氣候補償器在供熱節能中的應用研究

□文/李惟毅 史維秀 崔志強 何 江

氣候補償器在供熱節能中的應用研究

□文/李惟毅 史維秀 崔志強 何 江

對辦公樓的供熱系統增設氣候補償器，能夠根據室內外溫度變化自動調節供熱負荷。通過采暖季實測數據分析表明，采用氣候補償、溫控等技術改造現有采暖系統并按適宜的節能控制模式運行，節能效益顯著，安裝自動控制熱力入口裝置是公共建筑實現供熱計量和節能運行的有效手段。

氣候補償器；供熱系統；節能

當前，建筑節能已成為我國節能工作的重點。據有關資料統計，我國北方采暖地區供熱采暖能耗約占建筑總耗能的65%以上，有的地區甚至高達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能有著至關重要的影響。實現供熱系統的自動化管理是供熱節能關鍵的一環。本文針對天津某公共建筑的供熱系統改造，通過跟蹤測試,研究氣候補償器在供熱系統中的節能效果。

工程概況

該建筑位于天津市和平區新華路，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，頂層為設備間。

該大樓采暖系統主要為風機盤管系統，同時每層樓的樓梯間安裝有散熱器作為輔助采暖設施。每層有散熱器4～5組，風機盤管35～40組，新風機組（完全新風）2～3個。各房間內風機盤管都安裝電動調節兩通閥，同時配有房間溫控器。樓梯間散熱器為常開狀態，未安裝溫控閥；所有新風機組為24 h開啟，每臺風量平均為2.5～3.0 km3/h。

該建筑采用市政熱力管網集中供熱，在地下1層設有換熱站，一次側有流量計和調節閥（手動調節），二次側為定流量系統，安裝1臺循環水泵。

供熱系統

原系統控制結構

系統控制結構見圖1。在該系統中，一次側回水管路的電動調節閥沒有信號源控制，不能起電動調節閥的作用。改造前，根據二次側的回水溫度來手動控制開關量，調節一次側水量。

改造后系統控制結構

改造后的采暖系統熱力入口控制結構見圖2。該大樓采暖系統改造內容包括安裝1個電子自動氣候補償器及相應的室外溫度傳感器、二次側供水溫度傳感器，修復電動調節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感應到室外溫度的高低來控制換熱機組一次側熱水的流量達到控制二次側供水溫度的目的；測量并記錄一次側循環水的流量、一次側的供熱量以及一次側的供回水溫度等參數。為了保證特殊情況時的使用，系統依然保留了手動操作功能。

測試結果分析

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

續表1

從圖3可以看出，無論是上班時間內能耗的比較，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，都呈現這個規律。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℃。

結論

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

[1]黨翠萍.變流量調節在供熱節能中的應用[J].太原科技，2009，（9）：86-88.

[2]徐中堂.談節能建筑與計量供熱的關系[N].中國建設報，2005-10-20.

[3]陳 靜，李海俠.城市供熱節能[J].中國新技術新產品，2009，（23）：54.

□史維秀/天津大學機械學院熱能系。

□崔志強/天津市政協辦公廳。

□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，天津大學機械學院熱能系，主要從事供熱節能及強化換熱的研究。