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利用建筑蓄热特性进行供热调节的初步研究

王洲  
【摘要】:近年来,我国东北地区的风电“弃风”问题日益凸显,其主要原因是供暖期供热机组的热-电制约关系和“以热定电”的模式显著降低了其调峰能力,挤占了风电空间,造成部分风电场风机只能暂停运行,白白浪费了大量资源。东北地区城市供热以大型热电联产集中供热为主,城市供热管网和供暖建筑物保温性能好,具有较高的热惯性,是业已建成的巨大储热系统,在保证供热前提下,可适当降低供热机组的热出力,提升供热机组的调峰能力,为风电消纳提供空间。在这种背景下,本文研究了在热电联产集中供热系统降低供热机组热出力的情况下建筑物的热动态特性,分析了利用建筑围护结构蓄热特性进行供热调节的可行性。本文基于集总热容的思想,建立了供暖建筑动态热过程的数学模型,包括墙体动态传热模型、散热器模型和室内空气的动态热平衡方程,运用Matlab语言编写了能够计算在室内外各种扰量的作用下,室内空气温度逐时变化值的程序,并通过对比实测数据和模拟计算结果,验证了模型的合理性。在考虑户间传热的基础上,建立了可多房间同时求解的建筑户群模型,并根据长春市既有居住建筑节能改造状况的统计结果,将长春市典型供暖建筑进行分类,给出了每一类建筑有代表性的围护结构构造,模拟计算了在不同供热工况下,建筑室温的变化规律,比较分析了不同类型建筑、同一建筑内不同位置房间温度变化的差异。在建筑户群模型的基础上,建立了在变供热工况时能够体现建筑整体温度变化的楼栋模型,分别模拟计算了在不同的供暖阶段和不同的供热工况下,楼栋温度的变化规律,分析了调节前蓄热和恢复供热时提高供水温度对调节周期的影响;研究了墙体的蓄放热规律和保温形式对楼栋温度变化的影响。


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