关于计量供热末端通断调节优化的模拟分析

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:dongwinder
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2009年至今,供暖末端通断调节技术的研究和应用得到了快速发展,我国北方的供暖城市相继进行试点研究,随后进行了大范围的节能改造。目前国内的供暖系统末端虽然在硬件上已经具备了智能调节的条件,但是缺乏与之适配的软件基础,大部分并没有有效发挥智能调节作用。为认清当下供暖末端调控存在的主要问题,探寻适用于供暖系统木端室温智能调节的方法,本文采用理论分析及模拟仿真相结合的方法,初步分析了供暖系统末端调控机理及特性。首先,基于建筑热过程及供暖末端动态过程的综合分析,建立供暖系统各个部件(房间、散热器、通断阀)的动态模型,并在稳态条件下对所建系统模型进行验证;其次,针对室温控制算法中的PID控制和模糊控制算法,通过MATLAB的Simulink仿真,分别从系统的响应速度、抗干扰能力以及系统达到稳定后的稳态误差等方面展开了对比分析;最后,将模糊控制策略应用于实际供暖系统的多工况模拟,得到不同用户设定模式下的室温变化及阀门通断特性,并进一步分析围护结构热惰性、邻室热扰及太阳辐射等因素对末端调节响应特性的影响。经上述研究,主要得到了如下结论:(1)本文建立的供暖系统及建筑综合仿真模型,稳态验证与理论计算结果一致,表明该模型的基本框架是正确的。(2)相比PID控制,模糊控制算法更能有效提高温控系统的动态响应性能,同时降低外来热扰和建筑热惯性带来的滞后性的影响,能够处理时变性系统的稳定问题。(3)对于热惯性很大的建筑房间在供暖末端调控作用下的室温变化速率为0.1~0.5℃/h,远小于空调系统中3℃/h的室温变化速率,因此不应将空调系统室温调节方法照搬到供暖系统中;多房间同时进行模糊调节后,房间温度的最大变化速率约为0.8℃/h,相比单房间末端模糊调控在响应速度上有了较明显的提升,表明邻室热扰对室温调节是一个不可忽略的干扰因素;南向房间在太阳辐射的作用下,室温会有4℃/h的剧烈增幅,同时会使房间温度在很长时间超出房间设定温度1.5~2℃;作息调节模式更适合围护结构热惰性指标较小的建筑。
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