發(fā)布時間：2021-01-25 20:19

　　隨著建筑采暖需求的不斷增長,以及我國節(jié)能減排工作的深入推進,降低校園能耗對促進節(jié)約型校園具有非常重要的意義。同時,由于技術(shù)的快速發(fā)展,更多的智能設(shè)備應(yīng)用于供熱領(lǐng)域,這極大地提高了集中供熱和能源使用的質(zhì)量。在校園供熱系統(tǒng)中,由于建筑承擔功能不一,使得用熱需求存在較大差異,且調(diào)節(jié)具有周期性、階段性等特點,對于供熱系統(tǒng)基于室溫反饋的精細化控制要求更高。本文針對校園公共類建筑供熱運行特點,基于TRNSYS建模與機器學習方法,對校園供熱系統(tǒng)優(yōu)化運行控制策略進行研究。首先,以實際校園供熱系統(tǒng)為基礎(chǔ),建立了供熱系統(tǒng)中從換熱站到熱用戶的各個部分的數(shù)學模型。在TRNSYS中調(diào)用系統(tǒng)所需的模塊,根據(jù)實際系統(tǒng)各部分的連接關(guān)系,進行相應(yīng)的模塊連接以及參數(shù)設(shè)置,并通過調(diào)試運行對模型進行修改,實現(xiàn)了基于TRNSYS軟件進行供熱系統(tǒng)熱動態(tài)仿真模型的搭建。并以實際校園供熱系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對模型進行校核驗證。其次,根據(jù)校園公共類建筑的用熱特點提出分時供熱策略系統(tǒng)形式,研究了不同室外溫度下,不同預(yù)熱時間和停熱時間建筑室內(nèi)溫度的升降值,為分時供熱運行策略中啟停時間的確定提供了依據(jù),通過對供暖中期和供暖末期公共類建筑進行... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

論文結(jié)構(gòu)圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文8第2章校園供熱系統(tǒng)模型的建立與仿真分析在研究供熱系統(tǒng)的優(yōu)化運行過程中，每個部分的模型都十分重要，此次主要對校園二次網(wǎng)供熱系統(tǒng)的各個組成部分建立相應(yīng)的數(shù)學模型。然后，利用TRNSYS搭建相應(yīng)的仿真模型，通過相應(yīng)的實際運行數(shù)據(jù)對模型進行校核。2.1供熱系統(tǒng)熱力數(shù)學模型的建立二次網(wǎng)供熱系統(tǒng)主要包含以下幾個環(huán)節(jié)：換熱站、管網(wǎng)、熱用戶，通過這幾個環(huán)節(jié)進行熱量的傳遞，滿足建筑熱負荷的要求。本次主要以該校園二次網(wǎng)供熱系統(tǒng)為基礎(chǔ)，由熱平衡方程建立系統(tǒng)數(shù)學模型，各個部分所需建立的數(shù)學模型如圖2-1所示，為后續(xù)模擬仿真的建立做鋪墊。圖2-1供熱系統(tǒng)數(shù)學模型2.1.1換熱站（器）數(shù)學模型供熱系統(tǒng)一級管網(wǎng)和二級管網(wǎng)通過換熱站連接起來，換熱站在一次管網(wǎng)中相對于系統(tǒng)熱源來說是用熱末端，在二級網(wǎng)中，則成為用熱末端的熱源。換熱站中的最主要的設(shè)備是換熱器，想要建立起換熱站的數(shù)學模型，關(guān)鍵便是換熱器模型。根據(jù)換熱器換熱機理及能量守恒原理，可以認為一次側(cè)流體放出熱量等于二次側(cè)流體吸收的熱量。通過研究換熱器兩側(cè)供回水溫度、流量之間的關(guān)系，以建立換熱器熱力工況數(shù)學模型[43]。由能量守恒可得，對于換熱器一次側(cè)，其熱平衡關(guān)系為：一次側(cè)流體帶入的熱量減去換熱器兩側(cè)的換熱量等于一次側(cè)流體的凈得熱量。1211111112(-)-dTMccQTTKATdt=（2-1）

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文13容易與其它應(yīng)用軟件連接，如MicrosoftExcel、Matlab和Python等，實現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)計算與傳遞。所以，在建筑能耗模擬軟件中，Trnsys被認為是最靈活的系統(tǒng)模擬軟件之一[47]。2.2.2基于Transys的仿真模型構(gòu)建對于本次的仿真模型，是以實際的校園供熱系統(tǒng)為基礎(chǔ)進行搭建和仿真的。供熱系統(tǒng)共包含7棟公共建筑，每棟建筑的熱力入口都裝有電動兩通閥，供熱系統(tǒng)的總流量由熱力站的變頻水泵提供。實際的建筑模型都是采用SketchUp軟件進行建模。通過在SketchUp中添加T3d插件，實現(xiàn)建筑物中的所有熱區(qū)的邊界條件匹配。以教學樓2為例,對教學樓2進行熱區(qū)劃分，熱區(qū)的劃分要考慮建筑各房間的功能、朝向以及各溫度測點的分布等因素，本次對教學樓2共劃分17個熱區(qū)，得到教學樓2建筑模型如圖2-2所示：圖2-2教學樓2建筑模型圖除建筑模型之外，本次模擬主要的部件還包含變頻水泵、管道模塊以及散熱器模塊等使用到的Trnsys庫中所含有的模塊，其主要功能及參數(shù)設(shè)置如下：（1）散熱器模塊Type1231，通過該模塊實現(xiàn)將熱量傳遞給建筑物室內(nèi)的,以教學樓某一散熱器為例，其參數(shù)設(shè)置如圖2-3所示：(2)地熱模塊Type77，這個模塊給出了地面的垂直溫度分布、年平均地面溫度和地面溫度的振幅以及土壤的熱擴散率。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]基于遺傳算法的供熱平衡問題研究[D]. 李佳.河北科技大學 2019
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[5]酒泉高校教學建筑節(jié)能設(shè)計策略研究[D]. 苗馨馨.蘭州理工大學 2018
[6]梯度下降法在機器學習中的應(yīng)用[D]. 孫婭楠.西南交通大學 2018
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[8]基于TRNSYS的分布式能源系統(tǒng)運行模擬及優(yōu)化分析[D]. 邱留良.上海電力學院 2017
[9]分布式供熱系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制策略研究[D]. 薛林.蘭州交通大學 2017
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本文編號：2999829