建筑物热负荷预测 控制方案的研究.pdf

摘要我国北方地区冬季供暖是人们密切关注的问题,人民对供热质量和热舒适性的要求逐渐提高。据统计我国目前供热系统的能耗指标是发达国家的叮┤能耗高、污染大成为制约我国供暖行业发展、影响用户热舒适度和加剧城市环境污染的重要因素。目前我还比较低,仍然存在着很大的节能潜力。集中供热系统熟用户端还存在很多问题,供热效果并不理想,不但没有满足热用户对供热舒适度的要求,而且还造成了能源浪费。针对集中供热系统热用户端存在的一系列问题,本研究课题以某大学一幢学生宿舍楼为研究对象展开研究。首先深入分析建筑物自身的热工特性,了解建筑物各热工特性指标;在此基础上分析建筑物围护结构内外的热平衡和传热过程,分析影响建筑物供暖能耗的各个重要影响因素,建立建筑物热平衡模型,并对模型中各项物理量进行详细理论研究,从机理上对建筑物能耗模型进行研究。本课题中建筑物能耗模型的研究和建立是进行热负荷预测的前提,通过对历史运行数据的分析和挖掘,提出科学热负荷预测方法,实现预测室内温度在不同时段保持特定设定值时所需的供热量大小,最终实现对热负荷的预测功能。在实现热负荷预测的基础上,本课题提出了实用的基于热预测的集中供热系统热量控制方案,由传统的采用回水温度控制的策略改为控制进入建筑物的实际供热量,根据用户的分时段用热特点制定合理的室内温度设定曲线,结合气候和时间双重补偿的热量控制方式,对周期性热量控制进行合理的热量修正,实现对建筑物科学的热控,提高建筑供热品质和满足热用户不同时段用热需求,并且实现了节能的目的,具有很好的经济价值和社会价值。关键词:集中供热系统;热工特性;热负荷预测;热量控制;热计量中文摘要
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第滦髀课题研究的背景和意义我国建筑能耗与工业能耗、交通能耗一起构成社会总能耗的主要部分%岷瞎谕饩椋夜ㄖ芎囊灿凶糯ド仙サ那魇疲ㄖ谀已成为执行我国节能减排基本国策的重要组成部分。其中北方城市的供暖能耗占达建筑能耗的%,国家要完成“十二五”期间单位芎那慷认陆サ娜挝瘢并且实现到年碳排强度降低%的目标,供热节能纲举目张。在我国北方地区,冬季城市供暖一直是人们密切关注的问题,供热工程是提高人民生活质量、促进社会和谐稳定的民生、民心工程。随着社会的发展,城市化、现代化进程的加快,人民生活水平的提高,对供热质量和热舒适性的要求逐渐提高。据统计我国目前供热系统的能耗指标是发达国家的叮┤饶芎母摺污染大成为制约我国供暖行业发展、影响用户热舒适度和加剧城市环境污染的重要因素。因此,研究供热系统的科学控制方法,对提高用户供热舒适度,节能减排及促进社会和谐稳定等方面都具有重要的现实意义川。建筑物热负荷预测与控制方案研究换热站图集中供热示意图.
随着工业自动化水平的提高和能源短缺问题的加剧,使得我国供热方式也随之发生了巨大变化,正逐步由以往的分散供热方式向集中供热方式发展。集中供热的方式把蒸汽和热水当作热媒,通过一个或多个热源利用供热管网、热交换站等,对城市及其中某些区域的热用户提供热能的方式‘。全市集中供热已成为中国北方的冬季供暖的主要形式。集中供热示意图如图所示。由集中供热代替传统的分散供热方式在一定程度上提高了供热能效,但是根据清华大学石兆玉教授的分析,目前我还比较低,仍然存在着很大的节能潜力,其中热源节能潜力为—%,热网节能潜力为%,热用户节能潜力为—%,由此可以看出,在我国供热系统在热用户端的节能潜力很大【俊在供热系统热用户端,主要存在以下问题:对建筑物热工特性缺乏分析集中供热系统热用户端被控对象即建筑物的热工特性,包括其总传热阻、总传热系数、衰减倍数、延迟时间、热惰性等,由于缺乏对其热工特性的深入剖析,导致控制比较粗放,能效较低。忽略综合气象参数的影响影响建筑能耗的因素很多,除了室外温度外,风速、太阳辐射、湿度等气候因素也对其有很大的影响,传统的供热控制方式中,单纯地通过室外温度按人为经验进行调节,忽略综合气象参数的影响,使得对建筑能耗的大小缺乏科学的预测和定额方法。控制方式有待改进目前的控制方式中,一般只能单纯地通过控制供水温度或回水温度单一参数的方式来粗略地控制二次网的运行,这种控制方式无法保证进入建筑物的实际供热量,控制方式有待改进。且没有考虑到建筑物结构特征和不同时段使用特点,以及建筑物大滞后、大惯性的热工特性,和综合气象参数的影响,控制不够精细化。综上所述,集中供热系统热用户端还存在很多问题,供热效果并不理想,不但没有满足热用户对供热舒适度的要求,而且还造成了能源浪费。目前国家《民第滦髀
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