基于室溫調(diào)節(jié)的熱水供熱管網(wǎng)動態(tài)水力和熱力工況研究.pdf

1、在供暖建筑中，根據(jù)居住者的需要進(jìn)行供熱量的調(diào)節(jié)，不僅可以滿足居住者個性化的室溫需求，而且可以在一定程度上節(jié)約供熱能耗。在有規(guī)律的負(fù)荷變化和無規(guī)律的室溫調(diào)節(jié)的情況下，供熱系統(tǒng)如何在保證節(jié)能的前提下滿足用戶變室溫的需求，給供熱系統(tǒng)的設(shè)計和運行帶來新的研究課題。本文以室溫可調(diào)的供熱系統(tǒng)為研究對象，在用戶熱負(fù)荷動態(tài)變化和供暖房間室溫調(diào)節(jié)的條件下圍繞供熱系統(tǒng)動態(tài)水力和熱力工況展開研究。
　　本課題首先研究熱水在管路中流動的水溫延遲變化規(guī)律，

2、建立供熱管路徑向和軸向的二維熱平衡模型，得出管路內(nèi)水溫分布規(guī)律，并基于該模型研究管路入口流量和溫度變化時其出口水溫的延遲變化規(guī)律，分析管長、流量和公稱直徑對出口水溫延遲變化的影響。以哈爾濱地區(qū)5個用戶枝狀供熱管網(wǎng)為例，在熱源出水溫度和流量均變化的條件下揭示各用戶供水溫度較熱源出水溫度的延遲變化規(guī)律。
　　依據(jù)熱網(wǎng)供熱量應(yīng)動態(tài)地適應(yīng)用戶的用熱需求，提出熱網(wǎng)適用的動態(tài)調(diào)節(jié)控制方法，在用戶無自調(diào)節(jié)的前提下對熱網(wǎng)動態(tài)水力工況進(jìn)行模擬，結(jié)果

3、表明：用戶熱負(fù)荷減小時熱網(wǎng)供回水的動水壓線均變緩，且供水的動水壓線下移。為適應(yīng)用戶動態(tài)熱負(fù)荷的變化，各調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)幅度并不大。
　　建立典型供暖房間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)動態(tài)傳熱模型、散熱器動態(tài)換熱模型、溫控閥調(diào)節(jié)模型，并基于房間空氣動態(tài)熱平衡聯(lián)立各模型求解，在給定室溫設(shè)定值前提下計算房間室溫和散熱器熱水流量的動態(tài)變化規(guī)律，研究結(jié)果表明：當(dāng)室溫設(shè)定值恒為設(shè)計室溫時，在溫控閥的作用下室溫可達(dá)到用戶的要求；當(dāng)室溫設(shè)定值較低而導(dǎo)致溫控閥一直關(guān)至最小時

4、，溫控閥失去調(diào)節(jié)作用，不能達(dá)到用戶的要求。
　　對于采用分戶水平單管跨越式和分戶水平雙管同程式的兩種建筑內(nèi)系統(tǒng)，給定室溫設(shè)定值規(guī)律，基于溫控閥作用下供暖房間熱平衡模型得出各房間的散熱器供回水溫度和流量的變化規(guī)律，基于系統(tǒng)各環(huán)路水力平衡得出溫控閥的調(diào)節(jié)特性和建筑自調(diào)節(jié)時其流量和阻抗的變化規(guī)律，為后文研究用戶自調(diào)節(jié)時熱網(wǎng)的水力工況奠定基礎(chǔ)。
　　以用戶自調(diào)節(jié)時建筑系統(tǒng)的流量和阻抗變化規(guī)律為變量，研究用戶自調(diào)節(jié)時外網(wǎng)的動態(tài)水力工況

5、變化規(guī)律，得出調(diào)節(jié)用戶對非調(diào)用戶的影響，結(jié)果表明：當(dāng)采用分戶水平單管跨越式系統(tǒng)時，調(diào)節(jié)用戶對非調(diào)用戶的影響可忽略不計；當(dāng)采用分戶水平雙管同程式系統(tǒng)時，調(diào)節(jié)用戶對非調(diào)用戶的影響取決于自調(diào)節(jié)用戶的位置，當(dāng)最近端用戶自調(diào)節(jié)時對非調(diào)用戶的影響最小，而最遠(yuǎn)端用戶自調(diào)節(jié)對非調(diào)用戶的影響最大。
　　最后，基于前文的理論模型和提出的熱網(wǎng)調(diào)控方法，對用戶自調(diào)節(jié)時熱網(wǎng)的水力工況進(jìn)行實驗研究，并與實驗臺熱網(wǎng)的模擬結(jié)果進(jìn)行對比，計算值與實驗測量值吻合較好