随着城市人口的增多和城市规模的增大,居住小区的规模也越来越大,居住小区集中供热系统设计方案优化的研究也受到了人们的关注。居住小区供热系统包括热源(一般为换热站)、热网和热用户。居住小区供热按用途分,有采暖和生活热水供应。本文不讨论生活热水供应,且采暖设计一般先期完成。因此,这里所说的居住小区供热系统优化只包括换热站和二级网优化设计。居住小区供热系统设计方案优化研究的主要内容是确定换热站的规模、数量和二级管网的合理布置。一般情况下,当小区供热面积不大时,一个或几个小区设置一个换热站。当小区供热面积较大时,如何确定换热站的规模、数量和二级管网的合理布置,是本文研究的重点。小区供热系统设计方案优化是研究在确保小区供热系统安全、可靠运行的前提下,确定优化设计方案,使小区供热系统的初投资和年运行费用最小。居住小区供热系统设计方案优化,一般采用技术经济评价方法。常用方法有：方案比较法、数学分析法、静态法、动态法、费用法、收益法、宏观经济分析法、微观经济分析法、不确定性分析法、确定性分析法等。本文考虑资金时间价值的影响,采用动态法计算年总费用,将初投资在整个寿命期内的总额分额分配到每年,再加上整个寿命期每年消耗的各种实际费用的累积折现值,年计算费用最小的方案为最优方案。本文参考国内外文献,针对国内常用的居住小区采暖方式,建立了包括高、低区低温热水地板辐射采暖(以下简称地暖)及散热器采暖的4种方式的常见采暖系统,每种采暖方式配备1台换热机组2根管道,简称为4机组8管制的集中供热系统一般物理模型。在此基础上,建立了居住小区供热系统年计算费用的数学模型。当小区供热面积一定时,换热站的数量与其容量即规模有关,换热站规模大、数量少,初投资相对减小,但二级网初投资相对增大。反之,换热站初投资相对增大,二级网初投资相对减小。二者之间必然存在一个最佳值。本文采用技术经济评价方法探讨。在管网优化方面,国内外学者做了大量研究工作。常用方法有最小生成树法、Kruskal算法和Primf算法等。本文采用Prifm算法进行二级网布局优化。本文在建立小区供热系统年计算费用数学模型的基础上,采用Matlab计算年计算费用查找管径并自编计算机程序,对各种设计方案的换热站数量、位置,以及二级网的布局进行优化,从而得出居住小区供热设计方案的一般解并将其应用于实际工程。通过工程实例验证,表明上述方法能够用于工程实际,能够获得优化设计方案。本文研究结果表明：居住小区供热设计方案存在最优解,通过一定方法找出最优解,对于指导工程设计具有实际意义。