1. ELARTU — Інституційний репозитарій ТНТУ імені Івана Пулюя
  2. Роботи студентів
  3. Бакалавр
  4. 126 — Інформаційні системи та технології (бакалаври)
Bitte benutzen Sie diese Kennung, um auf die Ressource zu verweisen: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49414
Title: Розробка концепції та архітектури інформаційної системи керування теплопостачанням в розумному житловому комплексі
Other Titles: Development of the Concept and Architecture of an Information System for Heat Supply Management in a Smart Residential Complex
Authors: Бесага, Владислав Іванович
Besaha, Vladyslav
Affiliation: ТНТУ ім. І. Пулюя, Факультет комп’ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії, Кафедра комп’ютерних наук, м. Тернопіль, Україна
Bibliographic description (Ukraine): Бесага В. І. Розробка концепції та архітектури інформаційної системи керування теплопостачанням в розумному житловому комплексі : робота на здобуття кваліфікаційного ступеня бакалавра : спец. 126 - інформаційні системи та технології / наук. кер. Г. Р. Мацюк. Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2025. 69 с.
Issue Date: 23-Jun-2025
Submitted date: 9-Jun-2025
Date of entry: 2-Jul-2025
Publisher: ТНТУ ім. І.Пулюя, ФІС, м. Тернопіль, Україна
Country (code): UA
Place of the edition/event: Тернопіль
Supervisor: Мацюк, Галина Ростиславівна
Matsiuk, Halyna
UDC: 004.9
Keywords: 126
інтернет речей
інформаційно-технологічна архітектура
модель
розумне місто
розумний житловий комплекс
система теплопостачання
теплові мережі
хмарні обчислення
cloud computing
heating networks
heating system
smart residential complex
smart city
model
information technology architecture
internet of things
edge computing
Page range: 69
Abstract: Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню системи теплопостачання «розумного» житлового комплексу. В першому розділі кваліфікаційної роботи освітнього рівня «Бакалавр» описана предметна область «розумних» систем теплопостачання. Подана методологія наукометричного пошуку в галузі систем теплопостачання «розумних» житлових комплексів. Виконано аналітичний огляд наукових публікацій щодо систем «розумного» теплопостачання. Проведено бібліографічний аналіз в галузі систем «розумного» теплопостачання за допомогою VOSviewer. В другому розділі кваліфікаційної роботи досліджено моделі та методи мереж «розумного» теплопостачання. Описано моделювання систем теплопостачання «розумних» житлових комплексів. Розглянуто стратегії керування процесами теплопостачання «розумних» житлових комплексів. Досліджено інструменти аналізу систем темлопостачання «розумних» житлових комплексів. В третьому розділі кваліфікаційної роботи описано інформаційно-технологічну архітектуру системи теплопостачання «розумного» житлового комплексу. Проаналізовано фізичну інфраструктура системи теплопостачання «розумного» житлового комплексу
The qualification thesis is dedicated to the study of the heat supply system of a smart residential complex. The first chapter of the Bachelor's level qualification thesis describes the subject area of smart heat supply systems. It presents a scientometric search methodology in the field of heat supply systems for smart residential complexes. An analytical review of scientific publications on smart heat supply systems is conducted. A bibliometric analysis of the field of smart heat supply systems is performed using VOSviewer. The second chapter explores the models and methods of smart heat supply networks. It describes the modeling of heat supply systems for smart residential complexes. Strategies for managing the heat supply processes of smart residential complexes are examined. Analytical tools for evaluating smart heat supply systems are investigated. The third chapter describes the information and technology architecture of the heat supply system of a smart residential complex. The physical infrastructure of the heat supply system of a smart residential complex is analyzed
Description: Роботу виконано на кафедрі комп'ютерних наук Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя. Захист відбудеться 23.06.2025р. на засіданні екзаменаційної комісії №36 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя
Content: ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ТА АНАЛІЗ ГАЛУЗІ «РОЗУМНИХ» СИСТЕМ КЕРУВАННЯ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯМ 11 1.1 Предметна область «розумних» систем керування теплопостачанням 11 1.2 Методологія наукометричного пошуку в галузі систем теплопостачання «розумних» житлових комплексів 14 1.3 Аналітичний огляд наукових публікацій щодо систем «розумного» теплопостачання 16 1.4 Бібліографічний аналіз в галузі систем «розумного» теплопостачання за допомогою VOSviewer 19 1.5 Висновок до першого розділу 21 РОЗДІЛ 2. МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМ ТА МЕРЕЖ «РОЗУМНОГО» ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ 22 2.1 Моделі та методи формування мереж «розумного» теплопостачання 22 2.2 Моделювання систем теплопостачання «розумних» житлових комплексів 25 2.3 Стратегії керування процесами теплопостачання «розумних» житлових комплексів 30 2.4 Інструменти аналізу систем темлопостачання «розумних» житлових комплексів 31 2.5 Висновок до другого розділу 39 РОЗДІЛ 3. КОНЦЕПТУАЛЬНЕ ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМИ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ «РОЗУМНОГО» ЖИТЛОВОГО КОМПЛЕКСУ 40 3.1 Інформаційно-технологічна архітектура системи керування теплопостачанням «розумного» житлового комплексу 40 3.2 Фізична інфраструктура системи керування теплопостачанням «розумного» житлового комплексу 42 3.3 Рівень збору даних та керування системи теплопостачання «розумного» житлового комплексу 44 3.4 Рівень взаємодії та оптимізації системи керування теплопостачанням «розумного» житлового комплексу 47 3.5 Висновок до третього розділу 51 РОЗДІЛ 4. БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 52 4.1 Організація оповіщення і зв’язку у надзвичайних ситуаціях техногенного та природного характеру 52 4.2 Організація безпечних умов праці при роботі з IoT-обладнанням 56 4.3 Висновок до четвертого розділу 58 ВИСНОВКИ 59 ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ 61
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49414
Copyright owner: © Бесага Владислав Іванович, 2025
References (Ukraine): 1. Delbeke J, Runge-Metzger A, Slingenberg Y, Werksman J. The paris Agreement, Towards a Clim.-Neutral Europe: Curbing the Trend 2019:24–45. https://doi. org/10.4324/9789276082569-2.
2. International Energy Agency. Renewables 2022. 2022.
3. DHC Market Outlook 2023. https://www.euroheat.org/data-insights/outlooks/ market-outlook-2023.
4. Euroheat & Power. DHC market outlook insights & trends. 2023.
5. Lund H, Werner S, Wiltshire R, Svendsen S, Eric J, Hvelplund F, Vad B. 4th Generation District Heating (4GDH) Integrating smart thermal grids into future sustainable energy systems. Energy 2014;68:1–11. https://doi.org/10.1016/j. energy.2014.02.089.
6. Østergaard PA, Werner S, Dyrelund A, Lund H, Arabkoohsar A, Sorknæs P, Gudmundsson O, Thorsen JE, Mathiesen BV. The four generations of district cooling - a categorization of the development in district cooling from origin to future prospect. Energy 2022;253. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.124098.
7. Lund H, Østergaard AP, Connolly D, Mathiesen BV. Smart energy and. Smart Energy Systems 2017. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.05.123.
8. Lund H, Duic N, Østergaard PA, Mathiesen BV. Future district heating systems and technologies: on the role of smart energy systems and 4th generation district heating. Energy 2018;165:614–9. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.09.115.
9. BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V., Positionspapier: 10 Thesen zur Sektorkopplung. 2017. p. 1–17.
10. Lund H. Renewable heating strategies and their consequences for storage and grid infrastructures comparing a smart grid to a smart energy systems approach. Energy 2018;151:94–102. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.03.010.
11. Gjoka K, Rismanchi B, Crawford RH. Fifth-generation district heating and cooling: opportunities and implementation challenges in a mild climate. Energy 2024;286. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.129525.
12. Reiners T, Gross M, Altieri L, Wagner HJ, Bertsch V. Heat pump efficiency in fifth generation ultra-low temperature district heating networks using a wastewater heat source. Energy 2021; 236. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121318.
13. Licklederer T, Hamacher T, Kramer M, Peri´c VS. Thermohydraulic model of Smart Thermal Grids with bidirectional power flow between prosumers. Energy 2021; 230. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120825.
14. Henchoz S, Chatelan P, Marechal F, Favrat D. Key energy and technological ´ aspects of three innovative concepts of district energy networks. Energy 2016; 117:465–77. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.05.065.
15. Lund H, Østergaard PA, Nielsen TB, Werner S, Thorsen JE, Gudmundsson O, Arabkoohsar A, Mathiesen BV. Perspectives on fourth and fifth generation district heating. Energy 2021;227. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120520.
16. Sulzer M, Werner S, Mennel S, Wetter M. Vocabulary for the fourth generation of district heating and cooling. Smart Energy 2021;1. https://doi.org/10.1016/j. segy.2021.100003.
17. Okoli C. A guide to conducting a standalone systematic literature review. 2015.
18. Kuntuarova, S., Licklederer, T., Huynh, T., Zinsmeister, D., Hamacher, T., & Perić, V. (2024). Design and simulation of district heating networks: A review of modeling approaches and tools. Energy, 132189.
19. Jan van Eck N, Waltman L. VOSviewer manual. 2023.
20. Allegrini J, Orehounig K, Mavromatidis G, Ruesch F, Dorer V, Evins R. A review of modelling approaches and tools for the simulation of district-scale energy systems. Renew Sustain Energy Rev 2015;52:1391–404. https://doi.org/ 10.1016/j.rser.2015.07.123.
21. Sarbu I, Mirza M, Crasmareanu E. A review of modelling and optimisation techniques for district heating systems. Int J Energy Res 2019;43:6572–98. https://doi.org/10.1002/er.4600.
22. Mahmoud M, Ramadan M, Naher S, Pullen K, Baroutaji A, Olabi A-G. Recent advances in district energy systems: a review. 2020.
23. Lindhe J, Javed S, Johansson D, Bagge H. A review of the current status and development of 5GDHC and characterization of a novel shared energy system. Sci. Technol. Built Environ. 2022;28:595–609. https://doi.org/10.1080/ 23744731.2022.2057111.
24. Sporleder M, Rath M, Ragwitz M. Design optimization of district heating systems: a review. Front Energy Res 2022;10. https://doi.org/10.3389/ fenrg.2022.971912.
25. Brown A, Foley A, Laverty D, McLoone S, Keatley P. Heating and cooling networks: a comprehensive review of modelling approaches to map future directions. Energy 2022;261. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.125060.
26. Mitterrutzner B, Callegher CZ, Fraboni R, Wilczynski E, Pezzutto S. Review of heating and cooling technologies for buildings: a techno-economic case study of eleven European countries. Energy 2023;284. https://doi.org/10.1016/j. energy.2023.129252.
27. Talebi B, Mirzaei PA, Bastani A, Haghighat F. A review of district heating systems: modeling and optimization. Front. Built Environ. 2016;2. https://doi.org/ 10.3389/fbuil.2016.00022.
28. Vandermeulen A, van der Heijde B, Helsen L. Controlling district heating and cooling networks to unlock flexibility: a review. Energy 2018;151:103–15. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.03.034.
29. Angelidis O, Ioannou A, Friedrich D, Thomson A, Falcone G. District heating and cooling networks with decentralised energy substations: opportunities and barriers for holistic energy system decarbonisation. Energy 2023;269. https:// doi.org/10.1016/j.energy.2023.126740.
30. Guelpa E, Capone M, Sciacovelli A, Vasset N, Baviere R, Verda V. Reduction of supply temperature in existing district heating: a review of strategies and implementations. Energy 2023;262. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.125363.
31. Werner S. International review of district heating and cooling. Energy 2017;137: 617–31. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.04.045.
32. Denari´´e A, Aprile M, Motta M. Heat transmission over long pipes: new model for fast and accurate district heating simulations. Energy 2019;166:267–76. https:// doi.org/10.1016/j.energy.2018.09.186.
33. Zhang S, Gu W, Yao S, Lu S, Zhou S, Wu Z. Partitional decoupling method for fast calculation of energy flow in a large-scale heat and electricity integrated energy system. IEEE Trans Sustain Energy 2021;12:501–13. https://doi.org/10.1109/ TSTE.2020.3008189.
34. Dancker J, Wolter M. Improved quasi-steady-state power flow calculation for district heating systems: a coupled Newton-Raphson approach. Appl Energy 2021;295. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.116930.
35. Franz G, Grigull U. Warmeverluste von beheizten Rohrleitungen im Erdboden/¨ Heat Losses of Buried Pipes, Warme Und Stroffübertragung Bd. 2 S, vols.¨109–117; 1969.
36. Menyhart J, Homonnay G. Warmeverluste der MODERNEN BEISSWASSER⋅FERNLEITUNGEN. 1976.
37. Wallent´en P. Steady-state heat loss from insulated pipes, [licentiate thesis, division of building physics]. Byggnadsfysik LTH, lunds tekniska hogskola. 199¨ 1.
38. Glück Bernd. Heizwassernetze für Wohn- und Industriegebiete. VED verlag für bauwesen. 1985.
39. Benonysson A, Bohm B. H.F. Ravn3t, operational optimization in A district heating system. 1995.
40. Benonysson A. Dynamic modelling and operational optimization of district heating systems. Ph.D. dissertation. Technical University of Denmark; 1991.
41. Sandou G, Font S, Tebbani S, Hiret A, Mondon C. Predictive control of a complex district heating network. In: Proceedings of the 44th IEEE conference on decision and control, and the European control conference, CDC-ECC ‘05. IEEE Computer Society; 2005. p. 7372–7. https://doi.org/10.1109/CDC.2005.1583351.
42. Stevanovic VD, Zivkovic B, Prica S, Maslovaric B, Karamarkovic V, Trkulja V. Prediction of thermal transients in district heating systems. Energy Convers Manag 2009;50:2167–73. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2009.04.034.
43. Zheng J, Zhou Z, Zhao J, Wang J. Function method for dynamic temperature simulation of district heating network. Appl Therm Eng 2017;123:682–8. https:// doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.05.083.
44. Oppelt T, Urbaneck T, Gross U, Platzer B. Dynamic thermo-hydraulic model of district cooling networks. Appl Therm Eng 2016;102:336–45. https://doi.org/ 10.1016/j.applthermaleng.2016.03.168.
45. Schweiger G, Larsson PO, Magnusson F, Lauenburg P, Velut S. District heating and cooling systems – framework for Modelica-based simulation and dynamic optimization. Energy 2017;137:566–78. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.05.115.
46. Maurer J, Ratzel OM, Malan AJ, Hohmann S. Comparison of discrete dynamic pipeline models for operational optimization of District Heating Networks. Energy Rep 2021;7:244–53. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.08.150.
47. Frolke L. Market design for future district heating systems. 2022.
48. Batchelor GK. An introduction to fluid dynamics. 2000.
49. W.D. Hurst, N.S. Bubbis, Application of the Hardy cross method to the analysis of a large distribution sysnem, n.d..
50. Liu X. Combined analysis of electricity and heat networks. 2013.
51. Maurer J. Transactive control of coupled electric power and district heating networks. 2022.
52. Gu W, Wang J, Lu S, Luo Z, Wu C. Optimal operation for integrated energy system considering thermal inertia of district heating network and buildings. Appl Energy 2017;199:234–46. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.05.004.
53. Transsolar Energietechnik GmbH. Trnsys. https://trnsys.de/en.
54. Modelica Association. Modelica Language. 2023. https://modelica.org/.
55. EQUA Simulation AB. Ida ice. https://www.equa.se/de/ida-ice.
56. Lund H, Thellufsen JZ, Østergaard PA, Sorknæs P, Skov IR, Mathiesen BV. EnergyPLAN – advanced analysis of smart energy systems. Smart Energy 2021;1. https://doi.org/10.1016/j.segy.2021.100007.
57. Vitec energy, NetSim - grid simulation. 2023. https://www.vitec-energy. com/netsim-grid-simulation/.
58. Schneider Electric. EcoStruxure distric energy. 2023. https://www.se.com/es/es/ download/document/EcoStruxureDistricEnergy/.
59. Fischer-Uhrig Engineering GmbH. Stanet. https://www.stafu.de/de/home.html.
60. Wirtz M. nPro: a web-based planning tool for designing district energy systems and thermal networks. Energy 2023;268. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.126575.
61. nPro - District Energy Planning Tool, (n.d.). https://www.npro.energy.
62. Lohmeier D, Cronbach D, Drauz SR, Braun M, Kneiske TM. Pandapipes: an open- source piping grid calculation package for multi-energy grid simulations. Sustainability 2020;12:1–39. https://doi.org/10.3390/su12239899.
63. Heatbeat engineering GmbH, heatbeat. 2023. n.d. https://heatbeat.de/de/.
64. Rechenzentrum für Versorgungsnetze Wehr GmbH, ROKA3. https://www.roka3. de/.
65. Wetter M, Van Treeck C, Helsen L, Maccarini A, Saelens D, Robinson D, Schweiger G. IBPSA Project 1: BIM/GIS and Modelica framework for building and community energy system design and operation - ongoing developments, lessons learned and challenges. In: IOP conf ser earth environ sci. Institute of Physics Publishing; 2019. https://doi.org/10.1088/1755-1315/323/1/012114.
66. Mueller D, Constantin A, Fuchs M, Müller D, Lauster M, Constantin A, Fuchs M, Remmen P. AixLib-an open-source Modelica library within the IEA-EBC annex 60 framework. www.github.com/RWTH-EBC/AixLib; 2016.
67. Wetter M, Zuo W, Nouidui TS, Pang X. Modelica buildings library. J. Build Perform Simul 2014;7:253–70. https://doi.org/10.1080/ 19401493.2013.765506.
68. Nytsch-Geusen C, Huber J, Ljubijankic M, Radler J. Modelica BuildingSystems - ¨ eine Modellbibliothek zur Simulation komplexer energietechnischer Gebaudesysteme. Bauphysik 2013;35:219. https://doi.org/10.1002/ bapi.201310045.
69. Jorissen F, Reynders G, Baetens R, Picard D, Saelens D, Helsen L. Implementation and verification of the ideas building energy simulation library. J. Build Perform Simul 2018;11:669–88. https://doi.org/10.1080/ 19401493.2018.1428361.
70. Rechenzentrum für Versorgungsnetze Wehr GmbH. 2023, ROKA3.
71. Duda, O., Kunanets, N., Matsiuk, O., & Pasichnyk, V. (2018). Information-communication technologies of IoT in the “smart cities” projects. Proceedings of the 11th International Conference on ICT in Education, Research and Industrial Applications.
72. Дуда, О., & Станько, А. (2023). Архітектура мережевої платформи моніторингу об’єктів у кіберфізичних системах «розумних міст». Вісник Хмельницького національного університету. Серія: «Технічні науки», №4, 10-19. ISSN 2307-5732. DOI 10.31891/2307-5732.
73. Duda, O., Kochan, V., Kunanets, N., Matsiuk, O., Pasichnyk, V., & Sachenko, A. (2019). Data processing in IoT for smart city systems.
74. Duda, O., Matsiuk, O., Kunanets, N., Pasichnyk, V., & Veretennikova, N. (2020). Selection of effective methods of big data analytical processing in information systems of smart cities. CEUR Workshop Proceedings, 2643, 68–78.
75. Duda, O., Mykytyshyn, A., Mytnyk, M., & Stanko, A. (2023). Information technology sets formation and TNTU Smart Campus services network support. CEUR Workshop Proceedings, 3628, 661–671.
76. Орлов М. В., Дуда О. М., Жовнір Ю. І., Грибовський О.М. Інструменти методології DevOps в інформаційних системах на основі технологій IoT. Комп'ютерно-інтегровані технології: освіта, наука, виробництво, Випуск 57, 2024, с. 128-138. ISSN 2524-0552; eISSN 2524-0560, DOI: https://doi.org/10.36910/6775-2524-0560-2024-57-15.
77. Орлов М.В., Грибовський О.М., Жовнір Ю.І., Дуда О.М., Від концепції до реальності: роль методології devops в екосистемах iot. Науковий журнал «Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки». Том 35 (74) № 6 2024. Частина 2. Видавничий дім «Гельветика». 2024. с. 163-170. ISSN 2663-5941 (Print), ISSN 2663-595X (Online) DOI https://doi.org/10.32782/2663-5941/2024.6.2/22.
78. Дуда, О., Мацюк, О., Пасічник, В. В., & Кунанець, Н. Е. (2018). Концепт «розумне місто» та інформаційні технології BigData.
79. Duda, O., Kunanets, N., Matsiuk, O., & Pasichnyk, V. (2022). Cloud-based IT infrastructure for “smart city” projects. In D. Bădică, V. Kołodziej, M. Ganzha, & M. Paprzycki (Eds.), Dependable IoT for human and industry (pp. 389–409). Springer.
80. Stanko, A., Mykytyshyn, A., Totosko, O., Koroliuk, R., & Duda, O. (2024). Artificial Intelligence of Things (AIoT): Integration challenges and security issues. CEUR Workshop Proceedings, 3842, 92–105.
81. С. Пасічник, А. Мага, Н. Кунанець, О. Лозицький, Б. Петрушина, О.Дуда, А. Рибак. Проектування інтерфейсів інформаційної системи «розумне домогосподарство» з використанням методу персон." Вісник національного університету «Львівська політехніка» серія Інформаційні системи та мережі, Випуск 15, (2024): с. 273 - 289. ISSN 2524-065X (print). ISSN 2663-0001 (online), DOI: https://doi.org/10.23939/sisn2024.15.273
82. Організація оповіщення і зв’язку. https://czndep.zht.gov.ua/SOZ.html.
83. Організація оповіщення та зв’язку. https://nmc.dsns.gov.ua/zk/news/ostanni-novini/164.
84. НПАОП 0.00-1.28-10. Правила охорони праці під час експлуатації електронно-обчислювальних машин. – Затверджено наказом Міністерства праці та соціальної політики України.
85. НПАОП 40.1-1.32-01. Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів. – Міністерство енергетики України.
86. Стручок В.С. Техноекологія та цивільна безпека. Частина «Цивільна безпека». Навчальний посібник. 2022.
87. ДБН В.2.5-28-2018 "Природне і штучне освітлення". https://e-construction.gov.ua/laws_detail/3074958732556240833?doc_type=2.
Content type: Bachelor Thesis
Appears in Collections:126 — Інформаційні системи та технології (бакалаври)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2025_KRB_ST-41_Besaha VI.pdfДипломна робота1,26 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Administrationswerkzeuge