供热无线室温监测系统的搭建策略

段 豪

（太原市热力集团有限责任公司，山西 太原 030001）

引言

能源紧张问题是当前社会发展中面临的主要问题之一，而供热过程中能源消耗量较大，相关研究数据显示，我国在建筑采暖方面的能源消耗是同纬度国家的三倍，这说明供热系统在节能方面存在不足。在今后的供热发展中，需要遵循节能减排目标，对能源消耗问题进行有效控制。为了尽量降低能源消耗，提高供暖效果，可以对用户的供热需求进行具体调查研究，采取对室内温度进行合理监测的方法，了解各类环境因素对供热质量的影响，在此基础上对供热系统进行优化控制，以满足用户供热需求，同时减少不必要的能源浪费。

1 搭建无线室温监测系统的必要性分析

目前，各个供热企业已经充分认识到节能减排的重要性，但所采取的供热手段较为滞后，还有很多供热环节会产生能源损耗问题。其中，最显著的问题是不能做到对热量的合理分配，存在热用户室温高低不一，温差过大的现象。有一部分热用户的室内温度无法满足采暖需求，而一部分热用户的室内温度过高，甚至出现开窗通风的现象，这将造成更大的热量损失，属于能源浪费的一种表现。从某一层面来讲，采暖消耗除了与建筑物的保温性能有关，还与供热系统的热量分配和管理水平有关。要想最大化利用热量，需要加强对热用户供热需求的实际调研工作，并且找出平衡能源消耗和满足用户采暖需求的关键点。在前期的发展中，有部分供热企业将供回水的温度作为变量，获取室内温度的函数曲线关系图，并根据每年的曲线关系图对供热方案进行修改，此种室温分析手段虽然能够起到一定的温控作用，但忽视了建筑结构特点、保温材料性能等因素对曲线关系图的影响，导致热用户的满意度较低。基于此类问题，需要将室内温度作为判断供热质量的主要数据，通过对室内温度的实时监测分析供热质量，并根据反馈的数据对供热运行管网进行动态化调整，提高用户满意度的同时，还可在一定程度上降低采暖能耗。因此，搭建无线室温监测系统，对一些典型用户的室温数据进行提取，将其作为供热系统调节的参考依据是提高供热质量和降低采暖能耗的重要手段。

2 无线室温监测系统组成

无线室温监测系统结构图如图1所示，系统搭建方法为通过在用户居住空间内装设无线室温监测仪的方式，对各个具有代表性的室内温度进行实时监测，之后借助无线网络对采集到的温度数据进行上传，并同步到通讯终端，由通讯终端和GPRS网络将数据实时上传到中心服务器，最后利用系统中的数据分析模块对实时上传的数据进行保存、分析和处理，形成能够为供热系统运行提供参考的专业数据。供热企业根据反馈的实时温度数据对影响采暖质量和室内温度的相关因素进行分析。

考虑到室温数据的可参考性，在选择监测用户时，需要根据距离热源的远近，分别选择距离热源最近、最远和中间的楼宇，并选择不同的楼层进行监测，对于冷山用户和中间层用户也需加设无线室温监测仪。在本次研究中，选择了室外温度在-7℃，室内采暖标准为18℃的小区，共涉及监测用户60户，具体设置数量如下页表1所示。

表1 无线室温检测仪的分布与安装

该小区的楼宇朝向为南北朝向，热源为远距离集中供热，由中间换热站进行热量分配。系统搭建完成，并且对相应设备调试后，进行室温收集。为了研究室温监测数据是否有效，将其与当年的采暖温度统计值进行对比，证明该监测系统获取的室温实时监测数据的准确度较高，能够被作为供热系统管网运行调试的参考依据。此外，还随机抽查了6户，采用已经调试过的温度计进行现场测温，使其与无线室温实时监测系统中反馈的数据进行对比，二者误差在0.3℃以下，其误差值符合室温监测标准的要求[1]。

3 无线室温监测系统的应用效果

3.1 在热力平衡调节中的应用

节能减排目标的实现需要建立在满足用户采暖需求且能保证热力平衡的基础之上。前期所采用的节能减排策略，虽然在一定程度上降低了能源损耗，但对供热质量的影响不可忽视，尤其是在采取量调控制措施时，是通过减少管网循环水量的方式对管网供热温度进行调试。这种状况下，当管网中的循环水量较少时，很容易出现水力失衡以及热力失衡问题，这将严重影响供热质量。其中热力失衡问题的影响较为深远，主要表现为室内温度过低的用户会降低对供热质量的满意度，导致供热企业的社会形象受损，很可能危及供热企业的长期可持续发展。另外，室内温度过高的用户产生的能源损失问题也是不可忽视的。因此，急需采取有效的措施进行供热管网运行调节，降低热力失衡问题的发生率。本文所研究的无线室温监测系统可对典型用户的室内温度数据进行实时获取，为供热管网运行调节提供直观可靠的数据信息。通过对中距离用户、远距离用户和近距离用户室内平均温度进行对比分析可以发现，中距离用户室内平均温度要高于远距离和近距离用户的平均室内温度，其温差在1.5℃左右，这证明该小区存在一定的热力失衡问题。为实现对热力失衡问题的有效控制，可通过对供热管网进行运行调节来适当提升远距离用户和近距离用户的室内温度。进行热力管网调节后，再次对中距离、远距离和近距离用户室内温度进行采集，并计算出平均温度值进行对比，对比后发现，调节后的热力得到了有效平衡，其温差值仅为0.5℃，与热力平衡标准要求相符。

3.2 在换热站耗能控制中的应用

通过无线室温监测系统所反馈的温度信息来看，该小区的平均室温高于22℃，与室内采暖温度18℃相比，相差4℃，这这证明该换热站具有更大的节能空间。但实际上要求室内平均温度要高出标准采暖温度值，在同时考虑经济效益、资源效益和用户需求的基础上，可采取递进降低能耗的方式，能耗的降低必定会引起室温的改变，降低能耗的同时，应派遣专门的人员到该小区进行走访，了解用户对采暖温度的满意度，当发现用户反应明显的情况下，应及时停止降低能耗的行为，并适当提高室内温度，尽可能找出同时符合能源节约要求和用户采暖需求的平衡点[2]。

另外，考虑到室外温度变化对室内温度值的直接影响，换热站要想达成降低能耗的目标，也需对室外温度进行实时监测，并根据室外温度值确定热负荷要求，对供热管网中的循环水量进行动态调整，当室外温度升高时，热负荷需求便会降低，此时则可适当减少供热管网中的循环水量，使室内温度得到有效调节。在特定情况下，也可通过控制供水温度来达成供热管网运行调节目标。在无线室温监测系统的作用下，可为供热管网的运行调节工作提供十分可靠的数据参考，有助于找到能源节约和供热质量的平衡点，是保障供热管网稳定运行的重要手段。

3.3 在其他方面的应用

由于无线温度监测系统可以做到对室内温度信息的实时反馈，当室内温度值出现异常时，相关人员可以直接根据参数异常显示的区域进行供热管网的故障排查，有助于提高供热管网运行的可靠性。

4 结语

搭建无线室温实时监测系统可为供热管网的运行调节和换热站的能耗控制提供可靠的参数依据，能够在一定程度上达成能耗控制目标，并同时保障供热质量。可以认为，无线室温监测数据是反馈供热质量的主要依据，对室温监测数据进行分析，有助于不断完善换热站的供热调节方案，使供热管网的运行控制水平得到显著提升，进一步增强供热系统的供暖质量。