集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制
集中供暖二级网水力平衡控制方案
集中供暖二级网水力平衡控制方案1、引言随着中国经济的发展以及城市化建设进程，我国北方城市集中供暖覆盖面积也越来越大，人民对供暖质量的要求越来越高。
为了处理好用户的舒适度和节约能源之间的关系，按需供热是处理这个矛盾的最好方案。
当大规模热用户的热负荷发生变化时，就需要我们对供热系统的流量、供水温度等进行调节。
充分了解二次管网的水力平衡，有利于运行调度管理调节操作的协调性、有利于热网运行的稳定性、有利于避免资源浪费和用户温度不达标等问题。
2、目的和意义在目前的供暖设计中，二级网供水温度设计一般是60-65℃，回水温度设计一般是45-50℃，温差15℃-20℃。
由于各热用户距离换热站的位置有远有近，供水压力沿着管道逐渐衰减降低，所以热水流到每个用户的时候供回水压力偏差很大。
距离换热站越偏远的用户，供水压力低，供水量偏小，供不热的现象就出现了；距离换热站近的用户则供水量偏大，浪费水量，浪费能耗。
为了增加偏远用户的热水供应量，需要进一步增大换热站循环泵的频率，提高供水压力和水量，造成水泵的电耗增加。
而距离换热站近的用户，供水压力偏高，供水量偏大，导致室内温度偏高，引起室内干燥，部分老百姓打开窗户通风，导致大量能源浪费，大大增加了供热企业的能源成本，降低供热企业利润。
综上所述，由于二级热网的供回水压力不平衡导致热水供量失衡，该热的用户不热，而有的用户室温偏热却浪费了能源，这种现象就是二级热网区块内水力失衡。
每个二级热网区块（例如，生活小区、学校、医院等）是相互独立互不影响的，是一个封闭的区块体系。
新华公司针对独立的二级供热管网，采用自主研发的室内温度监测和流量控制相结合的产品，依托多年的热网自控经验，采用多年积累的DCS技术和基于云平台的大型SCADA平台，开发出了二级网水力平衡控制系统；消除二级网区块内的水力失衡，可以实现均匀平衡的合理供热，取消了二级网区块的热水量浪费导致的能源浪费和水耗、电耗浪费，改善用户的供暖体验，节约供暖公司的运营成本，提高供热公司的盈利能力。
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性中央空调系统是现代化建筑的重要组成部分，其性能直接影响到建筑的舒适性和能源消耗。
为了实现中央空调系统的精确自控，动态水力平衡技术被广泛应用。
本文将探讨动态水力平衡技术对实现中央空调系统精确自控的重要性。
一、动态水力平衡技术的基本原理动态水力平衡技术是一种通过调节管道中的流量和阀门的开度，实现系统水力平衡的方法。
其基本原理是：根据系统的不同需求，调整各个末端设备的供水流量、回水流量及相应的阀门开度，达到系统流量分配合理、水头值分布均匀的状态，从而实现中央空调系统的精确自控。
中央空调系统是由供水系统、回水系统、空气处理系统和控制系统组成的复杂系统。
其中，供水系统和回水系统是实现动态水力平衡的重要组成部分。
在中央空调系统的供水系统中，通过设置回风温差控制阀，实现末端设备的供水温度控制。
同时，通过调整与之相应的阀门开度和流量，实现动态水力平衡，确保各末端设备的供水能力相等，最大限度地满足各个区域的需求。
1. 提高舒适性动态水力平衡能够实现精确的水力调节，让每个末端设备都能够得到充分的供水，从而提高空调系统的舒适性。
当建筑不同区域的需求不同时，动态水力平衡可以根据实时需求分配合理的供水流量和压力，保证舒适度和室内空气质量，提高用户的体验和满意度。
2. 降低能耗动态水力平衡的使用可以最大程度地利用系统的运行效率，降低能耗。
通过调节末端设备的供水流量和压力，避免了系统中的某些设备供水过剩而造成的能源浪费。
同时，也减少了节能降耗的空间，在确保舒适度的前提下，降低了空调系统的运行成本。
3. 提高系统稳定性动态水力平衡还可以提高系统的稳定性。
通过对管道系统的动态水力平衡调节，可以避免管道系统过载或压力过高等问题，从而保证系统的稳定性和可靠性。
动态水力平衡还可以避免在高水头运行中产生的水垢、气泡和异味等问题，减少管道维护和清洁的成本。
集中供热系统水力工况分析及设计优化
集中供热系统水力工况分析及设计优化I.引言A.研究背景及意义B.国内外研究现状C.研究目的与内容II.集中供热系统基本结构及水力特性分析A.系统结构及运行模式B.水力特性分析C.常见水力问题及表征指标III.水力工况分析及问题诊断A.工况分析方法及理论依据B.案例分析与问题诊断C.引入计算流体动力学（CFD）技术对问题进行模拟及评价IV.优化设计方案及实验验证A.设计方案的制定及优化过程B.设计方案的评价指标及实验验证C.仿真模拟与实验结果的对比分析V.结论与展望A.工作总结B.研究成果及创新点C.未来展望及发展方向VI.参考文献第一章：引言随着城市化进程的加速发展，建筑物的数量不断增加，建筑物的能耗也会随之增加。
因此如何提高建筑物的节能效果成为一个热门话题。
集中供热系统作为为建筑物提供供热服务的主要方式，一直受到人们的关注。
目前，国内外科学家们在这个领域取得了大量的研究成果。
但是，由于集中供热系统的复杂性和工况问题的多样性，集中供热系统的扩展和优化仍然是一个挑战，因此这个领域需要更深入的研究。
本文旨在针对集中供热系统的水力工况分析问题，探讨其优化设计问题，并且给出对应的改进措施。
第二章：集中供热系统基本结构及水力特性分析集中供热系统是通过连接建筑物之间的管道、阀门、热水器、换热器等设备构成的系统，从供热站接收热水，然后分配至各个建筑中为建筑物供热、取暖和生活热水。
集中供热系统的设备通常包括供热站、主干管、支管、末端设备等。
其中热水在主干管和管道中运输，通常存在一定的水力阻力和损失，这些阻力和损失直接影响到系统的运行效率。
因此，对集中供热系统水力特性的分析是提高集中供热系统运行效率的重要途径。
在本章中，我们主要从建筑物热负荷、建筑物供热系统、水力特性等方面进行了详细的分析。
通过数据计算和资料搜集，我们得出了一些有关集中供热系统的结论。
例如：建筑的隔热性越好，建筑物的热负荷越低；支管的阻力损失显著，对集中供热系统的水力性能产生影响。
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性中央空调系统在建筑物中起着至关重要的作用，它们不仅能够为建筑内部提供舒适的环境温度，还能够提高室内空气质量和能源利用效率。
在中央空调系统中，动态水力平衡是实现精确自控的关键因素之一。
本文将从中央空调系统的工作原理、动态水力平衡及其在中央空调系统中的作用等方面进行介绍，以阐明动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性。
一、中央空调系统的工作原理中央空调系统通常由空气处理单元、冷冻水系统、供暖水系统、通风系统以及控制系统等部分组成。
冷冻水系统和供暖水系统起着冷却和加热的作用，而动态水力平衡正是应用在这两个系统中的关键技术之一。
冷冻水系统一般由冷却塔、冷冻机组、冷冻水泵、冷冻水管路和冷冻水盘管等组成，其工作原理是通过冷却塔将冷却水冷却后送入冷冻机组进行冷却，然后通过冷冻水泵将冷冻水送入冷冻水管路和冷冻水盘管供应给建筑内部的风机盘管或其他末端设备，实现对建筑内部空气的冷却。
而供暖水系统则是通过热水进行供热，其工作原理与冷冻水系统类似，只是供暖水系统是通过锅炉或其他加热设备进行加热，然后再通过供暖水泵将加热水送入供暖水管路和供暖水盘管进行供热。
中央空调系统的工作原理是通过控制系统对空气处理单元、风机盘管以及冷却水盘管、供热水盘管等设备进行自动控制，使建筑内的温度、湿度等参数保持在设定范围内。
而动态水力平衡则是在冷冻水系统和供暖水系统中实现精确自控的重要保障。
二、动态水力平衡及其在中央空调系统中的作用动态水力平衡是指在给定的水系统中，利用管道、泵、阀门等设备的调节措施，使流经管道的液体的压力、流量、速度等参数保持在合适的范围内，从而保证系统的正常运行。
在中央空调系统中，动态水力平衡具有如下重要作用：1. 保证冷却水和供暖水的正常流动。
中央空调系统中的冷却水和供暖水需要通过管道和设备进行输送和循环，如果水系统中出现了流量不均、流速过大或过小等问题，就会导致建筑内的冷却和供热效果不均匀，甚至出现管道破裂等严重问题。
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性中央空调系统是大型建筑物中的常见设备，其通过多个房间或区域的送风和回风管道来为整个建筑物提供空气处理和温度控制。
因此，实现中央空调系统的自控功能对于建筑物的舒适度、能耗及运行成本都有着至关重要的作用。
而实现精确的自控需要系统保持动态水力平衡。
动态水力平衡是指在中央空调系统中通过调整水流量来平衡负荷的一种方法，以确保系统在所有工作条件下的稳定性和效率。
中央空调系统是一个闭合回路，其中水被用来传递热量，从而控制室内空气温度。
水管中的水流需要受到压力和速度的控制，以确保正确的水流量到达每个终端单元，而不会出现过多或过少的情况。
动态水力平衡的目标是确保在整个系统中水流量的分配均衡，从而使每个房间或区域的以供给量保持稳定。
如果水流量不能得到充分的平衡控制，那么较远的终端单元可能会受到较低的水压和流量，进而导致其受益的热负荷得不到满足。
在此情况下，系统的性能将受到影响，并导致建筑物内的温度不稳定，造成舒适度问题。
平衡好的水流能够使系统在各个部分中保持相同的水流速度，这使得冷却或加热水可以达到所需温度，并且能够在整个系统中传递相同的热负荷。
动态水力平衡对于支持自然风和机械机制一样有效，因为系统中的水流量可以包括自然风透入的量和机械流量。
动态水力平衡的优势是减少中央空调系统的能源消耗，延长其使用寿命，减少运行费用和维护费用，同时也可以实现应急反应和减少保养时间。
它还可以提高系统的工作效率，以确保整个系统的稳定性，从而提高系统的可靠性和安全性。
维护动态水力平衡需要进行实时监测，以保持整个系统的平衡性。
每当系统进行任何更改时，都应该对它们进行监测，并相应地进行调整。
这需要对中央空调系统的设计、安装和维护进行很高的技术素质和专业技能要求。
总之，动态水力平衡对于实现中央空调系统的自控功能至关重要。
它可以确保整个系统的平衡性，从而提高效率，降低成本，延长设备使用寿命，并且确保低能耗建筑的能源效率。
某商业综合体空调系统全年冷热负荷动态模拟及分析
3筑节能1余红海:某商业综合体空调系统全年冷热负荷动态模拟及分析E 某商业综合体空调系统全年冷热负荷动态模拟及分析余红海（安徽省建筑设计研究总院股份有限公司，安徽合肥230022）摘 要：以某商业综合体为例，采用鸿业全年负荷计算及能耗分析软件，录入室内外空气计算参数，对中央空调系统进行全年负荷模拟及能耗计算,分析了商业综合体空调负荷的构成，模拟了全年逐时负荷的变化情况，得出了冷、热源设备耗电量及耗气 量,探讨了相应的节能技术措施。
关键词:商业综合体;空调负荷;动态模拟#全年能耗# BIM中图分类号:TU201. 5 文献标志码：A 文章编号：1673-5781（2021）01-0157-031工程概况某商业综合体位于湖北省黄冈市，地下1层，地上5层，地下1层主要为设备用房，地上主要为室内步行街、主力店、餐饮、健身、儿童业态、影城及超市等。
建筑高度23. 9 m,建筑面 积约10. 1万m2 ,其中地上建筑面积约9. 4万n?,设计借助BIM 技术，将二维施工图转为三维可视图，并在三维构件中植入各相关数据信息，冷源采用电制冷冷水机组，热源采用真空 热水锅炉。
夏季空调室外计算干球温度为35.5C,夏季空调室外计算湿球温度为28 0C,冬季空调室外计算干球温度为—2. 5C ，冬季室外计算相对湿度为74%,2商业综合体空调全年冷、热负荷动态模拟及分析2.1项目所在地气象参数（参考武汉市，摘自“中国标准气象数据 CSWD ”）：从图1、图2可得出：最热月出现在7月，为7月31日17时，日最咼温度：38. 8°C,最冷月出现在1月，为1月24日8 时，日最低温度：一3.9C 。
中央空调系统进行全年负荷动态模拟计算及能耗模拟分析'其中空调期设置为:制冷期4月15日〜10月31日；供暖期，11月13日〜次件3月06日。
使用Revit 软件建立建筑计算模型，如图3所示,并导出GBXML 空间文件，在HY —EP 中通过BIM 接口功能导入GBXML 文件,将Revit 建筑模型中的空间数据（设计参数、计 划表、围护构造等）导入到软件中，如图4〜图6所示,直接进行全年负荷及能耗模拟计算。
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性动态水力平衡是中央空调系统中实现精确自控的重要环节。
中央空调系统是大型建筑中一种常见的供暖和降温系统，通过分布在建筑各处的风口和水力系统，为整个建筑提供舒适的室内环境。
而动态水力平衡作为中央空调系统中的一项重要技术，对于确保系统正常运行、提高能源利用率、减少能源浪费以及延长设备寿命都扮演着至关重要的角色。
本文将从动态水力平衡的定义入手，探讨其在中央空调系统中的重要性，并介绍动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的影响。
在实现中央空调系统精确自控的过程中，动态水力平衡起到了至关重要的作用。
动态水力平衡技术能够有效解决系统中的水力不平衡问题。
由于系统中的水管道长度、直径和管材的摩擦阻力等因素，会导致系统中的不同支路流量分配不均，严重影响系统的运行效率和舒适性。
而动态水力平衡技术能够通过智能调节阀和传感器实时监测和调整水流，使得系统中的各个支路满足设计要求的流量，从而有效解决了水力不平衡问题，保证了系统的正常运行。
动态水力平衡技术还能够实现系统的智能调节和自动优化。
通过智能调节阀和传感器的协作，系统能够根据实际负载条件自动调整流量分配，保证系统中供水压力和流量的稳定。
特别是在中央空调系统中，不同季节和不同时段的负载条件都会不同，通过动态水力平衡技术，系统能够及时调整供水压力和流量，提高系统的运行效率，减少能源浪费，从而实现精确自控，提供舒适的室内环境。
动态水力平衡技术还能够提高系统的能源利用率。
在中央空调系统中，由于系统中的水力不平衡和供暖或制冷需求的不同，往往会导致一些支路过量供暖或制冷，造成能源的浪费。
而动态水力平衡技术能够通过调节阀和传感器实时监测和调整流量，避免了过量供暖或制冷，提高了能源的利用率，降低了运行成本。
在实际应用中，中央空调系统的精确自控是非常重要的。
通过动态水力平衡技术，系统能够实现精确的流量分配和供水压力控制，从而保证了系统的稳定运行和高效运转。
集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制
集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制简介：介绍了利用集中供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件确定系统水力工况调节控制值的新方法，并对实际投入运行供热系统，在不同气候条件，不同用户特点条件下的运行控制策略进行了模拟分析，提出了系统的控制方案。
设想利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，使用系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，实现系统的远程自动控制。
关键字：集中供热管网水力工况动态模拟目前，我国很多城市的集中供热和空调系统的规模正不断地扩大。
如热、电、冷产，区域集中供热、供冷系统等。
但随着供热、供冷规模的扩大，管网的水力工况将变得十分复杂，其水力失调问题将变得十分突出。
从而使其供热、供冷质量下降，出现不能满足用户要求的情况。
对于一个设计合理的系统，一般可以通过初调节，使各用户的流量达到设计值。
但对于一个规模大管网复杂的系统，使用目前常用的方法（如阻力系数法、正常流量法、回水温度法和经验试凑法），由于受到各种条件的制约，存在准确度不高，需反复调试，工作量过大等问题。
其效果不是很理想。
因此有必要寻找一种准确有效的调节控制方法。
实际运行的供热空调系统是一个十分复杂的网络，系统中任何一个调节装置的工作参数发生变化，必然引起管网之间流量的重新分配。
而且在系统运行过程中，随着气候变化和用户使用情况的变化，其用户所需的热（冷）量是动态变化的，因此系统调节控制应适应这种变化。
笔者设想利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，利用水力管网系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，进而使用分析的数据对系统运行工况进行远程自动控制，这不仅可以提高调节的精度，避免人工调节的工作量，而且可以实现系统水力工况的动态控制。
十分有利于系统的节能。
要实现自动控制，首先必须计算出控制值的大小即调节阀的开度。
本文重点介绍利用集中供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件确定系统调节控制值的新方法，并通过对实际投入运行供热系统，在不同气候条件，不同用户特点条件下的运行控制策略进行模拟分析，提出系统的控制方案。
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集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制
实际运行的供热空调系统是一个十分复杂的网络，系统中任何一个调节装置的工作参数发生变化，必然引起管网之间流量的重新分配。
而且在系统运行过程中，随着气候变化和用户使用情况的变化，其用户所需的热（冷）量是动态变化的，因此系统调节控制应适应这种变化。
笔者设想利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，利用水力管网系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，进而使用分析的数据对系统运行工况进行远程自动控制，这不仅可以提高调节的精度，避免人工调节的工作量，而且可以实现系统水力工况的动态控制。
十分有利于系统的节能
要实现自动控制，首先必须计算出控制值的大小即调节阀的开度。
本文重点介绍利用集中供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件确定系统调节控制值的新方法，并通过对实际投入运行供热系统，在不同气候条件，不同用户特点条件下的运行控制策略进行模拟分析，提出系统的控制方案
《复杂供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件》运用节点质量流量平衡方程，回路压力平衡方程、图论理论与斯考德-恒斯雷试算迭代法建立数学模型而开发，计算机模拟时
对独立回路的选择，水泵性能特性曲线，热压值的计算、固定质量流量所在分支的处理按【文献 3】提供的方法进行处理
对于一个新投入运行的供热空调系统，在各管网分支阻力已知的前提下，各用户入口实际的流量分配一定。
因设计中受管径的限制和其它因素（如自然热压）的影响而存在不同程度的不平衡率，即用户的实际需流量和自然分配的流量不相同。
这就必须采取流量调节的方法，使整个管网的回路压力平衡方程得到满足。
本文采用的流量调节控制方法为固定流量法，即在进行网络解算时，将已知流量的用户分支作为固定流量分支，在网络解算过程中，固定流量分支不参与网络解算的迭代过程，使其流量保持不变。
待网络解算结束，其他分支流量都计算出来后，再计算各固定流量分支的调节参数
固定流量法一般与斯考德-恒斯雷配合使用。
在网络解算的同时求出调节参数
以图 1 所示的住宅室内供暖系统为分析对象。
假设其每个用户的供暖热负荷一致，均为 Q ＝3488W，总热负荷 41856W；室内设计温度 tn＝18℃，设计供水温度为95℃，回水温度为70℃，散热器选用铸铁散热器。
立管总流量 Gz＝1440kg/h，每户入口的调节阀选用Danfoss 公司的 RTD 一 N 型预调阀
图 1 分析模型--住宅室内供暖系统示意
为便于电算分析，将所有管段以及的管段的始末节点进行了编号，计算各管段的阻力数，按要求建立原始数据的数据文件。
进行系统模拟时，将每个用户按固定流量分支参与系统计算，其模拟结果反算出每个用户入口进入设计流量调节阀的预设压降。
进而可以计算出每个调节阀的开度
在整个供暖期内，因室外气候条件的变化，如气候变暖时，用户所需的供热量减少，则用户入口的供水流量也相应减少。
其控制方案可采用调节建筑物热力入口总压力和调整调节阀的开度以增大其压降值方法来实现
4.1调整用户入口调节阀的压降设定
本文模拟了热力入口总压力 45 Kpa，用户入口流量分别为 80、90、100、110、120 kg/h 时，系统用户入口调节阀的预设压降值。
结果如表 2 所示
分析结果表明
（1）对于本文的分析模型在系统入口总压力不变的条件下，随着用户需热量的增大，调节阀的开度增大，阻力数减小，则调节阀的压降设定值相应减小
（2）在用户入口流量相同的情况下，各用户调节阀的压降调节值不同，其值的大小取决于供暖系统的制式，自然热压的大小，入口总压力的大小等因素
4.2建筑物热力入口总压力的调
本文模拟了系统总压差分别为 30000Pa、40000Pa、50000Pa 时系统进行调节后实际运行工况，其电算模拟结果（如表 1）表明，通过减少系统入口总压力，热水供暖系统用户入口调节阀的开度不变的情况下，用户入口流量按等比规律降低。
从而达到控制室温的目的
为适应气候和用户用热变化以及避免系统产生水力失调，对系统实施调节控制是系统运行管理中非常重要的内容。
而实现系统的自动调节和控制一直是我们努力的方向。
本文根据用户用热的要求，通过对实际投入运行热水供暖系统的水力工况的进行数值模拟，得到的数据可作为自动控制系统的基础数据。
如根据计算得出的每个用户入口进入所需流量时调节阀的预设压降值，可通过 DDC 计算得出的各调节阀的开度，控制系统按其计算值进行调节，从而实现室温的自动控制
利用计算机动态模拟和自动控制相结合可以实现集中供热和空调系统的实时调节和控制。
它把管网作为一个整体，可以考虑多因素的影响，预测运行后的效果等
（1）贺平、孙刚编著· 供热工程（新一版），北京：中国建筑工业出版社，1993
（2）王朝瑞编· 图论，北京：高等教育出版社，1981
（3）冯小平复杂热水供热网络水力工况的计算机模拟分析江南学院学报 1999.3 ( 第 3 期
（4）冯小平装有温控阀的室内垂直双管供暖系统住宅科技 2000.7(第7 期。