溫控阀的节能效果测试分析全文.docVIP

温控阀的节能效果测试分析 清华大学建筑技术科学系 徐宝萍 付林 狄洪发 摘要：对北京市某小区分户计量采暖系统进行了动态实测分析，通过对散热器温控阀的不同调节工况进行测试，得出在温控阀调节作用下室内温度的变化情况。以参考房间为基准，提出能耗百分比及邻户传热百分比的概念，从而探讨用户调节温控阀的节能效果。对该小区的测试分析结果为，对于住户出差在外长期关阀的情况节能率可达20％左右，住户按上班作息规律对温控阀进行间歇调节时节能率约为6％，利用太阳能等自由热防止室内过热时可达到较好的节能效果。 关键词：温控阀 室温 参考房间 邻户传热 能耗 引言 目前国家正在大力推进供暖体制改革,实现按户计量收费,以提高居民的节能意识,使居民主动采取节能行为。间歇供暖可以使供暖时间大幅度减少,人们通常认为它可以大幅度减少供暖能耗和费用,产生十分显著的行为节能效果[1]。住宅用户宜尽量作到无人断热[2]。另有专家指出，要纠正对采暖系统采用“人走灯灭”方法过度进行“行为节能”的偏面宣传，淡化对户间传热因素的过分强调[3]。 用户间歇调节的节能效果究竟如何？当用户关闭温控阀后，对其邻户的影响又如何？也有学者对此类问题作了较为深入的理论研究及模拟分析[4,5]。如文献[4]采用全工况数值模拟方法得出 ,在满足温度舒适的前提下,采用上班停暖的间歇供暖方式,全楼平均节能率不超过10%。而实际情况下，无法达到全楼用户统一进行间歇调节，理论及模拟计算的方法仅是客观世界的抽象和近似。为了得到更为直观的认识，更好地了解温控阀在实际工程中的应用状况，对北京市某小区分户计量采暖系统进行了调节与测试，探求温控阀在采暖中的节能效果。 测试系统简介 北京市某住宅小区，为2003年新建建筑，2004年开始入住，到目前为止尚有80余户尚未入住。空房内均正常采暖。围护结构按照《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26-95设计。住宅采暖系统各单元分别设置下供下回式采暖总立管（见图1），分设于各管井内。每户一个水平双管同程式系统（见图2），并设一组合式热表。室内采用钢柱型散热器，每个散热器均设温控阀和手动放气阀。温控阀不具有感温元件，可进行手动调节，当转盘刻度至“*”时流量几乎为0，当转盘刻度至“5”是阀门开度最大。若不对温控阀进行调节，初始刻度值均指向最大值“5”处。整个采暖系统仍以定流量质调节方式运行，根据室外天气状况以大中小火调节锅炉出水温度。 测试方法简介 测试对象均选择尚未入住的阴面空房间，且分布在空房率最高的一栋楼内（见图3），以便于进行温控阀的调试，同时可排除人员设备产热等随机因素的影响。并且在测试房间中，窗门保持关闭状态，除散热器再无其他发热设备，阴面受太阳辐射的影响也较小，因此测试房间考虑的主要热扰为室内外温差引起的外围护结构传热损失、散热器供热、围护结构（蓄）放热及邻室传热。 通过在室内外布置温度自记仪测点（每隔30分钟自动记录一次），以及人工读取竖井内的热表来获得实验数据。室内温度测点布于各个房间的同一相对位置，远离散热器，高度为1.5m左右。室外温度测点置于建筑的阴面、背风遮阳处。 图 1 楼内采暖系统示意图 图 2 典型室内采暖系统示意图 2-602 2-501 2-502 3-501 2-401 2-402 2-302 3-301 2-202 图3 测试房间在楼中的位置分布 为了分析调节温控阀的产生的一系列影响，需要与不调阀状态下的情况进行比较，如按作息规律调阀与不进行调阀相比究竟可节省多少能耗，则需要有一个基准，文中称之为参考对象。参考对象的选择有两种，第一种为空间参考，可排除室外气象变化及热源运行调节产生的干扰，参考房间需满足如下条件（1）户型、散热器布置、在楼中的位置、朝向等与调阀房间均一致；（2）调试房间的温控阀调节时，参考房间不受干扰。第二种为时间参考，则是选择调试房间本身在不调阀时段的状态作为参考对象，时段的选择注意选取外温、风速、太阳辐射等气象条件与调阀期间近似，一般取天气状况变化不大的相邻两天。 测试结果与分析 工况一（测试住户长期关阀，周围住户正常采暖） 选择空房2-401，06年1月18日下午19：05将户内所有散热器温控阀置于“*”，此时热表的流量读数变为0,并一直保持该状态。 室温变化 关闭散热器温控阀后，室温下降速度十分缓慢（见图4），历时60h室温由20.8℃降为17.4℃，平均降温速率仅为0.057℃/h，由此可见建筑巨大的热惯性。此后不再有明显的降温过程，室温波动规律与室外温度波动规律较为一致，且室内温度达到峰谷值的时间略有延迟，波动幅度较小，建筑围护结构相当于“缓冲器”，起着延迟及减幅的作用。