek, klapan ochilishi yuqori bo'lgan barqaror davrlarni tanlash orqali quvur qarshiligi bilan terminal klapan drossellash ta'sirini iloji boricha ajratishga harakat qiladi. To'qqizta vaqt qatorida harorat va sarf barqarorligi uchun aniq mezonlar qo'llanilishi gidravlik qarshilik tanlovining ishonchliligini oshiradi.

Asosiy cheklovlar qanday?

• Tadqiqot ilmiy taqrizdan o'tmagan preprint hisoblanadi.
• Tadqiqot faqat bitta universitet shaharchasi bilan cheklangan.
• Xom ma'lumotlar maxfiy bo'lib, mustaqil tadqiqotchilar tomonidan tekshirilishi mumkin emas.
• Jami foydalanuvchilar soni, umumiy isitiladigan maydon va datchiklarning texnik aniqligi ko'rsatilmagan.
• Yetishmayotgan ma'lumotlar, anomal qiymatlar va aloqa uzilishlari qanday ko'rib chiqilgani batafsil emas.
• Kvartil chegaralari faqat ushbu ma'lumotlar to'plamiga xosdir; 19,5 °C, 20,4 °C, %66 va %76,5 qiymatlarini boshqa tizimlarga to'g'ridan-to'g'ri ko'chirish to'g'ri bo'lmaydi.
• Chiziqli harorat tayanch modellari cheklangan miqdordagi harorat oralig'i o'rtachalariga asoslanadi.
• Ba'zi modellarning R² qiymatlari taxminan 0,63–0,83 orasida bo'lib, tushuntirilmagan o'zgaruvchanlik mavjud.
• Cc zonasidagi ma'lumotlar yetarli bo'lmagani sababli C ustunining maqsadli sarfi qo'shni Cb zonasidan olingan.
• A ustunining maqsadli sarfi matnda 443 m³/soat, yakuniy jadvalda esa 444 m³/soat deb berilgan.
• O'rtacha harorat formulasidagi “×100%” yozuvi o'lchov jihatidan nomuvofiq ko'rinadi.
• Boshqaruv strategiyasining muzlash, yetarli isitmaslik yoki eng chekka nuqtada bosim yo'qolishi kabi xatarlarga qarshi amaliy xavfsizlik chegaralari batafsil yoritilmagan.

O'tmish, bugun va kelajak nuqtai nazaridan tadqiqot nimani anglatadi?

An'anaviy markazlashtirilgan issiqlik ta'minoti boshqaruvi ko'pincha tashqi havo harorati, doimiy sarf yoki o'zgarmas bosim orqali amalga oshiriladi. Aqlli termostatik klapanlar foydalanuvchi darajasida moslashuvchanlik yaratsa-da, terminal xatti-harakati bilan markaziy ishlab chiqarish o'rtasida axborot aloqasi o'rnatilmasa, bu moslashuvchanlik tizim samaradorligida to'liq aks etmasligi mumkin.

Ushbu tadqiqot ko'p sonli diskret foydalanuvchi harakatlarini ikkita makro ko'rsatkichga aylantirib, markaziy boshqaruv uchun tushunarli holga keltiradi. Uning hissasi shundaki, foydalanuvchi qulayligi signali bilan klapan talabi signalini bitta xaritada birlashtiradi va xaritadagi joylashuvni to'g'ridan-to'g'ri uzatish harorati hamda nasos bosimi qarorlariga bog'laydi.

Kelajakda ushbu usulni turli shaharlarda, har xil bino fondlarida va mustaqil isitish mavsumlarida sinab ko'rish kerak. Yopiq siklli dala tajribalari orqali haqiqiy energiya hisoblagichlari, qulaylik taqsimoti va boshqaruv barqarorligi birgalikda o'lchanishi zarur. Ma'lumotlar maxfiyligini saqlagan holda anonimlashtirilgan ma'lumotlar to'plamlarining e'lon qilinishi natijalarning qayta tiklanuvchanligini oshiradi. Bundan tashqari, chiziqli tayanch modellar o'rniga noaniqlikni hisobga oluvchi adaptiv modellardan foydalanish mumkin; biroq bunday takomillashtirish mavjud tadqiqotda sinab ko'rilmagan.

Tadqiqotning metodologiyasi va natijalari

Texnik metodologiya qisqartmasi

Hududga xos harorat tuzatishlari

Asosiy raqamli natijalar

Rasm va jadvallarning ilmiy mohiyati

• 1-rasm: Terminal ma'lumot yig'ish qatlami bilan nimstansiyaning harorat va bosim boshqaruvini yagona ierarxiyada ko'rsatadi.
• 2-rasm: Foydalanuvchi sozlama harorati o'zgarishi bilan ochish-yopish klapani va xona haroratining vaqtga bog'liq reaksiyasini tushuntiradi.
• 3-rasm: O'rtacha ichki harorat va klapan ochilish koeffitsiyentining to'qqizta ekspluatatsiya zonasiga bo'linishini ko'rsatadi.
• 4-rasm: Doimiy va o'zgaruvchan differensial bosim boshqaruvida nasos egri chizig'i bilan o'zgaruvchan tarmoq qarshilik chiziqlarining kesishishini ko'rsatadi.
• 5-rasm: Tadqiqot hududidagi 48 ta binoning isitish tarmog'iga taqsimlanishini ko'rsatadi.
• 6-rasm: Isitish mavsumi davomida o'rtacha, eng yuqori va eng past kunlik sarflarni hamda kunlik o'zgarish oralig'ini ko'rsatadi.
• 7-rasm: Tarmoq qarshilik koeffitsiyentining mavsum o'rtasida pasayganini, mavsum boshi va oxirida esa ko'tarilganini ko'rsatadi.
• 8-rasm: Haqiqiy ma'lumotlarda 19,5–20,4 °C va %66–%76,5 chegaralari bilan yaratilgan holat xaritasini ko'rsatadi.
• 9-rasm: To'qqizta zonaning isitish mavsumi davomida qaysi vaqtlarda yuzaga kelganini ko'rsatadi.
• 10-rasm: Tashqi harorat, uzatish suvi harorati, sarf va qarshilik koeffitsiyentining to'qqiz zonadagi taqsimotini taqqoslaydi.
• 11–14-rasmlar: Turli zonalarning tashqi harorat – uzatish suvi harorati tayanch chiziqlarini va qo'llash mumkin bo'lgan pasaytirish miqdorlarini ko'rsatadi.
• 15-rasm: Gidravlik qarshilik uchun tanlangan to'qqizta vaqt qatorining harorat va sarf barqarorligi shartlarini tasdiqlaydi.
• 16-rasm: To'qqizta vaqt qatoridan olingan 1,22–1,24 Pa/(m³/soat)² qarshilik natijalarini ko'rsatadi.
• 17-rasm: A, B va C harorat zonalari uchun 24 soatlik maqsadli sarf taqsimotlarini ko'rsatadi.
• 18-rasm: Issiqlik tejamkorligi tashqi havo haroratiga va dastlabki ortiqcha issiqlik uzatish darajasiga bog'liqligini ko'rsatadi.
• 19-rasm: Elektr energiyasi tejamkorligi yuqori haroratli C zonalarida sezilarli darajada oshishini ko'rsatadi.
• 1-jadval: To'qqiz zonaning termik, gidravlik va ekspluatatsion xususiyatlarini umumlashtiradi.
• 2-jadval: To'rtta zona uchun qo'llanilishi mumkin bo'lgan harorat pasaytirish tenglamalarini va meteorologik shartlarni beradi.
• 3-jadval: Zonalarga mos maqsadli sarf va differensial bosim qiymatlarini beradi.

Manba va metodologiya bo'yicha izoh

Tadqiqotning to'liq asl nomi: A hierarchical terminal-substation coordinated regulation framework for district heating: aggregating decentralized on-off behaviors for centralized thermal-hydraulic reset

Mualliflar va PDF dagi ketma-ketlik: Shanshan Cao; Wenxu Wang; Wenjing Ma; Yongpeng Yan; Chunhua Sun; Xiangdong Wu

Teng birinchi mualliflik yoki teng hissa: PDF da teng birinchi mualliflik yoki teng hissa bayonoti mavjud emas.

Mas'ul muallif: Chunhua Sun

Mas'ul muallif elektron pochtasi: sunchunhua_2025@sina.com

Tashkiliy mansubliklar:

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

Nashr platformasi: SSRN

SSRN ga yuklangan sana: 15-iyun 2026-yil

Nashr yili: 2026

Rasmiy havola:SSRN tadqiqot sahifasi

Jurnal yoki konferensiya: Ushbu versiya uchun taqriz qilingan jurnal yoki konferensiya nashri tasdiqlanmadi.

Asl jurnal nashriyoti: Taqrizli jurnal nashriyoti ushbu versiya orqali tasdiqlanmadi.

Manba turi: Haqiqiy ekspluatatsiya ma'lumotlariga asoslangan markazlashtirilgan issiqlik ta'minoti boshqaruvi va amaliy tahlilni o'z ichiga olgan preprint tadqiqot maqolasi

Taqriz holati: Tadqiqot ilmiy taqrizdan o'tmagan.

SSRN–PDF tashkilot ma'lumotlari izohi: SSRN rasmiy sahifasidagi tashkilot metama'lumotlari ayrim mualliflar uchun to'liq emas yoki PDF dagi tashkilotlar bilan to'liq mos kelmaydi. Ushbu maqolada PDF ning birinchi sahifasida keltirilgan tashkilotlar va mualliflar ketma-ketligi asos qilib olindi.

Mualliflar hissasi: Shanshan Cao — konsepsiyalashtirish, metodologiya, nazorat, moliyalashtirish, resurslar, ko'rib chiqish va tahrirlash vazifalarini bajargan. Wenxu Wang — metodologiya, dasturiy ta'minot, dastlabki qoralama va tadqiqotda ishtirok etgan. Wenjing Ma — metodologiya va dastlabki qoralamaga hissa qo'shgan. Yongpeng Yan — metodologiya va nazorat vazifalarini bajargan. Chunhua Sun — nazorat, dastlabki qoralama va resurslarga hissa qo'shgan. Xiangdong Wu — resurs va nazorat bo'yicha yordam ko'rsatgan.

Moliyalashtirish: Tadqiqot Shijiazhuang Municipal Bureau of Science and Technology tomonidan “Research and Development and Application of Intelligent Control Technology for Multi-energy Complementary Heat Supply System” loyihasi doirasida 241230113A raqami bilan qo'llab-quvvatlangan.

Maydon va ma'lumotlar ko'magi: Hebei Gongda Keya Energy Technology Co., Ltd. zarur ma'lumotlar va amaliy tadqiqot platformasini taqdim etgan.

Manfaatlar to'qnashuvi: Mualliflar tadqiqotga ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan ma'lum moliyaviy manfaatlar yoki shaxsiy munosabatlar yo'qligini ma'lum qilganlar.

Ma'lumotlardan foydalanish: Tadqiqotda foydalanilgan ma'lumotlar maxfiy bo'lib, ommaga ochiq emas.

Ushbu o'zbekcha maqola yuklangan PDF ning matni, tenglamalari, jadvallari, holat xaritalari, regressiya grafiklari, gidravlik sxemalari va energiya tejamkorligi chizmalari to'liq ko'rib chiqilib tayyorlandi. PDF dan tashqari yangi energiya tejamkorligi, qulaylik, iqtisodiy foyda yoki amaliy yutuq da'vosi qo'shilmadi.

Matnda A ustunining maqsadli sarfi 443 m³/soat deb ko'rsatilgan bo'lsa-da, yakuniy 3-jadvalda 444 m³/soat qo'llanilgan. 244 kPa yakuniy bosim hisobi 444 m³/soat bilan mos kelganligi sababli texnik qisqartma jadvalida yakuniy 3-jadval qiymati asos qilib olindi. O'rtacha ichki harorat formulasidagi “×100%” yozuvi o'lchov jihatidan nomuvofiq ko'rinadi; tadqiqotning keyingi tahlillariga mos keluvchi arifmetik o'rtacha izohlandi.

Asosiy cheklovlar: bitta maydon qo'llanilgani, xom ma'lumotlarning maxfiyligi, foydalanuvchilar soni va datchiklar aniqligi ko'rsatilmagani, boshqaruvni joriy etish vaqt jadvali batafsil berilmagani, mustaqil tashqi tekshiruv o'tkazilmagani, ayrim zonalarda namunalar sonining kamligi hamda tejamkorlik natijalari uchun statistik noaniqlik berilmaganligidir.

Qayd etilgan %24 issiqlik va %10,04 elektr tejamkorligi o'rganilgan tizimning eng yuqori natijalaridir. Bular har qanday tashqi havo haroratida, har bir binoda yoki boshqa markazlashtirilgan isitish tizimida aynan bir xil tarzda olinadigan o'zgarmas qiymatlar sifatida talqin qilinmasligi kerak.

Ushbu tadqiqot ilmiy taqrizdan o'tmagan preprint hisoblanadi; natijalar mazkur cheklovlar hisobga olingan holda o'qilishi lozim.