水—水直接换热系统实验研究与模拟仿真

摘要

集中供热的迅速发展使得采暖能耗在全部社会能源消耗中所占的比重日益增大。长期以来，我国的集中供热系统运行效率较低，实际供暖负荷只有设备能力的40％左右。为了提高供热系统能效，本文提出了采用水-水直接换热系统的供热方式，作为提高供热系统能效的一个重要手段。水-水直接换热系统与常规的换热器连接的换热系统相比，可实现一次网、二次网传热端差为零的换热，提高一次网供回水温差，使一次管网的循环流量减小，同时使用电功率减小。 通过搭建实验台，运用物理实验的方法，分析了水-水直接换热系统较常规间接换热系统具有的节能性优势，研究了水-水直接换热系统的热力工况。验证了水-水直接换热系统的可行性，指出水-水直接换热系统在供热系统提高水力输送效率方面起着重要的作用。 本文的另一大特色是使用了科学计算软件-MATLAB。MATLAB以其强大的建模能力、精确的数学运算能力，越来越成为工程界不可缺少的理论工具。本文应用MATLAB/SIMULINK构建了水-水直接换热系统物理实验的能耗和热力工况仿真模型，对物理实验的运行工况和热力工况进行了仿真，并将仿真数据与物理实验数据进行比较，验证了仿真模型的合理性，从而说明，利用仿真技术可以实现实验无法模拟的实际工程的能耗和热力工况，并可对其进行分析研究。 稳定性与经济性是衡量供热系统的重要标准，本文最后一章进行了水-水直接换热系统的稳定性与经济性分析，通过与常规换热系统的比较，得出了采用水-水直接换热系统节省了热力站的投资建设费用，减少了循环水泵的总装机功率，节省了水泵的运行电耗，减小了一次网供回水管道的投资，同时减少了换热器的初投资和运行维护费用。具有良好的经济和社会效益。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的背景

1.2课题研究的意义

1.3课题研究的目的

1.4水-水直接换热系统研究现状

1.5 MATLAB计算机仿真在课题中的作用

1.6本文的主要研究工作

第二章水-水直接换热系统的理论分析

2.1基本方程

2.2系统组成

2.3水—水直接换热系统节能的理论分析

2.4水—水直接换热系统的运行调节

2.5系统定压方式

2.6供热管网水力计算

2.7系统的水力工况基本要求

2.8水—水直接换热系统的设计步骤

第三章水—水直接换热系统物理实验

3.1物理实验模型介绍

3.2物理实验目的、原理、步骤及实验数据

3.2.1实验目的

3.2.2实验原理、实验仪器、实验步骤及实验数据

3.3实验数据分析及结论

3.3.1实验数据分析

3.3.2物理实验结论

第四章物理实验模型的仿真

4.1仿真模型的理论依据

4.2仿真模型中参数的确定

4.3物理实验模型数据与仿真模型数据的比较

4.4仿真模型的建立

4.4.1仿真建模

4.4.2设计工况下间接连接系统能耗模型的仿真

4.4.3运行工况下间接连接系统能耗模型的仿真

4.4.4设计工况下混水连接系统能耗模型的仿真

4.4.5运行工况下混水连接系统能耗模型的仿真

4.4.6设计工况下混水连接系统热力工况动态模型的仿真

4.4.7运行工况下混水连接系统热力工况动态模型的仿真

4.5物理实验数据与仿真数据的比较

4.5.1间接连接系统与混水连接系统能耗的物理实验数据与仿真数据的比较

4.5.2混水连接系统热力工况的物理实验数据与仿真数据的比较

4.6结论

第五章水—水直接换热系统的设计要点

5.1间接连接的换热系统与水—水直接换热系统的比较

5.2水—水直接换热系统满足用户不同热负荷要求的设计

5.3水—水直接换热系统设计要点及控制策略

5.4水—水直接换热系统的适用范围

第六章水—水直接换热系统的稳定性与经济性分析

6.1水—水直接换热系统的稳定性分析

6.1.1水—水直接换热系统的稳定性：

6.2水—水直接换热系统的经济性

6.2.1投资分析：

6.2.2运行费用分析：

全文总结

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录