[发明专利]一种基于流量热量关系模型的地板辐射采暖热计量方法

说明书

技术领域

本发明涉及热量计量领域，特别涉及一种主要应用于地板辐射采暖末端的基于流量计量的热量计量方法。

背景技术

地板辐射采暖是通过在地面下敷设热水输送散热盘管，利用地面自身的蓄热辐射而将热量向地面上的空间散发，维持该空间具有较稳定合适温度状态的技术。低温地板辐射采暖符合《节能法》的要求，具有较好的节能效果，低温地板辐射采暖系统在城市住宅建筑中得到越来越广泛的采用，被公认为是当今较为理想的供暖方式。

为了保证冬季室内的热舒适性，需要供暖系统向建筑物提供维持室内温度的热量。对采暖房间来说，当室内温度稳定的时候，建筑物的采暖热负荷Q₁，应等于供热设备的放热量Q₂，也等于管道供给建筑物的热量Q₃，即:Q₁＝Q₂＝Q₃。计量采暖系统供热量的仪表开发都是基于上式进行的。由于开发计量仪表的侧重点不同，从而有不同的计量方法，主要有以下三种：(1)通过测定用户的热负荷确定用户的耗热量(该方法是测定室内外温度并对供暖季内室内外温差累计求和，然后乘以房间系数，该方法采用的仪表为测温仪表)、(2)通过测定用户末端设备的散热量来确定用户的耗热量(该方法是利用散热器平均温度与室内温度差值之间的关系来确定散热器的散热量，采用的仪表为热量分配表)、(3)直接测定用户从供暖系统获得的热量(该法通过对入户系统的流量和供回水温度进行测量计算供热量，采用的仪器为热量表)。

目前国内已有应用的热计量方法包括：温度法，分配表法，户用热量表法等。温度法和分配表法设备简单，初投资低，且避免了热量分摊计算中难以解决的分户计量问题，但是温度法无法解决用户开窗造成的热量损失问题，而分配表法安装过程复杂。户用热表法计量精确，适用范围广，但是投资较高，且对系统水质要求较高。本法(基于流量热量关系模型的地板辐射采暖热计量方法)可以在相当程度上解决以上问题。首先，本法基于试验所得到的流量与热量关系模型，可以满足热计量的准确度；其次，本法采用流量表代替热量表进行测量，测量方法简单易行，且使用时安全可靠；再次，基于流量热量关系模型的热计量装置投资较小，具有明显的经济优势。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有热计量方法的共同缺点，尤其针对在进行热计量的同时要进行温度的多点测量这一缺点，提出一种应用于低温热水地板辐射采暖末端的基于流量热量关系模型的热计量方法，在精确计量热量、合理解决现存热计量方法共同存在的问题的前提下，特别地，不需进行温度的多点测量，使得计量更加简洁、设备故障率低、安装更加方便、利于节能、可靠性高。

地板辐射采暖末端供热能力大小与采暖房间室内空气温度、地板结构参数及地埋管参数、系统运行状况(供水温度)以及供水流量等诸多因素有关。针对特定用户而言，室内空气温度是可控的。针对特定的工程项目及热源形式，地板结构参数唯一确定，系统运行状况呈现出特定的规律性。因此，针对特定用户、特定工程项目及热源形式而言，影响室内供热量大小的主要因素为供水流量。通过流量计对各时刻供回水流量的直接测量，通过基于流量与热量关系的分析，通过软件分析计算，即可获得与之对应的热量关系。通过镶嵌在流量计中的积分仪对某一时段的与流量计测量的流量曲线对应的热量曲线积分计算，即可获得该时段内热用户的实际耗热量大小。

实现本发明目的的技术方案是，提供一种基于流量热量关系模型的地板辐射采暖热计量方法，基于地板辐射采暖的地板结构、地埋管结构，从而确定其传热模型、地板结构参数、地埋管参数，进而确定管内流动的对流换热系数及地埋管表面平均温度，利用传热模型得到地埋管向上向下的传热量，再利用能量守恒原理，最终得到基于流量热量关系模型的地板辐射采暖的换热量及采暖房间的单位面积热负荷。

本发明基于流量热量关系模型的地板辐射采暖热量计量方法，包括下述步骤:

步骤1：根据地板辐射采暖的地板结构模型、地埋管结构，确定其传热模型、地板结构参数和地埋管参数，得到地埋管供水温度t₁、室内空气温度t_r和供水干管载热流体的流量值m；

步骤2：根据传热模型、地板结构参数和地埋管参数，确定地板填充层厚度修正系数、地板向上的传热系数K_u和向下的传热系数K_d；

步骤3：根据地埋管参数、供水干管载热流体的流量值m，确定各地埋管的流量值q_m、各地埋管管内流速v，得到的各地埋管内流体雷诺数Re，确定流态；