【2017年整理】石家庄地区通断时间面积法热计量建筑-会议论文.doc
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1、石家庄地区通断时间面积法热计量建筑负荷规律试验分析孙春华1 齐承英1 张亮2 陈彩苓11.河北工业大学 2.石家庄市建设工程质量监督管理站 摘要 通过对石家庄地区典型通断时间面积法热计量建筑不同位置热用户在不同用热模式下的负荷试验,得出三种模式下不同位置热用户的热负荷值,并根据此值对建筑整个采暖季的热负荷值进行了预测,结果表明用户工作模式用热比例越高,相应的热负荷越低,并且整个采暖季热负荷分布曲线趋于平缓,峰值降低。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。关键词通断时间面积法 热计量 热负荷 试验1前言在实行分户热计量以前,建筑热负荷的确定是根据外扰并结合建筑功能、年代和类型
2、来确定。但实行了分户热计量后,住户可以根据热需求自动调节室内设定温度,在外扰和建筑功能等相同的情况下,建筑热负荷则随着室内设定温度的变化而变化。尽管热计量建筑热负荷具有了这样随机多变的特性,但是对于某特定地区的特定建筑,仍是具有相对稳定的变化规律。在众多影响因素下寻求这种相对稳定的变化规律是进行集中供热系统运行调节策略和决定热源运行模式的关键。2 试验方案2.1 试验对象课题组多年来一直进行通断时间面积法热计量技术的研究,并在石家庄、邢台等地区建立了示范工程。本次现场试验选定石家庄地区雅清苑和珠峰国际两个小区内的典型建筑。雅清苑的典型建筑是05年竣工。珠峰国际的典型建筑是06年竣工,是高层建筑
3、。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,但是家庭成员相似的用户热用规律基本一致,根据课题组2010/2011采暖季对石家庄地区和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: 即固定模式、随机模式和工作模式。随机模式的热用户根据自身热舒适性的要求随机调节温控阀,一天可能调节多次,这类用户较少。工作模式的热用户家中主要用热时间为晚上下班后到第二天早上离家前,热用户离开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8:00至17:00。由于能够
4、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四种,即顶层中间位置、顶层端部位置、其它层中部位置及其它层端部位置。对以上四种典型位置的热用户进行热负荷试验分析。2.2 试验仪器 温控式热分配表及其工作原理当室内的温度控制器感应到房间的温度低于或者高于设定温度时,把信号传递给热分配表,再由热分配表把信号传给电动控制阀门,阀门做出相应的开启或者关闭动作1。此热分配表的读值即是用户热耗的累积值。 温度记录仪电子温度记录仪可以连续记录,记录时间间隔可以根据需要自行设定。在各典型用户家中放置温度记录仪时,考虑其值的准确性和代表性,均放置在各用户大致相同的位置,并尽量避免其他因素如阳光直射、加温设
5、备等的干扰。 室内温度控制阀温控阀上温度刻度的范围为1030,当温控阀设定温度高于室内实际温度时,阀门接通,供热系统向室内供热;当温控阀设定温度低于室内实际温度时,阀门断开,供热系统停止供热。由于自由热以及户间传热的影响,短时间内室内温度很难降到10以下,如果温控阀设定温度为10,可视为温控阀处于关闭状态。供热系统进行设计时,考虑经济性、热舒适性及围护结构的蓄热性能等,在无其他室内大发热量时,我国采暖室内温度一般约为1822,因此即使温控阀设定至30,一般也很难达到30,在此设定温度下,温控阀始终处于开启状态2,3。2.3 试验过程 固定模式的试验过程根据对雅清苑实际热用户的走访,确定对雅清苑
6、小区17号楼几个不同典型位置的热用户进行固定用热模式试验,具体情况见表1。表1热用户固定用热模式试验过程热用户试验时间热用户所处位置及周边情况说明雅清苑17-1-6021月25日15:341月27日15:10顶层中间位置,长期有人。周边用户全部供暖。雅清苑17-1-6011月24日12:201月26日15:10顶层端部位置,长期有人。周边用户全部供暖。雅清苑17-2-4011月25日12:201月27日15:28其他层中间位置,长期有人。周围用户均未供暖。雅清苑17-1-3011月24日11:541月26日15:15其它层端部位置,长期有人。周边用户全部供暖。雅清17-2-1011月24日11
7、:571月26日17:00一楼中间用户,家中有多人长期居住。周边用户全部供暖。 工作模式的试验过程对于工作模式用热的试验,以17-1-601、17-1-602、17-1-102和17-1-301为对象进行,具体情况见表2。表2热用户工作模式试验过程热用户试验时间热用户家庭情况及周围房间情况17-1-6021月24日8:20断开温控阀,16:56接通;1月25日8:55断开温控阀,15:34接通。顶层中间位置,长期有人。周边用户全部供暖。17-1-6011月27日8:10断开温控阀,16:58接通。顶层端部位置,长期有人。周边用户全部供暖。17-1-1021月24日8:37断开温控阀, 17:1
8、6接通;一楼中间用户,长期有人。周边用户全部供暖。17-1-3011月27日早上8:15断开温控阀,16:55接通。其它层端部位置,长期有人。周边用户全部供暖。 随机模式的试验过程 绝大多数用户还没有形成根据室内温度和热舒适性变化调节温控阀的习惯,所以只对珠峰国际小区12号楼和4号楼处于建筑中间位置的两个热用户进行了随机用热模式试验。表3热用户随机模式试验过程热用户试验时间周围房间情况珠峰12-1-1021月23日10:00将温控阀上温度调至10,18:00调至30;1月24日8:45将温控阀上温度调至10;1月25日7:50将温控阀上温度调至20,16:10调至15;1月27日8:30温度调
9、至30。家中长期居住着一家三口。周边用户全部供暖。珠峰4-3-301用户根据温度自行调节室内温度,白天有人时将温度调至15左右,无人时调至10左右。301处于楼层中间位置,周边用户全部供暖。在表1-表3的试验时间内,进行热分配表热值的记录。数据分析取完整的一天24小时的数据。3 试验期间典型日热负荷分析3.1 固定模式典型日热负荷 根据对建筑不同典型位置用户固定用热模式的试验,得出日耗热量,根据日耗热量和各户建筑面积计算得试验日固定模式下各典型用户的热负荷,具体见表4。表4 固定模式典型用户热负荷热用户17-1-60117-1-60217-1-30117-2-401日耗热量(kWh)207.8
10、7197.62161. 93154.10热负荷指标(W/m2)38.00 36.1437.98 36.13室外平均温度()-2.1-2.3-2.1-2.1室内平均温度()17.3818.9819.3320.16从表4可以看出,顶层端部位置17-1-601用户不仅室内温度稍低,而且热耗相对也大。中间层中间位置的17-2-401用户,不仅室内温度高,热耗相对也小。3.2 工作模式典型日热负荷分析根据对建筑不同典型位置用户工作模式的试验,依据热表监测的日耗热量和各户建筑面积计算得试验日工作模式下各典型用户的热负荷,具体见表5。表5 工作模式典型用户热负荷热用户17-1-60117-1-60217-1
11、-30117-2-401(17-1-102)日耗热量(kwh)158.63128.44104.2898.44热负荷指标(W/m2)29.0023.4824.4623.09室外平均温度()-2.7-2.3-2.7-2.3室内平均温度()17.0117.5218.6319.13从表5可以看出,在室外温度稍低时,工作模式下用户热耗仍比固定模式的热耗要小,但各典型位置室内温度和热耗的规律基本与固定模式相同。利用公式(1)把固定模式和工作模式下的热负荷均换算到石家庄地区室外设计温度下的热负荷,并进行对比分析。具体见表6。 (1)式中 试验日热用户平均负荷指标,w/m2 ; 室外日平均温度为-8时的负荷指
12、标,w/m2;tw 试验日室外日平均温度,;tn 试验日室内日平均温度,。表6 固定模式与工作模式典型热用户室外设计温度下热负荷比较热用户17-1-60117-1-60217-1-30117-1-102固定模式(W/m2)49.545.948.4 45.7工作模式(W/m2)36.830.230.529.2工作模式比固定模式热负荷减少比例(%)25.7%34.0%37.0%36.0% 从表6可以看出,中间用户若实行工作模式用热,则热耗节省更显著。3.3 随机模式试验结果分析根据对珠峰国际两个热用户试验日随机模式的热耗监测,结合各用户建筑面积计算得试验日随机模式下各典型用户的热负荷,具体见表7。
13、表7 随机模式下各用户热负荷值珠峰国际12-1-102珠峰国际4-3-301时间室外日平均温度()热负荷(w/m2)时间室外日平均温度()热负荷(w/m2)1月24日-2.3381月29日-3.7261月25日-2.1281月30日-2.6231月26日-3.3301月24日0.922.51月27日-2.747从表7可知珠峰国际12-1-102用户从1月24日到1月27日由于随机设定室内温度,使得这几日的热负荷也是随机变化。将此用户与固定模式及工作模式下相似位置的热用户17-1-102及17-2-401两个用户比较,发现在室外温度相差不多的情况下,随机模式的热负荷肯定比工作模式大,但与固定模式
14、相比有时大有时小。由于珠峰国际4-3-301用户从经济角度考虑,为了节省热费,经常主动调节温控阀的设定温度, 所以此用户的热耗比相似位置热用户工作模式下稍大些,但比固定模式的热负荷要小的多。4 典型通断时间面积法热计量建筑负荷规律分析雅清苑17号楼共3梯,一梯两户,六层共36户,顶层端部用户为2户,顶层中间位置用户为4户,其它层端部位置用户为10户,其它层中间位置用户为20户。因随机模式处于其他两种模式之间,为简化分析考虑极端可能,从以下几种组合模式进行典型建筑热负荷分析。A 固定模式用户占总用户数的100%;(A模式)B 固定模式用户占总用户数的80%,工作模式占20%;(B模式)C 固定模
15、式用户占总用户数的50%,工作模式占50%;(C模式)D 固定模式用户占总用户数的20%,工作模式占80%;(D模式)E 工作模式用户占总用户数的100%;(E模式)在此认为每种用户出现在建筑中不同位置的概率相同,则在以上几种不同组合模式下,结合表6的值,并考率不同位置用户所占比例4,得出典型通断时间面积法热计量建筑设计热负荷值。具体见表8。表8 典型通断时间面积法热计量建筑设计热负荷值各种形式A模式B模式C模式D模式E模式热负荷(w/m2)46.743.438.433.430.1依据公式(1)和表8的值预测出整个采暖季该建筑逐日热负荷值。具体室外温度和逐日热负荷分布规律见图5。图5 室外温度
16、和逐日热负荷分布规律从图5可以看出,从整个采暖季来看该典型通断时间面积法热计量建筑的热负荷变化规律仍与传统集中供热系统相一致,即供暖初末期温度较高时,热负荷值相对较小,而在供暖中期室外温度较低时,热负荷值相对较大。从图中还可知工作模式比例越高,相应的热负荷越低,且与全部是固定模式的A种模式相比,整个采暖季热负荷分布曲线稍趋平缓,并且峰值降低。这样的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,掌握这种变化规律是进行集中供热系统运行调节策略和决定热源运行模式的关键。5 结语由于建筑实行了分户计量,给了用户自主调节室内温度的可能,这种可能的存在使得热计量集中供热系统的热负荷发生了变化。掌
17、握这种变化规律是集中供热系统运行调节策略和决定热源运行模式的关键。本文通过对石家庄地区典型建筑不同位置热用户不同用热模式热负荷的试验,得出三种典型模式下不同位置热用户的热负荷值,并根据此值对该典型建筑的整个采暖季热负荷值进行了预测,结果表明工作模式比例越高,相应的热负荷越低,并且整个采暖季热负荷分布曲线趋于平缓,峰值降低。这样的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。参考文献1 R.A.Hegber, P.E. Monitoring System for Heating and Cooling Energy Allocation in Mutiple Occupancy Bui
18、lding. ASHRAE Transaction, Vo2.89.7988042 张康.基于通断式供热的热计量分摊方法的改进D.天津:河北工业大学,20093 苗庆伟.基于供热工况通通/断调节模式的热计量分配技术研究D.天津:河北工业大学,20084 袁涛.计量供热单热源枝状网运行调节策略 D.北京:清华大学,2004.6第三章 电气绝缘节设备安装第一节 电气绝缘节ZPW-2000A无绝缘轨道电路分电气绝缘节和机械绝缘节两种。在电气绝缘节处通过发送调谐单元、接收调谐单元、空芯线圈、钢轨电感及钢轨引接线电感组成串、并联谐振,对相邻区段的频率呈零阻抗端(电压很低相当于短路状态),起到隔离任用;而
19、对于本区段的频率呈极阻抗端(电压很高),能够使接收设备可靠工作,保证信号传输的可靠性。一、电气绝缘节处设备电气绝缘节处设备布置示意图,如图3-1所示。二、设备的组成电气绝缘节处设备的组成是由调谐单元ZWT1(F1、F2)、空芯线圈(ZWXK1)、匹配变压器、防雷单元、钢轨引接线、设备连接线、防护盒、基础桩、小枕木以及小枕木、钢轨、轨枕卡具;设备的规格及数量见表3-1。表3-1 电气绝缘节处设备表序号名称规格单位数量备注1调谐单元ZWT1台1F1:1700Hz、2000Hz2调谐单元ZWT1台1F2:2300Hz、2600Hz3空芯线圈ZWXK1台14匹配变压器ZPWBP台25设备防雷单元套16
20、钢轨引接线2000mm根3钢包铜注油线7钢轨引接线3700mm根3钢包铜注油线8设备与设备连接线250mm根27.4mm2多股铜缆9设备与设备连接线500mm根27.4mm2多股铜缆10防护盒台3双体防护盒11小枕木块312设备基础桩根313小枕木卡具个614钢轨卡具个615轨枕卡具个6第二节 设备安装一、设备定位1、信号点处设备定位根据设计文件依照有效施工图纸对所安装信号机的地点位置进行确定,然后以信号机机柱中心为基准,在所属线路用钢尺(30m)进行测量,从而确定出其它设备的位置,并用红油漆做好标记。之所以以信号机机柱中心为基准进行定位,是为了避免误差积累。设备位置定位具体尺寸如下:(1)发
21、送调谐单元防护盒中心距信号机机柱中心(列车运行方向)为1000mm,防护盒边缘跑所属线路中心不得小于2220mm。(2)接收调谐单元防护盒中心距信号机机柱中心(列车运行方向)为30m,防护盒边缘跑所属线路中心不得小于2220mm。(3)空芯线圈防护盒中心距信号机机柱中心(列车运行方向)为15.5m,防护盒边缘距所属线路中心不得小于2220mm。具体设备位置定位尺寸见图3-1所示。2、分割点处设备定位根据设计文件依照有效施工图纸对所安装空芯线圈防护盒的地点位置进行确定,然后以空芯线圈防护盒中心为基准,在所属线路用钢尺(30m)进行测量其它设备的位置,并用红油漆做好标记。设备位置定位尺寸如下:(1
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