供暖空調管網流體輸配與換熱特性的研究.pdf

1、隨著暖通空調系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大，供暖空調水系統(tǒng)也愈加復雜。而空調能耗也隨著空調規(guī)模的增大而不斷增加?？照{系統(tǒng)的能量消耗一般占整個建筑物總耗電量的30～50％以上。2005年實施的新的《公共建筑節(jié)能設計標準》對空調節(jié)能設計提出了更高要求，本文對空調管網系統(tǒng)特性的研究將有利于降低空調系統(tǒng)的能耗。同時掌握空調管網系統(tǒng)性能的變化規(guī)律，有利于管網調節(jié)及運行管理。 目前，研究者對用戶側水系統(tǒng)的整體特性研究不夠，而且缺少對水系統(tǒng)整體特性的模擬

2、分析。特別是在部分負荷條件下，缺乏對水系統(tǒng)阻力變化規(guī)律及水力工況的系統(tǒng)性研究。所以，本課題針對供暖空調輸配管網水系統(tǒng)整體特性進行模擬研究，具有一定的實用價值。 本文采用理論分析、計算機模擬和實驗驗證相結合的方法進行研究。 首先，描述水系統(tǒng)中主要元件的特性方程，引入管網穩(wěn)態(tài)流動數(shù)學模型，利用構造的實值函數(shù)，推導出流量的迭代公式，并給出滿足給定精度條件下的計算過程。同時結合換熱方程及熱平衡方程，建立管網水系統(tǒng)非穩(wěn)態(tài)流動數(shù)學模

3、型和流體換熱耦合平衡方程。 其次在拓撲結構及壓頭不變條件下，參照電網絡有關概念給出空調管網微分靈敏度的概念，即管網元件的微小變化對整個管網性能的影響，并用管網增量法推導出空調管網微分靈敏度的數(shù)學模型，求得原管網的數(shù)值解后進行管網靈敏度分析。 第三，對構造的實值函數(shù)進行擴展，用線形逼近法求出元件參數(shù)變化對整個管網的變化的影響，即推導出大變化靈敏度理論，并驗證該理論的正確性。 第四，引入模糊數(shù)學原理，能夠處理存在于參

4、數(shù)選取過程中的主觀因素和模糊現(xiàn)象，在保持網絡結構不變的情況下，將網絡圖論的常規(guī)算法適當擴展，即可求得管網的模糊最小樹，對空調系統(tǒng)管路阻抗最小或鋪設管長最短，以及投資和運行費用最省等組合最優(yōu)問題提供了又一決策方法； 最后，利用實驗室土壤源熱泵水系統(tǒng)實驗臺，在系統(tǒng)用戶變負荷情況下，對水系統(tǒng)進行了實驗測試分析與模擬結果驗證。 通過以上研究，確定管網調節(jié)優(yōu)化方程，使動力源功耗最小，管路阻力最低，達到節(jié)能目的。本文對管網水系統(tǒng)輸配