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【摘要】本文介绍了基于应供热量的管网量化调节方式以及时段的划分方法，房屋热惰性、管网滞后性和天气修正。实现供热热网更加科学、有效的调节，提高采暖的舒适度，节能降耗。
【关键词】热网调节 应供热量 房屋热惰性 管网滞后性
1 问题提出
传统大型区域锅炉房集中供热热网运行调节方式，是采用一个采暖系统流量维持设计流量基本不变，依据室外气温变化，通过调节供水温度来实现供热调节，即质调节或分阶段变流量质调节。这种调节方式在实际运行中存在许多弊端：
1.1 只单独控制供水或回水温度，供热量无法量化。根据供热量的理论计算公式
Q=G×（Tg-Th） （式1）
式中：Q表示供热量；G表示流量；Tg、Th分别表示供热的供、回水温度。从式中可以看出，供热量不是简单的单值函数，无论是供水温度或回水温度均不能单独反映供热量的大小，保证不了用户采暖的舒适度，而且供热量无法量化，给精细化运行调整带来难度。
1.2 实时跟踪气温的变化进行热网调节，滞后性大，达不到调节室内气温的目的。滞后性主要是两个方面造成的
（1）热网输送造成的滞后。本身由于输送半径不同，调节后供水温度变化反映到采暖单体，前端可能半小时以内，末端可能3小时以上，或者更长。
（2）房屋热惰性造成的滞后。从散热器温度变化到用户室温变化，由于房屋热惰性的影响，一般需要两个小时或者更长的时间。
1.3 热网调节频繁，给热网以及热源的运行带来隐患
供暖期室外气温的变化往往较大，特别是供热的初、末期，日最高和最低气温的温差可以达到10℃以上，按照这种调节方式，剧烈的气温变化就会引起供热温度剧烈变化，给管网和热源的平稳运行带来隐患。
1.4 没有进行其他天气参数修正
房屋对大气的散热量计算是一个复杂的函数，不但和室外温度有关，还和日照、雨雪、风力、湿度等等紧密相关。单靠跟踪气温的变化进行调节显然无法保证室内采暖的舒适度。
2 基于“应供热量”法供热热网调节分析
2.1 “度日数”法热源应供热量量化计算
在国家行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2001）中，建筑物耗热量指标（qH）是根据建筑物所在地的采暖度日数（D18）确定的。该采暖度日数（D18）是一年中当某天室外日平均温度低于18℃时，将低于18℃的度数乘以1天，所得出的乘积的累加值。其单位为℃·d。
2.2 热惰性修正2.2.1？房屋热惰性
房屋的热惰性是指建筑物内、外墙蓄热和导热的一个基本关系。建筑一般都以钢材或钢筋混凝土等重质高蓄热材料为主结构材料，200mm厚的钢筋混凝土材料墙体的吸、放热过程非常缓慢，根据大量的实验数据结论持续时间长达6-8小时。6个小时内的应供热量与实供热量误差在20%以内室内温度波动不大
2.2.2？热网热滞后性
由于供热系统管输距离长，温度变化明显滞后。当系统温度升高后，升温过程比较缓慢，系统越大，滞后时间越长。以中原油田北线世景园首站至末端水电换热站高温网为例，热媒从北线首站到末端水电站换热站滞后时间是1小时42分。另外，换热站至热用户低温热网也因各供暖辖区供暖半径距离长短不同其滞后时间也不同。滞后时间范围在50-180分钟，加权平均时间为104分钟。
2.2.3？利用热惰性修正
利用热惰性修正供热量的原则为：保证全天的实际供热量与计算供热量偏差控制在±2%范围内，并按不同时段进行供热量调整，应尽量减少供热调节次数，满足户热负荷需求和舒适感。
运行时根据不同室外温度范围及不同阶段用户对温度的不同需求，将一天24小时划分为N个时段进行指导运行调节。下面以N=3为例，即按三个时段进行划分：
（1）第一时段17 -24点，该时段室外气温开始下降；是用户在家的主要时间段，运行时段供热量可略大于该时段平均计算应供热量。
（2）第二时段24 -次日9点，这个时段室外气温非常低；用户在家中，需要维持室温，运行时段供热量可以等于该时段平均应供热量。
（3）第三时段次日9 -17点，整个时段的室外气温开始慢慢回升；此时大多数用户外出；时段供热量可略小于计划时段平均应供热量。
图中点连线表示天气预报逐时气温，虚线表示计算应供热量，实线表示修正后的实际供热量。
通过与当地气象局合作，根据每天下午16点到次日16时逐时气温（上图中的点化虚线），计算出未来24小时逐时应供热量（上图中的虚线）；利用房屋热惰性特点，将日应供热量分成若干时段，保证当日的供热量，尽量减少调节次数（图中实线）。热滞后性的修正，主要是考虑高、低温热网热力输送平均热滞后时间。若热滞后时间为3小时，那么12点的应供热量应按15点时用户需求的热量进行供应。
2.3 天气参数修正
根据多年实际运行工况结合室内测温，同样的环境温度（晴天、阴天、雨雪天、风力大小等）室内需求的热负荷有一定的差距，所以实际给各站下达的应供热量要根据当天天气状况综合考虑，并进行相应的修正。
3 结论
（1）依据天气预报气温，提前对日应供热量量化计算，改变以往用供水或回水温度指导供热运行存在的弊端，实现供热量的科学预测、精细控制。
（2）利用房屋的热惰性，合理划分供热量时段，保证日供热量，减少调节次数，减少了室内温度波动，提高供热舒适性，而且提高了热网运行的稳定性。
（3）对管网管网滞后性以及室外天气修正，实现供热热网更加科学的调节。
【关键词】热网调节 应供热量 房屋热惰性 管网滞后性
1 问题提出
传统大型区域锅炉房集中供热热网运行调节方式，是采用一个采暖系统流量维持设计流量基本不变，依据室外气温变化，通过调节供水温度来实现供热调节，即质调节或分阶段变流量质调节。这种调节方式在实际运行中存在许多弊端：
1.1 只单独控制供水或回水温度，供热量无法量化。根据供热量的理论计算公式
Q=G×（Tg-Th） （式1）
式中：Q表示供热量；G表示流量；Tg、Th分别表示供热的供、回水温度。从式中可以看出，供热量不是简单的单值函数，无论是供水温度或回水温度均不能单独反映供热量的大小，保证不了用户采暖的舒适度，而且供热量无法量化，给精细化运行调整带来难度。
1.2 实时跟踪气温的变化进行热网调节，滞后性大，达不到调节室内气温的目的。滞后性主要是两个方面造成的
（1）热网输送造成的滞后。本身由于输送半径不同，调节后供水温度变化反映到采暖单体，前端可能半小时以内，末端可能3小时以上，或者更长。
（2）房屋热惰性造成的滞后。从散热器温度变化到用户室温变化，由于房屋热惰性的影响，一般需要两个小时或者更长的时间。
1.3 热网调节频繁，给热网以及热源的运行带来隐患
供暖期室外气温的变化往往较大，特别是供热的初、末期，日最高和最低气温的温差可以达到10℃以上，按照这种调节方式，剧烈的气温变化就会引起供热温度剧烈变化，给管网和热源的平稳运行带来隐患。
1.4 没有进行其他天气参数修正
房屋对大气的散热量计算是一个复杂的函数，不但和室外温度有关，还和日照、雨雪、风力、湿度等等紧密相关。单靠跟踪气温的变化进行调节显然无法保证室内采暖的舒适度。
2 基于“应供热量”法供热热网调节分析
2.1 “度日数”法热源应供热量量化计算
在国家行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2001）中，建筑物耗热量指标（qH）是根据建筑物所在地的采暖度日数（D18）确定的。该采暖度日数（D18）是一年中当某天室外日平均温度低于18℃时，将低于18℃的度数乘以1天，所得出的乘积的累加值。其单位为℃·d。
2.2 热惰性修正2.2.1？房屋热惰性
房屋的热惰性是指建筑物内、外墙蓄热和导热的一个基本关系。建筑一般都以钢材或钢筋混凝土等重质高蓄热材料为主结构材料，200mm厚的钢筋混凝土材料墙体的吸、放热过程非常缓慢，根据大量的实验数据结论持续时间长达6-8小时。6个小时内的应供热量与实供热量误差在20%以内室内温度波动不大
2.2.2？热网热滞后性
由于供热系统管输距离长，温度变化明显滞后。当系统温度升高后，升温过程比较缓慢，系统越大，滞后时间越长。以中原油田北线世景园首站至末端水电换热站高温网为例，热媒从北线首站到末端水电站换热站滞后时间是1小时42分。另外，换热站至热用户低温热网也因各供暖辖区供暖半径距离长短不同其滞后时间也不同。滞后时间范围在50-180分钟，加权平均时间为104分钟。
2.2.3？利用热惰性修正
利用热惰性修正供热量的原则为：保证全天的实际供热量与计算供热量偏差控制在±2%范围内，并按不同时段进行供热量调整，应尽量减少供热调节次数，满足户热负荷需求和舒适感。
运行时根据不同室外温度范围及不同阶段用户对温度的不同需求，将一天24小时划分为N个时段进行指导运行调节。下面以N=3为例，即按三个时段进行划分：
（1）第一时段17 -24点，该时段室外气温开始下降；是用户在家的主要时间段，运行时段供热量可略大于该时段平均计算应供热量。
（2）第二时段24 -次日9点，这个时段室外气温非常低；用户在家中，需要维持室温，运行时段供热量可以等于该时段平均应供热量。
（3）第三时段次日9 -17点，整个时段的室外气温开始慢慢回升；此时大多数用户外出；时段供热量可略小于计划时段平均应供热量。
图中点连线表示天气预报逐时气温，虚线表示计算应供热量，实线表示修正后的实际供热量。
通过与当地气象局合作，根据每天下午16点到次日16时逐时气温（上图中的点化虚线），计算出未来24小时逐时应供热量（上图中的虚线）；利用房屋热惰性特点，将日应供热量分成若干时段，保证当日的供热量，尽量减少调节次数（图中实线）。热滞后性的修正，主要是考虑高、低温热网热力输送平均热滞后时间。若热滞后时间为3小时，那么12点的应供热量应按15点时用户需求的热量进行供应。
2.3 天气参数修正
根据多年实际运行工况结合室内测温，同样的环境温度（晴天、阴天、雨雪天、风力大小等）室内需求的热负荷有一定的差距，所以实际给各站下达的应供热量要根据当天天气状况综合考虑，并进行相应的修正。
3 结论
（1）依据天气预报气温，提前对日应供热量量化计算，改变以往用供水或回水温度指导供热运行存在的弊端，实现供热量的科学预测、精细控制。
（2）利用房屋的热惰性，合理划分供热量时段，保证日供热量，减少调节次数，减少了室内温度波动，提高供热舒适性，而且提高了热网运行的稳定性。
（3）对管网管网滞后性以及室外天气修正，实现供热热网更加科学的调节。