二次网系统分时分区供热质—量调节控制研究

摘要

在我国大力推行建筑节能的背景下，供热系统的节能改造显得尤为重要。传统间接连接供热系统中，存在大量公共建筑与居住建筑共用一个二次网热源的现象。现有城镇供热大部分仍未安装供热计量设备，末端用户未安装温控设备，使供热计量制度的改革工作进展缓慢。要想在保证不同用热规律末端用户热舒适性的前提下，使系统仍能节能运行，亟需在现有基础上对供热系统特点、管理与控制等工作做进一步研究。
　　针对此类二次网系统，适宜采用分时分区供热控制。本文通过TRNSYS软件模拟理想控制下的建筑用户负荷响应，获得了适用于北方地区分时分区供热的负荷规律，并给出了区域内不同建筑的面积比重与负荷比重的通用数学关系式。结合运行调节理论，确定集中调节和局部调节相结合的调节方法，从热源预热控制、运行参数控制、最小流量控制、末端执行器控制、夜间值班温度控制五个方面提出了普遍适用的分时分区质-量调节供热系统的控制策略。
　　在TRNSYS软件仿真平台上，建立二次网供热系统模型，模拟了质-量调节不同方案下的供热效果及系统能耗，得出适宜分时分区供热系统的质-量调节最佳方案，提出对于不同区域类型，质-量调节需要控制的流量变化范围不同。通过与质调节方式对比，不同区域建筑满足室内温度需求的比重平均提高了4.2％～6％，而过热现象降低了1.5％～5％，节能率分别达到3.85％～7.4％，且居住建筑比例越大，质-量调节对系统供热效果的改善作用越明显，系统节能率越大。
　　进一步提出基于热负荷预测的质-量调节方式，并对不同区域类型的供热系统模拟，结果表明相较于原有质-量调节方式，居住建筑与公共建筑满足室内温度需求的比重提高了5.9％～10.2％，过热现象降低了4.2％～11.1％，同时系统节能率达到3.1％～4.6％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状及存在的问题

1．2．1 研究现状

1．2．2 存在的问题

1．3 研究内容和方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

第2章 区域建筑供热特点

2．1 热负荷基本特点

2．2 区域建筑模型

2．3 负荷特性分析

2．3．1 不同区域类型的模拟

2．3．2 寒冷地区负荷分析

2．3．3 严寒地区负荷分析

2．4 分时分区供热特点

2．5 本章小结

第3章 二次网系统运行调节及控制

3．1 供热的运行调节方法

3．1．1 基本原理

3．1．2 集中调节

3．1．3 局部调节

3．2 分时分区系统控制策略

3．2．1 热源预热控制

3．2．2 运行参数控制

3．2．3 最小流量控制

3．2．4 末端执行器控制

3．2．5 夜间值班温度的控制

3．3 本章小结

第4章 仿真分析

4．1 设备模型

4．1．1 换热器模型

4．1．2 管道模型

4．1．3 变频泵模型

4．1．4 散热器模型

4．2 区域类型一的仿真分析

4．2．1 质调节

4．2．2 质量-流量调节

4．2．3 质调节与质-量调节对比

4．3 区域类型二的仿真分析

4．3．1 质-量调节

4．3．2 质调节与质-量调节对比

4．4 区域类型三的仿真分析

4．4．1 质-量调节

4．4．2 质调节与质-量调节对比

4．5 分时分区质-量调节特点

4．6 本章小结

第5章 基于热负荷预测的供热

5．1 相对负荷比

5．2 神经网络

5．2．1 神经网络理论基础

5．2．2 BP神经网络

5．3 训练实例

5．3．1 输入输出变量

5．3．2 数据选取

5．3．3 训练结果

5．4 基于热负荷预测的质-量调节

5．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目