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1、小型别墅供热的调节与控制摘要：采用分时段远程分室控温的控制策略，通过调节供水温度使室内温度达到设定值，或通过温控阀的启闭调节流量来调节室温。关键词：低温热水地板辐射 分时段 远程 分室控温1.引言由于国外（主要为一些欧美发达国家）地暖行业起步较早，不论材料的使用、安装质量或技术的成熟度，都较国内有一定领先。以美国为首的北美国家及以德、英、法为首的欧洲国家的技术已比较成熟，一些纬度较低的、冬天并不太寒冷的国家则对地暖要求不如高纬度的国家。在这些中高纬度的国家，地暖不仅用于民用住宅和各类医疗机构、游泳馆、写字楼等公共建筑，还用于飞机库、足球场及蔬菜大棚等建筑系统保温，目前欧美发达国家超过50%的新
2、建建筑中都采用了地暖系统。过去的二十年是中国装家行业急剧变化的二十年，而作为家电行业主要品类之一的暖通行业，更是经历了从小到大、从弱到强、从引进到自主的二十年。在中国，对于那些告别蜂窝煤的人们来说，最初陪伴他们度过漫漫长冬的供暖产品是散热器。早些年人们司空见惯的散热器是铸铁散热器。而后以钢制散热器、铝制散热器、铜制散热器为代表的轻型散热器在采暖市场上蜂拥而起，快速抢占了曾经一统天下的铸铁散热器市场，从而导致全国大量铸铁散热器企业“落马败北”，铸铁散热器市场也因此很快进入了萎缩期。近十年来的展会上，又由国外引进了“地暖”的概念，而随着人们对这种取暖方式的了解，发现地面辐射采暖具有室内温度均匀、稳
3、定，热容量大，不占使用面积，人体感觉舒适，卫生标准高，可利用低温余热、地热水作为热源，且绿色环保（因为太阳能可作为热源之一）等一系列优点，因此“地暖”的概念越来越深入老百姓的心，发展至如今大多新房都会安装地暖系统，非常时尚。本文以一套别墅（图一）水暖系统为例，进行系统的调节和控制分析。通过调节炉火大小，调节炉子的出水温度，通过房间不同时间段的温度设定来控制回水阀门的启闭及循环泵的启停，通过系统的热量计算和控制功能，决定控制方案1。图一独立别墅平面图2.计温度算及运行调节在设计供暖系统时，为了保证供暖季绝大多数时间室温能符合设计要求，采用冬季室外供暖计算温度作为确定负荷的依据。但在实际运行中，室
4、外温度往往高于计算温度，如仍按设计供水温度、流量供热，势必造成室温偏高，导致能量浪费。因此，为了既使用户室温在整个供暖期符合要求，又使能耗减小，必须随室外气温的变化，随时进行供水温度、流量的调节，以期实现按需供热。不管采用何种调节方式，如想保证室温恒定在所需温度上，必须满足下列热平衡式：房间热负荷=地板散热量=环路输送的有效热量。1Q2Q3Q设计工况下：)3.()(163. 1)2).() 1).(q321hgnpwnwvttGQttFaQttVQ运行工况下：)6.()(163. 1)5).()4).(q321hgnpwnwvttGQttaFQttVQ式中分别表示运行工况hgwpnwv321t
5、tatttq、GVQQQ下建筑物供暖符合，W；地板散热量，W;环路输送有效热量，W;地板向上散热量占环路输送热量的百分比，即有效散热率；建筑物的体积供暖热指标；建筑物体积，；供暖室内计算温度，；地板表3m面平均温度，；室外温度，；地板表面综合换热系数，;循环流量，kg/h；供水温度，；回水温度，。）（C2mw/分别对应设计工况 hgwpnwv321ttatttq、GVQQQ下的各物理量。为了进一步简化计算，假设有效散热率、供暖体积热指标、地板表面综合换热系数为常数，则相对供热负荷），（aaqqvv比为)7.( t -tt -tt -tt -tt -tt -thghgnpnpwnwn GQ其中为
6、运行工况与设计工况的相对流量比。式（7）即为地板G辐射供暖系统供热调节的基本公式。在某一室外温度下，如要保wt持室内温度值不变，则上式存在5个未知数，但只有3ntGQttphg,t个联立方程式，因此需要引进两个补充条件。考虑到地表温度由pt管材，覆盖层材料、厚度，管径，管距，用户供、回水温度等因素决定，此处增加一个补充方程：=f（覆盖层材料、厚度，管材，管距，）.(8)pthgt ,t质调节时，为了使室内达到设计温度，可以改变供水温度，此时循环流量不变，即.(9)1G此式作为第二个补充方程。利用运行调节计算软件，首先求解出满足室温要求所需的地板表面平均温度，再根据系统结构尺寸pt及地板构造，计
7、算出达到该地表温度用户所需的平均水温，然后pjt与供热调节基本公式（7）联立，则可求得质调节下热用户所需的供、回水温度的计算公式：)11.(2)t (t)10.(2)t (tGtQtGtQthg pjhhg pjg 也可采用分阶段改变流量的供水温度调节，则为各阶段的相G对流量比，此式可作为供热调节基本公式的第二个补充方程。比如上午10点到下午三，室外温度较高。可以减小流量，使=0.75.(12)G此式则为第二个补充方程，同样可求出。hgtt 、在进行量调节时，只改变用户的循环流量，而不改变供水温度，即以此式作为量调节的第二个补充公式。利用地板)13.(ttgg辐射供暖系统的运行调节计算软件，可
8、求解出用户所需地板表面平均温度，再利用供热调节基本公式（7） ，则可求得量调节下热用pt户所需流量、回水温度的计算公式2。)14.(2)13.(ttgpjhhghgtttttGQG 3.控制策略室锡控制按照温控需求分为分室控温和分户控温两种；按照控制时段分为分时段控制和单一时段控制，按照控制实现的地点分为就地控制和远程控制3。本文采用分时段的远程分室控制。3.1分室控制分室控温就是对各个房间进行独立的温度控制，通常做法为每个房间管路独立分环，各房间设置温度传感器，将测得的各房间室温信号传给控制器，由控制器调节集水器每个环路的电控阎的开关时间，从而控制每个环路的水量。如采用就地拉制可根据现场埋线
9、的难易情况选用有线型或无线型房间温控器。3.2 分时段室温控制 分时段室温控制是指用户可以对每天不同时刻的室温进行控制。多数用户都希望在离家期间降低室温以达到节能的效果，而频繁设定房间温度会令一些用户感到厌倦.控制器自动控制各时段温度将更符合用户的使用要求。采用远程控制时，可在现场控制器中设定不同时刻的温度需求，并可通过上位机远程修改。3.3远程室温控制远程室温控制是指在远离受控房间的地点进行室温集中控制，控制更加方便，有利于行为节能。通常都是通过DDC(direct digital control,直接数字控制)系统实现这种控制。分室控温的DDC控制原理图如图二所示，位于各个房间的室温传感器
10、测出房间温度后，将模拟量输人信号传给DDC控制器，DDC控制器根据预先编好的程序向集水器上的热电驱动器发出数字输出信号，控制热电驱动器的开关动作。采用远程控制时，由中央主机直接向DDC发送信号，控制末端运行。图二 分室控温的DDC原理控制图4.结论4.1 低温地板辐射供暖系统采用质调节时，随着室外温度的升高，为了保持室温符合设计要求，供水温度及供回水温差均有所减少。4.2 低温地板辐射供暖系统采用量调节时，随着室外温度的升高，流量与回水温度均显著减少，为使供热系统正常运行，不宜单独采用量调节。4.3 不同房间由于用途不同要求的室内温度也不同，相同房间在不同时刻室内温度要求也不同，因此分室控温是鼓励用户行为节能的重要技术手段，能够有效地降低运行成本，并且使各个房间达到精确的设定温度，为用户带来更佳的舒适性。5.参考文献1.李连众.独立别墅热水供暖系统动态模型、控制策略和能耗分析.暖通空调，20062.凌继红.低温热水地板辐射供暖系统的运行调节.天津大学，20043.杨世峰.热水地板供暖的节能控制方法.暖通空调.2008
