Lämmönsiirtoverkkojen synteesi virtojen ryhmittelyyn perustuvalla monitavoiteoptimoinnilla

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Lämmönsiirtoverkkojen synteesi on tärkeä prosessisynteesiongelma, koska tehokkaiden lämmönsiirtoverkkojen avulla prosessiteollisuudessa voidaan energiaa säästää kustannustehokkaasti. Lämmönsiirtoverkkojen synteesiongelma on vaikea ratkaista ja sen on todettu kuuluvan ei-polynomisten ongelmien luokkaan, joten sille ei todennäköisesti löydy yleistä polynomisesti konvergoituvaa ratkaisumenetelmää. Täten ongelman ratkaisemiseksi on hyödyllistä kehittää laskennallisesti tehokkaita approksimaatiomenetelmiä. Tämän työn tarkoituksena on kehittää laskennallisesti tehokkaita uusia lämmönsiirtoverkkojen synteesimenetelmiä, joiden avulla kaikkia ongelmassa olevia tavoitteita voidaan samanaikaisesti optimoida. Keskeisenä lähestymistapana tavoitteen saavuttamiseksi on prosessivirtojen ryhmittely. Ryhmittely perustuu joko siihen, että prosessivirrat kuuluvat tyypillisesti tiettyyn osaan prosessia tai ryhmittely suoritetaan keinotekoisesti. Keinotekoisessa ryhmittelyssä ajatuksena on hajottaa lämmönsiirtimien olemassaoloa kuvaavien binäärimuuttujien joukko kahteen osaan, jolloin eri prosessivirtojen välillä olevien mahdollisten kytkentöjen lukumäärä pienenee ja täten useimmissa tapauksissa myös synteesiongelman ratkaisemiseen käytetty aika pienenee mahdollistaen useampivirtaisten lämmönsiirtoverkkojen ratkaisemisen. Tässä työssä menetelmästä riippuen monitavoitteinen synteesiongelma ratkaistaan joko perinteisellä painokerroinmenetelmällä, jossa eri tavoitteita painotetaan niiden annualisoiduilla vuosikustannuksilla ja näiden vuosikustannusten summaa minimoidaan tai interaktiivisella monitavoiteoptimointimenetelmällä, jossa päätöksentekijä hallitsee päätöksentekoprosessia luokittelemalla tavoitteita kullakin iteraatiokierroksella. Interaktiivisen monitavoiteoptimointimenetelmän etuna on, että kaikki mahdolliset Paretooptimaaliset ratkaisut voidaan löytää ilman liian suurta kognitiivista ja laskennallista kuormitusta. Työn päätuloksena on joukko menetelmiä, joiden avulla lämmönsiirtoverkkojen synteesiongelmaa voidaan yksinkertaistaa, jolloin ongelma voidaan tehokkaasti ratkaista.
    Julkaisun otsikon käännösLämmönsiirtoverkkojen synteesi virtojen ryhmittelyyn perustuvalla monitavoiteoptimoinnilla
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Fogelholm, Carl-Johan, Vastuuprofessori
    • Tveit, Tor-Martin, Ohjaaja
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-952-60-4675-4
    Sähköinen ISBN978-952-60-4676-1
    TilaJulkaistu - 2012
    OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

    • lämmönsiirtoverkko
    • kaksitaso-optimointi
    • ineraktiivinen
    • energiatehokkuus

    Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Lämmönsiirtoverkkojen synteesi virtojen ryhmittelyyn perustuvalla monitavoiteoptimoinnilla'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

    Siteeraa tätä