兼顧預(yù)測用戶室溫的供熱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型研究.pdf

1、區(qū)域供熱作為中國北方地區(qū)采用的主要供暖方式，在改善城市人民生活，減少城市環(huán)境污染等方而有著不可替代的優(yōu)勢。但由于實(shí)際運(yùn)行與設(shè)計(jì)工況的偏差，會(huì)導(dǎo)致“不均勻損失”、“過量供熱”等現(xiàn)象，造成大量的熱能浪費(fèi)，對此在多數(shù)情況下都是憑借運(yùn)行管理人員的操作經(jīng)驗(yàn)來制定調(diào)節(jié)方案。而通過對供熱系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)熱力工況進(jìn)行建模分析，可以初步預(yù)測系統(tǒng)運(yùn)行情況，據(jù)此提出更為合理有效的調(diào)控方案，使區(qū)域供熱系統(tǒng)在滿足管網(wǎng)各末端用戶供熱需求的基礎(chǔ)上，極大地節(jié)省能源消耗。

2、r>　　在目前的供熱系統(tǒng)模擬計(jì)算中，通常采用概算指標(biāo)法確定末端用戶熱負(fù)荷，以其作為供熱管網(wǎng)末端設(shè)備（即散熱器）的恒定參數(shù)，從而對區(qū)域供熱管網(wǎng)系統(tǒng)或管網(wǎng)末端供暖房間進(jìn)行模擬分析，但很少涉及兩者之間的相互作用。本文通過對散熱器的建模分析，探索供熱管網(wǎng)與供暖房間的數(shù)學(xué)關(guān)系，以期建立兼顧預(yù)測末端熱用戶室溫的區(qū)域供熱系統(tǒng)熱動(dòng)態(tài)模型。首先，將散熱器（包括外殼）看作一個(gè)垂直風(fēng)道，對其劃分多個(gè)控制體并建立熱動(dòng)念模型，通過模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測量的對比可知，該

3、模型能夠較準(zhǔn)確地模擬散熱器內(nèi)部的空氣溫度。然后，逐步擴(kuò)展該模型，分別采用完全混合模型和Zonal模型，通過加入建筑蓄熱、室內(nèi)熱源和太陽輻射等因素的影響分析，建立了散熱器供暖房間熱環(huán)境的多種數(shù)值模型，編制相關(guān)程序并進(jìn)行模擬分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。再次，本文在管網(wǎng)水力模型基礎(chǔ)上，對各管段增列能量守恒方程，建立了相應(yīng)的區(qū)域供熱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)溫度模型，自主編制相關(guān)FORTRAN程序模擬管網(wǎng)運(yùn)行工況。最后，本文采用詳細(xì)節(jié)點(diǎn)值法，在供熱管網(wǎng)模型中嵌入其末端用戶的

4、動(dòng)態(tài)熱環(huán)境模型，使得在進(jìn)行區(qū)域供熱系統(tǒng)模擬分析時(shí)，可同時(shí)獲得所需末端熱用戶的實(shí)時(shí)溫度分布。據(jù)此，本文可以在相當(dāng)程度上預(yù)測供熱系統(tǒng)末端用戶的室內(nèi)溫度變化，從而為區(qū)域供熱系統(tǒng)的新型控制/調(diào)節(jié)方案的預(yù)測和評估提供一個(gè)較為準(zhǔn)確的平臺。
　　本文對供熱系統(tǒng)的質(zhì)調(diào)節(jié)工況進(jìn)行了研究，在考慮建筑蓄熱等因素時(shí)房間平均溫度模擬值的波動(dòng)較小，且室內(nèi)溫度峰/谷值相對供水溫度的峰/谷值出現(xiàn)半小時(shí)左右的滯后現(xiàn)象，該模擬規(guī)律更為接近真實(shí)情況。此外，根據(jù)供暖房間