【研究目的】

随着区域供热的普及，供热范围在不断增大、热网成本也在不断增加。传统集中式供热系统存在能源消耗高、运行成本显著、受环境影响大等问题。通过结合清洁能源和先进的智能控制技术，充分利用可再生低品位热源，实现对供热系统的智能化管理。同时重点关注如何解决系统总热损和管间换热量的平衡机制等关键技术问题，促进新型智慧供热系统在区域供热领域的更广泛应用和推广，以满足节能高效的行业需求，促进能源可持续发展。

【技术创新】

针对传统集中供热系统热损失较大、管道运行成本过高、系统运行不稳定等问题，提出了基于第四代供热管网系统的创新两供一回三管系统管道布置方式。探究了系统总热损和管间换热量的热量平衡关系，以及热量损耗成本与材料损耗成本的经济平衡关系。为区域分布式新型智慧供热系统的优化设计和运行管理提供了科学依据和技术支持。主要创新点如下：

（1）提出了新型三管系统热损数学模型，供水管间距L、供水管直径、保温层直径作为关键结构参数对三管系统温度分布产生显著影响。

（2）提出总热损和管间换热量的热量平衡关系，供水管直径与保温层直径之比θ为0.1945和供水管间距与保温层直径之比β为0.0739时，系统综合热量最低，为18.12W/m

（3）提出了计算管网经济效益的数学模型，θ为0.1945和β为0.0509时，系统总损耗费用最低，为29.39美元/m。

三管系统物理模型 管道系统温度场分布

三管系统温度分布图

【知识产权】

（1）发表相关研究论文10余篇，出版专著1部；

（2）授权中国发明专利6项；

（3）出版专著1部（11万字）；

【应用行业领域】

绿色低碳、节能减排、环保等。

【成果应用情况】

（1）2022-2024年，高新技术企业，油田井场新能源替代工艺流程模拟及节能降耗，开展横向合作和专利技术转让，累计金额45万元；

（2）2022-2023年，高新技术企业，机房及数据中心热控系统研究与示范设计，开展横向合作；

（3）2021-2016年，大口径直埋热水管道的应力分析及试验研究，开展横向合作。