专利名称：气象节能方法模型的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供暖气象节能方法模型。
背景技术：
冬季供热、采暖是我国北方地区生活、生产的必须方式，三北地区通常供暖天数都 在90天以上，黑龙江省需在180天以上。供暖不但消耗大量煤炭，同时还带来环境污染，因 此供暖节能意义重大。城镇供暖是北方能源消费的重头戏。目前我国北方供暖系统大致可 分为局部(或分散)供热、联片供热和集中供热三种方式。其中局部供热，设备技术落后、 不环保，处于逐步淘汰阶段；联片供热比较普遍，但对现代设备、技术的应用情况不一，良莠 不齐；集中供热是新兴方式，设备、技术较为先进。虽然三者在供暖方式规模和设备上差异 明显，但在气象节能应用即看天定量烧火方面均不尽人意。目前一些比较先进的供暖系统 中都采用计算机系统对整个锅炉系统进行实时监控，即对供回水温度、用煤量、热工参数等 进行自动监测、实时显示，并归案保存，实现了初步的供热系统的微机化和自动化管理。但 在如何使用这些数据建立一套对供热系统进行质调节和量调节、提供科学合理的热负荷以 保证用户温度恒定在合理适宜的范围上所做的工作还很少，当然这与影响热负荷和热平衡 的因素太多且不易准确测定有关。因此找到一种客观的控制热量供给的方法非常重要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述供暖技术中存在的不足之处，在供暖平衡较好的情况 下提供一种气象节能方法模型。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是根据每日供热量或供煤量，当日气 象综合温度和用户室内温度三者关系建立回归方程，其函数关系是Y = f (X) = ax+b式中Y是供暖系统日供煤量x是气象综合温度a是换算系数b为修正值X = f (T) = T+Tf+Tv式中X为每日气象综合温度，T是每日平均温度，Tf为每日太阳辐射当量温度，Tv 为每日风力当量温度。当煤质发生变化时，可对Y = f (X) = (ax+b)进行修正，修正方法是在方程式前需
增加一个系数C，此时C=4,则原方程式变为( ax+b ),此式为由A类煤换成B类煤后
BB
的供煤量方程式，因为A类煤的供热量H = A' X, A'代表A类煤的低位发热量为已知，B
类煤的供热量H = B' Y,B'代表B类煤的低位发热量为已知，所以在总供热量H不发生变
化的情况下，不同煤质的供煤量发生变化。
本发明的优点是本发明在于建立一整套定量的供暖技术方法，使每天所提供的热量与建筑物所失 去的热量保持一种动态平衡，使室内温度始终保持在18 20°C的舒适范围内。这不仅能改 善供热技术落后的现状，提高供暖科学化管理水平和供热质量，同时也节约了大量煤炭，减 少烟尘排放量，更加有利于城镇人们生活质量及健康。本发明不仅考虑到基本耗热量(即大气平均温度)对室内温度的影响，也考虑到 太阳辐射和风力大小这些附加耗热量对室内温度的影响，这在一般的供暖模型中很难见 到。本发明引用了气象综合温度的概念。
图1是黑龙江省哈尔滨市河柏小区采暖节能查算表； 图2是黑龙江省哈尔滨市江北捷能供热采暖节能查算表； 图3是日用煤量查算表。
具体实施例方式下面对本发明的实施个例作进一步详细描述。1、选定方法模型根据每日供热量或供煤量，当日气象综合温度和用户室内温度三者关系建立回归 方程，其函数关系是Y = f (X) = ax+b式中Y是供暖系统日供煤量x是气象综合温度a是换算系数b为修正值X = f (T) = T+Tf+Tv式中X为每日气象综合温度，T是每日平均温度，Tf为每日太阳辐射当量温度，Tv 为每日风力当量温度。上式中气象综合温度=日平均温度+日辐射当量温度+日风力当量温度其中日平均温度用每日天气预报中24小时的最高和最低气温相加除以2得到， 日辐射当量温度和日风力当量温度是根据物理试验结果和实际经验为依据确定的方法和 标准计算得到的。白天5个等级的辐射当量温度最大为2. 0°C，最小为0. 0°C，夜间5个等级 的辐射当量温度中最大为0. 0°C，最小为-1. 0°C。白天辐射当量温度为正贡献，夜间辐射当 量温度为负贡献。风速大小按1到8级，其中最大和最小等级的当量温度值分别为-o. rc 和-1. 0°C，风力当量温度无论白天和夜间均为负贡献。对日平均温度进行辐射和风力修正后得出的当量温度在气象节能技术中称为气 象综合温度，用它来计算日耗煤量，更符合建筑物实际损耗的热量。2、数据来源及选取收集整个采暖期的相关数据 供暖期从上一年11月20日至来年4月20日每天供热、煤量卡或吨 供暖期从上一年11月20日至来年4月20日每天用户室温代表值°C供暖期从上一年11月20日至来年4月20日每天室外天气变化(气温、太阳辐射、风力)°c日供热、煤量是热量表记录每天的总热量或记录的日耗煤量。用户室温代表值是在所提供的每天室温记录中只保留18-20°C的有效数据，剔 除掉大于或小于此范围的所有数据。室外天气变化是指每天的平均气温和日辐射、日风力综合而成的综合温度。3、建立气象节能方法模型建立日耗热、煤量与气象综合温度的方程是用标准室温下选出有效数据的天数所 对应的日供热、煤量和气象综合温度两组数据为统计值，用一元回归模型建立日耗热、煤量 预测方程。日耗热、煤量公式为Y = ax+b其中Y为日耗热、煤量a为换算系数x为综合温度b为修正值此一元回归方程建立的步骤是先选定有效供暖日(即室温在18-20°C的天 数)一用有效供暖日的耗煤量与对应日的气象综合温度两组数列计算相关系数，系数通过 统计检验后一用一元回归模型确定日耗煤量与日气象综合温度的函数关系式。由于不同供热系统的供热规模、设备及建筑物的保暖程度等因素的差异造成日耗 热量具体公式数值的差异，所以每个供热系统都要单独计算自己的日耗煤量方程或曲线。实施例1、如A小区日耗煤量与气象综合温度的方程为Y = f (X) = ax+b = 1. 56X18+8. 75为使用方便可将结果制成曲线图或换算表(见图1、图2、图3)。供热企业在收到 气象部门的气象综合温度预报后即可从曲线图上方便查出或在计算机中显示出当日的用
煤量。供热企业可根据用户需求选择室温为18°C、20°C、22°C......等不同的供热曲线，使
供热更科学可控。实施例2、如B小区日耗煤量与气象综合温度的方程为Y = f (X) = ax+b = 3. 21 X 20+9. 62在确定了日耗煤量的情况下如何分配各时段的用煤量，可分两种形式，一是间歇 或阶段式供热；二是连续供热方式。间歇式供热一般采用早晚两次供热，供热多少可根据具 体情况确定，早晚比例一般用4 6分配，特殊情况可根据天气预报调整用煤比例。连续性 供热是在节能模型确定日供煤总量的前提下，根据气象部门提供的未来一天每小时温度预测曲线图，设计出一天每小时供煤量曲线图，供热量按此曲线图控制。在遇特殊天气变化和 水工况出现问题时要用室外每小时温度实况和用户室温情况对供煤量进行质、量调节，这 种方法可以保证室内温度的适宜、稳定。4、修正方法和应用说明当煤质发生变化时，可用下式对供煤量进行修正。假如某供热企业在保证用户室 温是18°C的情况下，通常用A类煤日供煤量需X吨，现改用B类煤日供煤量假设为Y吨。如 果A'代表A类煤的低位发热量，B'代表B类煤的低位发热量，H代表小区该日保证室内温 度18°C情况下应得到的总热量，即有因为 H = A' X，H = B' Y所以A' X = B' Y，Y= ^t X
B由于A'、B'均是A、B类煤的发热量为已知数，X是某日供煤量也为已知，这样在 改换成B类煤质的情况下，所用煤的数量即可用上式方便求出，原方程模式仍适用。该气象节能方法具体应用时操作步骤是首先要建立供暖节能数学模型，建模所 需的条件是具有一个供暖期的历史上每日用煤量、用户代表每日室温记录和每天室外气象 综合温度。根据上述方法建立回归方程。如果这些历史数据暂时不具备，也可采用先根据 用户室温的实际情况和当前供热的现实选择几个室外环境温度差异比较大的日子做为参 照点，采用边供暖边建模型的方法，用当年刚发生的日气象综合温度和日供煤量两组数据， 把日气象综合温度或平均温度作为横座标，日供煤量为纵座标做一个散布图，把实际发生 的值点到图上，就可以清晰看出这两个变量的相关性，一般它们呈直线线性关系，即室外气 象综合温度或平均温度越低，供煤量越大，反之亦然。那么这条直线就是所需的初步供煤曲 线。在缺少历史数据的情况下，由于方程曲线前期应用的数据太少，曲线的可靠性和稳定性 可能较差，但随供暖期的延长每天都增加一个数据，那么根据用户室温反馈的数据，经剔除 无效数据后，使用有效数据可不断修正曲线的斜率，这样就会使模型更趋近真实情况，做到 供热和数据积累两不误。有了这样一条基本供热负荷曲线，即便供热面积和供暖工况等条件发生变化也无 所谓，只要有用户室温的真实数据，重新建立调整热负荷曲线也是很容易的事。所以，本气 象节能方法模型对保证供暖达到温度适宜恒定、节能减排、提高供暖行业科学化管理水平 具有重要意义。
权利要求
一种气象节能方法模型，其特征在于根据每日供热量或供煤量，当日气象综合温度和用户室内温度三者关系建立回归方程，其函数关系是Y＝f(X)＝ax+b式中Y是供暖系统日供煤量x是气象综合温度a是换算系数b为修正值X＝f(T)＝T+Tf+Tv式中X为每日气象综合温度，T是每日平均温度，Tf为每日太阳辐射当量温度，Tv为每日风力当量温度。
2.根据权利要求1所述的气象节能方法模型，其特征在于当煤质发生变化时，可对Y=f(X) = (ax+b)进行修正，修正方法是在方程式前需增加一个系数C，此时则原方B程式变为( ax+b ),此式为由A类煤换成B类煤后的供煤量方程式，因为A类煤的供热量H = A' X, A'代表A类煤的低位发热量为已知，B类煤的供热量H = B' Y, B'代表 B类煤的低位发热量为已知，所以在总供热量H不发生变化的情况下，不同煤质的供煤量发生变化。
全文摘要
本发明涉及一种气象节能方法模型，根据每日供热量或供煤量，当日气象综合温度和用户室内温度三者关系建立回归方程，其函数关系是Y＝f(X)＝ax+b，式中Y是供暖系统日供煤量，x是气象综合温度，a是换算系数，b为修正值，X＝f(T)＝T+Tf+Tv，式中X为每日气象综合温度，T是每日平均温度，Tf为每日太阳辐射当量温度，Tv为每日风力当量温度。本发明在于建立一整套定量的供暖技术方法，使每天所提供的热量与建筑物所失去的热量保持一种动态平衡，使室内温度始终保持在18～20℃的舒适范围内。节约了大量的煤、水、电，减少烟尘排放量，对大气环境污染降低减少。
文档编号F24D19/10GK101876448SQ20091021744
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者王艳秋, 郭家林 申请人:郭家林;哈尔滨市东龙自动化技术有限责任公司