1、河北工业大学城市学院毕业设计论文初稿 1 1 河北工业大学城市学院 毕业设计论文 作 者： 学 号： 系 ： 能源与环境工程系 专 业： 建筑环境与设备工程 题 目： 邢台地区地板采暖分户计量建筑不同用 热模式室温与耗热量试验研究 指导者： 评阅者： 年 月 日 河北工业大学城市学院毕业设计论文初稿 2 2 毕业设计论文中文摘要 题目：邢台地区地板采暖分户计量建筑不同用热模式室温与耗热量试验研究 摘要： 分户 热计量设备和通断时间面积法的应用给了热用户自主调节室内温度的可能，由于室内热舒 适性、经济条件、节能减排、家庭结构等因素热用户自主设定室内温度，因而衍生出不同的用热模式，进而使各热用户以
2、及整个建筑的耗热量均与未分户计量前发生明显的变化。那么不同的用热模式室内温度怎样变化，各种用热模式耗热量相差多大，能有多大节能空间，是否影响热用户的室内热舒适性，这些均是我国热计量工作推广应用中需要明确的问题。地板地板辐射采暖建筑其蓄热性不同于散热器辐射采暖建筑，由于其舒适节能特性使该种采暖方式得到广泛应用，本文主要针对邢台地区低温地板辐射采暖分户计量建筑热用户不同用热模式室温和耗热量的规律进行试验研究 ，并根据试验结果归纳总结邢台地区室温变化规律和耗热量特性。 关键词： 热负荷 用热模式 分户热计量 耗热量 通断时间面积法 室内温度 热舒适性 试验 河北工业大学城市学院毕业设计论文初稿 3
3、3 毕业设计论文外文摘要 Title: Xingtai floor heating household metering building heating mode at room temperature and heat consumption Experimental Study Abstract: Household heat metering device and the off time of the application area method to heat the user the possibility of self-adjust the indoor temperatu
4、re, the indoor thermal comfort, economic conditions, energy conservation, family structure and other factors heat users set their own indoor temperature, thus derived from different heat mode, thereby enabling the user as well as the thermal heat consumption of the building were measured with and wi
5、thout splitting occurs prior to significant changes. So different indoor temperature with a hot model how changes in a variety of modes of heat consumption with hot big difference, to have much energy space, whether affecting the thermal indoor thermal comfort of users, these are our work to promote
6、 the application of heat metering requires clear problem. Radiant floor heating floor construction is different from that of its regenerative radiant heating radiator building, because of its energy-saving features make this kind of comfortable heating methods are widely used, this paper focuses Xin
7、gtai temperature radiant floor heating household metering building thermal heat patterns of different users temperature and heat consumption of a pilot study law, and according to test results summarized Xingtai room temperature variation and heat loss characteristics. 河北工业大学城市学院毕业设计论文初稿 4 4 Keyword
8、s: Heat load heat mode the heat consumption of household heat metering off time area method indoor temperature thermal comfort test 河北工业大学城市学院毕业设计论文初稿 5 5 第一章 绪论 . 6 1-1 国内外分户热计量的发展现状 . 6 1-1-1 国内的 分户热计量与建筑节能 . 6 1-1-2 国外的分户热计量与建筑节能 . 7 1-2 研究内容与技术路线 . 8 1-3 课题的研究目的和意义 . 8 第二章 邢台地区现场试验方案 . 9 2-1 引言
9、. 9 2-2 试验方案 . 9 2-2-1 邢台地区建筑概况 .10 2-2-2 邢台地区热用户家庭情况 .10 2-2-3 邢台地区热用户热计量情况 .12 2-3 本章小结 .14 第三章 建筑不用用热模式与耗热量的试验研究 .14 3-1 引言 .14 3-2 锦绣中华园小区典型用户三种用热模式具体 试验方案 .14 3-2-1 试验仪器 .14 3-2-2 固定模式的试验过程 .15 3-2-3 工作模式的试验过程 .15 3-2-4 随机模式的试验过程 .16 3-3 锦绣中华园小区典型用户不同用热模式下的热负荷 .17 3-3-1 典型位置的确定 .17 3-3-2 典型用户固定
10、模式日热负荷 .18 3-3-3 典型用户工作模式日热负荷 .18 3-3-4 典型用户随机模式日热负荷 .19 3-4 本章小结 .20 第四章 典型用户通断时间面积法热计量建筑负荷规律分析 .20 4-1 引言 .20 4-1-1 热负荷换算成室内设计温度原理 .20 4-1-2 热负荷换算成室外设计温度原理 .20 4-2 室内外平均温度变化影响 日热负荷变化规律分析 .21 4-2-1 固定模式下室内外平均温度变化影响热负荷的变化规律 .21 4-2-2 工作模式下室内外平均温度变化影响热负荷的变化规律 .22 4-2-3 随机模式下室内外平均温度变化影响热负荷的变化规律 .23 4-
11、3 热用户调节室内温控阀前后的调查 .24 4-3-1 邢台地区热用户装热量表前后热舒适感觉 .24 4-4 本章小结 .24 第五章 结论和展望 .25 5-1 结论 .25 5-2 展望 .25 参考文献 .26 河北工业大学城市学院毕业设计论文初稿 6 6 第一章 绪论 1-1 国内外分户热计量的发展现状 1-1-1 国内的分户热计量与建筑节能 众所周知，能源是一个国家经济发展和社会进步的的重要物质基础和保障，经济发展的速度受能源开发和利用的效率的制约，能源的短缺和浪费势必将会严重制约经济的发展速度，而且目前人类使用的绝大多数多能源都是不可再生能源，所以，想方设法降低建筑能耗、科学合理的
12、开发和利用能源、提高能源的使用效率、大力开发可再生能源等是解决能源短缺问题的根本。建筑节能主要包括两个方面的内容：一是建筑围护结构的节能，即改善房间的墙体、地面、屋顶、窗体，加强其保温隔热性能，减少通房间外围围护结构的热量损失。二是系统自身的节能，即提高集中供热系统 的供热效率，减少在管道中流动过程中的能量耗散损失。针对我国华北地区而言，建筑集中供热系统主要指集中供热系统。 据有关部门的初步统计，我国 2002年的建筑物使用能耗为 1.79亿吨标准煤，占全国商品能源消费总量的 15，其中采暖能耗占得比例最大。因为分户热计量技术具有高效节能、提高热用户用热舒适感等特点，而且有节能减排的需求，所以
13、，分户热计量在全国范围内得到了广泛的重视和发展应用。分户热计量系统在全国范围内被推广是解决降低建筑能耗的重要手段和方法，但是，目前分户热计量还有许多问题有待进一步研究和商榷。首先， 是实现分户热计量后收费制度改革问题和集中供热系统的运行调节以及控制技术尚待解决。分户计量收费后，热用户能够实现自动调节供热量，集中供热系统由定流量运行模式转变为变流量运行的模式，系统的控制模式、供热参数、调节机制将发生很大的变化。其次，是分户热计量中热费计算还没有一个明确的、科学的、合理的理论计算方法。目前，国内对热费的构成因素和各因素的比例范围还没有统一的规定，不同地区、不同朝向、不同户型、不同楼层的热费修正系数
14、等都还没有一个明确的研究结果，各地政府制定政策还没有现实可靠的依据。在此背景下， 2002年河北 工业大学提出了一种 Q式通断时间面积法的供热模式，该系统适合我国集中供热系统的需要，成本较低，易于操作。通断时间面积法调控的供热系统的室内温度变化以及对热用户热舒适性的影响开展了研究，可知在该调节模式下，试验用户的采暖房间均对该模式下的热舒适性比较满足。给出了根据设定的室内温度控制阀门关闭或者开启状态的控制系统。通断式供热模式的热分摊技术进行了较为全面的试验研究，证明了通过控制阀门的开启时间（比）来对采暖费用进行分摊的技术是可行的。如图 1.1为 河北工业大学热计量研究通断时间面积法供热系统示意图
15、。 河北工业大学城市学院毕业设计论文初稿 7 7 图 1.1 通断调控供热系统示意图 1-1-2国外的分户热计量与建筑节能 美国、俄罗斯 (包括前苏联 )、 日本、瑞典、丹麦、德国等国是供热发展很快的国家 ， 无论是供热设备、供热技术等方面，还是供热系统运行调节与管理方面都居世界领先的水平。其中，丹麦和德国是分户热计量较先进的国家。 70 年代，随着世界能源危机的出现，更加提高了人们节约能源的意识并投入了更多的精力提高能源的利用效率，因此节能技术和设备也随之得到迅猛发展 ； 80 年代初，欧洲一些供热发达国家已经开始全面实行集中供热分户热计量。 德国是分户热计量收费较先进的国家，煤炭 在能耗中
16、所占的比重仅为 29%，在德国市场自发的分户热计量收费有悠久历史，目前德国约 95%的公寓热用户能够根据计量的耗热量支付热费。德国在 1976 年通过了节能法， 1981 年公布了热水计量和暖气收费条例， 1984 年和 1989 年两次对该条例进行了修改。在 1995 年 12 月 31 日前，此条例的补充条款又规定前东德地区强制实施热计量收费条例。此条例作为分户热计量收费制度在德国强制推行的重要法律依据。由于此条例是德国政府强制推行的，违反该条例的热用户会受到相应惩罚，所以分户热计量收费制度在德国实现大面积的推广和应用。 早就 1924 年丹麦人就发明了蒸发式热分配表，但是 80 年代才开
17、始按照热量收费，在丹麦分户热计量收费同样拥有悠久的历史。分户热计量收费委员会于 1992 年 12 月在丹麦成立，并且制订了分户热计量的基本规定，开始研究按热量收费的可能性。在 1994 年丹麦政府实行了多项鼓励使用分户热计量收费的惠民政策，即由政府补贴设备所需款的 60%。随后， 1996 年 10 月 9 日，丹麦住房与建设委员会颁布了第 892号令规定，热费总成本须根据耗热量计量结果分摊到各个用户，至少 50%的成本应按使用热量多少进行分摊。德国政府强制实行采暖的分户计量 后节能约 15% 20%，丹麦节能约 15% 35%。集中供热系统按热量计费是全世界发展的趋势和潮流，也是世界各个国
18、家实现节能减排的一项重要措施，目前分户热计量技术不仅在西方发达国家已被采用，而且在东欧各国和原苏联地区国家等得到广泛推广和应用。与此同时，河北工业大学城市学院毕业设计论文初稿 8 8 集中供热系统的分户热计量相应技术也得到进一步发展，供热的动态调节更加先进，计费技术和制度更加可信和准确，整个供热分户热计量计费装置正在向自动化、小型化发展。 1-2 研究内容与技术路线 本论文主要是对通断时间面积法产生的不同用热模式下耗热量与室内温度的关系的 研究 以及 研究针对 分户 热计量下的节热率，没有将 通断 节能中涉及到的各方面的影响因素 以及 带来的效果与 热 用户 的 热舒适性相结合起来，只是片面的
19、考虑 增加节能率和节省 经济 支出的 程度。为了对 通断时间面积法衍生的 行为节能产生的实际效果 有更准备的 了解，依据课题的研究内容和目标，建立 如下 技术路线，如图 1.2 所示。 图 1.2 论文技术路线图 1-3 课题的研究目的和意义 为了促进国家热计量工作的发展和提高用户的热舒适感，提倡节约能源，更好地实现建筑节能是人类节能减排的一个基础环节。分户热计量是一种能够通过促使用户改变用热模式而达到促进节能减排目的有效方法，但是由于我国供热水质差，分户热计量的仪表易受供热水中的杂质堵塞损坏系统设备、故障率高等问题，影响了我国分户热计量技术的大面积推广。 如何让更多的不同居住 环境、 不同家
20、庭 组成 、 不同 工用热 模式下的用户在 整个 采暖季节 对室内温度的调节满意 ，并且能较为准确的对 不同用热模式下 大型热网覆盖下 条件不同的 热用户 耗热量 进行 分析和 预测，从而为集中供热热源的 规划 布局、 热网的 构成、 热网 运行效果和供热系统的运行策略提供 相应的 技术支持 ，已经成 为集中供热系统发展所要面临的重点问题。因此， 了解不同用热模式下 用户的耗热量和室内设定温度对热负荷的影响 是本文所要研究的 主要 本方向。 通过 研究掌握集中邢台地区不同用热模式下耗热量和室内温度的变化规律， 使人们 更全面的了解行为节能产生的实际效果 ，更清晰的认识行为节能 创造的实际经济意
21、义， 从而探究 合理的用热模式满足热用户的需要。 通过问卷调查了解热用户室内温控阀的调节情况 切入点 归纳总结热用户用热基本模式 研究基础 选取典型位置热用户现场试验研究 确立热指标基准 分析试验数据了解通断时间面积法节能率 进行计算分析 比较不同模式下热用户的热负荷指标 验证计 算方法 对典型建筑热负荷变化规律进行预测分析 不同用热模式和耗热量的关系 河北工业大学城市学院毕业设计论文初稿 9 9 第二章 邢台地区现场试验方案 2-1 引言 通过对邢台地区典型通断时间面积法热计量建筑五个典型位置热用户在不同用热模式下的热负荷试验，得到三种模式下五个典型位置热用户的热负荷指标，并根据这些值 对建
22、筑整个采暖季以及整个地区热用户的热负荷值进行了分析和预测，结果说明热用户工作模式用热越少，相应的热负荷越低，并且整个采暖季热负荷值的分布曲线趋于直线 ,峰值也越低。此热负荷分布规律有利于提高热源的热效率和供热系统的稳定性。 在实行分户热计量以前，建筑物热负荷指标是根据外扰并结合建筑物年龄、使用功能和类型来确定。而实行了分户热计量后，热用户可以根据自身的用热需求和热舒适感自行设定室内温度，在外扰和建筑使用功能基本等相同的情况下，建筑热负荷值则随着室内设定温度的变化而变化。尽管分户热计量建筑热负荷具有了这样随机 变化的特点，但是对于某些特定地区的特定建筑，仍是具有相对准确和稳定的变化规律。在众多因
23、素影响下寻求这种相对准确和稳定的变化规律是进行集中供热系统运行调节方案和决定热源运行模式的重要条件。 2-2 试验方案 实验组多年来一直进行通断时间面积法热计量技术的研究，并在邢台地区建立了示范工程。本次现场试验选定邢台地区锦绣中华园小区内的典型建筑。 由于 热用户所处建筑位置和用热规律决定着用户热需求的大小，所以对不同典型位置的用户在不同用热规律情况下，开展现场试验研究。虽然用户用热规律随机多变，但是用户位置以及家庭成员相 似的用户热用规律基本一致，根据实验组 2012/2013 采暖季对邢台地区实行通断时间面积法热计量用户用热模式的调查 ,总结出用户基础用热模式主要有三种 : 即 随机 模
24、式 、工作 模式 和固定 模式。随机模式的热用户 根据 自身热舒适性的 需 求 自行设置室内温度，一天可能设置多次，这类用户较少 。 工作模式的热用户 主要居家 时间为晚上 和周末 ，热用户 不在 家时 将温控阀温度调低 ，待晚上下班后 再调高， 上班时间 约 为 9:00 至 17:00。由于试验期间天气的影响，能够配合试验的可选取用户太少，所以建筑的不同典型位置只确定五种，即顶层端部位置、顶层中间位 置、首层端部位置、其它层端部位置及其它层中部位置。对以上五种典型位置的热用户进行热负荷试验分析。 实验组 调在邢台地区共发放 调查 问卷 50 份，回收问卷 50 份，有效问卷 50 份。向实
25、际热用户了解的内容主要 分为三大方面，建筑概况 、 热用户家庭情况、热计量情况。 热用户 针对这三项主要内容 反馈的具体河北工业大学城市学院毕业设计论文初稿 10 10 内容如下 ： 2-2-1 邢台地区建筑概况 如下图 1.3 是根据邢台地区问查调卷总结归纳的数据并做成了柱状图，从图中显而易见邢台地区的建筑层数大部分是 4-6 层， 7-9 层稍次之， 10 层以上的建筑很少，这与邢台是中等城市，经 济发展较落的现状相吻合。图 1.4 是根据问卷的数据总结归纳的数据做成的柱状图，从图中很明显的看出邢台地区居民居住的位置分为六种即一层端部、一层中部、顶层中部、顶层端部、其它层端部、其它层中部等
26、位置，其中住在其它层中部的占得比重最大，其它层端部和一层中部的所占比例此致，其他位置的用户基本相。图1.5 是根据问卷调查总结归纳的数据并做成了柱状图，从图中可以看出，邢台地区居民居住面积主要集中在 120-150m2,其次是居住面积在 150-180m2 较多 ,居住面积为 90-120m2 和 90m2以下的用户相对较少。 邢台地区建筑层数0%20%40%60%80%100%1-3层 4-6层 7-9层 10层建筑层数所占百分比邢台地区居民居住位置0%5%10%15%20%25%30%35%一层端部 一层中部 顶层端部 顶层中部 其它层端部 其它层中部居住位置所占百分比图 1.3 邢台地区的建筑层数 图 1.4 邢台地区居民居住位置 邢台地区热用户居住面积0%10%20%30%40%50%60%70%90m2以下 90-120m2 120-150m2 150-180m2居住面积所占百分比图 1.5 邢台地区居民居住面积 2-2-2 邢台地区热用户家庭情况 热用户的工作时间和生活对热用户用热规律有着重要的影响，热用户家庭结构和在工作日居家时间段如表 1.6、图 1.7 所示。
