1绪论
1.1研究背景和理论意义
区域供热是城市能源建设的一项基础设施，其对于节约不可再生能源，改善城市居住环境，提高日常生活水平有着十分重要的意义[1]。近年来，区域供热发展迅速，截止2008年己占到北方城镇釆暖总面积的近80%。而北方城镇釆暖能耗作为我国城镇建筑能耗比例中最大的一类，虽然其能耗强度在近年来有着显著下降，但随着中国建筑面积的成倍增长，其能耗总量仅19%年至2008年间就增加了一倍t2]。与同韩度其他国家相比，我国城镇建筑单位面积供暖能耗是发达国家的2?3倍，而照明、空调、家电等其他建筑用能仅为发达国家的1/5，因此供暖节能是我国建筑节能工作中潜力最大、最主要的途径目前，单纯追求规模的扩大己不再是城市区域供热的主流，对于供热系统的经济合理性、供热可靠性，以及不可再生能源的最优化利用越来越受到社会的重视。
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1.2国内外研究现状及存在的问题
1.2.1区域供热系统的研究现状
国外的区域供热发展大致分为4个阶段：平纯管理阶段、基础建设阶段、综合发展阶段和自动化控制阶段⑴。其中，美国、n本|71、俄罗斯（包括前苏联）及欧洲各国的区域供热发展较快，在设备、技术、管理等多方面均居于世界领先水平。1897年，美国的纽约市建成了首个区域锅炉房，并向周围的多个用户同吋供热，由此拉开了区域供热方式的帷幕。1924年11月，苏维埃第一个区域热化装置投入运行，到三十年代，苏联开始把发展热电事业和区域供热作为一项重大国策。到上世纪的后几十年，苏联的R域供热己经达到了十分巨大的规模，莫斯科的最大输送管径达到DN1400，其区域供热率几近达到100%181。同期，其他各国也开始根据本国的具体情况来选择和布置相的供热方式。
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2供暖房间内散热器的热动态模型
2. 1散热器的物理模型
区域供热系统的工作原理为：热水在热源处被加热后由输配管网送至末端用户，经由散热器将热量传递给供暖房间的室内空气，水温降低后返回锅炉房被再次加热，依此循环。供热管网对供暖房间的热量传递是通过末端设备实现的，散热器在其中起到关键的枢纽作用，其散热效率的高低直接影响着供暖效果的好坏。本文选用大连理工大学实验四号楼某办公房间的钢制翅片式对流散热器（有外壳）作为研究对象。该散热器型号为GDS-L-6B，其钢制夕卜壳尺寸是1.8mx0.13mx0.6m ,具体样式详见图2.1和图2.2。
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2. 2散热器热动态模型的建立
本文将散热器的传热过程按二维模型进行处理，其典型的微元控制体》丨参见图2.3。迎过对各控制体内部空气、散热器外壳、肋片管、管内热水等参与热量传递的部分依次列写质量方程、动量方程和能量方程，即可得到散热器的热动态数学模型。
2. 2, 1基本假设
散热器内部肋片管的存在使得其物理结构较为复來，从而导致其内部的实际换热情况极难研宄。为/有效的建立散热器热动态模型，本文作如下假设：(1)各控制体内，认为空气和水的物性均—致。在散热器内部，空气和热水的物件参数（如温度、密度等）空问位置上不是完全扣冋的。散热器建模的最终目标是得出其与外界的总热量交换，并不需要准确知道其内部的详细温度分布，且如果按照散热器内部各处空气和热水的物性;同进行计算，会使得计算吋叫免儿何仿数的培加，不够经济。
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3散热器供热房间的热环境模型..................29
3.1集总模型、分区模型和CFI)模型的比较.........29
3.2房问热环境的集总数学模型..................30
3.3房问热坏境的分区数学模型..................31
3.4建筑蓄热、太阳辐射等因素的影响分析..........38
3.5供暖房间热环境的实验测量及分析............42
3.6房间热环境模型的数值模拟....................45
3.7 小结.......................................53
4兼顾预测用户室温的K域供热系统热动态模型.........54
4.1区域供热系统的物理模型......................54
4.2 区域供热系统的水力模型.....................55
4.3区域供热系统的热动态模型......................57
4.4供热房间热环境模型与管网模型的耦合分析.......60
4.5算例分析................................61
4.6小结...................................67
4兼顾预测用户室温的区域供热系统热动态模型
现阶段，集中调节方式是区域供热中域常用的调节方法，但由于供热系统各热用广与热源的距离不同，必然存在着热量输送在时间上的延迟现象，使得供热系统很难针对用户需求做出即时响应。由此，调控方案的好坏直接决足着用户舒适性和节能效益。
4. 1区域供热系统的物理模型
区域供热按照热网与热用户连接方式的同分为两种，即直接连接和间接连接。随着供热系统不断扩大，间接连接方式得到越来越多的应用。本章以间接连接为例，对区域供热系统进行热动态建模分析，其原理图和布局图分别见图4.1和图4.2。图中热源为锅炉房，一级管网末端为换热站。直接连接和阅接连接主要的不同在于间接连接屮迎过热力站将热量从一级管网传递到二级管网，而内：接连接中供热管网末端即为热用户，故将该模型中的末端换热站替换为热用户，即建立直接连接系统的相应模型。
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结 论
作为供热管网和末端用户之间热量交换的枢纽，散热器在区域供热系统模拟研究中起着举足轻重的作用。本文采用分区模型思想，对散热器的热动态特性进行建模分析，然后以此为媒介，同时考虑建筑蓄热、太阳福射等影响因素，通过在区域供热系统热力工况模型中嵌入供暖房间动态温度分布模型，建立了可以兼顾预测用户室温的区域供热系统热动态模型。本文采用FORTRAN语言编程模拟，对模拟结果进行了相关实验验证，并得到以下结论：(1)本文将钢翼管散热器内部连同其进出口部分的空气划分为多个控制体，建立散热器散热的数学模型，并选取某一供暖房间进行相关参数测定，将实测数掘与相应的模拟结果进行比较分析。本文将室外实际温度变化曲线和供水温度曲线作为动态边界条件代入该模型，模拟了散热器内部空气温度的分布惜况，通过联立供暖房间的动态温度集总模型,进-步模拟了散热器M水温度和室内平均温度随供热管网供水温度改变的变化规律，取得了良好的一致。
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参考文献（略）