[發明專利]一種暖通空調冷熱水管網空間拓撲結構的構建方法

無效

• 申請號: 201210172970.0
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN103383706A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 王曉霞;鄒平華;趙立華;楊晚生;石海娟;楊永得;王增志;周坦
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明屬于暖通空調冷熱水管網領域，特別涉及一種暖通空調冷熱水管網空間拓撲結構的構建方法。

背景技術

現有技術在對暖通空調冷熱水管網進行水力工況分析時，采用平面管網的方法，認為供、回水管網是對稱的，冷熱源和用戶的流量均按限定流量計，然后對屬于平面網絡的供水管網或回水管網進行水力計算。

原有方法拓撲結構的建立僅限于平面管網，當管網復雜時，比如環狀管網、多源管網、供回水管網結構不對稱的情況，原有方法不能實現全網的流量模擬。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明通過暖通空調冷熱水管網空間拓撲結構的構建，建立任意形狀管網的拓撲結構，即關聯矩陣和基本回路矩陣，突破了以往的平面管網方法，從而實現多源多環管網、非對稱管網等的水力工況模擬和分析。根據供水管網、回水管網、冷熱源和用戶的信息，構建全網的空間拓撲結構，及整個空間管網的關聯矩陣和基本回路矩陣。

本發明的技術方案為：

一種暖通空調冷熱水管網空間拓撲結構的構建方法，包括以下步驟：

1）分別錄入供水管網、回水管網的管段信息及冷熱源和用戶信息；

2）分別構建供水管網或回水管網的關聯矩陣、基本回路矩陣；

3）分別構建冷熱源和用戶的關聯矩陣和基本回路矩陣；

4）將供水管網、回水管網的關聯矩陣與冷熱源、用戶的關聯矩陣組合為空間管網關聯矩陣；將供水管網、回水管網的基本回路矩陣與冷熱源、用戶的基本回路矩陣組合為空間管網基本回路矩陣。

步驟1）中對錄入管段信息即為錄入始節點和末節點的編碼信息，錄入冷熱源和用戶信息；即為錄入所在節點的編碼。

所述步驟2）構建供水管網或回水管網的關聯矩陣和基本回路矩陣包括以下兩種情況：

21）構建供水管網或回水管網的關聯矩陣；關聯矩陣的行是供水管網或回水管網的節點，列是供水管網或回水管網的管段，關聯矩陣用樹支關聯矩陣和鏈支關聯矩陣分塊表達；

22）構建供水管網或回水管網的基本回路矩陣；通過生成樹的方法，基本回路矩陣的行是供水管網或回水管網的基本回路數，列是供水管網或回水管網的管段。

所述步驟3）冷熱源包括定壓冷熱源、非定壓冷熱源。

所述步驟3）構建冷熱源和用戶的關聯矩陣和基本回路矩陣包括以下兩種情況：

31）構建冷熱源和用戶的關聯矩陣；冷熱源和用戶所在管段對應的關聯矩陣的行是供水管網和回水管網的總節點數，列為冷熱源和用戶所在的管段；

定壓冷熱源所在管段對應的關聯矩陣為樹支關聯矩陣，非定壓冷熱源和所有用戶所在管段對應的關聯矩陣為鏈支關聯矩陣；

32）構建冷熱源和用戶的基本回路矩陣；非定壓冷熱源和所有用戶所在管段對應的基本回路矩陣。

所述步驟4）包括以下三種情況：

41）將供水管網、回水管網的樹支關聯矩陣，以及定壓冷熱源所在管段對應的樹支關聯矩陣組合為空間管網的樹支關聯矩陣；

42）將供水管網、回水管網的鏈支關聯矩陣，以及非定壓冷熱源和所有用戶所在管段對應的鏈支關聯矩陣組合為空間管網的鏈支關聯矩陣；

43）將供水管網、回水管網的基本回路矩陣，以及非定壓冷熱源和所有用戶所在管段對應的基本回路矩陣組合為空間管網的基本回路矩陣。

本發明建立包括供水管網、回水管網、冷熱源和用戶的空間管網拓撲結構，為暖通空調復雜管網的水力工況模擬和分析提供了實現手段，突破了原有平面管網方法的限制，可從系統層次研究管網的水力工況。在本發明的基礎上可以建立全網的水力工況數學模型，可實現各種形狀管網的模擬，包括環狀、枝狀管網，單源、多源管網，對稱、非對稱管網，正常工況、故障工況管網的數值模擬。為研究暖通空調冷熱水管網水力工況提供了有利工具。

附圖說明

圖1為本發明實施例中的供水管網及其有向圖；

圖2為本發明實施例中的深度優先搜索BFS的搜索過程；

圖3為本發明實施例中的空間熱網及其搜索樹。

具體實施方式

以供熱管網為例闡述本發明的具體實施方式。

1）供、回水管網的拓撲結構