[发明专利]一种用于供热系统质调节的加权外温的确定方法

权利要求书

1.一种用于供热系统质调节的加权外温的确定方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)房间室温的模拟计算

针对某建筑研究对象，考虑只有外温作用的情况，应用建筑热环境模拟软件DeST进行外温作用下房间室温全年的逐时模拟计算，并与逐时外温构成统计样本数据组；

(2)室温随外温的变化分析

根据《建筑环境系统模拟分析方法-DeST》中公式(2-30)和(2-35)，得到房间逐时室温与逐时外温的相互关系如下：

Δt(τ)＝∑_iΔt_i(τ) (1.1)

式中，i为房间热特性和热反应系数的序号；λ_i为房间热特性系数；是外温作用于房间的热反应系数；u_t为外温，℃；Δt为房间室温，℃；Δt_i为对应于各个特征系数的房间室温的分解分量，℃；τ为时间，h；Δτ为时间间隔，在此为1h；

公式(1.2)表示出当前时刻室温分量与前一时刻室温分量、当前时刻和前一时刻外温的相互关系，以此类推，可得到前一时刻室温分量与之前两个时刻室温分量、前一时刻和之前两个时刻外温的相互关系，之前两个时刻室温分量与之前三个时刻室温分量、之前两个时刻和之前三个时刻外温的相互关系，......，以及之前n-1时刻的室温分量与之前n时刻室温分量、之前n-1时刻和之前n时刻外温的相互关系，具体如公式(2.1)～(2.n-1)所示，

将公式(2.1)～(2.n-1)中各个时刻的室温分量依次顺序代入公式(1.2)，并进行合并同类项，得公式(3)，

房间热特性系数λ_i为小于0的常数，当小于0.01时，公式(3)简化为房间室温的当前分量Δt_i(τ)与各个时刻的外温u_t(τ)，u_t(τ-Δτ)，u_t(τ-2Δτ)，……，u_t(τ-(n-1)Δτ)的线性关系；

再依据公式(1.1)，将与各个序号i对应的房间室温分量Δt_i求和，最终得到当前时刻房间室温Δt(τ)与各个时刻外温

u_t(τ)，u_t(τ-Δτ)，u_t(τ-2Δτ)，……，u_t(τ-(n-1)Δτ)的线性关系，如公式(4)所示，

Δt(τ)＝c₀u_t(τ)+c₁u_t(τ-Δτ)+c₂u_t(τ-2Δτ)+……+c_n-1u_t(τ-(n-1)Δτ)

(4)

式中，c₀，c₁，c₂，……，c_n-1定义为各个时刻外温对室温的贡献率，

采用建筑热环境模拟软件DeST，计算获得全年逐时室温及相对应的外温，进而根据公式(4)构造出室温与多个外温相互关系的多元线性方程组，对此，采用多元线性回归的统计分析方法，计算获得公式(4)中各个时刻外温对室温的贡献率c₀，c₁，c₂，……，c_n-1；

(3)加权外温的提出及构造

公式(4)表明，当前时刻室温是当前及之前历史时刻外温共同影响的结果，这体现出建筑围护结构热惯性作用下，外温对室内温度环境影响的衰减和延迟特性，进一步，假设一个稳定的室外空气温度T_w，则应用公式(4)可得该稳定的室外空气温度T_w作用下的房间室温为：

式中，

若这个稳定的室外温度对室温的影响与实际动态变化的室外温度对室温的影响相同，将这个稳定的室外温度T_w定义为实际动态变化外温的加权外温，进一步结合公式(4)和公式(5)，转换得到加权外温T_w的计算式如下：

∑_ic_iT_w(τ)＝c₀u_t(τ)+c₁u_t(τ-Δτ)+c₂u_t(τ-2Δτ)+……+c_n-1u_t(τ-(n-1)Δτ)

(6)

式中，d₀，d₁，d₂，……，d_n-1为与各个时刻外温相对应的加权系数，

(4)加权外温的分析确定

采用建筑热环境模拟软件DeST计算得到外温作用下的房间逐时室温，进而与逐时外温构成统计样本数据组，在此基础上，采用多元线性回归的统计分析方法，以外温对室温贡献率小于5％的前n-1时刻为起始点，将该时刻之前历史时刻的外温去除，进而将当前时刻室温与当前时刻及其之前n-1时刻的共n个外温数据建立线性模型，进一步重新进行外温对室温贡献率的分配计算，直至去除所有贡献率不明显的各个之前历史时刻的外温，最后，应用逐时室温和外温所构成的统计样本数据组，采用多元线性回归的统计分析方法，计算得到各个时刻外温对室温的贡献率c_i，进而按照公式(7)计算确定与各个时刻外温相对应的加权系数d_i，由此构造获得外温的加权形式。