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二次管网平衡调节策略及其动态热特性研究

二次管网平衡调节策略及其动态热特性研究

作者：马婉路河北工业大学

学位级别：硕士

随着集中供热系统的规模不断扩大,管网的运行调节工作变得尤为重要。本文以承德某小区的二次管网为研究对象,依据管网特点及其运行数据建立系统仿真模型。实验研究了几种常用阀门的流量特性规律,通过模拟仿真分析得到了基于阀门调节技... 详细信息

随着集中供热系统的规模不断扩大,管网的运行调节工作变得尤为重要。本文以承德某小区的二次管网为研究对象,依据管网特点及其运行数据建立系统仿真模型。实验研究了几种常用阀门的流量特性规律,通过模拟仿真分析得到了基于阀门调节技术的二次管网的平衡调节策略,以及系统热力工况的动态变化规律,论文主要工作如下。首先,通过调研承德某小区供热系统运行调节状况,明确该系统管网在实际运行中所存在的问题。进而搭建常用阀门性能测试实验台,实验研究了不同阀门的工作流量特性,得到了流量系数、损失系数与阀门开度之间的关系,为后续仿真模型的建立奠定基础。其次,在理论分析基础上,针对某小区二次管网系统建立了水力-热力耦合工况的仿真模型,模拟计算了分别对主阀、楼前单元阀和不热用户阀进行调节时系统水力-热力工况的变化规律。以保证用户用热质量且实现系统节能运行为目的,给出了不同工况下所对应的阀门调节策略。最后,基于建筑动态热过程的理论分析,建立了典型二次管网系统动态热力工况仿真模型,通过仿真计算研究了热源供水温度和室外温度的变化对用户室内温度的影响,结果表明,当供水温度提升1℃时热用户温度约升高0.4℃,各用户室内温度变化滞后时间在130min-170min之间。模拟计算了供水温度在不同提升幅度下室内温度变化规律及其滞后时间。同时研究给出了当室外温度由-5℃骤降到-8℃时,室内温度约降低1.8℃,用户温度变化滞后时间为180min-230min左右。此外研究发现室外温度的降速及降低值均会对室内温度变化的滞后时间产生影响,并针对室外温度由-5℃降低到-10℃过程所经历的时间分别为30min、60min和120min的工况,给出了某典型用户室内温度的变化规律。本文的研究成果对实际供热系统的运行调节具有一定的理论指导作用。

关键词：二次管网阀门调节策略动态特性

城市住宅小区供热二次管网主动按需供热运行策略研究

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城市住宅小区供热二次管网主动按需供热运行策略研究

作者：刘鸽浙江大学

学位级别：硕士

随着城市集中供热系统规模逐渐扩大,复杂程度的不断增加,能源浪费、供热不均的现象时有发生,我国目前仍没有大范围实现按需供热。在我国大力推行绿色低碳环境,早日实现“碳中和”的时代背景下,如何提高集中供热系统的效率、减少能源消... 详细信息

随着城市集中供热系统规模逐渐扩大,复杂程度的不断增加,能源浪费、供热不均的现象时有发生,我国目前仍没有大范围实现按需供热。在我国大力推行绿色低碳环境,早日实现“碳中和”的时代背景下,如何提高集中供热系统的效率、减少能源消耗是目前研究的重要课题。二次管网作为供热主管网到用户之间的管网,在供热系统中至关重要,但其稳定性较差的问题导致了水力和热力失调现象经常发生。为了节约能源和运行调节费用,本文针对北京地区住宅类建筑的运行规律和用热特点,分析了水泵变频调节的原理、特点和应用环境,对二次管网控制策略中水泵调频和分阶段改变流量的质调节进行了具体的研究,与传统的变换水泵的划分流量区间的方法不同,本文采用了水泵变频的区间划分方法来控制各区间的流量,进一步优化在节能减排和提升效率方面有着巨大潜力。首先,在理论分析的基础上,利用PID控制方法进行计算,基于传热学及供暖房间各项参数等建立房间模型及变频水泵模型的传递函数,设定室内温度及波动范围,给出了不同调节控制方法下的模拟结果,包括二次管网供水温度、室内温度、耗热量等。对比不同调节方法的能耗和经济性得到分阶段改变流量的质调节具有更好的节能优势,相比于传统的质调节方式,运行热耗降低了9.5%,系统电耗相比原系统降低了17.1%。其次,利用Flowmaster构建系统工程设计的完整平台,根据PID控制分析结果与北京某热力站和二次管网的实际运行情况建立完整的动态仿真模型,研究分阶段改变流量的质调节的供热特性,对管网系统中的状态量和控制量进行实时监测。通过在Flowmaster平台中对某热力站进行既有质调节和本文提出分阶段改变流量的质调节进行模拟仿真,确定按照小区居民用热特点及室外气温改变,可将热力站水泵调频运行分为五个阶段进行,且根据室外气温进行逐时二次供温设定,为在实际工程平台中运行提供了理论支撑。最后,基于模拟仿真分析在北京某热力站实际工程平台中进行本文提出分阶段改变流量的质调节运行策略验证。通过在热力站中利用水泵变频控制器及北京热力无人值守平台进行水泵频率及二次供温设定,采用物联网室温监测设备对用户家中进行实时数据采集、传输,然后利用这些数据进行处理分析再进行针对性的调节,从而实现供热运行管理单位主动对居民家中进行按需供热。实施运行策略后,通过与往年同期数据对比发现,热耗同比下降5.68%,电耗同比下降22.54%,且经调查发现用户满意度得到有效提升。

关键词：二次管网变频水泵分阶段改变流量的质调节按需供热模拟分析

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对集中供暖系统二次管网失水问题的研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第5期 0073-0076页

作者：张显亮天津市热电有限公司天津300000

一直以来,供热企业出现二次管网失水的问题普遍存在,这是困扰着供热企业的最常见也是最难解决的问题。其失水因素很多,对二次管网失水难题,在客观上就需要进一步地加强对供热系统的管控,并搞好对二次管网的失水防治工作。主观上必须强... 详细信息

一直以来,供热企业出现二次管网失水的问题普遍存在,这是困扰着供热企业的最常见也是最难解决的问题。其失水因素很多,对二次管网失水难题,在客观上就需要进一步地加强对供热系统的管控,并搞好对二次管网的失水防治工作。主观上必须强化监督管控,提高对供热系统和每个人的社会责任感,同时加大教育力度,使每位供热户都知道盗用热水的危害性,并以此减少供暖系统的失水,从而有效地防止了供暖系统中二次管网失水现象的出现。

关键词：集中供暖系统二次管网失水问题

基于建筑负荷模型的二次管网前馈控制方法研究

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中国科技期刊数据库工业A 2023年第10期 0055-0059页

作者：宋美元王宏段志乾周永娣甘肃嘉恒产业发展(集团)有限公司甘肃嘉峪关735100

建筑领域是直接或者间接造成碳排放的重要责任领域之一,其中城镇集中供热导致的二氧化碳排放约为4.5亿吨,具有巨大的节能减排潜力。为了积极应对过度排放造成的全球气候变化对人类社会构成的重大威胁,本文提出了一种供热管网前馈质量调... 详细信息

建筑领域是直接或者间接造成碳排放的重要责任领域之一,其中城镇集中供热导致的二氧化碳排放约为4.5亿吨,具有巨大的节能减排潜力。为了积极应对过度排放造成的全球气候变化对人类社会构成的重大威胁,本文提出了一种供热管网前馈质量调控方法。该方法基于典型建筑热负荷模型和管网水力特性的特征矩阵,可以预测二次网供水温度和二次网末端阀门动作随着外界环境温度变化的对应变化量,从而实现供热管网的精确末端调控。该方法在某街区供热管网中进行验证,计算发现,应用改调控方法后,在2021年供暖季,预计可以节省633 GJ供热量,相当于346吨标准煤或者863吨二氧化碳排放量。

关键词：建筑负荷模型二次管网

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城市集中供热系统二次管网的动态模拟

城市集中供热系统二次管网的动态模拟

作者：郭梦凯石家庄铁道大学

学位级别：硕士

随着我国国民经济的迅速提升,人们的生活水平和居住环境进一步改善,集中供热取得了较快的发展。与此同时,集中供热系统的能源消耗量也在不断增加。在我国大力推行节能减排的背景下,如何运用科学的供热调节方式,提高集中供热管网的能源... 详细信息

随着我国国民经济的迅速提升,人们的生活水平和居住环境进一步改善,集中供热取得了较快的发展。与此同时,集中供热系统的能源消耗量也在不断增加。在我国大力推行节能减排的背景下,如何运用科学的供热调节方式,提高集中供热管网的能源利用率、减少能源损耗是目前研究的重要课题。本文以集中供热二次管网为研究对象,对管网进行初调节模拟研究,并采用不同的运行调节方式对整个供暖期的不同阶段进行模拟分析。论文的主要研究内容如下:(1)供热管网的初调节。应用网络图论,采用描述管网拓扑结构的峰阵生成基本关联矩阵与独立回路矩阵;建立供热管网水力工况计算模型,采用模拟分析法,运用改进平方根法进行求解计算,并利用Java软件编写求解程序和进行实例仿真计算,得到各待调热用户支路的过渡流量,对供热管网进行初调节。其中,采用最小二乘法拟合水泵工作曲线,与供热管网特性曲线确定水泵工作点,并对比分析了初调节前后供热管网特性曲线与水泵工作点的变化。(2)供热管网的运行调节。根据热负荷的高低变化将整个供暖期分段,建立了在供暖初末寒期保持小流量运行采用质调节和在严寒期采用分阶段改变流量的质调节的调节模型,运用Java软件对该动态模型进行实例仿真计算,得出各阶段供热管网中供、回水温度及循环流量的调节曲线。并对各阶段变频水泵耗电量的计算公式进行了推导和计算,与水泵始终保持大流量运行的质调节的耗电量进行对比和节电分析。采用编写的Java模拟计算程序,对石家庄市某高校家属区二次管网进行模拟初调节,依照制定的模拟初调节方案对实际管网进行调节,将模拟调节与实际管网调节后各待调热用户支路中的流量进行对比,其最大误差为9.50%,验证了此模拟调节方案与程序的合理性。应用本文提出的各阶段调节模型,自2017年11月15日至2018年3月15日整个供暖期,对该二次管网进行调节,并进行电耗分析,整个供暖期可减少20 627 kW·h的耗电量,极大地降低了水泵电耗。

关键词：二次管网初调节模拟分析法运行调节节电分析

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春风小区二次管网平衡调节研究

春风小区二次管网平衡调节研究

作者：宋国祥北京建筑大学

学位级别：硕士

供暖工程是建筑用能的主要环节,保证此环节运行的稳定性与效率是建筑节能的核心内容,需要保持供热管网系统运行的高效、稳定。二次供热管网平衡调节是高效率地满足各热用户供热需求的前提,也是供热管网系统高效、稳定、节能运行的基础,... 详细信息

供暖工程是建筑用能的主要环节,保证此环节运行的稳定性与效率是建筑节能的核心内容,需要保持供热管网系统运行的高效、稳定。二次供热管网平衡调节是高效率地满足各热用户供热需求的前提,也是供热管网系统高效、稳定、节能运行的基础,需要进行适时合理地对管网进行平衡调节。本文的主要工作内容、主要结论及成果如下:1、建立了春风小区管网热力平衡的数学模型。建立了二次供热管网水力工况计算模型并进行求解,借助于图论的思想方法,提出了针对春风小区管网热力平衡调节的控制策略;2、制定了春风小区二次热网运行状况的在线监测实验方案。基于此实验方案,初步设置了15个温度采集点和15个流量采集点,进行了数据采集,对春风小区二次管网运行状况进行了诊断分析,制定了运行控制方案。3、分户计量模式下,对春风小区管网平衡调节优化规律进行了研究。本文工作成果已经在新供暖季中用于指导春风小区供暖运行管理工作中。

关键词：供热二次管网平衡调节节能

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变流量系统二次管网水力平衡装置选用探析

暖通空调 2015年第8期45卷 62-67页

作者：王君可李德英王野北京建筑大学

分析了变流量系统中静态平衡阀和自力式压差控制阀对恒温阀实际承受压降的影响,指出了静态平衡阀和自力式压差控制阀在减轻恒温阀调节过程承受压差方面的局限。结合阀门特性参数,提出了管网设计中静态平衡阀和自力式压差控制阀的选用原... 详细信息

分析了变流量系统中静态平衡阀和自力式压差控制阀对恒温阀实际承受压降的影响,指出了静态平衡阀和自力式压差控制阀在减轻恒温阀调节过程承受压差方面的局限。结合阀门特性参数,提出了管网设计中静态平衡阀和自力式压差控制阀的选用原则,为供热系统设计和改造提供参考。

关键词：变流量系统静态平衡阀自力式压差控制阀恒温阀水力平衡供热系统二次管网

“三供一业”供热分离改造中实施二次网平衡控制策略

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河南建材 2024年第5期 159-161页

作者：程飞太原市热力集团有限责任公司 030000

文章提出一种实施二次网平衡控制策略的方法,旨在优化供热效果,提高能源利用率,保证顾客满意度。通过在实际工程中的应用,发现该方法可以显著提高供热效果并使得供热系统更加稳定可靠。

关键词：供热分离二次管网平衡控制供热效果

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区域供冷系统二次管网的优化设计

暖通空调 2010年第1期40卷 33-38页

作者：康英姿华贲华南理工大学

分析了区域供冷系统二次管网的优化设计方法,建立了管径非连续变化的区域供冷系统二次管网的优化设计模型,并提出了求解方法。在对某区域供冷系统二次管网工程实例进行优化的基础上,进一步分析了传统设计与优化设计方法下二次管网经济... 详细信息

分析了区域供冷系统二次管网的优化设计方法,建立了管径非连续变化的区域供冷系统二次管网的优化设计模型,并提出了求解方法。在对某区域供冷系统二次管网工程实例进行优化的基础上,进一步分析了传统设计与优化设计方法下二次管网经济性的差异。结果表明,优化设计方法通过权衡二次管网的初投资与二次泵的运行费用,使得二次管网在整个寿命周期内经济性较优;相对于经济流速分别取0.8,1.8,2.5m/s时假设流速法的计算结果,采用优化设计方法可分别节省寿命周期费用14.3%,16.2%,39.9%。

关键词：二次管网优化设计初投资运行费用