□文/李惟毅 史維秀 崔志強 何 江

氣候補償器在供熱節(jié)能中的應(yīng)用研究

□文/李惟毅 史維秀 崔志強 何 江

對辦公樓的供熱系統(tǒng)增設(shè)氣候補償器，能夠根據(jù)室內(nèi)外溫度變化自動調(diào)節(jié)供熱負荷。通過采暖季實測數(shù)據(jù)分析表明，采用氣候補償、溫控等技術(shù)改造現(xiàn)有采暖系統(tǒng)并按適宜的節(jié)能控制模式運行，節(jié)能效益顯著，安裝自動控制熱力入口裝置是公共建筑實現(xiàn)供熱計量和節(jié)能運行的有效手段。

氣候補償器；供熱系統(tǒng)；節(jié)能

當(dāng)前，建筑節(jié)能已成為我國節(jié)能工作的重點。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，我國北方采暖地區(qū)供熱采暖能耗約占建筑總耗能的65%以上，有的地區(qū)甚至高達90%。大型公共建筑單位建筑面積能耗大約是普通居住建筑的5～10倍，因此降低公共建筑能耗對整個建筑節(jié)能有著至關(guān)重要的影響。實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的自動化管理是供熱節(jié)能關(guān)鍵的一環(huán)。本文針對天津某公共建筑的供熱系統(tǒng)改造，通過跟蹤測試,研究氣候補償器在供熱系統(tǒng)中的節(jié)能效果。

工程概況

該建筑位于天津市和平區(qū)新華路，是一個樓齡4 a的建筑物，建筑用途為辦公。大樓建筑面積超過2萬m2，供熱面積為 19 700 m2，共 13層，1層為大廳和辦公室，2～12層為辦公室和會議室，頂層為設(shè)備間。

該大樓采暖系統(tǒng)主要為風(fēng)機盤管系統(tǒng)，同時每層樓的樓梯間安裝有散熱器作為輔助采暖設(shè)施。每層有散熱器4～5組，風(fēng)機盤管35～40組，新風(fēng)機組（完全新風(fēng)）2～3個。各房間內(nèi)風(fēng)機盤管都安裝電動調(diào)節(jié)兩通閥，同時配有房間溫控器。樓梯間散熱器為常開狀態(tài)，未安裝溫控閥；所有新風(fēng)機組為24 h開啟，每臺風(fēng)量平均為2.5～3.0 km3/h。

該建筑采用市政熱力管網(wǎng)集中供熱，在地下1層設(shè)有換熱站，一次側(cè)有流量計和調(diào)節(jié)閥（手動調(diào)節(jié)），二次側(cè)為定流量系統(tǒng)，安裝1臺循環(huán)水泵。

供熱系統(tǒng)

原系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)見圖1。在該系統(tǒng)中，一次側(cè)回水管路的電動調(diào)節(jié)閥沒有信號源控制，不能起電動調(diào)節(jié)閥的作用。改造前，根據(jù)二次側(cè)的回水溫度來手動控制開關(guān)量，調(diào)節(jié)一次側(cè)水量。

改造后系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)

改造后的采暖系統(tǒng)熱力入口控制結(jié)構(gòu)見圖2。該大樓采暖系統(tǒng)改造內(nèi)容包括安裝1個電子自動氣候補償器及相應(yīng)的室外溫度傳感器、二次側(cè)供水溫度傳感器，修復(fù)電動調(diào)節(jié)閥并由電子自動氣候補償器控制，安裝1部熱計量表，在樓內(nèi)典型位置安裝4部溫度記錄儀。

通過改造，該大樓熱力入口裝置基本具備氣候補償功能和熱量計量功能，即熱力入口裝置可根據(jù)感應(yīng)到室外溫度的高低來控制換熱機組一次側(cè)熱水的流量達到控制二次側(cè)供水溫度的目的；測量并記錄一次側(cè)循環(huán)水的流量、一次側(cè)的供熱量以及一次側(cè)的供回水溫度等參數(shù)。為了保證特殊情況時的使用，系統(tǒng)依然保留了手動操作功能。

測試結(jié)果分析

大樓的能耗和溫度狀況見圖3和圖4。圖3和圖4中，橫坐標為日期，其中（1～10）為自1月21日開始換熱站沒有加任何自動控制的時間段，從10以后為換熱站有自動控制的時間段。圖4中溫度點采集的范圍是（1月28日～2月27日），即標號4～9和15～39。表1為橫坐標點與實際日期對照。

表1 日期對照

續(xù)表1

從圖3可以看出，無論是上班時間內(nèi)能耗的比較，還是下班后或全天的能耗比較，采用氣候補償控制時的采暖均小于不采用氣候補償控制時的采暖能耗。

從圖4的溫度趨勢來看，采取自動控制后的室內(nèi)溫度要低于沒有控制時候的溫度（此溫度是取大樓的平均溫度），無論是白天，夜晚還是全天時間，都呈現(xiàn)這個規(guī)律。從橫坐標35點后（即2月23日后）溫度回升，是由于此后的天氣逐漸變得暖和。

采集溫度的平均值見圖5，可以看出加了控制后大樓的平均溫度有所下降，下降空間為2℃。

結(jié)論

公共建筑供熱節(jié)能潛力巨大，僅通過氣候補償、溫控等技術(shù)改造現(xiàn)有采暖系統(tǒng)并按適宜的節(jié)能控制模式運行，節(jié)能效益就非常顯著。根據(jù)公共建筑的特點，設(shè)計和安裝以氣候補償技術(shù)為核心的自動控制熱力入口裝置，是公共建筑實現(xiàn)供熱節(jié)能的有效手段。

[1]黨翠萍.變流量調(diào)節(jié)在供熱節(jié)能中的應(yīng)用[J].太原科技，2009，（9）：86-88.

[2]徐中堂.談節(jié)能建筑與計量供熱的關(guān)系[N].中國建設(shè)報，2005-10-20.

[3]陳 靜，李海俠.城市供熱節(jié)能[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，（23）：54.

□史維秀/天津大學(xué)機械學(xué)院熱能系。

□崔志強/天津市政協(xié)辦公廳。

□何 江/天津市眾能科技有限公司。

TU995

C

1008-3197（2010）06-01-02

2010-09-29

李惟毅/男，1952年出生，教授，天津大學(xué)機械學(xué)院熱能系，主要從事供熱節(jié)能及強化換熱的研究。