節(jié)能減排是大勢(shì)所趨,而當(dāng)前最具節(jié)能潛力的就是建筑節(jié)能。在中國(guó),集中供暖行業(yè)的供熱效率低,能耗巨大,其平均建筑面積的能耗最高達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍,所以節(jié)能潛力巨大。因此,需要對(duì)集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化研究,首先針對(duì)供熱質(zhì)量差等問(wèn)題對(duì)控制方案進(jìn)行優(yōu)化;然后利用峰谷電價(jià)差,在系統(tǒng)中添加儲(chǔ)能裝置,不僅可以充分發(fā)揮其節(jié)能潛力,而且能夠起到削峰填谷的作用。本文首先基于傳熱學(xué)和能量守恒基本原理,建立了區(qū)域集中供熱系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,然后利用最小二乘法進(jìn)行模型參數(shù)的擬合,并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。利用熱容量質(zhì)點(diǎn)法建立了電鍋爐的數(shù)學(xué)模型;在合理的假設(shè)條件下,建立了儲(chǔ)水箱的數(shù)學(xué)模型;通過(guò)對(duì)板式換熱器內(nèi)流體的能量進(jìn)行分析,建立了簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)模型;基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)以及對(duì)模型的理解,推導(dǎo)出了僅與供回水溫度和環(huán)境溫度相關(guān)的二階慣性加時(shí)滯的房屋模型。模型驗(yàn)證的結(jié)果表明,建立的系統(tǒng)模型能夠很好的跟蹤系統(tǒng)動(dòng)態(tài)。然后,基于系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)了基于Smith預(yù)測(cè)器的雙閉環(huán)PI控制結(jié)構(gòu)。首先對(duì)原有的滯環(huán)控制方案的特點(diǎn)進(jìn)行分析;并且在不考慮時(shí)滯環(huán)節(jié)下,設(shè)計(jì)了雙閉環(huán)PI控制結(jié)構(gòu);其次,對(duì)時(shí)滯環(huán)節(jié)進(jìn)行介紹,并分析時(shí)滯環(huán)節(jié)對(duì)于系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,然后利用... 

【文章來(lái)源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國(guó)年供熱總量走勢(shì)圖

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文14VB—————————鍋爐體積(m3)Cv——————————水的比熱容(J/(kg*℃))kB—————————m3/h與m3/s之間轉(zhuǎn)換系數(shù)，kB=1/3600本論文中，并未對(duì)鍋爐的模型進(jìn)行參數(shù)擬合及驗(yàn)證，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)中并沒(méi)有鍋爐進(jìn)水流量的信息，也就難以對(duì)鍋爐的模型進(jìn)行擬合及驗(yàn)證。而且電鍋爐的模型相對(duì)簡(jiǎn)單，電鍋爐模型參數(shù)的缺失對(duì)于系統(tǒng)控制性能并無(wú)影響，而對(duì)于儲(chǔ)能尋優(yōu)來(lái)說(shuō)，只需要根據(jù)能量守恒定律，考慮電鍋爐的進(jìn)出水溫度以及進(jìn)水流量即可。2.2儲(chǔ)水箱模型儲(chǔ)水箱是一個(gè)儲(chǔ)存熱水的裝置。儲(chǔ)水箱有四個(gè)閥門，兩個(gè)在頂部，兩個(gè)在底部。在本課題研究中，儲(chǔ)水箱的目的就是在晚上用電低谷，電價(jià)較低的時(shí)候，利用電鍋爐將水進(jìn)行加熱，然后將熱水儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱里，當(dāng)儲(chǔ)水箱中的熱量充足的條件下，在用電高峰期的白天就可以不用電鍋爐進(jìn)行加熱，而直接利用儲(chǔ)水箱的熱水來(lái)進(jìn)行供熱，以此來(lái)降低供熱成本。下圖2.3所示即為儲(chǔ)水箱的模型示意圖。圖2-3儲(chǔ)水箱模型示意圖

箱的瞬態(tài)過(guò)程，主要對(duì)儲(chǔ)水箱的瞬態(tài)過(guò)程及相應(yīng)的瞬態(tài)影響進(jìn)行建模分析，這類模型主要是建立儲(chǔ)水箱的流體力學(xué)模型，分析其流動(dòng)特性[43]。 本課題研究中儲(chǔ)水箱主要是用戶熱能的存儲(chǔ)，對(duì)于儲(chǔ)水箱內(nèi)的瞬態(tài)模型并不關(guān)注，選用簡(jiǎn)單的儲(chǔ)水箱模型有利于我們對(duì)集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究。所以我們對(duì)儲(chǔ)水箱建模的時(shí)候只建立儲(chǔ)水箱的一維穩(wěn)態(tài)模型，因?yàn)閮?chǔ)水箱的多維復(fù)雜模型的使用，必然會(huì)添加大量的計(jì)算工作，而儲(chǔ)水箱的瞬態(tài)模型對(duì)本文的研究工作幫助并不大，更重要的是一維模型適于研究供熱系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)水箱的存儲(chǔ)與釋能操作。


本文編號(hào)：3017512