【摘要】：截止到2017年集中供熱面積達到83.1億m~2,其中不乏供熱面積超過1億m~2的供熱系統(tǒng)。大型集中供熱系統(tǒng)元件眾多,導致供熱事故發(fā)生頻率高,影響范圍大。供熱質(zhì)量的要求也隨著居民生活水平的提高而逐漸提高,對供熱事故的容忍度逐漸降低,供熱可靠性研究也更著重于反映供暖建筑物對事故工況的響應。但是,傳統(tǒng)研究中所采用的1階數(shù)學模型失真較嚴重,而大規(guī)模的供熱系統(tǒng)事故工況研究也無法承受高階數(shù)學模型的復雜度,為了適應大規(guī)模供熱系統(tǒng)事故工況的仿真計算,本文旨在降低供暖建筑物熱力模型的階數(shù),提高計算效率。通過對影響供暖建筑室內(nèi)溫度的因素的分析,建立建筑傳熱模型。基于熱容量質(zhì)點法,建立圍護結(jié)構(gòu)的動態(tài)傳熱模型、散熱器動態(tài)傳熱模型和室內(nèi)空氣的熱平衡方程,并且采用狀態(tài)空間法構(gòu)造供暖建筑物熱力過程的狀態(tài)空間模型。以長春某節(jié)能建筑為研究對象,建立了以建筑的房間為每個空間單元的高階熱力模型。并且通過對高階模型的降階處理,建立了將整棟建筑看作一個空間單元的8階及2階熱力模型。通過對典型房間的實測溫度數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)的對比分析,時域上在驗證了高階模型驗證了8階及2階模型的精度。并且,為了進一步驗證降階模型的精度,繪制了高階模型,8階模型及2階模型以室內(nèi)空氣的得熱量作為狀態(tài)空間方程的輸出,室外溫度作為激勵的Bode圖,通過對3種模型頻率特性的分析,驗證了降階模型的合理性。經(jīng)實驗驗證,8階模型和2階模型均具有較高的精度,能夠較準確的反映供暖建筑物在事故工況下的室內(nèi)溫度變化規(guī)律,而2階模型由于計算復雜度更小,因此更適用于大規(guī)模供熱系統(tǒng)的事故仿真研究,提高計算效率。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU995
【圖文】：

于兩種圍護結(jié)構(gòu)的蓄熱特性的不同，造成其對室內(nèi)溫度等，由于其蓄熱特性小，在事故工況下，這些圍護結(jié)構(gòu)文對其動態(tài)傳熱過程做不同的處理。蓄熱特性的圍護結(jié)構(gòu)性的圍護結(jié)構(gòu)主要包括外墻、屋面、地板、隔墻以及天構(gòu)，采用熱容量質(zhì)點法，忽略冷橋的影響，將多維傳熱、地面及內(nèi)墻等劃分成若干層，認為各層的熱量集中在代表這層的溫度，即考慮各個質(zhì)點間的熱平衡，建立室，求解溫度。2-1 所示，以外墻為例，將其分為四層，建立各個溫度節(jié)內(nèi)溫度節(jié)點 1 得熱量=室內(nèi)空氣與圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的對獲得的透過外窗的太陽輻射得熱+溫度節(jié)點 2 向溫度節(jié))所示。

圖 2-2 散熱器動態(tài)傳熱物理模型流換熱，如式(2-23)所示，將熱量從：2 g( ) ( fw w ra r r f w g hdtc G h f t t c G t td= + 器內(nèi)熱媒的熱容，J/(kg·°C)；器內(nèi)熱媒的質(zhì)量，kg；度，°C，取供、回水溫度的平均值器外殼內(nèi)表面與熱媒的對流換熱系散熱器的散熱面積，m2；器外殼內(nèi)表面的溫度，°C；的質(zhì)量流量，kg/s；導熱的形式，如式(2-24)所示，從散 tr1：2r rdt

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