办公楼节热单元模式研究

工作需要，实现供热系统所供给的热量与办公时间段之间的节能控制。房间内供回水温差保持不变时，房间内的热量多少，由热水管路内的流量决定。控制流量时，不影响热水系统的水路平衡。

（1）在单间办公室，有人员上班的工作时间段内，供热系统保障提供充足的热能，使办公室的室内温度稳定为某一数值（如22℃）。采用电动调节阀控制室内热水管路中的流量，并设定开度为某一数值。（2）当探测器探测并确认办公室内无人员工作的时段内，减少热水供热系统的供热量，使房间内的稳定温度为某一较低的设定值（如18℃）。采用电动调节阀门减少开度以控制热水流量。（3）休息时段到工作时段的过渡时段（如6：00～7：30），向办公室加速提供热能，使房间内的稳定温度由18℃上升到22℃。采用电动调节阀门开度为1.00的热水流量。（4）房间内的温度测试采用温度传感器，电动调节阀门的开度采用单片机PID逻辑算法控制。

（二）办公室内采用的温度传感器为DS18B20，测量温度范围为-55℃～+125℃。根据等体积的热空气比冷空气轻的特质，兼顾美观，布置均匀等因素，在距离办公室地面高0.3米处，均匀设置6个温度传感器DS18B20芯片。3、节能控制原理，节热系统单元控制器采用单片机89C55型，安装在控制单元区域内1。由于温度传感器内的DS18B20将每个温度传感器赋予不同的地址并将每路温度传感器测得的当前温度值，传送到单元控制单片机中。单片机运用程序公式计算出室内平均温度，与温度设定值相对比。当室内平均温度高于设定值时，单元控制器通过阀门控制电路，自动减小电动调节阀的开度，减少散热器中的热水流量，降低室内热能的供应，使室内平均温度回归设定值。当室内平均温度低于设定值时，单元控制器控制阀门电路，自动增加电动调节阀的开度，增加散热器中的热水流量，增加室内热能供应，提高室内温度至设定值。

三、节热控制单元控制模式设计及节能效果分析

（一）节热控制模式建立的理论基础及计算，在冬季，人的体感舒适温度范围为18摄氏度至26摄氏度。依照人员使用时限不同，实际供热采暖情况提出三种不同需求。设定三个不同的室内平均温度值为设计温度值，值班温度18摄氏度、工作温度22摄氏度、加速提供热能温度26摄氏度。并以此作为三种控制模型建立的主要依据。三种节能控制模式的建立，其关键点是找出热水供热时电动调节阀的开度与这三中模式室内设计温度值之间的关系。

（二）室内温度与管道开度之间的关系计算当热水网路在稳定状态下运行时，如不计管网的沿途热损失，供暖热用户的热负荷应等于供热网路的供热量。供暖设计热负荷概算的方法有体积热指标法、面积热指标法两种。本文采用供热面积热指标法进行计算。供暖季节，当室外温度为-25℃和15℃办公室热水采暖三种节能控制模式管道开度计算结果参见表1和表2所示。

（三）办公室节热单元节能分析，在单间办公室热水供热系统中，在回水管路上均采用电动调节阀门控制热水的流量，以实现控制办公室内热能的增减控制。假设热水管网中供回水的温差不变，房间内需要的热量没有因为门窗的对流而过多的散失。房间内的使用热能的情况仅仅是有节热控制单元与没有节热控制单元两种情况相比较。对单间办公室而言，供热网路的供热量的减少，意味着房间内热能使用量的减少。以供暖室外计算温度为-25℃为例，在寒冷季节，当室外温度在-10℃～-25℃之间变化时，单间办公室内的预计节热率将会达到20%～30%。对于多个单元的节热系统，实际的节约热量计算比较复杂。假设几种比较简单的情况进行分析。多间办公室运行时段相同时，整个办公楼内的工作时段、休息时段、加热时段均同步，全楼的热能节热率应在20%～30%。多间办公室运行时段不同时，节能效果会随机变化，如有10%左右办公室有提前下班2小时，那么节能效率在值班工作时段就有2小时的延伸，节能量就会大大增加。

【参考文献】

[1]许居婉.机械工业采暖通风与空调设计手册.上海.同济大学出版社.2007.

[2]张毅刚.单片机原理及应用 [M]. 北京：高等教育出版社， 2010，9-55.

[3]宋文绪，杨帆.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2004.

[4]蔡文剑.建筑节能技术与工程基础.北京.机械工业出版社.2008.

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