淺析溫度控制及節能在建筑供暖系統中的應用

袁大權

（遼河石油勘探局于樓公用事業處物業四公司，遼寧 盤錦 110316）

溫度實際上就是人們對于建筑的環境舒適度的要求之一，在生產以及特殊需求中也需要進行控制。當室內有人在進行工作、生活的時候，就要求室內溫度良好穩定并且舒適；當室內沒有人們進行工作的時候，就應當對室內進行降溫，降到最低水平，通俗的講就是值班溫度。所以，應當根據實際的建筑需要以及使用情況，進行實時的調控，不但能夠保證舒適度，同時還能夠對建筑的節能進行控制。

1 原理

將規定維度設定為tn，無論有沒有人在房間里。通常都是情況中，供熱后的房間內墻以及地板和設備在溫度上也都是tn。因此沒有溫度差就無法進行傳熱，室內空氣不會和這些結構進行熱戀交換，室內外的熱傳導量設定為Qw，并且散熱量為Qs，近似認為二者相同。

式中K為外墻傳熱系數，F為外墻傳熱面積，tw為室外計算溫度。

當房間無人時，進行室溫調節供暖，將室內溫度tn降至值班溫度tz，近似認為室溫瞬間由tn降至tz。由于墻體的熱惰性，內墻溫度不可能在瞬間由tn降至tz，需要經歷一個降溫期。設所需時間為h，例如：240mm磚墻，當兩側空氣溫度從18℃降至10℃時，墻中心溫度需要經過58h才能從18℃降至10℃。在降溫期，外墻的傳熱量為Qw1，散熱器的散熱量為Qs1，內墻向室內放熱，傳熱量為Qn。

經過降溫期后，室內空氣溫度與內墻、地板、設備的溫度趨向一致，達到值班溫度tz，停止了熱交換，進入值班期，設值班期經歷的時間為Δh，此時，外墻的傳熱量為Qw2，散熱器的散熱量為Qs2，二者應相等。

當房間有人時，室內升溫過程與上述過程類似。此時，外墻的傳熱量為Qw3，散熱器的散熱量為Qs3，內墻的吸熱量為Qn。

這樣，經過降溫期、值班期、預熱期所需的時間為（2h+Δh），消耗的熱能為：

而采用恒溫供暖時，經過（2h+Δh）消耗的熱能為：

因為 tn＞tz，tn＞（tn+tz）/2，E＜Ew，因此，調節室溫的供暖方式是節能的，當tz越小、Δh越大，節能效果越顯著。

在時間上內墻的物理性質決定了降溫和預熱期的時間，墻體在導熱性上的能力越是差預熱、降溫的時間就越長。并且房間的內墻以及設備和地板等結構的降溫預熱值是不一樣的，所以在計算上有著區別性，較為難以統一。在實際的溫度調節中，比如在辦公樓中可以通過此類方式進行調整：一般的辦公樓的不使用時間一天當中大約為十四個小時，即早上八點鐘到晚上六點為使用時間，磚墻的結構在降溫性能上若是厚度在240mm則從十八攝氏度降到十攝氏度需要五十八個小時，所以十四個小時無法滿足需要，那么將降溫以及預熱的時間都取一半——七小時，將晚六點到第二天一點看做是降溫期降溫期，從一點到早上八點則是預熱期，沒有值班期。七小時的降溫期不能完全的令溫度達到值班溫度，因此還需要七小時的預熱，這樣內墻的溫度才會恢復。所以，室內溫度恢復到原有的溫度的前提就是預熱期不小于降溫時間。

比如，對通過提高流量或者是溫度對熱媒進行調節，或者是通過放大觀景以及增加散熱器的面積使得建筑供暖在設計上講究中進行提現。雖然在某一方面具有的節能效果不明顯，但是室內溫度沒有了預熱期，這也是供熱負荷被加高了緣故。缺陷的存在是不可避免的，首先在設備的投資上有所增加，其次由于室內溫度的回升和恢復需要一定的時間，所以人們短時間內會感覺到冷。

2 室溫調節的方法

2.1 調節熱媒的溫度。保持熱媒的流量G不變，調節鍋爐或者換熱器的熱媒出口溫度。即

例如：當tn=18℃，tz=10℃，tw=-9℃時

式中c為水的比熱容。

降低熱媒溫度，使供回水溫差較原來降低30%，即可將室內溫度降至10℃。

2.2 調節熱媒的流量。保持熱媒的供回水溫差不變，調節熱媒的流量，即：

式中Gn，Gz分別為調節前、后熱媒的流量。

例如：當tn=18℃，tz=5℃，tw=-9℃時

減少熱媒流量48%，即可將室內溫度降至5℃。

對于整個供暖小區以及建筑中的房間可以通過鍋爐房以及單體建筑的主供暖管道入口的系統閥門進行整體調節，但是對于建筑以及供暖小區對于結構以及使用規律的不同在操作上也有所差別，有些建筑的使用規律不同，在節假日有的雖然不使用，但是有些房間還尚在使用中，若是采取這種系統式的調節方式，則不能夠對這些房間進行供暖，無法達到要求，而使用電暖氣又不方便，對于此類問題的解決則可以通過恒溫閥進行。

恒溫閥是裝在散熱器上的，對于有些單管系統應當設置旁通管。在下班時就只需要對系統進行溫度調節，調節至值班溫度，就可以在個別需要供暖的房間進行其需要的溫度供應了。這個基礎是建立在整個供暖系統保持不變的熱媒溫度上的，只需要對流量畸形適當的減小就可以了。

電磁閥是安裝在散熱器上的裝置，可以對散熱器進行兩種狀態的調整。一個是全開狀態，這種狀態下對熱媒的流量是沒有限制的，室溫可以達到使用需要的溫度；另一種是半開的狀態，這個狀態下會對熱媒的流量進行限制，此時的室溫就會降到值班溫度。并且電磁閥的控制也較為方便，由于開關可以設置在走廊，因此即便是人們下班后沒有進行降低操作，值班人員在檢查的過程中也可以進行調整，將其降至半開轉臺以降低供暖溫度。電磁閥在目前的應用中主要是有兩類，一個是直通式的閥門，這種閥門一般是應用于雙管的供暖系統；另一種則是三通閥，這種閥門適合應用在單管的供暖系統。

結語

供暖流量控制的方式可以適用在建筑物使用的規律相同的情況中。在降溫以及預熱的時間上若是大于使用的時間總和，就不需要設置值班期，在調溫的過程中只需將不使用的時間分成兩個部分即可，并且預熱的時間要大于或者是等于降溫的時間，否則，室溫就不能很好的進行恢復。

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