王向伟
承德热力集团有限责任公司 河北承德 067000
摘 要:建筑的供热负荷受到建筑内部得热、室外风力和太阳辐射等多种因素的综合影响，内部得热是众多内外部因素中对供热负荷影响值占比重最大的因素。本文以设计供热指标为基础，总结出传统负荷预测方式存在的不足，对供热负荷动态预测过程中内、外部影响因素进行分析，并重点阐述内部得热在供热负荷动态预测过程中的重要影响，对做好供热负荷动态预测，实现供热精细化调节，科学准确按需供热具有一定指导意义。
关键词： 供热负荷；内部得热；动态预测；指标修正
1 引言
随着科学技术的日益发展和能源消费形式日趋紧张，如何做好供热负荷动态预测，促进供热系统节能降耗，实现按需供热，解决供热不均问题，保障热用户舒适性的基础和前提，也是智慧供热发展的必然要求。传统负荷预测方式按照理论公式进行计算，无法直接体现各项影响因素对负荷预测的修正作用，使得预测结果与实际情况存在偏差，一定程度上造成了能源浪费。
2 供热负荷的预测
2.1 理论基础
目前供热行业内基本都是按照下面公式进行计算：
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2.2 传统预测方法存在的不足
2.2.1 实际供热指标与理论值存在偏差
在运行过程中，为保证用户端室温处于合理恒定温度范围内，实际上供热指标是动态变化的量，是随着室外温度变化而变化的，与设计指标存在很大差异，而且与室外气温并无直接线性关系。这样在公式2.2中同时出现和两个变量，因此是无法准确进行供热负荷预测的。
2.2.2 无法准确描述各因素的影响值
在实际供热过程中我们要结合室外平均气温变化、内部得热、风力、太阳辐射、建筑用热性质等多种因素综合考虑调整供热指标，并结合用户端供热效果对供热负荷进行预测。但是在负荷预测调整过程中，针对各项因素对供热指标的影响值无法进行具体描述，且不能对各项因素的影响进行分别描述和统计，这样在一定程度上增大了预测负荷与实际需要负荷的偏差度。
2.2.3 指标调整存在滞后性
在传统供热负荷预测过程中，需要按照预测负荷指导供热系统运行，再根据最终结果判断预测负荷的准确性，是预测到执行，得到效果再进行修正的过程。如果第一次供热负荷预测与实际存在偏差，待用户端室温发生变化发现指标不合理再对供热指标进行修正，已经执行完毕，是对供热系统运行的事后控制，导致指标调整存在严重的滞后性。
3 供热负荷的动态预测
供热负荷受到建筑内外部因素综合影响，由于确定的因素对供热负荷的影响是固定的，这里供热负荷的动态预测只考虑不确定的因素，这些因素主要考虑室外气温、内部得热、太阳辐射和风力影响。
3.1 动态预测算法
因气温的影响已经有明确的计算方法，这里根据供热负荷其他各项影响因素对公式2.1中的面积供热负荷进行分解、量化，对各项因素影响值进行计算，具体表达式如下：
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3.2 主要影响因素指标修正与计算
3.2.1 内部得热的修正分析
(1)内部得热的热源构成
常见冬季室内产热源包括：室内人体散热、照明散热、家电设备散热和炊事散热等。其中，人员的散热特性与性别、年龄等客观因以及环境参数、衣着和活动状态有关；灯具照明散热因灯具种类和安装方式不同，导致来自灯光的散热变得十分复杂；家电设备更是多种多样，如电视机、电冰箱、电脑、电磁炉、电饭锅、微波炉等。这些热源通过热辐射和对流的方式将热量传递到建筑内部，使得建筑内部温度升高进而减少了供热负荷。
(2)内部得热的取值
在《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26—2010）中规定折合到单位建筑面积上单位时间内建筑物内部得热量取值为3.80 W/㎡。
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根据不同风级对室外温度的影响值代入下式中计算出风力对供热指标的修正值：
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式中：——设计室外温度，℃。
3.3 各因素对供热负荷影响比例分析
以承德地区一般建筑设计散热指标38W/㎡为例，对采暖期内一般气象条件下，各项因素对基础供热指标影响值占比情况进行计算结果如下表3所示。
表3 各因素对基础热指标的影响比例范围
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由表3可以看出，内部得热对基础热指标的影响比例最大，而且高于其他各项因素影响比例之和。在耗热指标较低的节能建筑中其影响比例还会增大，同时随着住宅产业的发展和人民生活水平的提高，特别是家电设备较之前已经成倍增加，直接影响了建筑物内部得热量的增加，使得内部得热对供热负荷的影响也越来越大。
4 实际应用效果分析
利用前文对动态负荷预测指标修正的计算方法，承德热力集团组织下属公司按公式3.1进行供热负荷预测管理，对某公司能耗和室温情况统计分析如下：
在供热负荷进行动态调整过程中，对用户室温情况进行跟踪监测，发现用户端室内温度是一直处于平稳状态的，室温合格率达到98%以上。统计该公司本年度及同期1月至3月耗热量及供热负荷情况统计如表4和表5。可以看出指标修正前与修正后总体供热量基本持平，但是综合供热负荷较修正前降低约1W/㎡，即在同等情况下实现节热约80646GJ。根据影响因素对供热指标的影响值进行动态供热负荷预测，能够准确判断实际需用供热负荷，既保证了用户端用热需求，又避免了热量浪费。
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5 结论
本文通过对影响供热负荷的内外部因素进行分析，重点阐述了内部得热因素，并结合实例对预测结果的准确性和实际效果进行了统计分析，可以得出以下结论：
（1）在供热负荷动态预测过程中要综合考虑内外部因素影响，传统预测方法在预测准确性方面存在不足。
（2）在影响供热负荷的内外部因素中，内部得热占有较大影响比重，其对供热负荷影响随室外气温升高而增大，对基础供热指标的影响程度也越来越大。
（3）按照影响供热负荷各项因素对供热指标进行修正计算，能够更加准确的预测供热负荷，得到综合供热指标也更加贴近用户实际用热需求。
参考文献
[1]贺平,孙刚.供热工程.中国建筑工业出版社,2009.
[2]JGJ 26-2010.严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准[S].中国建筑工业出版社，2010．
[3]李胜涛.集中供热系统的热负荷预测方法研究.长安大学.
[4]王兴龙.采暖地区居住建筑内部得热量研究.西安建筑科技大学.
[5]DB11/T 1233—2015.供暖节能气象等级.北京质量技术监督局.
作者简介：
王向伟，男，高级工程师，承德热力集团有限责任公司总工程师，一直从事集中供热系统设计、生产运行和技术管理工作。
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