建筑供暖的溫度控制與節(jié)能

1、建筑供暖的溫度控制與節(jié)能 簡介： 認為應根據建筑的使用情況進行室溫調節(jié)，既可以減少能耗，又利于節(jié)能，提出了室溫調節(jié)的方法和措施。關鍵字：建筑供暖 能耗節(jié)能 室溫調節(jié) 供暖建筑的室內溫度是根據熱舒適性、經濟性、生產工藝等因素確定的，各類不同的建筑都規(guī)定了相應的室內溫度，一般民用建筑的主要房間，其室內溫度在1620 之間。當室內溫度低于規(guī)定的溫度時，不能滿足熱舒適性、生產工藝等方面的要求；當高于規(guī)定的溫度時，熱舒適性提高了，但耗熱量增大，不利于建筑節(jié)能。因此，供暖建筑的室內溫度是評價供暖品質和節(jié)能的重要參數。建筑供暖是為了滿足人、生產及其它特殊的需要，當人們在室內工作、生活時，需要保持穩(wěn)定、舒適的

2、室內溫度；當人們停止了工作，人去樓空時，應將室內溫度降低至最低水平，即值班溫度。因此，建筑供暖的室內溫度應根據建筑的使用情況，進行隨機調節(jié)，有利于建筑的節(jié)能。1 室溫調節(jié)的原理在通常的供暖情況下，不論房間是否有人，室溫都保持規(guī)定的溫度tn，房間內墻、地板、設備的溫度也為tn，與室內空氣不進行熱交換，房間通過外墻向室外的傳熱量為Qw，散熱器的散熱量為Qs，近似認為二者相同。Qw=Qs=K(tn-tw)F(1) 式中K為外墻傳熱系數，F(xiàn)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(jié)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

3、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：240 mm磚墻，當兩側空氣溫度從18 降至10 時，墻中心溫度需要經過58 h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。Qw1=Qs1+Qn=K(tz-tw)F(2) 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h，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

4、為Qn。Qw3=Qs3-Qn=K(tn-tw)F(3) 這樣，經過降溫期、值班期、預熱期所需的時間為(2h+h)，消耗的熱能為：K(tz-tw)Fh(4) 而采用恒溫供暖時，經過(2h+h)消耗的熱能為：Ew=K(tn-tw)F(2h+h) =2K(tn-tw)Fh+ K(tn-tw)Fh(5)因為tntz，tn(tn+tz)/2，EEw，因此，調節(jié)室溫的供暖方式是節(jié)能的，當tz越小、h越大，節(jié)能效果越顯著。降溫期、預熱期所需的時間h取決于內墻的熱物理特性，墻體的導熱性能越差，h越大。由于房間內墻、地板、設備的h值不同，計算較為困難。在實際的調節(jié)過程中，可采用如下方法，例如辦公樓，使用時間為1

5、8：008：00，共14 h，由于240 mm磚墻從18 降至10 時，需要經過58 h，而14 h是不能夠滿足需要的，為此，降溫和預熱時間h各取使用間隔時間的一半，即7 h，從18：001：00為降溫期，從1：008：00為預熱期，中間無值班期。當經過7 h的降溫后，內墻的溫度也許達不到值班溫度，再經過7 h的預熱后，內墻的溫度將恢復到原來的室內溫度。因此，只要預熱時間降溫時間，室內溫度能夠恢復到原來的溫度。以上室溫調節(jié)過程需要經歷一個預熱期，如果縮短預熱期(預熱時間小于降溫時間)，或者取消預熱期，要將室內溫度很快恢復到使用溫度，必須增加供熱負荷，例如：提高熱媒的溫度和流量，或者在設計供暖系

6、統(tǒng)時，放大管徑、增大散熱器的面積。雖然增加了供熱負荷，但縮短了預熱期，仍具有節(jié)能效果。其缺點是：設備的初投資增加；由于室內溫度不能快速恢復到使用溫度，人們進入房間后的短時間內會有冷的感覺。 2 室溫調節(jié)的方法 2.1 調節(jié)熱媒的溫度保持熱媒的流量G不變，調節(jié)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(jié)熱媒的流量保持熱媒的供回水溫差不變，調節(jié)熱媒的流量，即：式中Gn，Gz分別為調節(jié)前、后熱媒的流量。例如：當tn=18 ，tz=5 ， tw=-9 時減少熱媒流

7、量48%，即可將室內溫度降至5 。通過調節(jié)鍋爐房、單體建筑供暖干管入口處的供暖系統(tǒng)閥門，可以調節(jié)整個供暖小區(qū)、單體建筑內所有房間的溫度，但由于使用規(guī)律不同，在夜間及節(jié)假日不使用的建筑物中，尚有些房間需要使用，采用系統(tǒng)調節(jié)時，不能滿足這些房間的溫度要求，使用電暖器也很不方便，對此可利用恒溫閥解決。在供暖系統(tǒng)的所有散熱器上裝恒溫閥(單管系統(tǒng)應設旁通管)，下班時，將溫度調至值班溫度，而供暖系統(tǒng)的熱媒溫度保持不變，流量可適當減小，這樣，當個別房間需要使用時，仍可滿足其溫度要求。還有一種方法是在散熱器上安裝電磁閥。這種電磁閥有兩種狀態(tài)，一種是全開狀態(tài)，此時不限制熱媒的流量，室溫達到使用溫度；另一種狀態(tài)為

8、半開狀態(tài)，此時限制熱媒的流量，室溫降至值班溫度。電磁閥的開關設在辦公樓的走廊中，如果人們下班后忘記操作，值班人員可檢查一遍，使電磁閥處于半開狀態(tài)，室溫降至值班溫度。這種電磁閥有兩種形式，一種是直通閥，用于雙管供暖系統(tǒng)；另一種是三通閥，用于單管供暖系統(tǒng)。 3 結語調節(jié)室溫的供暖方式適用于間歇使用的建筑，如辦公樓、禮堂，而不適用于連續(xù)使用的建筑，如醫(yī)院病房。當建筑物的每個房間使用規(guī)律相同時，可調節(jié)供暖系統(tǒng)的熱媒溫度和流量；否則，可設恒溫閥或電磁閥，以滿足個別房間的特殊需求。應根據建筑的類型及其供暖設備的情況，確定適宜的值班溫度，盡量保持較低的值班溫度，但不宜低于 5 ，以防止建筑發(fā)生凍害。當建筑的使用時間小于降溫和預熱時間之和時，在調溫過程中，不存在值班期，降