當(dāng)前，我國城鄉(xiāng)既有建筑總面積約400億平方米，建筑能耗已占全國總能耗的近30％。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，預(yù)計到2020年，我國還將新增建筑面積約300億平方米，建筑耗能必將對我國的能源消耗形成長期的影響。我國大型公共建筑單位建筑面積能耗大約是普通居住建筑的5～10倍左右，因此降低公建能耗對整個建筑節(jié)能有著至關(guān)重要的影響。公共建筑的使用特點和用能規(guī)律使這一努力成為可能，可以避免熱量的浪費。比如大部分公共建筑是在白天工作時間使用，而建筑供熱或供冷卻由于不方便調(diào)節(jié)而在非工作時間白白消耗。
 
本文主要研究北方供熱地區(qū)每年3～5個月的供熱期里，如何根據(jù)氣候變化和工作時間調(diào)整供熱負(fù)荷來達(dá)到降低供熱能耗。本文針對天津地區(qū)的某辦公大樓，對其供熱設(shè)備進(jìn)行初步改造后，根據(jù)試驗結(jié)果來探討有關(guān)能源節(jié)約的途徑和空間。

1.建筑概況
該建筑位于天津市和平區(qū)新華路，是一個新建筑物。建筑用途為人員辦公。
大樓面積有2萬多平方米，實際供熱面積為197000平方米，建筑為13層，地下一層；一層為大廳和辦公室，2層到12層為辦公室和會議室，13層為頂層，為部分設(shè)備室。

2.大樓供熱狀況
2.1 室內(nèi)空氣環(huán)境設(shè)定參數(shù)
根據(jù)室內(nèi)環(huán)境要求，在供熱期間室內(nèi)參數(shù)如表1所示。
2.2?搖室內(nèi)供熱方式
該大樓供熱系統(tǒng)主要為風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，同時每層有散熱器供熱系統(tǒng)。
大樓總共為13層，地下一層，每層有暖氣片4～5片，風(fēng)機(jī)盤管為35～40個，新風(fēng)機(jī)組為（完全新風(fēng)）2～3個，總計：風(fēng)機(jī)盤管480個左右，暖氣片60個左右，新風(fēng)機(jī)組30個左右。
每個風(fēng)機(jī)盤管都安裝電動調(diào)節(jié)兩通閥，同時房屋內(nèi)配有房間溫控器，暖氣為常開狀，無溫控閥；所有新風(fēng)機(jī)組為24小時全天開啟，每臺風(fēng)量平均為2.5～3.0km3／h。
采用市政管網(wǎng)系統(tǒng)集中供熱，在地下一層設(shè)有換熱站，一次側(cè)有流量計和調(diào)節(jié)閥（手動調(diào)節(jié)），二次側(cè)為定流量系統(tǒng)，安裝一定頻二級水泵，功耗為30kW／h。
。
2.3 氣流組織
該大樓采用的是回風(fēng)和新風(fēng)組合系統(tǒng)，其中風(fēng)機(jī)盤管采用的是全回風(fēng)、空氣處理機(jī)組采用的是全新風(fēng)設(shè)計，其每層均有2～3個新風(fēng)機(jī)組，風(fēng)量為2500～3000m3／h。
另外，大樓每層的休息間、衛(wèi)生間均采用散熱器供熱系統(tǒng)。
2.4?搖供熱控制
供熱系統(tǒng)改造之前，供熱量由機(jī)房操作人員手動操作來完成，操作人員的判斷基準(zhǔn)為二次側(cè)回水溫度大于特定值（操作工的經(jīng)驗值）。數(shù)據(jù)的抄取為在每個正點時刻，抄取其儀表上的每個數(shù)值，包括：一次網(wǎng)瞬時流量、一次側(cè)的供回水溫度以及二次側(cè)的供回水的溫度、電機(jī)的功率。
以某天為例：取1.19（工作日）和2.1日（休息日），采集一次側(cè)數(shù)據(jù)（S：供水，R：回水），具體數(shù)值如表2所示。
從表2可以看出，人為操作時，一次網(wǎng)的平均流量為：22.97m3/h和34.79m3/h，一次網(wǎng)的溫差僅為8℃左右，由此，可以認(rèn)為，人為操作的結(jié)果為大流量、小溫差的工況下運行，需要的循環(huán)水量較大。

3.氣候補(bǔ)償器（ECL）的應(yīng)用
氣候補(bǔ)償器是在供熱系統(tǒng)中專門應(yīng)用的一種根據(jù)室外、室內(nèi)環(huán)境溫度來調(diào)節(jié)供熱量大小的一個裝置，具有根據(jù)環(huán)境的變化調(diào)節(jié)供熱量，起到節(jié)能的作用。
比如說，在供熱時間里的某一天，該天的天氣比較溫和，那么氣候補(bǔ)償器會感知當(dāng)天的溫度，調(diào)節(jié)供熱系統(tǒng)中的閥門，使得當(dāng)天的供熱量減少，充分應(yīng)用自由熱，達(dá)到節(jié)能的效果。如果說當(dāng)天的天氣很冷，那么氣候補(bǔ)償器會自動地調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的閥門，使得人居環(huán)境達(dá)到最佳的溫度。
3.1?搖應(yīng)用氣候補(bǔ)償器裝置后系統(tǒng)
系統(tǒng)中應(yīng)用的是某品牌的電動調(diào)節(jié)閥，驅(qū)動器工作電壓AC 230V， 3位控制信號。氣候補(bǔ)償器控制器可以控制此閥門，裝置如圖2所示。
氣候補(bǔ)償器根據(jù)感應(yīng)到室外溫度的大小來控制換熱器組的一次側(cè)熱源水的流量，達(dá)到控制其二次側(cè)供水溫度的目的。

3.2?搖環(huán)境設(shè)定
供熱分為白天和晚上，即工作時間和非工作時間，設(shè)定如下：
該大樓工作人員工作時間為上午7：30～8：00開始上班，下午18：0左右離開辦公室。為了滿足人員工作期間的環(huán)境溫度舒適性，故設(shè)定如下的時間段來進(jìn)行供熱。
白天：07：00～18：00
晚上：19：00～06：00
在白天，設(shè)定環(huán)境溫度為20℃。
晚上，理論上講，只是為了防止管路的凍結(jié)保持最低的流量，但是在實際過程中，由于大樓內(nèi)部的每層都具有完全新風(fēng)機(jī)組，室外的空氣溫度太低，為了防止新風(fēng)進(jìn)入房間，換熱后溫度仍然很低，對室內(nèi)設(shè)施以及消防設(shè)施造成損壞，所以要求供熱量增加。晚上設(shè)定室內(nèi)溫度為24℃。
3.3?搖數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)中由于沒有熱量表，可以通過流量計 （安裝在一次側(cè)回水管路上），供回水溫度（一次側(cè)和二次側(cè)），壓力裝置等獲得熱量值。
按熱力學(xué)理論，散發(fā)或吸收的熱量值Q為：
Q＝C·m·Δt
式中：C為比熱，J／（ kg·℃）
m為流體質(zhì)量流量，kg／s
Δt為進(jìn)出日溫差，℃

對于任一時刻，讀取其流量值和進(jìn)出口的溫度，就可以得出其熱量值。
在整個試驗過程中，我們選取在室外溫度基本相當(dāng)?shù)臅r間段進(jìn)行使用氣候補(bǔ)償控制器和不用氣候補(bǔ)償控制器（即按照原來的運行控制模式）兩種運行模式比較試驗。
試驗日期：1月29日一2月5日。
天氣狀況：此階段時間，天氣為晴朗為主，同時室外環(huán)境溫度晚上最低溫度：-9℃，白天最高溫度：1～2℃。在這段時間內(nèi)，平均溫度大概為-3至-4℃，可以認(rèn)定天氣狀況是一樣的。
由圖3可以看出，在白天（室外溫度為1℃）整個大樓為正常的用熱狀態(tài)下，不用氣候補(bǔ)償控制器（即按照原來的運行控制模式）時，大樓平均采暖耗能為：36.03W／m2，而采用氣候補(bǔ)償控制器控制后，大樓的采暖能耗為：24.58W／m2。與此同時，一次側(cè)循環(huán)水量也由33.61m3／h減小為13.4m3／h。
可以看出，在應(yīng)用氣候補(bǔ)償器后，在白天的工作時間內(nèi)，該大樓的用熱節(jié)能效果非常顯著，達(dá)到31.8％。
根據(jù)氣候的變化來調(diào)節(jié)用熱量的大小可以起到明顯的節(jié)能效果。

4．結(jié)論
系統(tǒng)改造只是針對白天進(jìn)行控制，此時可以達(dá)到31.8％的節(jié)能效果。如果將晚上的用熱量降到最低，只是保證房屋內(nèi)供熱管道的防凍結(jié)狀態(tài)，那么節(jié)能效果將更加明顯。
總之，當(dāng)前公共建筑的供熱能源消耗非常大，這不僅與其建筑結(jié)構(gòu)有關(guān)，與配套的供熱設(shè)備的合理應(yīng)用也有密切關(guān)系。合理采用供熱設(shè)備可以起到明顯的節(jié)能效果。---天津大學(xué)熱能系 李惟毅 史維秀 崔志強(qiáng) 郭新川 何 江
 
參考文獻(xiàn)
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［2］史登峰，李琳．公共建筑供熱節(jié)能控制
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