间接连接区域供热系统动态模型与PI控制策略研究

"该文基于质量和能量守恒定律及传热学原理，构建了间接连接区域供热系统的动态模型，用于模拟分析不同工况下的系统动态特性。文章通过模拟不同循环质量流量，研究了管道热损失、补水、换热器和散热器富裕面积对系统性能的影响，并结合实际室外温度数据进行了动态模拟验证。此外，文中还探讨了四种PI控制策略对系统动态响应和能耗的影响，发现锅炉燃料质量流量与末端散热装置循环质量流量的联合控制能提供最佳的室内温度控制精度，而锅炉燃料质量流量与一次网循环水量的联合控制则能在能耗上达到最小，但可能导致个别时段室内温度波动。" 本文是工程技术领域的论文，重点关注区域供热系统的动态特性及其控制策略。首先，作者建立了一个动态模型，该模型基于物理定律，能够考虑供热系统中的关键因素，如热量传输、质量平衡等。通过模拟不同循环质量流量下的系统行为，作者揭示了管道热损失、补水操作、换热器效率和散热器设计容量对系统动态特性的影响。这些因素是决定供热系统效率和稳定性的重要参数。 接着，作者利用2012年2月13日至2月19日的实际室外温度数据，对模型进行了动态模拟，结果表明模型的预测与实测值之间的误差较小，证明了模型的准确性和实用性。这对于理解和预测供热系统在真实环境条件下的表现至关重要。 为了应对室外温度波动导致的供热需求变化，作者进一步研究了四种不同的PI（比例积分）控制策略。这些策略涉及到调整锅炉燃料供应和循环水量，以维持室内温度稳定。分析结果显示，锅炉燃料与散热器循环流量的联合控制策略在精确控制室内温度方面表现最佳，而锅炉燃料与一次网循环水量的联合控制策略在能耗上最为经济，但可能在某些时段导致室内温度的微小波动。 这项研究对于优化供热系统的运行和减少能源消耗具有重要意义。通过深入理解系统的动态特性并采用适当的控制策略，可以提高供热系统的能效，降低能耗，从而有助于实现建筑领域的节能减排目标。这在当前我国北方地区供热能耗占比较高，且存在大量过热现象的背景下，显得尤为重要。