分户计量供暖系统户间传热问题的探讨

分户计量供暖系统户间传热问题的探讨解晓明1，孟长再2 （内蒙古工业大学建筑工程学院，呼和浩特010051）摘 要：由于分户计量采暖系统，用户能够自主调节室温，用户之间存在温差，造成户间传热。本文以稳态传热为基础，利用平衡温度原理解决非采暖用户室内平均温度的计算，又导出了非采暖用户由于户间传热所获得热量的公式。据此，通过典型算例，对采暖用户的得热量与邻户传出的热量进行了校核，进一步说明非采暖用户由于户间传热所获得的热量占常规采暖负荷的35%55%之间；不利位置用户受户间传热影响较小，通过楼板传递热量的比重最大；用户入住率越小，邻户设计温差越大。 关键词：稳态传热、平均温度、户间传热 0 引 言按户计量收费是为了实现用户“多用热多缴费”，最终实现用户节能【1】。但在热费计量中存在两个重要问题：一是对不利位置用户设计负荷的计算修正【2】；二是相邻用户的传热问题。户间传热量的多少与建筑入住率有关，当部分用户供暖而另一部分用户不供暖时，其热负荷计算除了要计算常规的热负荷外还需要计算向不供暖邻户的传热热负荷。因此，分户计量供热住宅每户供热热负荷较以前常规供热热负荷大。那么，分户计量供热用户的邻户传热过程究竟如何？它的热负荷要比以前常规供热大多少？1 传热过程目前我国研究户间传热主要是基于稳态传热分析，即用户的供热量与耗热量相等。关于传热温差，我们采用文献【3】中规定：当传热温差大于或等于5时，应计算通过隔墙或楼板的传热量。为了简化计算，我们假设所有用户的户型均相同，与非采暖用户相邻的采暖用户室内温度都相同。非采暖房间通过围护结构的热损失包括外围护结构基本耗热量Qw、门窗缝隙渗入的冷空气耗热量Qf。非采暖用户通过维护结构的热损失为【4】： (1)式中：Ki非采暖用户i外围护结构传热系数，W/（K）；Fi非采暖用户i外围护结构传热面积，；非采暖用户i外围护结构的温差修正系数tn非采暖用户的室内平均温度，；tw冬季室外计算温度，；冬季室外平均温度下对应的空气密度，kg/m3； 室外空气的定压比热容，=1/（）；L门窗缝隙渗入室内的冷空气量，m3/(hm)；Li门窗缝隙长度，m；m冷风渗透量的朝向修正系数；通过邻室获得的传热量为【5】： (2)式中：Ki 内墙或楼板的传热系数，W/（K）；Fi 内墙或楼板的传热面积，；tn 采暖用户的室内平均温度，；根据热平衡原理，总得热量等于总耗热量，房间达到热平衡得： （3）解方程得非采暖用户的室内平均温度： （4）把（4）代入公式（2）得： （5）由此可知，代表性用户通过户间传热的得热量不仅与外围护结构的传热系数、传热面积有关，还与户间围护结构的传热系数、传热面积有关。2 计算实例本文选取了内蒙古呼和浩特地区一栋六层五单元居民住宅建筑（建筑示意图一、图二），对一些代表性用户计算其各参数。我们假定两种模型：模型一为该栋楼入住率90%，其中代表性用户（用#号标出 ）一直处于非供暖状态；模型二为全部入住不存在户间传热现象。F6611612621622631632#641642651652#F5511512521522531532541522551552F4411412421422431432#441442451452#F3311312321322331332341342351352F2211212221222231232141242251252F1111112121122131132#141142151152#一单元二单元三单元四单元五单元图二 户型示意图 图一 建筑示意图利用公式（1）、（2）、（3）、（4）、（5）计算出代表性用户的户间传热量Q得、与其邻户的传热温差t，将不同位置用户采暖负荷比较列于下表1：表1 不同位置用户各参数的比较代表性房间室内温度温差 模型一 w模型二 w总百分比132#9.48.61730.23098.655.8%152#7.610.41857.63699.350.2%432#14.53.51113.62057.454.1%452#13.14.91415.12658.853.2%632#9.28.81815.44939.236.7%652#7.210.81924.25540.534.7%由上表可以看出，非采暖用户的得热量与邻室的传热量相等，用户位置不同邻室传热量也不相同。中间位置用户邻户较多温差小，向邻户传递的热量多；不利用户邻户较少温差大，向邻户传递的热量少；不采暖用户由于户间传热所获得的热量占常规采暖负荷的比例在35%55%之间；靠两边位置用户（如：五单元）的耗热量比中间位置用户（如：四单元）多，但中间位置用户的耗热量占常规采暖负荷的比重较多，大约为5%左右。为了探讨不同位置用户传热量的比例分布情况，本文计算了代表性用户132#、632#、152#、652#的传热量。结果见表2：表2 代表性用户得热量在相邻用户的分布情况代表性用户相邻用户相邻用户的传热量W常规供热负荷 W百分比总传热量W百分比132#131249.23098.63.5%1730.214.4%232930.42057.435.0%53.8%141550.63098.67.8%31.8%152#151690.73098.69.7%1857.637.2%2521166.94073.928.6%62.8%432#431104.52057.45.1%1113.69.4%532389.12057.418.9%34.9%533389.12057.418.9%34.9%441230.92057.411.2%20.7%452#451323.72057.415.7%1415.122.9%352545.74073.913.4%38.6%552545.74073.913.4%38.6%632#631261.87087.73.7%1730.214.4%532975.12658.836.7%53.8%641578.57087.78.1%31.9%652#651716.57087.710.1%1857.537.2%5521207.74073.929.6%62.8%由上表可以看出，相邻用户向邻室的传热量占常规采暖的比重在3%40%之间；通过楼板传递的热量占总传热的比重最大，为了降低户间传热的影响必须加强楼板的保温；各个非采暖用户的传热量之间的关系就等于相邻面积与传热系数乘积的比值，与用户位置无关；。代表性用户132#采暖，相邻用户假设在入住率变化的情况下设计热负荷的比较，见表3：表3 对代表性用户132#的工况分析假设工况邻室传热量代表性用户设计负荷常规采暖负荷百分比相邻用户全使用131#、232#、141#使用03098.63098.60.0%周围只有一个用户未使用131#未使用249.23347.83098.68.0%232#未使用930.440293098.630.0%141#未使用550.63649.23098.617.8%周围只有一个用户使用131#使用14814579.63098.647.8%232#使用799.83898.43098.625.8%141#使用1179.64278.23098.638.1%全部不使用131#、232#、141#未使用1730.24828.83098.655.8%由上表可以看出，入住率越低对户间传热的影响越严重，引起采暖用户设计负荷的波动范围在0%55.8%之间。3 结 论1、本文所研究的建筑，在设计热负荷方面，由户间传热引起的负荷增加占设计负荷的40%55%；中间位置用户由于邻室传热提升的室内温度最高，即获得的热量最多。由此得出，在实际收费中,应对户间传热加以考虑，特别是中间位置用户。2、相邻用户向邻室的传热量占常规采暖的比重在3%40%之间，通过楼板的传热量最大；相似位置用户从相邻用户获得的热量百分比相同。3、入住率对户间传热影响较大，引起采暖用户设计负荷的波动范围在0%55.8%之间。参考文献【1】于海东，王建华，李嘉伟，孟凡浩.计量收费中存在的问题及解决方法J.煤气与热力，2007，（6）,8284.【2】涂光备等.计量供热技术M.北京：中国建筑工业出版社,2003.265170.【3】陆耀庆.实用供热空调设计手册M.北京：中国建筑工业出版社.1993，6.【4】陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调M.北京：中国建筑工业出版社，2003.1214.【5】贺平，孙刚.供热工程M.北京：建筑工业出版社，1903.【6】冯国民.分户供暖系统户间传热问题的探讨J.科学技术与工程，2004，4，（10）.Discussion About Transfer Heating Problem For Leaving Each Other Heating SystemXie Xiaoming1, Meng Changzai2(School of Architecture and Civil Engineering Inner Mongolia University of Technology, Huhhot 010051,PRL)Abstract: Because of the household heat metering system, the user could adjust the room temperature independently; the differences in temperature between the users bring the heat transfer of neighboring-house. This thesis is on the basis of the steady state heat transfer theory, in order to obtain heat transfer of neighboring house. Accordingly, taking a computational example is to check the heat quality from heating room and heat transferring to neighboring-house. It illustrate deeply that no-heating users because of the heat transfer of neighboring-house that the heating covers 35%-55% of the general heating burthen; it is influenced small that the disadvantaged location users to the heat transfer of neighboring-house, but it is much bigger of the influence heating through the floor; the less the entering rate of the users, the larger the designed temperature difference of