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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書作者根據(jù)城市供熱系統(tǒng)智慧化和低碳化發(fā)展的需要，結(jié)合所從事研究工作和教學(xué)方向，并基于自己多年智慧供熱工程實(shí)踐編寫而成。全書從智慧城市供熱系統(tǒng)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)出發(fā)，探討了多種智慧城市供熱系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。全書包括6章，第1章對(duì)智慧供熱系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹;第2章介紹了智慧供熱仿真基礎(chǔ)理論以及現(xiàn)有的仿真軟件;第3章介紹了供熱系統(tǒng)分布式輸配系統(tǒng)技術(shù)，該技術(shù)提出了一種新的水力調(diào)節(jié)方法來適應(yīng)分布式變頻供熱系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)多熱源環(huán)狀供熱系統(tǒng)的水力平衡;第4章介紹了供熱系統(tǒng)全網(wǎng)平衡技術(shù)，從熱網(wǎng)水力平衡和全網(wǎng)平衡控制兩個(gè)方面對(duì)供熱系統(tǒng)普遍存在的水力失衡及冷熱不均問題做了深刻分析;第5章介紹了供熱系統(tǒng)智慧診斷技術(shù)，通過仿真技術(shù)和智能算法的結(jié)合對(duì)管網(wǎng)常見的老化、泄漏和堵塞故障進(jìn)行診斷;第6章介紹了供熱系統(tǒng)噴射泵技術(shù)，并提出了一種具有良好水力穩(wěn)定性和節(jié)能性的可調(diào)節(jié)噴射泵。

作者簡(jiǎn)介

　　王海，工學(xué)博士，同濟(jì)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院副教授、博士生導(dǎo)師。長(zhǎng)期專注于區(qū)域供熱供冷、建筑能源和數(shù)字孿生技術(shù)領(lǐng)域研究，致力于提供綜合能源系統(tǒng)的仿真、控制和智能化解決方案。近5年來，主持和負(fù)責(zé)國(guó)家自然科學(xué)基金、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家科技重大專項(xiàng)等國(guó)家與省部級(jí)項(xiàng)目至少6項(xiàng)。教科研領(lǐng)域，已發(fā)表論文80余篇，其中30多篇被SCI、EI收錄，已授權(quán)發(fā)明專利16項(xiàng)。自主研發(fā)多源復(fù)雜拓?fù)涔芫W(wǎng)的熱力管網(wǎng)仿真的全新模型和核心算法，并在智慧應(yīng)用等方面取得了創(chuàng)新性研究成果。2019年榮獲“華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)“一等獎(jiǎng)和“地理信息科技進(jìn)步”二等獎(jiǎng)，2021年榮獲“中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)。出版著作《數(shù)學(xué)建模典型應(yīng)用案例及理論分析》。楊光，同濟(jì)大學(xué)熱能工程博士研究生，主要研究方向?yàn)閰^(qū)域供熱、建模理論及數(shù)字孿生技術(shù)。已發(fā)表論文20余篇，其中6篇被SCI、EI收錄，已授權(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)。參與國(guó)家自然科學(xué)基金、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家科技重大專項(xiàng)等國(guó)家與省部級(jí)項(xiàng)目至少5項(xiàng)。2018年榮獲“研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金”，2019 年獲評(píng)“同濟(jì)大學(xué)優(yōu)秀畢業(yè)生”，2021年榮獲 “供熱工程建設(shè)與高效運(yùn)行研討會(huì)（第七屆）”會(huì)議論文一等獎(jiǎng)。

圖書目錄

第1章緒論1
1.1 智慧城市供熱系統(tǒng)的背景 ………………………………………………………1
1.2 智慧城市供熱系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) ………………………………………………3
1.3 智慧城市供熱系統(tǒng)的機(jī)遇與挑戰(zhàn) ………………………………………………5
1.3.1 現(xiàn)有供熱系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及問題………………………………………5
1.3.2 現(xiàn)有供熱系統(tǒng)的治理難點(diǎn)………………………………………………6
1.3.3 現(xiàn)有供熱系統(tǒng)監(jiān)管存在問題……………………………………………6
1.3.4 智慧供熱系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)………………………………………………7
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………7
第2章智慧供熱系統(tǒng)仿真理論基礎(chǔ)與應(yīng)用9
2.1 水力工況 ………………………………………………………………………………9
2.1.1 穩(wěn)態(tài)水力工況 ………………………………………………………………10
2.1.2 動(dòng)態(tài)水力工況 ………………………………………………………………15
2.2 熱力工況……………………………………………………………………………18
2.2.1 穩(wěn)態(tài)熱力工況 ………………………………………………………………19
2.2.2 動(dòng)態(tài)熱力工況 ………………………………………………………………22
2.3 管網(wǎng)求解的方法……………………………………………………………………23
2.3.1 基于圖論的方法 ……………………………………………………………23
2.3.2 數(shù)值求解的方法 …………………………………………………………27
2.3.3 面向?qū)ο蟮姆椒?……………………………………………………………29
2.4 現(xiàn)有仿真軟件簡(jiǎn)介………………………………………………………………35
2.4.1 國(guó)外現(xiàn)有仿真軟件 …………………………………………………………36
2.4.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)有仿真軟件 …………………………………………………………37
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………43
第3章供熱系統(tǒng)分布式輸配系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用45
3.1 問題提出……………………………………………………………………………45
3.2 研究現(xiàn)狀………………………………………………………………………………47
3.2.1 分布式輸配系統(tǒng)的調(diào)控技術(shù) ……………………………………………47
3.2.2 分布式輸配系統(tǒng)的智慧運(yùn)行 ………………………………………………48
3.3 解決方案………………………………………………………………………………50
3.3.1一次熱網(wǎng)調(diào)頻方法 …………………………………………………………50
3.3.2 二次熱網(wǎng)智慧運(yùn)行方法 ……………………………………………………54
3.4 案例驗(yàn)證………………………………………………………………………………58
3.4.1 案例一 …………………………………………………………………………58
3.4.2 案例二 ………………………………………………………………………65
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………72
第4章供熱系統(tǒng)全網(wǎng)平衡技術(shù)及應(yīng)用74
4.1 問題提出……………………………………………………………………………74
4.1.1熱網(wǎng)水力失調(diào) …………………………………………………………………74
4.1.2 熱網(wǎng)平衡控制 ………………………………………………………………80
4.1.3多熱源優(yōu)化控制 ……………………………………………………………83
4.2 研究現(xiàn)狀………………………………………………………………………………83
4.2.1水力失調(diào)研究現(xiàn)狀 ………………………………………………………83
4.2.2 平衡控制研究現(xiàn)狀 ………………………………………………………88
4.2.3 優(yōu)化控制研究現(xiàn)狀 …………………………………………………………90
4.3 解決方案………………………………………………………………………………92
4.3.1 水力平衡改造 ………………………………………………………………92
4.3.2 平衡控制路線 …………………………………………………………………93
4.3.3 優(yōu)化控制路線 ………………………………………………………………95
4.4 案例驗(yàn)證………………………………………………………………………………97
4.4.1 案例一 ………………………………………………………………………97
4.4.2 案例二……………………………………………………………………101
4.4.3案例三……………………………………………………………………104
4.4.4 案例四…………………………………………………………………………107
4.4.5 案例五……………………………………………………………………110
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………112
第5章供熱系統(tǒng)智慧診斷技術(shù)及應(yīng)用114
5.1 問題提出 ………………………………………………………………………………114
5.1.1 管道老化…………………………………………………………………114
5.1.2 管道泄漏………………………………………………………………………115
5.1.3 管道堵塞…………………………………………………………………116
5.2 研究現(xiàn)狀 …………………………………………………………………………116
5.2.1 國(guó)外管網(wǎng)故障檢測(cè)研究情況………………………………………………116
5.2.2 國(guó)內(nèi)管網(wǎng)故障檢測(cè)研究情況………………………………………………123
5.2.3 未來發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………………………125
5.3 解決方案 …………………………………………………………………………126
5.3.1 管道老化故障診斷………………………………………………………126
5.3.2 管道泄漏故障診斷…………………………………………………………129
5.3.3 管道堵塞故障診斷…………………………………………………………130
5.4 案例分析 ………………………………………………………………………132
5.4.1 管網(wǎng)故障水力對(duì)稱性………………………………………………………132
5.4.2 供熱管網(wǎng)中管段粗糙度辨識(shí)………………………………………………146
5.4.3 供熱管網(wǎng)中管道泄漏辨識(shí)…………………………………………………159
5.4.4 供熱管網(wǎng)中管道堵塞辨識(shí)…………………………………………………164
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………167
第6章供熱系統(tǒng)噴射泵技術(shù)及應(yīng)用171
6.1 問題提出 ………………………………………………………………………………171
6.2 研究現(xiàn)狀 …………………………………………………………………………172
6.2.1噴射泵技術(shù)研究現(xiàn)狀……………………………………………………172
6.2.2 噴射泵技術(shù)在供熱領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀……………………………………173
6.3 解決方案 …………………………………………………………………………175
6.3.1噴射泵結(jié)構(gòu)、原理及尺寸設(shè)計(jì) ……………………………………………175
6.3.2 噴射泵運(yùn)行特性模擬……………………………………………………182
6.3.3可調(diào)節(jié)噴射泵系數(shù)辨識(shí)……………………………………………………188
6.4 案例分析 …………………………………………………………………………192
6.4.1噴射泵在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用場(chǎng)景………………………………………192
6.4.2 噴射泵供熱系統(tǒng)節(jié)能性分析………………………………………………195
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………199