地板采暖的分室温度控制.doc

1、地板采暖的分室温度控制0. 引言低温热水地面辐射供暖（以下简称地板采暖）在国内经过十几年的发展，由于其本身固有的舒适、卫生、节能等优点，已经逐渐被认可，施工面积逐渐增加。在发展过程中，各地制定了一些地方标准，对地板采暖的发展起到了一定的规范作用，但是从设计、选材、施工细节等方面， 也存在很多的问题，其中在设计上最重要的一点，也是大多数人没有重视到的一点，即是地板采暖的分室温度控制及相关内容。目前国内大多数地暖公司、开发商包括一部分设计单位，都认为管材+保温板 +分集水器就是地板采暖， 认为分室温度控制可有可无，在设计原则上要求管长一致。这种做法不仅没有体现地板采暖的舒适、节能、方便、可靠的优点

2、， 而且造成在使用中出现了如下一些问题：房间温度冷热不均、过热造成舒适性大打折扣；由于温度过热、无法调节造成能源浪费；不按分室设计环路，没有温控装置，致使无法调节室温，使用不便；由于没有流量平衡及温度调节装置，对热量计量收费造成困难。下面从地板采暖的分室温度控制的必要性， 设计程序及要点， 分室温度控制的实现类型，相关产品要求，及地板采暖控制中的特殊性等几个方面分别阐述。1. 为什么要采用分室温度控制1.1 可以大大提高舒适度热环境舒适度：室内舒适的热环境参数主要是空气温度、空气湿度、空气流速、壁面平均辐射温度四个参数。对于采暖系统来说主要是空气温度与壁面平均辐射温度。相对于散热器、空调等采暖

3、形式，地板采暖加热了地面、墙面及室内的家具等设备，提高了壁面平均辐射温度， 从而提高了舒适度。而室内空气温度舒适的概念应包含以下两方面的内容：各个功能房间任何时候均应提供合适的散热量，避免房间出现过热或过冷的波动不同的房间及不同的时间段可以按照要求达到不同的温度。采用房间温度自动控制以后， 通过室内温控器可以实现对不同房间在不同时间段内的温度自由调节。采用房间温度自动控制以后，可以从以下试验结果中看出采暖舒适度的提高。下表是采用房间温度自控与否的房间设定温度与实际温度偏差值小于1的时间测试结果。使用气候补偿器自动控制供水温度采暖季： 9 个月温度设定在整个采暖季中，实际温度与设定温度的偏差（

4、9 月至 5 月）（）小于 1的时间占整个采暖季的百分比（%）没有分室控温有分室控温起居室2070%98%走廊209%100%供水温度控制分水器是否由预设定阀门没有分室控温有分室控温热耗降低的百分比卧室170%67%浴室2346%91%厨房202%99%儿童房200%97%使用自力式供水温度控制器，用户手动设定供水温度在整个采暖季中，实际温度与设定温度的偏差采暖季： 9 个月温度设定小于 1的时间占整个采暖季的百分比（%）（9月至 5月）（）没有分室控温有分室控温起居室2030%96%走廊209%97%卧室170%56%浴室2330%98%厨房207%92%儿童房202%88%以上实验结果显示

5、，表征舒适度的室温与设计温度的偏差值在1以内的时间，无论热源端为电子气候补偿器自动控制水温或是为自力式供水温度控制器由用户手动设定供水温度，当不采用分室温度控制方式时，平均不超过30%，而采用分室温度自动控制以后平均可以达到 90%以上。由此可见，采用分室温度控制，大大提高了舒适度，同时也是实现了用户对室温的自由控制与调节。1.2 显著提高节能效果地板采暖的分室温度控制的节能主要体现在以下两个方面：地板采暖的分室温度控制要求环路设计按房间单独布置，分集水器上每个支路设流量调节阀，这样使每个房间的都能达到设计所需流量，从而避免了管长一致导致的流量一致，以及超出设计流量造成的过热浪费现象。此部分节

6、能率大约在13%左右。采用自动分室温度控制以后，由于房间的自由得热或热负荷的降低等引起的供给热量大于所需热量情况下，温控系统自动关断环路，减少了热量的浪费。此部分的节能效果依据不同的热源控制方式大约在12%26%之间。下表是实验房间具体耗热量的数据及节能率：自动使用电子式气有8372kwh7392 kwh12%候补偿器自动使用电子式气没有9550 kwh7390 kwh23%候补偿器手动用户设定供水有9009 kwh7552 kwh16%温度手动用户设定供水没有10412 kwh7681 kwh26%温度由以上数据可以看出：按分室布置环路， 分集水器设置流量调节阀而不采用自动室内温度控制时，其

7、节能率在实验条件（随时改变供水温度）下为：使用电子式气候补偿器自动控制：8372/9550=0.876使用自力式供水温度控制器手动控制：9009/10412=0.865由此看出，分水器的流量调解阀的使用，可节能13%左右。地板采暖的分室温度控制与目前国内通常做法的既无流量调解阀，又无温控装置的做法，实验条件（随时改变供水温度）下的节能率为：使用电子式气候补偿器自动控制：7392/9550=.0774使用自力式供水温度控制器手动控制：7552/10412=0.725由此看出，使用室温自动控制可节能达27%。1.3 提高使用的方便性采用分室温控系统对室温的控制，均由温控器自动完成，温度的设定、调节

8、非常方便。如果采用功能较多的如可编程温控器、带自学习功能温控器、带远程操作触点的温控器或采用内外部通信的控制系统，可以实现诸如一周 24 小时编程控制，电话或互联网远程控制或只使用一个主温控器控制其它温控器等更加便利的控制功能。1.4 计量收费的需要：伴随着供热体制的改革，热量的计量与收费已经成了采暖系统中应考虑到的一个重要问题。众所周知， 热能的计量与收费即供热商品化的一个重要前提即是住户可以自由调节室内温度、 所需热量。暖气片系统可用温控阀手动调节，由于地板采暖的热惰性，地板采暖使用手动阀门调节实际上是不可能的， 即住户在不能自由调节室内温度 （即调节所购热量） 的情况下， 其计量与收费也

9、就成为空谈。 所以地暖系统考虑到日后的计量与收费， 应该设置室内温控装置。2. 如何实现分室温度自动控制实现地板采暖得分室温度控制应注意以下几个方面：2.1 地暖设计地暖的设计应以热量匹配为基础，以分室控制为目的， 而不能以管长一致为原则来设计。原因很简单， 我们最终的目的是每个房间的温度保证及调节， 而不是每个环路， 这是一个根本的问题。设计上应注重以下几个要点：环路严格按照分房间布置，而不应按管长一致布置。对应每个房间的环路， 应有详细的热量、水量、 阻力的计算，而且对应环路布置的不同，应做适当的修正。对不同的分水器， 计算其阻力损失最大的环路的压力损失， 以此来作为本组合分水器动态压差式

10、平衡阀的设定值，并根据分水器样本，计算出每个环路流量调节阀的整定值。2.2 相关产品的要求分集水器：实现分室布置环路的关键即是分水器每支路必须有流量调节阀，并能迅速、准确的调节，实现自动控温必须有可接驳热电阀的自动关断阀体。温控器： 供热型温控器， 应能根据地板采暖系统特点（延迟性、 热惰性） 进行相应设计。2.3 系统设计：系统设计应注意以下两点由于环路的自动启闭，系统流量变化，系统应按变流量系统设计。分水器前应设置动态差压式平衡阀，以保证在系统参数变化或各支路启闭的情况下，其他支路均工作在设计压差下。在入户电箱中，应单独为地板采暖自控系统设置空气开关， 以方便检修、 调试，且不影响用户正常

11、使用其他电器设备。电气配管设计中应包含地暖自控部分。2.4 调试除去一般的水温缓慢升温等调试外， 最关键是分水器的动态平衡阀及分水器各支路流量调节阀必须严格按设计数值整定，才能保证系统的平衡。3. 分室温度控制的实现类型根据不同的档次、场合及使用要求，可以采用不同的控制方案。以下是功能、档次不同的各种控制方案 （详细资料可参考 “低温热水地板辐射供暖工程自动控制技术方案经济技术比较”一文）3.1简单控制：（整套房间水流启闭控制）通过典型房间室内温度的反馈来控制安装于分集水器前部阀门的开闭，来控制整套房屋温度。3.2基本控制：（各房间独立单回路控制）通过每个功能性房间的温度控制器，分别控制安装于

12、分集水器上的执行器，将各房间供暖环路水流开启或关闭，来分别控制室内温度。3.3集中控制：（小型通讯集中控制）在基本控制的基础上，通过安装于主控区域的主温度控制器的通讯信号的转换，不仅各房间温度控制器能够自行调节房间的温度，而且还可通过主温度控制器远程操作各房间温度控制器，改变其设定点并可对其按照时间和模式进行编程。3.4 智能控制：（中央通讯集中控制）通过DDC控制器可将采集的室内温度、室内湿度信号联合空调系统及通过室外温度补偿实现智能控制。同时可驳接至计算机、电话、中央机房，可以实现上网、电话等远程控制。3.5 地表温度控制：对大面积的石材地面，可以通过埋设于石材下的温度传感器与相应的温度控

13、制器来控制石材的表面温度来防止石材开裂受损。3.6 无线控制：对改造房屋或不便布线的房屋，可以采用无线型温控器及相应的接收系统达到自动温控的目的。4. 地暖控制中的特殊性及对策地暖的分室温度控制作为暖通空调控制的一种方式，是一种基本的负反馈控制系统。但是地暖由于有很厚的蓄热层及房间墙面、家具物件等的蓄能，所以具有很大的热惰性，相对于对象容量较小的暖气片系统，其时间延迟及热惰性都非常大，会造成控制过程的滞后延迟，对于惰性特别大的房间，延迟现象非常严重，影响了控制的效果。对于这个问题，可以通过控制器功能的改进来解决。从控制原理上分析可采用以下两种措施来解决：采用串级控制方式。房间的热惰性主要是由于地面的蓄热造成的，即影响被控参数室内温度的一个重要干扰即为地面的温度变动。为预先消除此干扰的影响，可采用串级控制方式，也即在房间温度主控制回路前用地面温度作为输入设一级反馈控制作为副回路，预先消除此干扰对室内温度的影响。控制器的算法采用自适应