气候补偿器在供热节能中的应用研究

□文/李惟毅 史维秀 崔志强 何 江

气候补偿器在供热节能中的应用研究

□文/李惟毅 史维秀 崔志强 何 江

对办公楼的供热系统增设气候补偿器，能够根据室内外温度变化自动调节供热负荷。通过采暖季实测数据分析表明，采用气候补偿、温控等技术改造现有采暖系统并按适宜的节能控制模式运行，节能效益显著，安装自动控制热力入口装置是公共建筑实现供热计量和节能运行的有效手段。

气候补偿器；供热系统；节能

当前，建筑节能已成为我国节能工作的重点。据有关资料统计，我国北方采暖地区供热采暖能耗约占建筑总耗能的65%以上，有的地区甚至高达90%。大型公共建筑单位建筑面积能耗大约是普通居住建筑的5～10倍，因此降低公共建筑能耗对整个建筑节能有着至关重要的影响。实现供热系统的自动化管理是供热节能关键的一环。本文针对天津某公共建筑的供热系统改造，通过跟踪测试,研究气候补偿器在供热系统中的节能效果。

工程概况

该建筑位于天津市和平区新华路，是一个楼龄4 a的建筑物，建筑用途为办公。大楼建筑面积超过2万m2，供热面积为 19 700 m2，共 13层，1层为大厅和办公室，2～12层为办公室和会议室，顶层为设备间。

该大楼采暖系统主要为风机盘管系统，同时每层楼的楼梯间安装有散热器作为辅助采暖设施。每层有散热器4～5组，风机盘管35～40组，新风机组（完全新风）2～3个。各房间内风机盘管都安装电动调节两通阀，同时配有房间温控器。楼梯间散热器为常开状态，未安装温控阀；所有新风机组为24 h开启，每台风量平均为2.5～3.0 km3/h。

该建筑采用市政热力管网集中供热，在地下1层设有换热站，一次侧有流量计和调节阀（手动调节），二次侧为定流量系统，安装1台循环水泵。

供热系统

原系统控制结构

系统控制结构见图1。在该系统中，一次侧回水管路的电动调节阀没有信号源控制，不能起电动调节阀的作用。改造前，根据二次侧的回水温度来手动控制开关量，调节一次侧水量。

改造后系统控制结构

改造后的采暖系统热力入口控制结构见图2。该大楼采暖系统改造内容包括安装1个电子自动气候补偿器及相应的室外温度传感器、二次侧供水温度传感器，修复电动调节阀并由电子自动气候补偿器控制，安装1部热计量表，在楼内典型位置安装4部温度记录仪。

通过改造，该大楼热力入口装置基本具备气候补偿功能和热量计量功能，即热力入口装置可根据感应到室外温度的高低来控制换热机组一次侧热水的流量达到控制二次侧供水温度的目的；测量并记录一次侧循环水的流量、一次侧的供热量以及一次侧的供回水温度等参数。为了保证特殊情况时的使用，系统依然保留了手动操作功能。

测试结果分析

大楼的能耗和温度状况见图3和图4。图3和图4中，横坐标为日期，其中（1～10）为自1月21日开始换热站没有加任何自动控制的时间段，从10以后为换热站有自动控制的时间段。图4中温度点采集的范围是（1月28日～2月27日），即标号4～9和15～39。表1为横坐标点与实际日期对照。

表1 日期对照

续表1

从图3可以看出，无论是上班时间内能耗的比较，还是下班后或全天的能耗比较，采用气候补偿控制时的采暖均小于不采用气候补偿控制时的采暖能耗。

从图4的温度趋势来看，采取自动控制后的室内温度要低于没有控制时候的温度（此温度是取大楼的平均温度），无论是白天，夜晚还是全天时间，都呈现这个规律。从横坐标35点后（即2月23日后）温度回升，是由于此后的天气逐渐变得暖和。

采集温度的平均值见图5，可以看出加了控制后大楼的平均温度有所下降，下降空间为2℃。

结论

公共建筑供热节能潜力巨大，仅通过气候补偿、温控等技术改造现有采暖系统并按适宜的节能控制模式运行，节能效益就非常显著。根据公共建筑的特点，设计和安装以气候补偿技术为核心的自动控制热力入口装置，是公共建筑实现供热节能的有效手段。

[1]党翠萍.变流量调节在供热节能中的应用[J].太原科技，2009，（9）：86-88.

[2]徐中堂.谈节能建筑与计量供热的关系[N].中国建设报，2005-10-20.

[3]陈 静，李海侠.城市供热节能[J].中国新技术新产品，2009，（23）：54.

□史维秀/天津大学机械学院热能系。

□崔志强/天津市政协办公厅。

□何 江/天津市众能科技有限公司。

TU995

C

1008-3197（2010）06-01-02

2010-09-29

李惟毅/男，1952年出生，教授，天津大学机械学院热能系，主要从事供热节能及强化换热的研究。