集中供热系统变压差优化控制方法研究

摘要

我国北方地区城镇建筑实行集中供热，用能强度大，一直是节能工作的重点。集中供热系统的运行调节优化控制是实现节能的重要举措。我国集中供热的运行调节技术并不成熟，自动化水平不高，为了使房间温度能够达到更好的控制效果，本文针对某小区的集中供热系统，研究其变压差设定值优化控制方法，并通过仿真试验验证优化控制方法的可行性。
　　本研究首先建立了系统主要部件的数学模型，包括系统的水力特性模型和热力特性模型。然后结合图论和流体网络的相关知识，建立了系统管网的数学模型。为后文的仿真工作搭建了平台。其次，研究了集中供热系统的热特性，包括散热器的热特性以及整个系统在无控工况下的热特性，通过对各房间室温变化规律的研究，找出建筑中的最不利立管和立管中的最不利房间，为后续的监测控制提供了温度传感器优化配置的依据。再次，依据最不利热力环路的辨识方法，提出了变压差设定值优化控制策略，并利用系统的仿真模型，仿真研究了变压差设定值优化控制方法的可行性。最后，为评价控制方案的效果，以管网的热力稳定性为评价指标，通过仿真试验研究了水泵压差无控状态、压差为定值状态以及水泵压差为变量状态，结果表明，变水泵压差设定值时节能效果显著，但压差设定值的选取要兼顾管网的热力稳定性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 课题的提出及意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 集中供热系统水力特性研究现状

1．3．2 集中供热系统热力特性研究现状

1．3．3 热网的运行调节与优化控制研究现状

1．4 主要研究内容

2 集中供热系统仿真模型

2．1 建筑与供热系统概况

2．1．1 建筑概况

2．1．2 供热系统概况

2．2 系统的水力特性模型

2．2．1 水泵模型

2．2．2 水管模型

2．2．3 调节阀模型

2．2．4 管网模型

2．3 系统的热力特性模型

2．4 集中供热系统采暖热负荷的计算

2．4．1 DeST简介

2．4．2 系统热负荷的计算

2．4 本章小结

3 集中供热系统无控工况下的运行特性

3．1 散热器热力工况分析

3．1．1 散热器散热量的计算公式

3．1．2 散热器热特性曲线

3．1．3 散热器的热特性分析

3．2 集中供热系统无控工况下的热特性

3．2．1 未进行初调节时系统的热特性

3．2．2 运行调节时系统的热特性

3．3 本章小结

4 集中供热系统变压差设定值优化控制策略

4．1 最不利热力环路的辨识

4．1．1 最不利热力环路的定义

4．1．2 最不利热力环路的辨识

4．2 集中供热系统监测方案的提出

4．3 集中供热系统变压差设定值优化控制策略

4．3．1 系统的控制回路

4．3．2 压差设定值优化设置的参考变量

4．3．3 压差设定值优化设置阀位域

4．3．4 参考最佳阀位域的压差设定值优化设置方法

4．4 集中供热系统优化控制策略仿真

4．4．1 仿真参数

4．4．2 仿真策略

4．4．3 仿真结果分析

4．5 本章小结

5 集中供热系统压差控制策略的热力稳定性评价

5．1 热力稳定性的定义与评价指标

5．1．1 水力稳定性

5．1．2 热力稳定性的定义

5．1．3 热力稳定性评价指标

5．2 压差控制策略的热力稳定性评价

5．2．1 仿真初始参数

5．2．2 仿真策略

5．2．3 仿真结果分析

5．3 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢