基于建筑热惰性供暖末端调节阀设定参数研究

发布时间：2020-10-27 00:10

　　 目前末端温控调节阀虽能分时设定房间温度,但由于房间热惰性的存在,用户很难预知需提前多长时间开启才能保证房间在使用时间达到温度要求,且尽量不超调;提前多长时间关闭阀门也能保证房间在使用时间末期基本达到温度要求,而尽量的节约能源。也即难以预知预热时间、停热时间等参数。为实现对房间温度的精准控制,提高房间的舒适度。提出一种基于热惰性的新末端调节阀参数设定方法。这种阀门参数设定方法能够根据不同房间的热惰性及不同的房间作息经过计算准确的给出系统的预热时间、停热时间及合理的房间节能温度。在用户操作简单的前提下,实现与用户需求相匹配的舒适时间及舒适温度。达到按需供热的热泵供暖水系统控制策略目标。本文基于建筑和相关设备的传热及控制过程进行数学建模,利用Matlab软件中的Simulink可视化仿真工具对数学建模的微分方程进行仿真计算。建立了建筑室温动态模型,分别对寒冷及严寒地区的办公及住宅建筑进行室温模拟。将建筑的升温过程划分为快升过程和缓升过程,在此基础上提出了预热时间的概念。将建筑的降温过程划分为快降过程和缓降过程。提出了停热时间的概念。得出停热时间与房间开始降温时刻的温度与标准温度18℃之间差值有关的结论。并且温差越大房间停热时间越长。通过模拟给出了两个气候区办公及住宅建筑在不同低温设定值条件下的预热时间、停热时间。经过模拟计算对比,得出严寒及寒冷地区办公及住宅建筑的合理低温设定值。应用计算出来的预热时间、停热时间及最佳低温设定值进行供暖末端调节阀参数设定验证。模拟结果充分表现了新末端调节阀设定参数能够在用户使用房间的时刻,使房间温度恰好达到18℃,在用户离开房间的时刻房间温度恰好下降到18℃。使用户使用房间的时间段房间温度始终处于标准温度以上,提高了房间的热舒适性。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU832
【部分图文】：

温控阀温度设定值与学校师生的作息时间关系图

图 1-2 房间室内温度随时间变化曲线由图 1-2 可知，温控阀在 5:30 将温度设定值提高至 21℃（如图 1-2 中红色所示），此时房间开始预热，但是当 8:00 时（如图 1-2 中绿色竖线所示），即时间房间的温度还未达到设定的温度值 21℃，并且有的房间还未达到最低标 18℃。并且中午还出现了温度高于 21℃的超调现象。在 22:30 后温控阀将温定值降至 12℃，但在图中可以看到房间的温度并没有在下调温度后下降，而现出一定的时滞性，显示有小幅度的上升而后才开始缓慢下降。总结来说，温控阀的设定温度与实际温度值差距较大，并且体现了一定的性。具体表现为：在工作日期间，上学或上班时温度未达到标准，中午时室度超调，无人工作的夜间室内温度降不下去。这样会使热泵供热水系统很难达到用户所希望的温度，并且在这样的过程中也会浪费能源。无论是从经济是节能角度都是不利的。.2 国内外研究现状.2.1 国外研究现状Vahid Arabzadeh 等对住宅建筑的数据驱动预测需求响应控制进行了深入研

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文不同的房间功能也会决定房间或建筑有不同的围护结构，从而导致建筑的热惰性有所不同。现阶段的末端控制均无法准确预知房间升温所需要的时间，这是由于房间温度变化影响因素众多，实际测量过程又会出现许多偏差，无法准确确定房间的升降温时间。虽然神经网络模型建立可以对房间的预热时间进行预测，但神经网络模型需要程序学习训练的过程，此过程需要利用大量实测数据。并且对于用户来讲学习使用操作成本过高。
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本文编号：2857723