多周期換熱網(wǎng)絡(luò)的算法研究及其與太陽能熱能的整合利用

【摘要】：提高用能效率和開發(fā)新能源是解決目前能源問題的兩大主要方法。換熱網(wǎng)絡(luò)是能量回收的重要組成部分，而換熱網(wǎng)絡(luò)綜合可以在系統(tǒng)的熱回收水平和經(jīng)濟(jì)投入之間進(jìn)行權(quán)衡。由于換熱網(wǎng)絡(luò)綜合算法的復(fù)雜性，快速得到最優(yōu)結(jié)構(gòu)一直是學(xué)者們研究的主要問題之一。而多周期換熱網(wǎng)絡(luò)綜合需要滿足不同周期的能量需求，復(fù)雜程度更甚，所以對(duì)其算法的研究具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。 本文提出了一個(gè)多周期換熱網(wǎng)絡(luò)綜合混合整數(shù)線性規(guī)劃（MILP）方法，主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)的初步階段。建立在溫階之上的中轉(zhuǎn)模型是本文的基礎(chǔ)，具有結(jié)構(gòu)簡單、假設(shè)少、解的靈活性高、容易得到最優(yōu)解等特點(diǎn)。一方面，本文提出的方法屬于同步綜合方法，不分解綜合問題，不會(huì)引入由分解帶來的次優(yōu)解問題。另一方面，由于MILP方法中的約束以及目標(biāo)函數(shù)均為線性不等式或等式，所以更易避免得到次優(yōu)解。算例證明采用本方法得到的多周期換熱網(wǎng)絡(luò)可行，能夠在一個(gè)較為經(jīng)濟(jì)的能量回收水平下滿足各個(gè)物流在各個(gè)周期的需求。計(jì)算結(jié)果與已有文獻(xiàn)所得結(jié)果具有可比性。此外，設(shè)計(jì)者可通過預(yù)設(shè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。 另外，本文還以太陽能熱能利用為例探討了多周期換熱網(wǎng)絡(luò)與變動(dòng)熱源的整合利用方法。整合的主要思想是對(duì)熱源周期性的變化進(jìn)行趨近、離散，將變動(dòng)熱源近似為在不同周期參數(shù)不同的公用工程。根據(jù)需要還可以對(duì)熱儲(chǔ)存設(shè)備進(jìn)行處理，使其能夠在不同的周期之間轉(zhuǎn)移熱量。 本研究證明了MILP算法在多周期換熱網(wǎng)絡(luò)綜合中的可行性以及變動(dòng)源與多周期換熱網(wǎng)絡(luò)整合的潛力，對(duì)同時(shí)提高能源利用效率和可再生能源利用率具有一定實(shí)際意義。 【關(guān)鍵詞】：多周期換熱網(wǎng)絡(luò) 混合整數(shù)線性規(guī)劃 太陽能熱能
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TK172
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 研究背景與意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展10-16
• 1.3 本文的工作16-17
• 2 多周期換熱網(wǎng)絡(luò)綜合的數(shù)學(xué)模型17-36
• 2.1 問題描述17-19
• 2.2 數(shù)學(xué)模型19-35
• 2.3 本章小結(jié)35-36
• 3 多周期換熱網(wǎng)絡(luò)綜合的程序?qū)崿F(xiàn)與算例分析36-49
• 3.1 程序?qū)崿F(xiàn)36-37
• 3.2 算例分析37-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 4 多周期換熱網(wǎng)絡(luò)綜合與太陽能熱能的整合利用49-63
• 4.1 整合利用基本方法50-51
• 4.2 太陽能集熱器建模51-54
• 4.3 案例分析54-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 5 結(jié)論與展望63-66
• 5.1 全文總結(jié)63-64
• 5.2 課題展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71

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