本發(fā)明涉及一種考慮建筑物熱惰性及太陽輻射影響的實時負荷計算方法，屬于集中供暖技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
集中供熱技術(shù)易于實現(xiàn)節(jié)能降耗、科學(xué)管理、提高供熱質(zhì)量、改善環(huán)境質(zhì)量等優(yōu)點，而成為當(dāng)前建筑物冬季采暖的主流技術(shù)。集中供熱是以熱水或者蒸汽作為熱媒，由一個或者多個熱源依次通過首站、一次網(wǎng)、換熱站以及二次網(wǎng)，對區(qū)域熱用戶進行供熱。集中供熱綜合考慮熱用戶的建筑結(jié)構(gòu)、環(huán)境條件以及管網(wǎng)等因素，調(diào)整供熱負荷，對熱用戶進行供熱，使其維持舒適的溫度。在集中供熱中，負荷的調(diào)節(jié)最為關(guān)鍵。負荷的調(diào)節(jié)方法對建筑物采暖的質(zhì)量有很大的影響，準(zhǔn)確可靠的負荷計算方法是先進集中供熱技術(shù)的重要基礎(chǔ)。
當(dāng)前，集中供熱的負荷通常是根據(jù)環(huán)境實時溫度計算獲得，未考慮建筑物熱惰性對實時負荷的影響。由于建筑物綜合熱惰性的存在，室外溫度對室內(nèi)的影響存在衰減和延遲性。與此同時，由于太陽輻射的存在，建筑物的得熱量增加，所需的供熱實時負荷會相應(yīng)減少。當(dāng)前的負荷計算方法并未考慮這些影響因素，因此存在較大的不足，容易造成較大的偏差。
因此提出一種考慮建筑物熱惰性及太陽輻射影響的實時負荷計算方法，對推動集中供熱的節(jié)能降耗具有重要的現(xiàn)實意義。
申請?zhí)枮?01410298209.0的中國專利公開了一種針對太陽輻射的二網(wǎng)供回水溫度控制方法，能準(zhǔn)確可靠地確定二網(wǎng)供回水溫度，避免過量供熱，但未考慮建筑物熱惰性及太陽輻射影響。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種設(shè)計合理的考慮建筑物熱惰性及太陽輻射影響的實時負荷計算方法，可較為準(zhǔn)確可靠地確定二網(wǎng)供回水溫度，避免造成過供或者欠供。
本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種考慮建筑物熱惰性及太陽輻射影響的實時負荷計算方法，其特征在于：包括如下步驟：
a、得出考慮建筑物熱惰性及太陽輻射影響的實時負荷計算初始模型公式(1)，即q0＝qw+qc＝f(tz,tn…)+f(tτ,tn,…)；
b、得出散熱器熱流q0計算模型公式(2)，即q0＝f(tm,tn…)＝k(tm-tn)；
c、得出外窗及冷風(fēng)滲透綜合熱流qw計算模型公式(3)，即qw＝f(tz,tn…)＝k1(tn-tz)；
d、得出墻體維護結(jié)構(gòu)散熱流qc計算模型公式(4)，即qc＝f(tτ,tn,…)＝k2(tn-tτ)；
e、由步驟a-d即得出供熱實時負荷計算模型公式(5)，即
當(dāng)前室外綜合溫度tz計算模型為公式(6)，即tz＝tw+k3iz；
當(dāng)前室外綜合當(dāng)量溫度tτ計算模型為公式(7)，即
由公式(5)即得出當(dāng)前控制室內(nèi)溫度tn所需要提供的散熱器供回水平均溫度tm；
步驟a-e中，q0為散熱器熱流，qw為外窗及冷風(fēng)滲透綜合熱流，qc為墻體維護結(jié)構(gòu)散熱流，tm為散熱器供回水平均溫度，tn為室內(nèi)溫度，k為簡化后的換熱器傳熱特性參數(shù)，tz為當(dāng)前室外綜合溫度，k1為簡化后的外窗綜合傳熱特性參數(shù)，tτ為當(dāng)前室外綜合當(dāng)量溫度，k2為簡化后的墻體傳熱特性參數(shù)，tw為室外溫度，iz為太陽總輻射強度，k3為簡化后的表面太陽輻射吸收率與換熱系數(shù)比值；
本發(fā)明簡化后的換熱器傳熱特性參數(shù)k，簡化后的外窗綜合傳熱特性參數(shù)k1及簡化后的墻體傳熱特性參數(shù)k2，與集中供熱中建筑物的保溫情況、采暖設(shè)計參數(shù)有關(guān)，可通過工程經(jīng)驗及現(xiàn)場實驗方法獲得。
本發(fā)明室外溫度tw和太陽總輻射強度iz可通過相應(yīng)傳感器及相關(guān)設(shè)備采集獲得，簡化后的表面太陽輻射吸收率與換熱系數(shù)比值k3可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)資料和試驗方法獲得。
本發(fā)明墻體衰減系數(shù)ν和延遲時間τ可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)資料和試驗方法獲得。
本發(fā)明本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：本發(fā)明包括提出了一個考慮了太陽輻射影響及建筑物對太陽輻射吸收特性的室外綜合溫度簡化計算模型(公式6)，并提出一個考慮建筑物熱惰性即考慮室外溫度對室內(nèi)的影響存在衰減和延遲性的室外綜合當(dāng)量溫度簡化計算模型(公式7)，最終提出一種綜合考慮建筑物熱惰性及太陽輻射影響的實時供熱負荷計算模型(公式5)。采用本發(fā)明提供的方法，易于通過計算機測控實現(xiàn)，用于實際換熱站的自動化運行調(diào)節(jié)，可較為準(zhǔn)確可靠地確定二網(wǎng)供回水溫度，避免造成過供或者欠供，有較好的節(jié)能減排效益。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
本實施例包括如下步驟：
a、得出考慮建筑物熱惰性及太陽輻射影響的實時負荷計算初始模型公式(1)，即q0＝qw+qc＝f(tz,tn…)+f(tτ,tn,…)。
b、得出散熱器熱流q0計算模型公式(2)，即q0＝f(tm,tn…)＝k(tm-tn)。
c、得出外窗及冷風(fēng)滲透綜合熱流qw計算模型公式(3)，即qw＝f(tz,tn…)＝k1(tn-tz)。
d、得出墻體維護結(jié)構(gòu)散熱流qc計算模型公式(4)，即qc＝f(tτ,tn,…)＝k2(tn-tτ)。
e、由步驟a-d即得出供熱實時負荷計算模型公式(5)，即
當(dāng)前室外綜合溫度tz為考慮了太陽輻射影響，計算模型為公式(6)，即tz＝tw+k3iz，公式(6)即為考慮了太陽輻射影響及建筑物對太陽輻射吸收特性的室外綜合溫度簡化計算模型；
當(dāng)前室外綜合當(dāng)量溫度tτ為考慮建筑物墻體延遲性及衰減的溫度，簡化計算模型為公式(7)，即
由公式(5)即得出當(dāng)前控制室內(nèi)溫度tn所需要提供的散熱器供回水平均溫度tm，即確定了二網(wǎng)供水溫度，即確定了實時負荷。
步驟a-e中，q0為散熱器熱流，qw為外窗及冷風(fēng)滲透綜合熱流，qc為墻體維護結(jié)構(gòu)散熱流，tm為散熱器供回水平均溫度，tn為室內(nèi)溫度，k為簡化后的換熱器傳熱特性參數(shù)，tz為當(dāng)前室外綜合溫度，k1為簡化后的外窗綜合傳熱特性參數(shù)，tτ為當(dāng)前室外綜合當(dāng)量溫度，k2為簡化后的墻體傳熱特性參數(shù)，tw為室外溫度，iz為太陽總輻射強度，k3為簡化后的表面太陽輻射吸收率與換熱系數(shù)比值；
簡化后的換熱器傳熱特性參數(shù)k，簡化后的外窗綜合傳熱特性參數(shù)k1及簡化后的墻體傳熱特性參數(shù)k2為待確定常數(shù)，與集中供熱中建筑物的保溫情況、采暖設(shè)計參數(shù)等有關(guān)，可通過工程經(jīng)驗及現(xiàn)場實驗方法獲得。
當(dāng)前室外溫度tw和太陽總輻射強度iz可通過相應(yīng)傳感器及相關(guān)設(shè)備采集獲得，簡化后的表面太陽輻射吸收率與換熱系數(shù)比值k3可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)資料和試驗方法獲得。
墻體衰減系數(shù)ν和延遲時間τ可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)資料和試驗方法獲得。
室外溫度tn可以通過人工設(shè)定及測量得到。
實施時，本發(fā)明的操作如下步驟：
1、采集并儲存當(dāng)前室外溫度tw；
2、采集并儲存當(dāng)前室外太陽總輻射強度iz；
3、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)資料和試驗，確定簡化后的表面太陽輻射吸收率與換熱系數(shù)比值k3，并根據(jù)計算公式(6)，計算室外綜合溫度tz；
4、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)資料和試驗，確定公式(7)中的墻體衰減系數(shù)ν，及延遲時間τ，并根據(jù)公式(7)計算室外綜合當(dāng)量溫度tτ；
5、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)資料和試驗，確定公式(5)中的系數(shù)k、k1、k2；
6、確定二網(wǎng)供水溫度。根據(jù)以上步驟得到的數(shù)據(jù)及參數(shù)，采用簡化公式(5)，計算出當(dāng)前控制目標(biāo)室溫tn所需要提供的二網(wǎng)的散熱器供回水平均溫度值tm。