En este trabajo se propone un marco computacional para la síntesis de redes de intercambiadores de calor flexibles y controlables. Se proyecta que la síntesis funcione en un rango específico de variaciones esperadas en las temperaturas de entrada y los caudales de las corrientes de proceso utilizando un sistema de control descentralizado, de modo que el costo anual total que involucra el consumo de servicios públicos y la inversión se optimice simultáneamente. El marco se basa en una estrategia de dos etapas. Se realiza una etapa de diseño previa al análisis de operabilidad donde se eligen las variables de diseño. En la segunda etapa, las variables de control se ajustan durante la operación en las realizaciones de los parámetros inciertos. El marco produce un diseño de GALLINA, que está garantizado para operar con el sistema de control diseñado en diferentes condiciones, lo que garantiza los objetivos de temperatura de la corriente y una integración energética óptima. La aplicación del marco propuesto y su eficiencia computacional se ilustran con algunos ejemplos numéricos.

Dans ce travail, un cadre de calcul est proposé pour la synthèse de réseaux d'échangeurs de chaleur flexibles et contrôlables. La synthèse devrait fonctionner sur une plage spécifiée de variations attendues des températures d'entrée et des débits des flux de processus à l'aide d'un système de contrôle décentralisé, de sorte que le coût annuel total impliquant la consommation de services publics et l'investissement soient optimisés simultanément. Le cadre est basé sur une stratégie en deux étapes. Une étape de conception est effectuée avant l'analyse d'opérabilité où les variables de conception sont choisies. Dans la deuxième étape, les variables de commande sont ajustées pendant le fonctionnement sur les réalisations des paramètres incertains. Le cadre donne une conception de POULE, qui est garantie de fonctionner avec le système de contrôle conçu dans des conditions variables assurant des objectifs de température de flux et une intégration optimale de l'énergie. L'application du cadre proposé et son efficacité de calcul sont illustrées par quelques exemples numériques.

In this work a computational framework is proposed for the synthesis of flexible and controllable heat exchanger networks. The synthesis is projected to operate over a specified range of expected variations in the inlet temperatures and flowrates of the process streams using a decentralized control system, such that the total annual cost involving the utility consumption and the investment are optimized simultaneously. The framework is based on a two-stage strategy. A design stage is performed prior to the operability analysis where the design variables are chosen. In the second stage, the control variables are adjusted during operation on the realizations of the uncertain parameters. The framework yields a HEN design, which is guaranteed to operate with the designed control system under varying conditions ensuring stream temperature targets and optimal energy integration. The application of the proposed framework and its computational efficiency are illustrated with some numerical examples.

في هذا العمل، يُقترح إطار حسابي لتوليف شبكات المبادلات الحرارية المرنة والقابلة للتحكم. من المتوقع أن يعمل التوليف على نطاق محدد من الاختلافات المتوقعة في درجات حرارة المدخل ومعدلات تدفق تدفقات العملية باستخدام نظام تحكم لامركزي، بحيث يتم تحسين التكلفة السنوية الإجمالية التي تنطوي على استهلاك المرافق والاستثمار في وقت واحد. يعتمد الإطار على استراتيجية من مرحلتين. يتم تنفيذ مرحلة التصميم قبل تحليل قابلية التشغيل حيث يتم اختيار متغيرات التصميم. في المرحلة الثانية، يتم ضبط متغيرات التحكم أثناء التشغيل على تحقيق المعلمات غير المؤكدة. ينتج عن الإطار تصميم دجاجة، وهو مضمون للعمل مع نظام التحكم المصمم في ظل ظروف مختلفة لضمان أهداف درجة حرارة التيار والتكامل الأمثل للطاقة. يتم توضيح تطبيق الإطار المقترح وكفاءته الحسابية مع بعض الأمثلة العددية.