集中供热管网室温变化规律的研究-论文.pdf

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1、区域供热2014．1期集中供热管网室温变化规律的研究大连理工大学建筑能源研究所马桂飞张吉礼赵天怡【摘要】本文以某小区热网为研究对象，建立了供热管网以及室内采暖系统的水力工况和热力工况的数学模型，对采暖系统在不调、单纯改变供水温度或供水量时进行了仿真计算，得出了房间的供热效果。通过对各房间室温变化规律的研究，找出建筑中的最不利立管和最不利房间，为后续的监测控制提供了温度传感器优化配置的依据。【关键词】室内采暖系统水力工况热力工况供热效果最不利立管最不利房间0引言失调的有效方法和公式。石富金和崔明辉

2、推随着城镇建设的发展．北方城镇采暖面导出了在同一栋建筑物内，流量越大。单管系积不断加大。2000-2010年，北方城镇采暖面统上层用户的室内温度越低于下层用户：流积从33亿平方米增长到98亿平方米，增加量越小，上层室内温度越高于下层温度。了近2倍。2010年北方城镇采暖能耗为1．63本文将针对某一集中供热管网及其承担亿tee，占建筑能耗的24．1％C。随着城镇化的的6栋建筑中的单管垂直采暖系统为研究对推进，北方城镇建筑面积预计将会增加到150象，建立管网水力和热力特性数学模型，分析亿平方米12]

3、。采暖能耗逐渐增大。能源危机日该管网在各建筑内部各立管阀门全开、变供益凸显，降低北方地区采暖能耗迫在眉睫。目热温度、变水流量三种工况(从控制的角度因前，集中供热系统的自动化水平较低，房间冷无反馈控制，本文简称无控工况)下，6栋建筑热不均的问题普遍存在。因此，为提高集中供所有房间室内温度变化规律，以期找到其共热系统和采暖用户的能源利用效率，提高供性的变化特性，为供热管网建成后的水力平热品质，有必要研究集中供热管网及热用户衡调节、供热管网总循环泵的运行调节等提的动态变化规律供理论依据。集中供热管网及

4、室内采暖系统的运行调1供热管网及室内采暖系统描述节与系统水力失调密切相关。江亿等提出了本文所研究的供热管网为大连市某小区根据热网各支路回水温度不均匀而得到的水集中供热管网。该小区的建筑以公共建筑为平失调热损率指标，作为判别与评价热网水主，共有6栋办公楼，其中第1和第2栋建筑平失调度的标准。安海_4]研究了单管顺流式采为六层。第3和第4栋建筑为五层，第5和第暖系统产生竖向热力失调的原因．举例分析6栋建筑为四层。每个建筑的散热器布置方式了立管散热对温度的影响，并给出消除热力相同，为上供下回、同程式、

5、单管顺流系统，该～27—区域供热2014．1期图3热水采暖系统原理图如式(1)所示]：其中：p——管路流量向量，b维列向量；H=alQ％azQ+a3(1)——流体网络图的基本回路矩阵，为式中：日——水泵的扬程，m；(b-n+1)×6阶矩阵，研与A有关；a、、a厂水泵额定转速下扬程一流量△H_一管路压降列向量，b维列向量。关系式系数，本文由样本数据或实测数据拟2．3管网的水力损失模型合得到，分别为一0．003，0．087，11．395；对于整个热网来说，有的管段之间有位p——水泵的流量，mfh。能

6、差，有的管段包含有水泵，因此表示成矩阵2．2供热管网及室内采暖系统网络基本形式应为：方程AHj=SjllQJ—DHj(3)集中供热管网和室内采暖系统网络可用式中：S——以管路阻抗S为元素的bxb维对有向连通赋权图来描述，其权值为管路的阻角阵；s的表达式为：抗

7、7J，由基尔霍夫定律可知，该管网应满足：r，n25sj=7．02~10。(+)(4)(。其中，OHj为管路中水泵压头，b维列向量，当式中：A——流体网络图的基本关联矩阵，设管段．『上没有水泵时，D=O，当管段上有水管网的节点数位n，管段数为

8、b，为(凡一1)xb泵时，OHj为水泵压头，水泵方向与管路方向阶矩阵，其中A：()为：一致时，D取正，水泵方向与管路方向相反1当b与n相关联，且方向离开时时，D取负；A={0当b与无关联为管壁的当量绝对粗糙度，m，对于室一1当b与n相关联，且方向指向m时外热水管网系统，K=0．0005，对于5室内采暖一29—区域供热2014．1期系统，=0．0002：式中：p——建筑物的采暖采暖热负荷，W；d，为管子内径，In；口——建筑物在室内外温差为1℃时的f，为管段长度，In；热耗失量(W／℃)；为局部当

9、量长度，m。-一室外温度，℃。将式(1)～(3)联立，可得求解管网水力工当供热系统在稳定状态下运行时，采暖况的数学模型如下式所示：热用户散热器的散热量应等于建筑物的采暖fAQ=O热负荷。即有Q=p，联立(6)和(8)，可以得到{BfAH=O(5)建筑物室内平均温度t的表达式：IAH=SlQlQ+D墨Q±f9)3热力工况模型KFGdc+1800KFq+Gdcq本系统为直接连接供热系统，采暖用户对于直接连接的热水供热系统，在采暖散热器的散热量表达式为[93：室外温度为t，热用户室内温度为t时，式(9