浅析温度控制及节能在建筑供暖系统中的应用

2013-05-11袁大权

中国新技术新产品 2013年10期

袁大权

（辽河石油勘探局于楼公用事业处物业四公司，辽宁盘锦 110316）

温度实际上就是人们对于建筑的环境舒适度的要求之一，在生产以及特殊需求中也需要进行控制。当室内有人在进行工作、生活的时候，就要求室内温度良好稳定并且舒适；当室内没有人们进行工作的时候，就应当对室内进行降温，降到最低水平，通俗的讲就是值班温度。所以，应当根据实际的建筑需要以及使用情况，进行实时的调控，不但能够保证舒适度，同时还能够对建筑的节能进行控制。

1 原理

将规定维度设定为tn，无论有没有人在房间里。通常都是情况中，供热后的房间内墙以及地板和设备在温度上也都是tn。因此没有温度差就无法进行传热，室内空气不会和这些结构进行热恋交换，室内外的热传导量设定为Qw，并且散热量为Qs，近似认为二者相同。

式中K为外墙传热系数，F为外墙传热面积，tw为室外计算温度。

当房间无人时，进行室温调节供暖，将室内温度tn降至值班温度tz，近似认为室温瞬间由tn降至tz。由于墙体的热惰性，内墙温度不可能在瞬间由tn降至tz，需要经历一个降温期。设所需时间为h，例如：240mm砖墙，当两侧空气温度从18℃降至10℃时，墙中心温度需要经过58h才能从18℃降至10℃。在降温期，外墙的传热量为Qw1，散热器的散热量为Qs1，内墙向室内放热，传热量为Qn。

经过降温期后，室内空气温度与内墙、地板、设备的温度趋向一致，达到值班温度tz，停止了热交换，进入值班期，设值班期经历的时间为Δh，此时，外墙的传热量为Qw2，散热器的散热量为Qs2，二者应相等。

当房间有人时，室内升温过程与上述过程类似。此时，外墙的传热量为Qw3，散热器的散热量为Qs3，内墙的吸热量为Qn。

这样，经过降温期、值班期、预热期所需的时间为（2h+Δh），消耗的热能为：

而采用恒温供暖时，经过（2h+Δh）消耗的热能为：

因为 tn＞tz，tn＞（tn+tz）/2，E＜Ew，因此，调节室温的供暖方式是节能的，当tz越小、Δh越大，节能效果越显著。

在时间上内墙的物理性质决定了降温和预热期的时间，墙体在导热性上的能力越是差预热、降温的时间就越长。并且房间的内墙以及设备和地板等结构的降温预热值是不一样的，所以在计算上有着区别性，较为难以统一。在实际的温度调节中，比如在办公楼中可以通过此类方式进行调整：一般的办公楼的不使用时间一天当中大约为十四个小时，即早上八点钟到晚上六点为使用时间，砖墙的结构在降温性能上若是厚度在240mm则从十八摄氏度降到十摄氏度需要五十八个小时，所以十四个小时无法满足需要，那么将降温以及预热的时间都取一半——七小时，将晚六点到第二天一点看做是降温期降温期，从一点到早上八点则是预热期，没有值班期。七小时的降温期不能完全的令温度达到值班温度，因此还需要七小时的预热，这样内墙的温度才会恢复。所以，室内温度恢复到原有的温度的前提就是预热期不小于降温时间。

比如，对通过提高流量或者是温度对热媒进行调节，或者是通过放大观景以及增加散热器的面积使得建筑供暖在设计上讲究中进行提现。虽然在某一方面具有的节能效果不明显，但是室内温度没有了预热期，这也是供热负荷被加高了缘故。缺陷的存在是不可避免的，首先在设备的投资上有所增加，其次由于室内温度的回升和恢复需要一定的时间，所以人们短时间内会感觉到冷。

2 室温调节的方法

2.1 调节热媒的温度。保持热媒的流量G不变，调节锅炉或者换热器的热媒出口温度。即

例如：当tn=18℃，tz=10℃，tw=-9℃时

式中c为水的比热容。

降低热媒温度，使供回水温差较原来降低30%，即可将室内温度降至10℃。

2.2 调节热媒的流量。保持热媒的供回水温差不变，调节热媒的流量，即：

式中Gn，Gz分别为调节前、后热媒的流量。

例如：当tn=18℃，tz=5℃，tw=-9℃时

减少热媒流量48%，即可将室内温度降至5℃。

对于整个供暖小区以及建筑中的房间可以通过锅炉房以及单体建筑的主供暖管道入口的系统阀门进行整体调节，但是对于建筑以及供暖小区对于结构以及使用规律的不同在操作上也有所差别，有些建筑的使用规律不同，在节假日有的虽然不使用，但是有些房间还尚在使用中，若是采取这种系统式的调节方式，则不能够对这些房间进行供暖，无法达到要求，而使用电暖气又不方便，对于此类问题的解决则可以通过恒温阀进行。

恒温阀是装在散热器上的，对于有些单管系统应当设置旁通管。在下班时就只需要对系统进行温度调节，调节至值班温度，就可以在个别需要供暖的房间进行其需要的温度供应了。这个基础是建立在整个供暖系统保持不变的热媒温度上的，只需要对流量畸形适当的减小就可以了。

电磁阀是安装在散热器上的装置，可以对散热器进行两种状态的调整。一个是全开状态，这种状态下对热媒的流量是没有限制的，室温可以达到使用需要的温度；另一种是半开的状态，这个状态下会对热媒的流量进行限制，此时的室温就会降到值班温度。并且电磁阀的控制也较为方便，由于开关可以设置在走廊，因此即便是人们下班后没有进行降低操作，值班人员在检查的过程中也可以进行调整，将其降至半开转台以降低供暖温度。电磁阀在目前的应用中主要是有两类，一个是直通式的阀门，这种阀门一般是应用于双管的供暖系统；另一种则是三通阀，这种阀门适合应用在单管的供暖系统。