一种基于线性回归方程的供热调节优化方法

1.本技术涉及供热调节技术领域，尤其涉及一种基于线性回归方程的供热调节优化方法。


背景技术：

2.运行调节，即是供热调节，是指随着室外气象参数的变化，按照热负荷随室外温度的变化规律，则对热源的供热量进行相应的调节，使得散热器等设备的散热量与热负荷的变化规律相适应。
3.供热调节中最常应用的方式为集中调节，集中调节根据调节参数的不同又可分为：质调节、量调节、分阶段改变流量的质调节以及间歇调节，还有就是采用质调节、量调节与质调节和量调节相结合三种调节方式。供暖调节的主要目的是，根据每天室外平均天气温度的变化情况，确定一次热网、二次热网的供水和回水温度、流量等参数，通常叫做“调度令”。
4.目前，设计院对供热参数的确定是从设计工况出发，根据供热调节基本公式并以供热调节方法作为补充条件，经过计算得到的，水温调节曲线也是据此绘制的。设计工况与供热单位实际建成投入以及后期改造、挂网扩容情况相差较大，所以设计院给出的供热调节公式及其供热参数、水温调节曲线，供热单位不能直接使用。由于这个原因，目前大多数供热单位采用的是经验法，也就是结合本单位历年实际运行情况，总结概括出的经验。经验法的优点是灵活、适应性强，缺点是缺乏目标函数的约束，主观随意性较大，而且对供热系统改造、挂网扩容等情况缺乏预测和规划设计的功能。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，能够解决现有的供热调节方法存在的缺乏目标函数的约束、主观随意性较大而且对供热系统改造、挂网扩容等情况缺乏预测和规划设计的问题。
6.本技术的技术方案是一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，包括：
7.s1：对不同供热系统形式及调节方式下的供热调节基本公式进行线性化处理，得到线性供热调节公式；
8.s2：通过最小二乘法优化所述线性供热调节公式，得到线性回归方程及估计参数的一般表达式式；
9.s3：确定待优化供热系统的形式及供热调节方式，以及获取待优化供热系统历年的包括当地室外温度和相应于当地室外温度的供回水温度的运行数据，以及将运行数据代入相应的线性回归方程的估计参数的一般表达式，得到待优化供热系统的线性回归方程的具体表达式；
10.s4：获取待优化供热系统的当地室外温度并且代入所述当地室外温度至所述线性回归方程的具体表达式，得到待优化供热系统相应于当地室外温度的最佳供回水温度。
11.可选地，所述供热调节方式包括：无混合装置的直接连接集中质调节供热、有混合装置的直接连接集中质调节供热、直接连接集中流量调节供热、无混合装置的直接连接集中分阶段改变流量质调节供热、有混合装置的直接连接集中分阶段改变流量质调节供热，以及间接连接质调节供热和间接连接质量-流量调节供热。
12.可选地，当供热方式为无混合装置的直接连接集中质调节供热时，补充条件为
13.㈠线性供热调节公式如下所示：
[0014][0015][0016]
式中，tg表示实际供水温度，单位为℃；
[0017]
th表示实际回水温度，单位为℃；
[0018]
tn表示供热室内计算温度，单位为℃；
[0019]
t
′g表示进入供热用户的设计供水温度，单位为℃；
[0020]
t
′h表示供热用户的设计回水温度，单位为℃；
[0021]
b表示散热器性能系数；
[0022][0023]
表示供热系统的实际热负荷与设计热负荷之比，即相对供热热负荷比；
[0024]
q表示建筑物的供热实际热负荷，单位为w；
[0025]q′1表示建筑物的供暖设计热负荷，单位为w；
[0026]q′2表示在供暖室外计算温度t
′w下，散热器散出的热量，单位为w；
[0027]q′3表示在供暖室外计算温度t
′w下，热水网路向供暖用户输送的热量，单位为w；tw表示当地室外温度，单位为℃；
[0028]
t
′w表示当地设计室外温度，单位为℃；
[0029]
令公式(1)中y＝ln(tg+t
h-2tn)，以及公式(1)为线性；
[0030]
令公式(2)中y＝ln(t
g-th)，因此公式(2)也为线性；
[0031]
㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式如下所示：
[0032]
取样本(x1，y1)
…
(xi，yi)
…
(xn，yn)，样本中yi＝ln(t
gi
+t
hi-2tn)；
[0033]
令α＝ln(t
′g+t
′
h-2tn)，根据公式(1)得到下述公式：
[0034]
yi＝α+βxi+ε，ε～n(0，σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1
′
)
[0035]
式中，ε～n(0，σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差；
[0036]
同理，令yi＝ln(t
gi-t
hi
)，γ＝ln(t
′
g-t
′h)；
[0037]
根据公式(2)得到下述公式：
[0038]
yi＝γ+xi+ε，ε～n(0，σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2
′
)
[0039]
相应于公式(1
′
)和公式(2
′
)的线性回归方程如下所示：
[0040][0041][0042]
运用最小二乘法得到估计参数的一般表达式如下所示：
[0043][0044][0045]
式中，
[0046]
㈢最佳供回水温度的确定：
[0047]
取待优化供热系统历年的包括当地室外温度t
wi
和相应于当地室外温度t
wi
的供回水温度(t
gi
,t
hi
)的运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)并且代入样本至公式(3)和(4)，得到以及得到公式(1
″
)和(2
″
)的具体表达式；
[0048]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和xi，以及将xi分别代入公式(1
″
)和(2
″
)的具体表达式中，得到相应于公式(1
″
)和公式(2
″
)的yi，联立求解yi，得到最佳供回水温度
[0049]
可选地，当供热方式为有混合装置的直接连接集中质调节供热时，补充条件为τ1＞tg，τ2＝th；τ1表示在室外温度为tw下，网路的设计供水温度，单位为℃；τ2表示在室外温度为tw下，网路的设计回水温度，单位为℃；
[0050]
㈠线性供热调节公式如下所示：
[0051][0052][0053]
公式(5)、(6)与公式(1)、(2)形式上完全相同，因此也是线性的；
[0054]
㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式如下所示：
[0055]
同理，相应于公式(5)和公式(6)的线性回归方程如下所示：
[0056][0057][0058]
运用最小二乘法得到估计参数的一般表达式如下所示：
[0059][0060][0061]
式中，
[0062]
㈢最佳供回水温度的确定：
[0063]
取待优化供热系统历年的包括当地室外温度t
wi
和相应于当地室外温度t
wi
的供回水温度(t
gi
,t
hi
)的运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)并且代入样本至公式(7)和公式(8)，得到以及公式(5
″
)和(6
″
)的具体表达式；
[0064]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和xi，以及将xi分别代入公式(5
″
)和公式(6
″
)的具体表达式中，得到相应于公式(5
″
)和公式(6
″
)的yi，联立求解yi，得到最佳供回水温度
[0065]
可选地，当供热方式为直接连接集中流量调节供热时，补充条件为tg＝t
′g；
[0066]
㈠线性供热调节公式如下所示：
[0067][0068]
㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式如下所示：
[0069]
令公式(9)中y＝ln(t
′g+t
h-2tn)，α＝ln(t
′g+t
′
h-2tn)，
[0070]
得到线性回归方程如下所示：
[0071][0072]
运用最小二乘法得到相应于公式(9
″
)的估计参数的一般表达式如下所示：
[0073][0074]
㈢最佳回水温度的确定：
[0075]
由于供水温度t
′g一定，获取待优化供热系统历年的包括当地室外温度t
wi
和相应于当地室外温度t
wi
的供回水温度(t
gi
,t
hi
)的运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)并且代入样本至公式(10)，得到以及公式(9
″
)的具体表达式；
[0076]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和xi，以及将xi代入公式(9
″
)的具体表达式中，得到相应于公式(9
″
)的yi，求解yi，得到最佳回水温度
[0077]
可选地，当供热方式为无混合装置的直接连接集中分阶段改变流量质调节供热时，补充条件为
[0078]
㈠线性供热调节公式：
[0079][0080][0081]
㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式：
[0082]
令公式(11)中y＝ln(tg+t
h-2tn)，α＝ln(t
′g+t
′
h-2tn)，得到线性回归方程如下所示：
[0083][0084]
令公式(12)中γ＝ln(t
′
g-t
′h)，得到线性回归方程如下所示：
[0085][0086]
运用最小二乘法得到相应于公式(11
″
)的估计参数的一般表达式如下所示：
[0087][0088]
得到相应于公式(12
″
)的估计参数的一般表达式如下所示：
[0089][0090]
㈢最佳供回水温度的确定：
[0091]
取待优化供热系统历年的包括当地室外温度t
wi
和相应于当地室外温度t
wi
的供回水温度(t
gi
,t
hi
的运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)并且代入样本至公式(13)和公式(14)，得到以及公式(11
″
)和公式(12
″
)的具体表达式；
[0092]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和xi，以及将xi分别代入公式(11
″
)和公式(12
″
)的具体表达式中，得到相应于公式(11
″
)和公式(12
″
)的yi，联立求解yi，得到最佳供回水温度
[0093]
可选地，当供热方式为有混合装置的直接连接集中分阶段改变流量质调节供热时，补充条件为
[0094]
㈠线性供热调节公式如下所示：
[0095][0096][0097]
㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式：
[0098]
取样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，样本中yi＝ln(t
gi
+t
hi-2tn)，α＝ln(t
′g+t
′
h-2tn)，根据公式(15)得到下述公式：
[0099]
yi＝α+βxi+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15')
[0100]
式中，ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差；
[0101]
得到相应于公式(15')的线性回归方程如下所示：
[0102][0103]
运用最小二乘法得到相应于公式(15
″
)的估计参数的一般表达式如下所示：
[0104]
[0105]
取样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，样本中yi＝ln(t
gi-t
hi
)，根据公式(16)得到下述公式：
[0106]
yi＝γ+xi+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16')
[0107]
式中，ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差；
[0108]
相应于公式(16')的线性回归方程如下所示：
[0109][0110]
运用最小二乘法得到相应于公式(16
″
)的估计参数的一般表达式如下所示：
[0111][0112]
㈢最佳供回水温度确定
[0113]
获取待优化供热系统历年的包括当地室外温度t
wi
和相应于当地室外温度t
wi
的供回水温度(t
gi
,t
hi
)的运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)并且代入样本至公式(17)和公式(18)，得到以及公式(15
″
)和公式(16
″
)的具体表达式；
[0114]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和xi，以及将xi代入公式(15
″
)和公式(16
″
)的具体表达式中，得到相应于公式公式(15
″
)和公式(16
″
)的yi，联立求解yi，得到最佳供回水温度
[0115]
可选地，当供热方式为间接连接质调节供热时，补充条件为热水网路的相对流量比
[0116]
㈠线性供热调节公式如下所示：
[0117][0118]
ln(τ
1-tg)＝ln(τ
2-th)+d；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(20)
[0119]
式中，τ
‘1表示热水网路的设计供水温度，单位为℃；
[0120]
τ
‘2表示热水网路的设计回水温度，单位为℃；d为常数；
[0121]
tg、th可由上述直接连接集中质调节供热方式采用线性回归得到，故公式(19)和(20)也是线性的；
[0122]
㈡线性回归方程的估计参数的一般表达式如下所示：
[0123]
令公式(19)中y＝τ
1-τ2，β＝(τ
‘
1-τ
‘2)，可得线性回归方程如下所示：
[0124][0125]
令公式(20)中x＝ln(τ
2-th)，y＝ln(τ
1-tg)，γ＝d，可得线性回归方程如下所示：
[0126][0127]
运用最小二乘法得到相应公式(19
″
)的估计参数的一般表达式如下所示：
[0128][0129]
相应于公式(20
″
)的估计参数的一般表达式如下所示：
[0130]
[0131]
㈢最佳供回水温度确定：
[0132]
获取待优化供热系统历年当地室外温度t
wi
的运行记录n个，由上述直接连接热水供暖系统质调节公式，通过线性回归即可确定用户最佳供回水温度
[0133]
获取热网供回水温度τ
1i
，τ
2i
等运行记录各n个，并且与历年当地室外温度t
wi
和用户最佳供回水温度相结合，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，代入公式(19
″
)和公式(20
″
)，得到以及得到公式(19
″
)和公式(20
″
)的具体表达式；
[0134]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和xi，以及将xi代入公式(19
″
)和公式(20
″
)的具体表达式中，得到相应于公式(19
″
)和公式(20
″
)的yi，联立求解yi，得到最佳供回水温度
[0135]
可选地，当供热调节方式为间接连接质量-流量调节供热时，补充条件为
[0136]
㈠线性供热调节公式如下所示：
[0137]
τ
1-τ2＝τ
‘
1-τ
‘2＝常数；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(23)
[0138]
ln(τ
1-tg)＝ln[τ
1-(τ
‘
1-τ
‘2)-th]+c；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(24)
[0139]
式中，c满足下式：
[0140][0141]
tg、th的最佳值可由上述直接连接热水供暖系统采用线性回归得到，故公式(23)和(24)分别为一元线性方程和二元线性方程；
[0142]
㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式：
[0143]
令公式(23)中x＝τ2，y＝τ1，α＝τ
‘
1-τ
‘2，得到线性回归方程如下所示：
[0144][0145]
令公式(25)中x＝lnc，γ＝lnδt
′
，得到线性回归方程如下所示：
[0146]
y＝γ+x；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(25
″
)
[0147]
运用最小二乘法得到相应于公式(23
″
)的估计参数的一般表达式如下所示：
[0148][0149]
运用最小二乘法得到相应于公式(25
″
)的估计参数的一般表达式如下所示：
[0150][0151]
㈢最佳供回水温度的确定：
[0152]
①
获取待优化供热系统历年当地室外温度y
wi
的运行记录n个，由前面所述的直接连接热水供暖系统调节公式，通过线性回归即可确定用户的设计供回水温度(t
′g，t
′h)，以及最佳供回水温度
[0153]
②
再获取与t
wi
对应的热网供回水温度(τ
1i
，τ
2i
)的运行记录各n个，通过线性回归即可确定用户的设计供回水温度(τ
‘1，τ
‘2)；
[0154]
③
将(t
′g，t
′h)、(τ
‘1，τ
‘2)、代入公式(27)得到以及得到δt
′
并且将δt
′
代入公式(25)，得到公式(25)的具体表达式；
[0155]
④
将(τ
‘1，τ
‘2)、代入公式(23)，得到公式(23)的具体表达式，将(τ
‘1，τ
‘2)代入公式(24)得到公式(24)的具体表达式；
[0156]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和并且将代入公式(25)的具体表达式中，得到c，以及将c代入公式(23)的具体表达式中，得到热网最佳供水温度以及将代入公式(24)的具体表达式中，得到最佳回水温度
[0157]
有益效果：
[0158]
本技术对于各个供热调节公式进行整理，并且利用最小二乘法对其进行线性回归，整理出相应的供水温度，回水温度与室外温度关系之间的线性形式，并且回归出其相应的线性方程系数的关系式。因此，当针对一个确定的热源厂时，可通过对该热源厂多组数据的整理利用就可以得出更为直观和方便简化的供水温度、回水温度与室外温度关系之间的线性方程，这样有利于就本厂综合的实际情况实际因素更加准确的确定出针对于本厂的调节公式，最终开发的可视化程序可以运用于任何的热源单位，能够调试出任何热源单位的供热调节公式，并自动绘制出供热调节曲线，具有广泛的实际应用价值。
[0159]
此外，还可使最终的供热调节公式对于本厂的指导作用也更加准确，能够优化调节效果，从而节约能耗。另外，由于供水温度，回水温度与室外温度关系之间的线性方程的形式更为简化，应用起来更加一目了然，方便操作者的实际应用，这样就使得供热调节的理论更适用于指导实际热源厂的生产。
附图说明
[0160]
为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0161]
图1为本技术实施例中一种基于线性回归方程的供热调节优化方法的流程示意图。
具体实施方式
[0162]
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不限于与本技术相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的系统和方法的示例。
[0163]
供暖热负荷在城市集中供热系统中是最常用也是最主要的热负荷，甚者是惟一的热负荷。热水供暖系统，散热设备等，是根据设计热负荷而确定的。建筑物供暖热负荷的大小随着外界因素变化而变化，但在实际运行过程中，建筑物的供暖热负荷大小是随着室外气象参数等诸多因素的变化而变化的，尤其是随着室外温度的变化而发生变化的。如果一味的按照设计热负荷向建筑物的室内供暖，大多数的时间会因为室内温度的过高而浪费能
源，因此，在热水供暖系统中，通常，按照热负荷随着室外温度变化规律作为供热调节的依据。供热系统供暖调节的目的是当室内热负荷变化时，散热器等散热设备所释放出的热量也随之以一定的变化规律而改变。这样就达到了按需供热，则既能满足热用户的热要求，同时，也节省了时间和资源。
[0164]
本技术从实施例的供热调节公式出发，经过一定的数学变换，以最小二乘法数学工具作为指导，然后利用matlab软件，设计出可视化的程序软件，并应用此种软件对某些热源厂的实际运行数据进行收集、分析和整理，确定出这些供热单位供热调节的优化公式，并绘制出相适应的供热调节曲线。
[0165]
目前，国内外对供热调节公式的研究非常少，现有研究的基本思路都是保持供热调节公式的基本形式不变，然后在应用上考虑一些特殊性，再对公式进行相应的局部修正。所以本项发明致力于如何把设计阶段的供热调节公式与经验法获得的大数据两者结合起来，获得满足运行工况的调节公式。
[0166]
首先，在此处应该明确关于供暖热负荷比的定义。
[0167]
热负荷比是指相应的室外温度下的供暖热负荷和设计温度下的供暖热负荷之比。
[0168]
以往为了计算简便，通常将热负荷比近似的看成是室内温度和室外温度之差与室内温度与室外设计温度之差的正比，但是实际上由于室外风向以及风速尤其是太阳辐射热的变化与室外温度无关，而这几项因素也是影响热负荷的因素之一，因此，事实上，热负荷比并不严格是室内温度和室外温度之差与室内温度与室外设计温度之差的一次方比值，而是高次的。
[0169]
因此本技术实施例在考虑到这一点的因素时，将供热调节公式中的中的b不单看作是由于系统所选散热器所进行的修正，同时也应该包含所针对的热源厂所处地理位置所带来的区别于其他热源厂的自然因素对系统带来的影响的修正，以及还有所针对的热源厂整个系统各个其它现实因素所带来的区别于其他热源厂修正，简单来说，本技术实施例认为任何一个热源厂都有自己相应的b值，因此本技术实施例对于各个供热调节公式进行整理，并且利用最小二乘法对其进行线性回归，整理出相应的供水温度，回水温度与室外温度关系之间的线性形式，并且回归出其相应的线性方程系数的关系式。因此，当针对一个确定的热源厂时，通过对该热源厂多组数据的整理利用就可以得出更为直观和方便简化的供水温度、回水温度与室外温度关系之间的线性方程，这样有利于就本厂综合的实际情况实际因素更加准确的确定出针对于本厂的调节公式，对于本厂的指导作用也更加准确，能够优化调节效果，从而节约能耗。另外，由于供水温度，回水温度与室外温度关系之间的线性方程的形式更为简化，应用起来更加一目了然，方便操作者的实地应用，这样就使得供热调节的理论更适用于指导实际热源厂的生产。
[0170]
本技术提供了一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，如图1所示，图1为本技术实施例中一种基于线性回归方程的供热调节优化方法的流程示意图，包括：
[0171]
s1：对不同供热系统形式及调节方式下的供热调节基本公式进行线性化处理，得到线性供热调节公式。
[0172]
具体地，供热系统形式包括：直接连接集中供热和间接连接供热。
[0173]
直接连接集中供热包括：集中质调节供热、集中流量调节供热和集中分阶段改变流量质调节供热。
[0174]
集中质调节是指随着室外温度的变化，仅仅改变供暖系统的供水温度，而使供暖系统的循环流量保持不变的调节方法。一般情况下，对于供暖系统的散热器来说，其平均计算温差应随室外温度的升高而降低。集中质调节供热包括：有混合装置的直接连接集中质调节供热和无混合装置的直接连接集中质调节供热。
[0175]
集中流量调节是指随着室外温度的不断变化，通过改变在热源处网路的循环水流量，而不改变网路的供水温度的调节方法就是流量调节。
[0176]
集中分阶段改变流量质调节是指在供暖期间按照室外的温度分成了几个阶段，不同的时间段采用不同的流量，但却同时改变系统的供水温度的调节方法。集中分阶段改变流量质调节方式包括：无混合装置的直接连接集中分阶段改变流量质调节供热和有混合装置的直接连接集中分阶段改变流量质调节供热。
[0177]
间接连接供热包括：间接连接质调节供热和间接连接质量-流量调节供热。
[0178]
间接连接质调节是指对热水网路进行质调节，同时二级网供暖系统也进行质调节。
[0179]
间接连接质量-流量调节是指当用户的供暖系统与热水网路之间选择间接连接的时候，两者的水力工况是相互独立不影响的。热水网路可以采用质量—流量的调节方式来调节，就是同时改变供水的温度和流量的供热调节方法。
[0180]
对热水供热系统进行供热调节，就是为了让供暖热负荷能够随着室外温度的改变，更好地去调节控制热源的供热量，以便达到供暖建筑物所要求室内温度。
[0181]
当热水供暖系统的运行处于稳定状态下时，如果沿途的热损失忽略不计，系统的供热量理论上应与用户使用的散热设备的散热量保持一致，同时也应该与供暖用户围护结构的耗热量相同。
[0182]
(一)设计工况相关公式
[0183]
当供暖室外计算温度为t
′w，采用散热器作为散热设备时，当供暖系统处于稳定工况运行条件中，那么在设计工况时，热平衡方程式如下所示：
[0184]q′1＝q
′2＝q
′3；q
′1＝q
′vv(t
n-t
′w)；
[0185]q′2＝k
′
f(t’p,j-tn)；q
′3＝1.163g
′
(t
′
g-t
′h)；
[0186]
式中，q
′1表示建筑物的供暖设计热负荷，单位为w；
[0187]q′2表示在供暖室外计算温度t
′w下，散热器散出的热量，单位为w；
[0188]q′3表示在供暖室外计算温度t
′w下，热水网路向供暖用户输送的热量，单位为w；
[0189]q′v表示建筑物的供暖体积热指标，单位为
[0190]
t
′g表示进入供暖用户的设计供水温度，单位为℃；
[0191]
如果用户与热网采用的是无混水装置的直接连接方式，热网的供水温度是τ
‘1＝t
′g；如果用户与热网采用有混水装置的直接连接方式，则τ
‘1＞t
′g；
[0192]
t
′h表示供暖用户的设计回水温度，单位为℃；
[0193]
如果供暖用户与热网去采用直接连接，则热网的设计回水温度与供暖系统的设计回水温度就相等，单位为τ
‘2＝t
′h；
[0194]
t’p,j
表示散热器内热媒平均温度，单位为℃；
[0195]g′
表示供暖系统的设计循环流量，单位为kg/h；
[0196]k′
表示设计工况下散热器的传热系数，单位为
[0197]
v表示建筑物的外部体积，单位为m3；
[0198]
t
′w表示供暖室外计算温度，单位为℃；
[0199]
tn表示供暖室内计算温度，单位为℃；
[0200]
(二)运行工况相关公式
[0201]
在室内计算温度处于tn时，列出与上述相对应的实际运行工况下的热平衡方程式：
[0202]
q1＝q2＝q3；q1＝qv(t
n-tw)；
[0203]
q3＝1.163g[t
g-tn]；
[0204]
式中，q表示供暖热指标，单位为
[0205]
tw表示室外温度，单位为℃；
[0206]
a表示围护结构的温差修正系数；
[0207]
f表示维护结构的传热面积，单位为m2；
[0208]
tg表示实际供水温度，单位为℃；
[0209]
th表示实际回水温度，单位为℃；
[0210]
g表示供热系统的实际循环流量，单位为kg/h；
[0211]g′
表示供热系统的设计循环流量，单位为kg/h；
[0212]
表示供热系统的实际循环流量与设计循环流量之比，即相对循环流量比；
[0213]
当在运行调节时，令相应tw下，供暖热负荷与供暖设计热负荷之比为相对供暖热负荷比其流量之比为相对流量比则
[0214][0215]
同时，为了便于去计算分析，假设供暖的热负荷与室内外温差的变化成正比，即把供暖热指标视作常数，即q
′
＝q。但是实际上，由于室外的风速、风向，尤其是太阳辐射热的变化与室内外温差并没有关系，因此这个假设会存在一定的误差。如不考虑这一误差影响，则
[0216][0217]
即相对供暖热负荷比等于相对的室内温差比。考虑到整个供暖季散热器面积保持不变，综合上述公式，可得是散热器热水供暖系统供热调节的基本公式，公式如下所示：
[0218][0219]
式中分母的数值，均为设计工况下的已知参数。
[0220]
具体地，在某一室外的温度tw的运行工况下，如果保持室内的温度tn值不变，就应该保证有相对应的tg，th，和四个未知值，但是却只有三个联立方程式，所以需要
引进补充条件，才可以求出四个未知值的解，所谓的引进补充条件，就是在之前叙述的相应的调节方法。
[0221]
s2：通过最小二乘法优化所述线性供热调节公式，得到线性回归方程及估计参数的一般表达式。
[0222]
s3：确定待优化供热系统的形式及供热调节方式，以及获取待优化供热系统历年的包括当地室外温度和相应于当地室外温度的供回水温度的运行数据，以及将运行数据代入相应的线性回归方程的估计参数的一般表达式，得到待优化供热系统的线性回归方程的具体表达式。
[0223]
s4：获取待优化供热系统的当地室外温度并且代入所述当地室外温度至所述线性回归方程的具体表达式，得到待优化供热系统相应于当地室外温度的最佳供回水温度。
[0224]
实施例一
[0225]
当供热方式为没有混合装置且直接连接的热水供暖系统，由于系统的流量不变，即补充条件
[0226]
将补充条件代入热水供暖系统供热调节基本公式联立求解，可求出质调节的供水温度、回水温度，如下式所示：
[0227][0228]
其中，
[0229]
δt
′s＝0.5(t
′g+t
′
h-2tn)，δt
′s表示用户散热器的设计平均计算温差；
[0230]
δt
′j＝t
′
g-t
′h，δt
′j表示用户的设计供水和回水温度差；
[0231]
式中，q表示建筑物的供热实际热负荷，单位为w；
[0232]
表示供热系统的实际热负荷与设计热负荷之比，即相对供热热负荷比；
[0233][0234]
线性回归过程如下：
[0235]
㈠(1.1)中的两个等式相加，得出公式如下所示：
[0236][0237]
对上式的两边同时取对数，得出公式如下所示：
[0238][0239]
取样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，其中yi＝in(t
gi
+t
hi-2tn)；令α＝in(t
′g+t
′
h-2tn)，根据公式(1.3)得到
[0240]
yi＝α+βxi+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1.3)'
[0241]
ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差。
[0242]
相应于公式(1.3)
′
的线性回归方程为
[0243][0244]
然后对(1.3)
′
进行最小二乘法处理：
[0245][0246]
根据数理统计知识，若f(α,β)有最小值，则f(α,β)关于α,β的导数等于0，得到以下方程组：
[0247][0248]
即
[0249][0250]
由于xi不全相等，方程(a)行列式为
[0251][0252]
故方程(a)有唯一解，该解的最小二乘估计即为公式(1.3)
″
的
[0253][0254]
其中：
[0255][0256]
㈡(1.1)中的两个公式相减，得出公式如下所示：
[0257][0258]
对上式的两边同时取对数，得出公式如下所示：
[0259][0260]
取样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，其中yi＝ln(t
gi-t
hi
)；令γ＝ln(t
′
g-t
′h)，根据公式(1.5)得到
[0261]
yi＝γ+xi+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1.5)'
[0262]
ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差。
[0263]
相应于公式(1.5)
′
的线性回归方程为
[0264][0265]
与前面类似，对(1.5)
′
进行最小二乘法处理，得出公式(1.5)
″
中的如下所示：
[0266][0267]
㈢最佳供回水温度确定
[0268]
获取待优化供热系统历年的当地室外温度t
wi
及其对应的供回水温度(t
gi
,t
hi
)等运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，代入公式(1)和(2)得到进
而得到公式(1.3)
″
和(1.5)
″
的具体表达式；
[0269]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，进而并将xi分别代入公式(1.3)
″
和(1.5)
″
的具体表达式中得到两个yi，联立求解yi，得到最佳供回水温度和
[0270]
实施例二
[0271]
对于拥有混合装置且直接连接的热水供暖系统，如果在热力站处设置水喷射器、混合水泵等其他装置，式(1.1)所求得的tg值就是混水后进入供暖用户的供水温度，则τ1＞tg，τ2＝th。网路的供水温度τ1，还应根据混合比再进一步求出。
[0272]
混合比(或喷射系数)u可表示为
[0273]
式中：g0表示热水网路的循环水量，单位为kg/h；
[0274]gh
表示从供热系统抽引的回水量，单位为kg/h；
[0275]
在设计工况下，根据热平衡方程式
[0276]
cg0′
τ1′
+cgh′
t
′h＝(g0′
+gh′
)ct
′g；
[0277]
可得
[0278]
式中：τ
‘1表示热水网路的设计供水温度，单位为℃；
[0279]
在任意的室外温度tw下，只要保持供暖的用户系统的总阻力数s值不会改变，那么混合比u就不会改变，它仍与设计工况下的混合比u
′
相同，即
[0280][0281]
即
[0282][0283]
式中，τ1表示室外温度为tw时的网路的设计供水温度，单位为℃；
[0284]
根据上式可求出在热源处进行质调节法时，网路的供水的温度τ1随室外的温度tw(即)的变化关系式。
[0285]
将式(1.1)和(2.1)代入(2.2)，由此可得出对有混合装置的直接连接热水供暖系统的网路供，回水温度
[0286][0287]
式中：τ2表示室外温度为tw时的网路的设计回水温度，单位为℃；
[0288]
δt
′w表示网路和用户系统的设计的供水温度差(℃)；
[0289]
δt
′w＝τ
′
1-t
′g；
[0290]
公式(2.3)的线性回归过程如下：
[0291]
㈠(2.3)中的两个等式相加，得出公式如下所示：
[0292][0293]
对上式的两边同时取对数，得出公式如下所示：
[0294][0295]
(2.4)与(1.3)完全相同，故可得到相同结论
[0296][0297]
(2.3)中的两个等式相减，得出公式如下所示：
[0298][0299]
对上式的两边同时取对数，得出公式如下所示：
[0300][0301]
令γ＝ln(t
′
g-t
′h)，(2.5)与(1.5)完全相同，故可得到相同结论
[0302][0303]
㈢最佳供回水温度确定
[0304]
获取待优化供热系统历年的当地室外温度t
wi
及其对应的供回水温度(t
gi
,t
hi
)等运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，代入公式(3)和(4)得到进而得到待优化供热系统的线性回归方程的具体表达式，形式与(1.3)
″
和(1.5)
″
完全相同；
[0305]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，进而并将xi分别代入与公式(1.3)
″
和(1.5)
″
完全相同的具体表达式中，得到两个yi，联立求解yi，得到最佳供回水温度和
[0306]
实施例三
[0307]
在进行直接连接集中流量调节时，对供热调节基本公式来说，添加补充条件：tg＝t
′g，联立求解即可求出某一室外温度tw下的th，和的值。
[0308][0309][0310]
其中tg＝t
′g；
[0311]
移项得
[0312]
对两边同时取对数，得出公式如下所示：
[0313][0314]
回归过程如下：
[0315]
取样本(x1,y1)，
…
，(xi,yi)，
…
，(xn,yn)，其中yi＝ln(t
′
gi
+t
′
h-2tn)；令α＝ln(t
′g+t
′
h-2tn)，根据公式(3.1)得到
[0316]
yi＝α+βxi+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3.1)'
[0317]
ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差。
[0318]
相应于公式(3.1)
′
的线性回归方程为
[0319][0320]
对(3.1)
′
进行最小二乘法处理，得出公式(3.1)
″
中的如下所示：
[0321][0322]
㈢最佳回水温度确定
[0323]
由于供水温度一定，获取待优化供热系统历年的当地室外温度t
wi
及其对应的回水温度t
hi
等运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，代入公式(5)得到进而得到公式(3.1)
″
的具体表达式；
[0324]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，进而并将xi代入公式(3.1)
″
的具体表达式中得到yi，求解yi，得到最佳回水温度和
[0325]
实施例四
[0326]
在分阶段的改变流量的质调节中，当供暖期中按照室外的温度高低分成几个阶段，在室外的温度较冷的时候，去保持设计的最大流量；然而在室外的温度比较高的时候，去保持较小的流量。即令：
[0327][0328]
将补充条件代入下述公式：
[0329][0330]
对于无混水装置的供暖系统可以得出以下调节公式：
[0331]
[0332]
式中，
[0333]
δt
′s＝0.5(t
′g+t
′
h-2tn)，δt
′s表示用户散热器的设计平均计算温差；
[0334]
δt
′j＝t
′
g-t
′h，δt
′j表示用户的设计供水和回水温度差；
[0335]
线性回归过程如下：
[0336]
㈠(4.1)中的两个等式相加，得出公式如下所示：
[0337][0338]
对上式的两边同时取对数，得出公式如下所示：
[0339][0340]
取样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，其中yi＝in(t
gi
+t
hi-2tn)；令α＝ln(t
′g+t
′
h-2tn，根据公式(4.2)得到
[0341]
yi＝α+βxi+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4.2)'
[0342]
ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差。
[0343]
相应于公式(4.2)
′
的线性回归方程为
[0344][0345]
运用最小二乘法得到相应于公式(4.2)
″
的估计参数的一般表达式如下所示：
[0346][0347]
㈡(4.1)中的两个等式相减，得出公式如下所示：
[0348][0349]
对上式的两边同时取对数，得出公式如下所示：
[0350][0351]
取样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，其中令γ＝ln(t
′
g-t
′h)根据公式(4.4)得到
[0352]
yi＝γ+xi+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4.4)'
[0353]
ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差。
[0354]
相应于公式(4.4)
′
的线性回归方程为
[0355][0356]
运用最小二乘法得到相应于公式(4.4)
″
的估计参数的一般表达式如下所示：
[0357][0358]
㈢最佳供回水温度确定
[0359]
获取待优化供热系统历年的当地室外温度t
wi
及其对应的供回水温度(t
gi
,t
hi
)等运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，代入公式(6)和(7)得到进
而得到待优化供热系统的线性回归方程(4.2)
″
和(4.4)
″
的具体表达式。
[0360]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，进而并将xi分别代入公式(4.2)
″
和(4.4)
″
的具体表达式中，得到两个yi，联立求解yi，得到最佳供回水温度和
[0361]
实施例五
[0362]
在分阶段的改变流量的质调节中，对有混水装置的供暖系统，补充条件为在分阶段的改变流量的质调节中，对有混水装置的供暖系统，补充条件为供热调节公式如下所示：
[0363][0364]
对于分阶段改变流量且有混水装置的供暖系统，公式(2.2)变成
[0365][0366]
把公式(2.2.1)代入(5.1)得到
[0367][0368]
线性回归过程如下：
[0369]
㈠(5.2)中的两个等式相加，得出公式如下所示：
[0370][0371]
对上式的两边同时取对数，得出公式如下所示：
[0372][0373]
取样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，其中yi＝ln(t
gi
+t
hi-2tn)，γ＝ln(t
′g+t
′
h-2tn)，根据公式(5.4)得到
[0374]
yi＝α+βxi+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5.4)'
[0375]
ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差。
[0376]
相应于公式(5.4)
′
的线性回归方程为
[0377][0378]
运用最小二乘法得到相应于公式(5.4)
″
的估计参数的一般表达式如下所示：
[0379]
[0380]
㈡(5.2)中的两个等式相减，得出公式如下所示：
[0381][0382]
对上式的两边同时取对数，得出公式如下所示：
[0383][0384]
取样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，其中yi＝ln(t
gi-t
hi
)，根据公式(5.5)得到
[0385]
yi＝γ+xi+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5.5)'
[0386]
ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差。
[0387]
相应于公式(5.5)
′
的线性回归方程为
[0388][0389]
然后对上式进行最小二乘法处理，得到公式如下所示：
[0390][0391]
㈢最佳供回水温度确定
[0392]
获取待优化供热系统历年的当地室外温度t
wi
及其对应的供回水温度(t
gi
,t
hi
)等运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，代入公式(8)和(9)得到进而得到待优化供热系统的线性回归方程(5.4)
″
和(5.5)
″
的具体表达式。
[0393]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，进而并将xi分别代入公式(5.4)
″
和(5.5)
″
的具体表达式中，得到两个yi，联立求解yi，得到用户的最佳供回水温度连同代入公式(5.1)，可以得到热水网路的供回水温度
[0394]
实施例六
[0395]
对于间接连接热水供暖系统的集中供热调节，当热水网路和用户都采用质调节时，其供热调节的基本公式如下：
[0396][0397]
[0398]
其中
[0399]
根据式(6.1)，可得：
[0400][0401][0402]
将上两式联立求解，代入式(6.2)中得：
[0403][0404]
令则
[0405][0406]
公式(6.3)和(6.4)中用户的最佳供回水温度可以根据上述无混合和有混合装置的直接连接热水供暖系统质调节公式通过线性回归确定，因此下面只需要回归热水网路的最佳供回水温度
[0407]
线性回归过程如下：
[0408]
㈠取样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，其中yi＝τ
1i-τ
2i
，β＝τ
‘
1-τ
‘2，根据公式(6.3)得到
[0409]
yi＝βxi+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6.3)'
[0410]
ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差。
[0411]
相应于公式(6.3)
′
的线性回归方程为
[0412][0413]
对上式(6.3)
′
进行最小二乘法处理，得到相应于公式(6.3)
″
的估计参数一般表达式：
[0414][0415]
㈡第二步，对公式(6.5)两边取对数；
[0416]
ln(τ1)-tg)＝d+ln(τ
2-th)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6.6)
[0417]
取样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，其中xi＝ln(τ
2i-t
hi
)，yi＝ln(τ
1i-t
gi
)，γ＝d，根据公式(6.6)得到
[0418]
yi＝γ+xi+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6.6)'
[0419]
ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差。
[0420]
相应于公式(6.6)
′
的线性回归方程为
[0421][0422]
对上式(6.6)
′
进行最小二乘法处理，相应于公式(6.6)
″
的估计参数一般表达式如下：
[0423]
[0424]
㈢最佳供回水温度确定
[0425]
获取待优化供热系统历年当地室外温度t
wi
的运行记录n个，由上述直接连接热水供暖系统质调节公式，通过线性回归即可确定用户最佳供回水温度另外，再获取热网供回水温度τ
1i
，τ
2i
等运行记录各n个，与历年当地室外温度t
wi
和用户最佳供回水温度相结合，构成样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，代入公式(6.3)
″
和(6.6)
″
得到得到进而得到待优化供热系统的线性回归方程(6.3)
″
和(6.6)
″
的具体表达式。
[0426]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，进而并将xi代入公式(6.3)
″
的具体表达式中，得到yi，再与(6.6)
″
联立求解，得到热水网路的最佳供回水温度
[0427]
实施例七
[0428]
当供热方式为间接连接质量-流量调节供热时，需要增加补充条件此时的供热调节公式如下：
[0429][0430]
τ2＝τ
1-(τ
‘
1-τ
‘2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7.2)
[0431]
其中
[0432][0433]
线性回归过程如下：
[0434]
㈠第一步需要对(7.2)进行线性回归：
[0435]
τ
1-τ2＝τ
‘
1-τ
‘2＝常数；
[0436]
取样本(x1,y1)
…
(xi,yi)
…
(xn,yn)，其中xi＝τ
2i
，yi＝τ
1i
，α＝τ
‘
1-τ
‘2，根据公式(7.2)得到
[0437]
yi＝α+xi+v，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7.2)'
[0438]
ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差。
[0439]
相应于公式(7.2)
′
的线性回归方程为
[0440][0441]
对(7.2)
′
进行最小二乘法处理，得到相应于公式(7.2)
″
的估计参数一般表达式：
[0442][0443]
㈡第二步对式(7.3)两边取对数：
[0444][0445]
上式中α＝τ
‘
1-τ
‘2为已知，而t
′g、t
′h可以由前面提到的直接连接的热水供暖系统，进行线性回归先得到。
[0446]
令x＝lnc，γ＝lnδt
′
，采用最小二乘法对公式(7.4)进行线性回归得到
[0447][0448]
㈢最佳供回水温度确定
[0449]
①
获取待优化供热系统历年当地室外温度t
wi
的运行记录n个，由前面所述的直接连接热水供暖系统调节公式，通过线性回归即可确定用户的设计供回水温度(t
′g，t
′h)，以及最佳供回水温度
②
再获取与t
wi
对应的热网供回水温度(τ
1i
，τ
2i
)等运行记录各n个，通过线性回归即可确定用户的设计供回水温度(τ
‘1，τ
‘2)。
③
将(t
′g，t
′h)、(τ
‘1，τ
‘2)、代入公式(13)得到从而得到δt
′
并将其代入公式(7.3)可得公式(7.3)的具体表达式。
④
将(τ
‘1，τ
‘2)、代入公式(7.1)得到公式(7.1)的具体表达式，将(τ
‘1，τ
‘2)代入公式(7.2)得到公式(7.2)的具体表达式。
[0450]
获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，进而并将代入公式(7.3)的具体表达式中，得到c并将其代入公式(7.1)的具体表达式中得到热网最佳供水温度将代入公式(7.2)的具体表达式得到热网最佳回水温度
[0451]
以上对本技术的实施例进行了详细说明，但内容仅为本技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本技术的实施范围。凡依本技术范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本技术的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，其特征在于，包括：s1：对不同供热系统形式及调节方式下的供热调节基本公式进行线性化处理，得到线性供热调节公式；s2：通过最小二乘法优化所述线性供热调节公式，得到线性回归方程及估计参数的一般表达式；s3：确定待优化供热系统的形式及供热调节方式，以及获取待优化供热系统历年的包括当地室外温度和相应于当地室外温度的供回水温度的运行数据，以及将运行数据代入相应的线性回归方程的估计参数的一般表达式，得到待优化供热系统的线性回归方程的具体表达式；s4：获取待优化供热系统的当地室外温度并且代入所述当地室外温度至所述线性回归方程的具体表达式，得到待优化供热系统相应于当地室外温度的最佳供回水温度。2.根据权利要求1所述的一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，其特征在于，所述供热调节方式包括：无混合装置的直接连接集中质调节供热、有混合装置的直接连接集中质调节供热、直接连接集中流量调节供热、无混合装置的直接连接集中分阶段改变流量质调节供热、有混合装置的直接连接集中分阶段改变流量质调节供热，以及间接连接质调节供热和间接连接质量-流量调节供热。3.根据权利要求2所述的一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，其特征在于，当供热方式为无混合装置的直接连接集中质调节供热时，补充条件为㈠线性供热调节公式如下所示：㈠线性供热调节公式如下所示：式中，t
g
表示实际供水温度，单位为℃；t
h
表示实际回水温度，单位为℃；t
n
表示供热室内计算温度，单位为℃；t
′
g
表示进入供热用户的设计供水温度，单位为℃；t
′
h
表示供热用户的设计回水温度，单位为℃；b表示散热器性能系数；b表示散热器性能系数；表示供热系统的实际热负荷与设计热负荷之比，即相对供热热负荷比；q表示建筑物的供热实际热负荷，单位为w；q
′1表示建筑物的供暖设计热负荷，单位为w；q
′2表示在供暖室外计算温度t
′
w
下，散热器散出的热量，单位为w；q
′3表示在供暖室外计算温度t
′
w
下，热水网路向供暖用户输送的热量，单位为w；t
w
表示当地室外温度，单位为℃；t
′
w
表示当地设计室外温度，单位为℃；令公式(1)中y＝ln(t
g
+t
h-2t
n
)，以及公式(1)为线性；
令公式(2)中y＝ln(t
g-t
h
)，因此公式(2)也为线性；㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式如下所示：取样本(x1,y1)
…
(x
i
,y
i
)
…
(x
n
,y
n
)，样本中y
i
＝ln(t
gi
+t
hi-2t
n
)；令α＝ln(t
′
g
+t
′
h-2t
n
)，根据公式(1)得到下述公式：y
i
＝α+βx
i
+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1')式中，ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差；同理，令y
i
＝ln(t
gi-t
hi
)，γ＝ln(t
′
g-t
′
h
)；根据公式(2)得到下述公式：y
i
＝γ+x
i
+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2')相应于公式(1
′
)和公式(2
′
)的线性回归方程如下所示：)的线性回归方程如下所示：运用最小二乘法得到估计参数的一般表达式如下所示：的一般表达式如下所示：式中，㈢最佳供回水温度的确定：取待优化供热系统历年的包括当地室外温度t
wi
和相应于当地室外温度t
wi
的供回水温度(t
gi
,t
hi
)的运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(x
i
,y
i
)
…
(x
n
,y
n
)并且代入样本至公式(3)和(4)，得到以及得到公式(1”)和(2”)的具体表达式；获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和x
i
，以及将x
i
分别代入公式(1”)和(2”)的具体表达式中，得到相应于公式(1”)和公式(2”)的y
i
，联立求解y
i
，得到最佳供回水温度4.根据权利要求2所述的一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，其特征在于，当供热方式为有混合装置的直接连接集中质调节供热时，补充条件为τ1＞t
g
，τ2＝t
h
；τ1表示在室外温度为t
w
下，网路的设计供水温度，单位为℃；τ2表示在室外温度为t
w
下，网路的设计回水温度，单位为℃；㈠线性供热调节公式如下所示：㈠线性供热调节公式如下所示：公式(5)、(6)与公式(1)、(2)形式上完全相同，因此也是线性的；㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式如下所示：
同理，相应于公式(5)和公式(6)的线性回归方程如下所示：同理，相应于公式(5)和公式(6)的线性回归方程如下所示：运用最小二乘法得到估计参数的一般表达式如下所示：的一般表达式如下所示：式中，㈢最佳供回水温度的确定：取待优化供热系统历年的包括当地室外温度t
wi
和相应于当地室外温度t
wi
的供回水温度(t
gi
,t
hi
)的运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(x
i
,y
i
)
…
(x
n
,y
n
)并且代入样本至公式(7)和公式(8)，得到以及公式(5”)和(6”)的具体表达式；获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和x
i
，以及将x
i
分别代入公式(5”)和公式(6”)的具体表达式中，得到相应于公式(5”)和公式(6”)的y
i
，联立求解y
i
，得到最佳供回水温度5.根据权利要求2所述的一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，其特征在于，当供热方式为直接连接集中流量调节供热时，补充条件为t
g
＝t
′
g
；㈠线性供热调节公式如下所示：㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式如下所示：令公式(9)中y＝ln(t
′
g
+t
h-2t
n
)，α＝ln(t
′
g
+t
′
h-2t
n
)，得到线性回归方程如下所示：运用最小二乘法得到相应于公式(9”)的估计参数的一般表达式如下所示：㈢最佳回水温度的确定：由于供水温度t
′
g
一定，获取待优化供热系统历年的包括当地室外温度t
wi
和相应于当地室外温度t
wi
的供回水温度(t
gi
,t
hi
)的运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(x
i
,y
i
)
…
(x
n
,y
n
)并且代入样本至公式(10)，得到以及公式(9”)的具体表达式；获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和x
i
，以
及将x
i
代入公式(9”)的具体表达式中，得到相应于公式(9”)的y
i
，求解y
i
，得到最佳回水温度6.根据权利要求2所述的一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，其特征在于，当供热方式为无混合装置的直接连接集中分阶段改变流量质调节供热时，补充条件为㈠线性供热调节公式：㈠线性供热调节公式：㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式：令公式(11)中y＝ln(t
g
+t
h-2t
n
)，α＝ln(t
′
g
+t
′
h-2t
n
)，得到线性回归方程如下所示：令公式(12)中γ＝ln(t
′
g-t
′
h
)，得到线性回归方程如下所示：运用最小二乘法得到相应于公式(11”)的估计参数的一般表达式如下所示：得到相应于公式(12”)的估计参数的一般表达式如下所示：㈢最佳供回水温度的确定：取待优化供热系统历年的包括当地室外温度t
wi
和相应于当地室外温度t
wi
的供回水温度(t
gi
,t
hi
)的运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(x
i
,y
i
)
…
(x
n
,y
n
)并且代入样本至公式(13)和公式(14)，得到以及公式(11”)和公式(12”)的具体表达式；获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和x
i
，以及将x
i
分别代入公式(11”)和公式(12”)的具体表达式中，得到相应于公式(11”)和公式(12”)的y
i
，联立求解y
i
，得到最佳供回水温度7.根据权利要求2所述的一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，其特征在于，当供热方式为有混合装置的直接连接集中分阶段改变流量质调节供热时，补充条件为㈠线性供热调节公式如下所示：
㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式：取样本(x1,y1)
…
(x
i
,y
i
)
…
(x
n
,y
n
)，样本中y
i
＝ln(t
gi
+t
hi-2t
n
)，α＝in(t
′
g
+t
′
h-2t
n
)，根据公式(15)得到下述公式：y
i
＝α+βx
i
+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(15')式中，ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差；得到相应于公式(15')的线性回归方程如下所示：运用最小二乘法得到相应于公式(15”)的估计参数的一般表达式如下所示：取样本(x1,y1)
…
(x
i
,y
i
)
…
(x
n
,y
n
)，样本中y
i
＝in(t
gi-t
hi
)，根据公式(16)得到下述公式：y
i
＝γ+x
i
+ε，ε～n(0,σ2)；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(16')式中，ε～n(0,σ2)表示随机误差ε满足正态分布，σ2表示方差；相应于公式(16')的线性回归方程如下所示：运用最小二乘法得到相应于公式(16”)的估计参数的一般表达式如下所示：㈢最佳供回水温度确定获取待优化供热系统历年的包括当地室外温度t
wi
和相应于当地室外温度t
wi
的供回水温度(t
gi
,t
hi
)的运行记录各n个，构成样本(x1,y1)
…
(x
i
,y
i
)
…
(x
n
,y
n
)并且代入样本至公式(17)和公式(18)，得到以及公式(15”)和公式(16”)的具体表达式；获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和x
i
，以及将x
i
代入公式(15”)和公式(16”)的具体表达式中，得到相应于公式公式(15”)和公式(16”)的y
i
，联立求解y
i
，得到最佳供回水温度8.根据权利要求2所述的一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，其特征在于，当供热方式为间接连接质调节供热时，补充条件为热水网路的相对流量比㈠线性供热调节公式如下所示：ln(τ
1-t
g
)＝in(τ
2-t
h
)+d；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(20)式中，τ
‘1表示热水网路的设计供水温度，单位为℃；
τ
‘2表示热水网路的设计回水温度，单位为℃；d为常数；t
g
、t
h
可由上述直接连接集中质调节供热方式采用线性回归得到，故公式(19)和(20)也是线性的；㈡线性回归方程的估计参数的一般表达式如下所示：令公式(19)中y＝τ
1-τ2，β＝(τ
‘
1-τ
‘2)，可得线性回归方程如下所示：令公式(20)中x＝ln(τ
2-t
h
)，y＝ln(τ
1-t
g
)，γ＝d，可得线性回归方程如下所示：运用最小二乘法得到相应公式(19”)的估计参数的一般表达式如下所示：相应于公式(20”)的估计参数的一般表达式如下所示：㈢最佳供回水温度确定：获取待优化供热系统历年当地室外温度t
wi
的运行记录n个，由上述直接连接热水供暖系统质调节公式，通过线性回归即可确定用户最佳供回水温度(t
gi*
,t
hi*
)；获取热网供回水温度τ
1i
，τ
2i
等运行记录各n个，并且与历年当地室外温度t
wi
和用户最佳供回水温度相结合，构成样本(x1,y1)
…
(x
i
，y
i
),
…
(x
n
,y
n
)，代入公式(19”)和公式(20”)，得到以及得到公式(19”)和公式(20”)的具体表达式；获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和x
i
，以及将x
i
代入公式(19”)和公式(20”)的具体表达式中，得到相应于公式(19”)和公式(20”)的y
i
，联立求解y
i
，得到最佳供回水温度9.根据权利要求2所述的一种基于线性回归方程的供热调节优化方法，其特征在于，当供热调节方式为间接连接质量-流量调节供热时，补充条件为㈠线性供热调节公式如下所示：τ
1-τ2＝τ
‘
1-τ
‘2＝常数；
ꢀꢀꢀꢀ
(23)ln(τ
1-t
g
)＝ln[τ
1-(τ
‘
1-τ
‘2)-t
h
]+c；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(24)式中，c满足下式：t
g
、t
h
的最佳值可由上述直接连接热水供暖系统采用线性回归得到，故公式(23)和(24)分别为一元线性方程和二元线性方程；㈡线性回归方程及估计参数的一般表达式：令公式(23)中x＝τ2，y＝τ1，α＝τ
‘
1-τ
‘2，得到线性回归方程如下所示：
令公式(25)中x＝lnc，γ＝ln δt
′
，得到线性回归方程如下所示：y＝γ+x；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(25”)运用最小二乘法得到相应于公式(23”)的估计参数的一般表达式如下所示：运用最小二乘法得到相应于公式(25”)的估计参数的一般表达式如下所示：㈢最佳供回水温度的确定：
①
获取待优化供热系统历年当地室外温度t
wi
的运行记录n个，由前面所述的直接连接热水供暖系统调节公式，通过线性回归即可确定用户的设计供回水温度(t
′
g
，t
′
h
)，以及最佳供回水温度
②
再获取与t
wi
对应的热网供回水温度(τ
1i
，τ
2i
)的运行记录各n个，通过线性回归即可确定用户的设计供回水温度(τ
‘1，τ
‘2)；
③
将(t
′
g
，t
′
h
)、(τ
‘1，τ
‘2)、代入公式(27)得到以及得到δt
′
并且将δt
′
代入公式(25)，得到公式(25)的具体表达式；
④
将(τ
‘1，τ
‘2)、代入公式(23)，得到公式(23)的具体表达式，将(τ
‘1，τ
‘2)代入公式(24)得到公式(24)的具体表达式；获取待优化供热系统的当地室外温度t
wi
，根据t
wi
，依次得到和并且将代入公式(25)的具体表达式中，得到c，以及将c代入公式(23)的具体表达式中，得到热网最佳供水温度以及将代入公式(24)的具体表达式中，得到最佳回水温度

技术总结
本申请涉及供热调节技术领域，尤其涉及一种基于线性回归方程的供热调节优化方法。方法包括：对不同供热系统形式及调节方式下的供热调节基本公式进行线性化处理，得到线性供热调节公式；通过最小二乘法优化所述线性供热调节公式，得到线性回归方程及估计参数的一般表达式；确定待优化供热系统的形式及供热调节方式，获取该供热系统历年的当地室外温度及供回水温度，并将其代入相应的估计参数的一般表达式，得到该线性回归方程的具体表达式；获取待优化供热系统的当地室外温度并将该温度代入所述线性回归方程的具体表达式，得到待优化供热系统最佳供回水温度。本申请给出供热调节优化公式可自动绘制出供热调节曲线，具有广泛的实际应用价值。实际应用价值。实际应用价值。


技术研发人员：刘钧哲 崔洁 王建宇 项敬岩 李源 肖红侠 胜兴
受保护的技术使用者：沈阳工程学院
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/11/1