隨著人民生活水平不斷提高,住房需求也相應(yīng)增長(zhǎng),雖然為城市供暖行業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn),但也直接增加了能源消耗,尤其是過(guò)量供熱現(xiàn)象的存在更是導(dǎo)致了大量能源浪費(fèi)。隨著近幾年自控技術(shù)的發(fā)展,對(duì)整個(gè)區(qū)域供暖系統(tǒng)建立可靠的仿真模型用以研究其動(dòng)態(tài)特性,以便進(jìn)行有效調(diào)控,更為精準(zhǔn)地匹配供熱量與建筑的需熱量就顯得尤為必要。本文以區(qū)域供暖系統(tǒng)集中調(diào)節(jié)為研究對(duì)象,從系統(tǒng)的熱力平衡入手,將整個(gè)供暖系統(tǒng)分為鍋爐、供熱管網(wǎng)、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、散熱器和室內(nèi)溫度五個(gè)部分。首先主要運(yùn)用熱容量質(zhì)點(diǎn)系法分別建立各個(gè)部分對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,再利用MATLAB/Simulink軟件環(huán)境搭建幾個(gè)部分的仿真模塊,引入物理模型根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行模塊間的連接與設(shè)置。然后在整個(gè)供暖系統(tǒng)仿真模型的基礎(chǔ)上分別添加定流量定供水溫度、常規(guī)根據(jù)室外溫度調(diào)節(jié)供水溫度和流量、基于負(fù)荷預(yù)測(cè)調(diào)節(jié)三種不同的調(diào)節(jié)模塊,利用仿真模型輔助研究采用不同控制調(diào)節(jié)方案運(yùn)行時(shí)室內(nèi)溫度的波動(dòng)以及冬季設(shè)計(jì)日、一月份內(nèi)、整個(gè)供暖季三個(gè)時(shí)段內(nèi)鍋爐和水泵能耗情況。通過(guò)運(yùn)行引入三種不同調(diào)節(jié)方案的區(qū)域供暖系統(tǒng)仿真模型,發(fā)現(xiàn)基于負(fù)荷預(yù)測(cè)的供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)方式可將室內(nèi)溫度波動(dòng)縮小到20±1℃范... 

【文章來(lái)源】：中原工學(xué)院河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

供暖系統(tǒng)模型架構(gòu)圖

12之間的關(guān)系。由于鍋爐運(yùn)行時(shí)候的影響因子眾多且相互耦合，通過(guò)實(shí)驗(yàn)無(wú)法準(zhǔn)確地獲得需要的關(guān)系式，因此目前機(jī)理分析法成為研究鍋爐動(dòng)態(tài)模型最常用的方法，從內(nèi)容上又可以選擇線性方程、非線性方程和傳遞函數(shù)三種仿真方法。供熱鍋爐的主要任務(wù)是把流體加熱到設(shè)定的溫度，在創(chuàng)建鍋爐數(shù)學(xué)模型的時(shí)候，設(shè)備中的相關(guān)參數(shù)一般為非線性，并且系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)有較大的擾動(dòng)，因此在進(jìn)行鍋爐動(dòng)態(tài)模型研究的時(shí)候一般采用非線性仿真法。為了求解方便，可以把系統(tǒng)的熱傳遞過(guò)程分為幾個(gè)環(huán)節(jié)，再使用集總參數(shù)法用平均值或出口值代替本環(huán)節(jié)某方面的特性。本課題研究時(shí)以熱平衡方程為基礎(chǔ)，分別把熱網(wǎng)循環(huán)回水、鍋爐內(nèi)的熱水和對(duì)熱源的補(bǔ)水等價(jià)為三個(gè)熱容量溫度節(jié)點(diǎn)來(lái)處理設(shè)為、、，同時(shí)也是鍋爐的供水溫度，簡(jiǎn)化模型如圖2.2所示：圖2.2鍋爐簡(jiǎn)化模型等式依據(jù)鍋爐內(nèi)容納的熱水儲(chǔ)熱量等于通過(guò)燃料燃燒供給鍋爐的凈熱量減去加熱補(bǔ)給水與熱網(wǎng)循環(huán)水所需熱量而建立，忽略鍋爐向外界的散熱，可得鍋爐的熱平衡方程如下：boiler,,()()boilerboilerboilermakeupwboilermakeupwwdwdwboilerrwdTCUQcwGTTcUGTTdt(2.1)boilerfuel,maxfuelboilerQGh(2.2)式中—鍋爐的熱容量，J/℃；—鍋爐/熱網(wǎng)供水溫度，℃；—控制燃料輸入的參數(shù)；—鍋爐的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W；，—鍋爐的額定消耗燃料速率，kg/s；

14圖2.3鍋爐仿真模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.4鍋爐仿真模塊將鍋爐模塊封裝為一個(gè)子模塊，右擊打開(kāi)MaskEditor進(jìn)行ParametersandDialog的編輯，錄入數(shù)學(xué)模型中需要設(shè)置或改變的參數(shù)，如果后期需要改變其中的某些參數(shù)，雙擊模塊即可打開(kāi)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框進(jìn)行更改，界面如圖2.5所示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]房間采暖熱惰性及末端控制優(yōu)化研究[D]. 張志博.長(zhǎng)安大學(xué) 2019
[2]集中供熱系統(tǒng)仿真及多級(jí)調(diào)節(jié)研究[D]. 趙維新.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]質(zhì)量流量調(diào)節(jié)與變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)的對(duì)比研究[D]. 張航.北京建筑大學(xué) 2015
[4]基于Matlab/Simulink的鍋爐建模及其動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 黨自力.華北電力大學(xué) 2014
[5]供熱管網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性及其控制策略研究[D]. 王志亮.青島理工大學(xué) 2012
[6]基于MATLAB/Simulink的供熱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及控制策略優(yōu)化分析[D]. 宋凱.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[7]基于粒子群算法的供熱負(fù)荷組合預(yù)測(cè)[D]. 許明子.東北石油大學(xué) 2011
[8]既有建筑供熱系統(tǒng)測(cè)試診斷與最佳運(yùn)行模式研究[D]. 介鵬飛.北京建筑工程學(xué)院 2010
[9]供熱管網(wǎng)水力計(jì)算模型研究[D]. 秦芳芳.華北電力大學(xué)（河北） 2009
[10]一次泵變流量系統(tǒng)機(jī)房側(cè)能耗動(dòng)態(tài)模擬及節(jié)能研究[D]. 陳濤.湖南科技大學(xué) 2008



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