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006基于分栋热计量的末端通断调节与热分摊技术介绍(二)——示范工程测试及社会可接受性调查.doc
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1、基于分栋热计量的末端通断调节与热分摊技术介绍(二)示范工程测试及社会可接受性调查清华大学 刘兰斌 江亿 付林摘要 通过0607,0708两个采暖季对应用了基于分栋热计量的末端通断调节与热分摊技术的示范工程的测试,介绍了包括室温控制效果、多方间均匀性、水力工况和节能效果以及用户可接受性调查等测试调查结果,表明该技术室温控制精度高,各房间室温均匀,水力工况稳定,节能效果明显,并且能被用户接受。关键词 热计量 通断调节 热分摊 供热系统 0. 引言为了改善调节,避免用户过热和开窗,同时促进建筑保温,探索推动我国供热计量改革的新途径,文献1提出了一种“基于分栋热计量的末端通断调节与热分摊技术”,即在每
2、座建筑物热入口安装热量计,计量整座建筑物的采暖耗热量,对于分户水平连接的室内采暖系统,在各户的分支支路上安装可通断控制的阀门,通过对进入这户采暖散热器的循环水进行通断控制来实现该户的室温控制,同时记录和统计各户通断控制阀的接通时间,按照各户的累计接通时间分担整座建筑的热量。该技术从2006年6月开始进行理论研究、相关设备开发以及工程示范,具体可分为两个阶段。第一阶段:实验性阶段(0607)。在2006年10月开发出第一代产品,并于20062007采暖季在长春一栋住宅楼进行了实验性应用,并进行了相关数据测试。第二阶段:示范中试阶段(0708)。在第一阶段取得良好的应用效果,对相关硬件、软件进一步
3、完善升级为第二代产品的基础上,进一步扩大应用规模,分别在北京、长春两地进行了14个小区的示范性应用,总计采暖面积120万m2。本文介绍这两次实验的应用结果。1. 0607采暖季实验1.1 实验概况实验地点位于长春一汽厂区的一幢7层T型建筑,每层住户4户,均为两室一厅一厨一卫结构(卫生间仅1.4m2,无散热器,故图中未画出)。为叙述方便,各层用户按顺时针方向分别编号1,2,3,4,对各用户命名采用“楼层+户型编号”,如201表示二层1用户,建筑平面如图3所示。室内采暖系统是经原来的上供下回单管串联方式改造成的分户成环的单管水平串联顺序式的连接方式,采暖系统入户后依次经过客厅、卧室1、卧室2、厨房
4、出户,其中客厅未布置散热器,其采暖系统平面如图1所示。散热器采用铸铁TZ2-5-5(M-132型)。图1建筑平面图1.2 实验结果(1)室温控制在设定温度0.5图2是几个位于塔楼不同位置用户的室温控制效果,其中用户202和用户401设定温度22,用户602设定温度23,用户504设定温度21。从图2可以看出,各个用户的室温控制基本在设定温度0.5,可见该控制算法对于不同位置的用户适应性较好。 图2 典型用户的室温控制效果图3为用户202在3月12日3月18日一周内室内温度变化,操作面板放置在外墙较多的卧室2,从测试结果可以看到,尽管室外温度波动较大,但室温偏差基本控制在0.5。虽然在早上的8:
5、45分出现了两个波峰,但其造成原因是由于阳光直射到了操作面板,因此从总体效果可以看到该控制算法对于负荷变化的适应性较好。图3 用户202一周室内温度变化(2)每户各房间室温基本均匀图4为某用户四个房间室温连续变化,可以看到室温偏差基本在1以内。图4 各房间的室温连续变化曲线(3)控制器工作可靠实验过程中,控制器工作可靠,图5为某用户的阀门阀门瞬态开启占空比变化情况。图5 用户602阀门瞬态开启时间比(4)阀门动作无噪音实验采用的是热力驱动的阀门,即通过接通220V交流电加热其顶端执行器内的相变材料,使其受热膨胀关闭阀门,因而开关过程无噪声,另外断电时阀门常开,从而避免设备故障时造成用户停热现象
6、。(5)节能效果明显图6所示为各用户阀门累计开启占空比小于0.5,节能效果明显。图6 用户阀门累计开启时间比2. 0708采暖季工程示范2.1 示范工程概况示范工程位于长春一汽车城名仕家园住宅小区,总建筑面积16.7万m2,室内采暖系统采用分户成环的单管水平串联顺序式的连接方式,同时各个用户的热入口装有西门子WF电子式户用热表,可读取累计热量,当前供、回水温度,当前流量等参数。为了应用基于分栋热计量的末端通断调节与热分摊技术,采暖季开始前对9栋建筑的288个用户(4.2万m2)热入口加装了末端通断调节装置。同时为计量各楼栋能耗,整个小区26栋建筑的楼栋热入口均安装楼栋总热量表。2.2 测试结果
7、2.2.1 单房间室温控制效果 图7是某个典型用户在12月27日29日连续3天的室温和阀门瞬态开启占空比变化曲线。值得注意的是该用户不仅按照作息习惯对设定温度进行了调整,下班回到家后(18:00左右)将室温设定由白天的23提高到了24,晚上睡觉前或第二天上班前又将室温调至23,而且在第二天回家进行了短时间的开窗(图中圆圈标记处),从图中可以看到:(1) 用户设定温度调高或开窗后,阀门开启时间迅速增加,直至整个周期全开,因此按照阀门开启时间分摊热费的方式将会使得用户室温设定偏高或开窗的用户分摊更多的热费。另一方面用户调高设定温度后,虽然阀门全开,由于建筑巨大热惯性,实际室温变化缓慢,并不能迅速升
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