(精品)建筑电气节能技术3-集中供热.ppt
Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所建筑电气节能技术第二章第二章.第二节第二节 集中供热系统节能控制技术集中供热系统节能控制技术一一.控制变量控制变量二二.控制系统的构成控制系统的构成三三.数学模型数学模型四四.控制系统的实现控制系统的实现五五.研究课题研究课题 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.一一.集中供热系统节能控制变量集中供热系统节能控制变量 目的及意义目的及意义1.1.系统控制的目的及意义系统控制的目的及意义系统控制的目的：系统控制的目的：（1 1）保证热用户室内恒温；）保证热用户室内恒温；（2 2）在室内恒温的前提下，节能。）在室内恒温的前提下，节能。系统控制的意义：系统控制的意义：（1 1）保证供热品质；）保证供热品质；（2 2）节能）节能-省钱与环保省钱与环保 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所2.2.控制变量控制变量分析分析系统构成，确定控制变量（输出量），寻找控制节点（控制量）系统构成，确定控制变量（输出量），寻找控制节点（控制量）第二节第二节.一一.集中供热系统节能控制变量集中供热系统节能控制变量 控制变量控制变量 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所（1 1）质调节：供热流量恒定，只调节供、回水温度。）质调节：供热流量恒定，只调节供、回水温度。规律：随室外温度的升高，通过控制使热网和热用户的供、回水温度随之规律：随室外温度的升高，通过控制使热网和热用户的供、回水温度随之降低，其温差也相应减少，而且对应的供、回水温度之比等于该室外降低，其温差也相应减少，而且对应的供、回水温度之比等于该室外温度下的相应供热量之比。温度下的相应供热量之比。其中其中:-:-基本工况下供暖热耗量基本工况下供暖热耗量 -N-N工况室外温度下供暖热耗量工况室外温度下供暖热耗量 -基本工况下室外温度基本工况下室外温度 -基本工况下室内温度基本工况下室内温度 -N-N工况下的室外温度工况下的室外温度 -N-N工况下的室内温度工况下的室内温度特点特点:只需在热源处调节供水温度只需在热源处调节供水温度,运行管理方便。没有改变水压，故水力运行管理方便。没有改变水压，故水力工况不变。工况不变。第二节第二节.一一.集中供热系统节能控制变量集中供热系统节能控制变量 控制变量控制变量 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.一一.集中供热系统节能控制变量集中供热系统节能控制变量 控制变量控制变量（2）量调节：供水温度恒定）量调节：供水温度恒定=设计值，通过调节流量来调节温度。设计值，通过调节流量来调节温度。当室外温度升高时：降低流量，来降低供热量；当室外温度升高时：降低流量，来降低供热量；当室外温度再升高时：再降低流量，来再降低供热量；当室外温度再升高时：再降低流量，来再降低供热量；关于回水温度：关于回水温度：流量小流量小-回水温度低。回水温度低。当流量很小时，回水温度接近零度，或低于零度（不允许的）。这是量当流量很小时，回水温度接近零度，或低于零度（不允许的）。这是量调节的缺点。调节的缺点。（3）质调与量调相结合）质调与量调相结合 一次水网控制目标：二次供水温度在某室外温度下恒定。一次水网控制目标：二次供水温度在某室外温度下恒定。二次水网采用量调方案；当二次水网流量较低时，为防止回水温度二次水网采用量调方案；当二次水网流量较低时，为防止回水温度过低，适当地降低二次供水温度（通过一次网控制）过低，适当地降低二次供水温度（通过一次网控制）Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.一一.集中供热系统节能控制变量集中供热系统节能控制变量 控制变量控制变量控制变量（输出量）：供应的热量，控制变量（输出量）：供应的热量，回水温度，回水温度，管网管网压力压力控制量（控制节点）：电动调节阀开度，循环泵频率，补水泵频率控制量（控制节点）：电动调节阀开度，循环泵频率，补水泵频率 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.二二.控制系统构成控制系统构成1.1.系统构成系统构成 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.二二.控制系统构成控制系统构成2.2.参数检测与控制参数检测与控制 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.二二.控制系统构成控制系统构成3.3.二次供水温度控制系统二次供水温度控制系统 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所，第二节第二节.二二.控制系统构成控制系统构成3.3.回水温度控制系统（间接维持室温恒定）回水温度控制系统（间接维持室温恒定）Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.三三.数学模型数学模型1.热力站换热器传递函数模型结构：热力站换热器传递函数模型结构：（1）2.阶跃响应：获取三个参数阶跃响应：获取三个参数实验举例：实验举例：改变一次侧电磁阀门开度改变一次侧电磁阀门开度,阀门开度在某一时刻由阀门开度在某一时刻由40 40 开至开至54,54,一次一次侧流量由侧流量由58t/h 58t/h 跃升为跃升为68t/h,68t/h,然后每隔然后每隔10s 10s 采样一个二次侧供回水采样一个二次侧供回水平均温度数据平均温度数据,共采样共采样100 100 次次,即即1000s 1000s 的温度数据的温度数据(见表见表1-7)1-7)。根据实。根据实验数据验数据,以采样时间为横轴以采样时间为横轴,供回水平均温度为纵轴作曲线。供回水平均温度为纵轴作曲线。如图如图1-17 1-17 所示。所示。Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.三三.数学模型数学模型实验数据：实验数据：Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.三三.数学模型数学模型由实验数据得阶跃响应曲线：由实验数据得阶跃响应曲线：Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所可采用两点法求取特性参数可采用两点法求取特性参数 在曲线上选在曲线上选t t1 1 、t t2 2 时刻的二次侧供回水平均温度时刻的二次侧供回水平均温度A A、B B 两点两点,分别分别对应于对应于y(ty(t1 1)=0.4y()=0.4y(),y(ty(t2 2)=0.8 y(),)=0.8 y(),此时此时:t t1 1=210s t=210s t2 2=430s T=119.4s=430s T=119.4s K=1.92K=1.92传递函数为传递函数为:第二节第二节.三三.数学模型数学模型 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所对此模型仿真，与实验图形比较很接近，如图对此模型仿真，与实验图形比较很接近，如图1-191-19所示下：所示下：第二节第二节.三三.数学模型数学模型 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.四四.控制系统的实现控制系统的实现 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.四四.控制系统的实现控制系统的实现 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.四四.控制系统的实现控制系统的实现监控网络：监控网络：Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.四四.控制系统的实现控制系统的实现 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所第二节第二节.四四.控制系统的实现控制系统的实现 Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所五.研究课题1.热负荷预报研究 目前热电厂一次热网出口处的温度控制采用天气预报来对未来的热负荷进行预报。国内前沿的热负荷预报，理论上采用预测控制。预测控制。2.二次供水温度设定值研究 二次网供水温度的设定，应根据热负荷的变化而变化。否则会造成理论上回水温度过低（实际上不可实现）。二次网供水温度值设定的原则及具体实施方法尚需要研究。3.用户室内温度准确控制 对每个热用户来说，具体的温度控制的数学模型含有纯滞后与大惯性，用经典控制理论方法不易取得良好的控制效果，应该在理论上采用智能控制。Lab of IB&ALab of IB&ABring Ideas TogetherBring Ideas Together智能建筑及自动化研究所谢谢大家！谢谢大家！授课教师：丁授课教师：丁 宝宝 办公地点：逸夫楼办公地点：逸夫楼612612室室 联系方式：联系方式：1335972262613359722626
