基于遗传算法的集中式电采暖系统优化研究

本文建立了集中式电热膜采暖系统优化仿真模型,研究了电热膜分组启动方案的可行性,并结合遗传算法对该电采暖系统的运行策略进行优化,通过实际工程对方法进行了验证分析,结果表明优化后的系统经济性与节能性获得了较大的提升。

基于蒙特卡洛的区域供热系统不确定热需求场景研究

传统的集中供热系统对源-荷之间的协同关系考虑不够周全,往往忽略了需求侧不确定性给系统带来的变化,从而导致系统整体运行效率较低,碳排放和运行成本较高,不利于未来区域供热事业的发展。为此,本文针对区域供热系统中热需求场景的不确定性,利用EnergyPlus软件构建了供热系统模型,并通过蒙特卡洛的方法将不确定热场景概率化,分析了需求侧各个因素对供热能耗的影响,以及与确定性模型的差异。分析结果表明,在不确定因素中人员活动强度以及人均占地面积,对供热能耗的影响不超过5%;而室内温度及单位面积通风量,对其影响超过10%。考虑需求侧不确定性后公共类型建筑的能耗波动大于居住建筑。以确定性模型的年能耗值为基准,整个区域的年能耗值在-15.79%~7.37%之间波动,确定性模型只能够满足81%的不确定概率场景。

高校供热系统调控策略优化研究

针对北方高校,以稳态传热模型为基础,开发包含热力站、二级管网、建筑在内的供热系统仿真模型。结合校园建筑分时段使用的特点,提出供热系统启停、建筑使用期间室温调控优化方法。采用仿真模型,对优化后的调控策略效果进行模拟分析。以稳态传热模型为基础,开发的供热系统仿真模型的仿真结果可信。调控策略1(3:00供热,22:00停热,在建筑使用期间8:00—22:00,二级管网流量固定,热力入口电动调节阀保持初始相对开度不变)下,严寒日(2020年1月8日8:00至1月9日8:00)、末寒日(2020年3月10日8:00至3月11日8:00)教学楼使用期间的室内温度均满足甚至高于18~20℃的要求。22:00停热后室内温度经过快速下降后变得缓慢,这主要得益于建筑热惰性。由于供热开始时间过早,建筑非使用期间室内温度偏高,1月9日8:00、3月11日8:00室内温度分别达到19.5、21.8℃,存在着较为严重的过量供热问题。与调控策略1相比,调控策略2(严寒日停热时间为21:00,供热时间为5:00。末寒日停热时间为19:00,供热时间为7:00。在建筑使用期间,二级管网流量固定,热力入口电动调节阀相对开度保持初始相对开度不变)进行了启停策略优化,进一步提前停热、延后供热,仍能满足建筑使用期间的室内温度要求,建筑非使用期间的室内温度也明显合理。建筑热惰性确保了停热后室内温度的有限下降,严寒日供热开始时,室内温度为16.6℃;末寒日供热开始时,室内温度为17.9℃。与调控策略2相比,调控策略3(启停优化策略+热力入口电动阀室温调控:严寒日停热时间为21:00,供热时间为5:00。末寒日停热时间为19:00,供热时间为7:00。在建筑使用期间,调节热力入口电动调节阀相对开度,使室内温度保持在18~20℃)可将建筑使用期间的室内温度控制在要求范围内。采取启停优化策略+热力入口电动阀室温调控,不仅使建筑使用期间的室内温度控制在要求范围内,还利用建筑热惰性确保停热后室内温度的有限下降,有利于降低供热能耗。