熱量與溫度變化的關系范例6篇

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熱量與溫度變化的關系

熱量與溫度變化的關系范文1

【關鍵詞】蒸發屋面；隔熱膜快；熱箱；標定

1 引言

生態屋面蒸發隔熱技術的研究主要集中于輕質植被隔熱屋面、多孔材料蒸發隔熱屋面、蓄淋水隔熱屋面等方面，國內在此方面的研究大多偏重于工程應用，重點對其施工工藝、構造模式、施工方法及布置等進行研究，對其隔熱機理的研究開展不多。華南理工大學孟慶林等人[1]則通過熱氣候風洞模擬真實典型氣候環境，對種植屋面材料熱過程進行仿真測試研究，提出種植屋面的當量熱阻為0.41～0.63（m2.K）/W；其他不同學者[2-4]也分別對不同材料的蒸發隔熱模塊進行了實驗測試研究，獲得了相關材料的蒸發隔熱特性。

但是基于多孔材料的蒸發隔熱技術涉及多孔介質的熱濕耦合傳遞，僅通過實際氣候條件下的實驗測試難以準確獲得其水力傳導系數、濕擴散系數及表觀當量熱阻等物性參數和熱濕耦合傳遞規律。因此本課題組設計并研制出用于測試生態屋面蒸發隔熱模塊的實驗室防護熱箱，以期通過調節實驗測試模塊上下表面環境參數，從而得到其熱濕耦合傳遞特性和蒸發隔熱規律。

2實驗測試裝置及流程

2.1 實驗測試裝置

生態蒸發隔熱模塊的熱濕耦合傳遞特性和蒸發隔熱規律采用防護熱箱法進行測試，防護熱箱由內外箱兩部分組成，其構造從里到外依次為：鍍鋅板、聚苯乙烯泡沫填充物、鍍鋅板。里外均用黑漆噴鍍。實驗測試標定環境工況為：室內溫度27.3℃～27.7℃，環境相對濕度在60.5%～73.6%。

標定板采用擠縮聚苯乙烯板：尺寸長×寬×厚為660mm×660mm×50mm；主要熱工性能，導熱系數為0.0493W/（m.K）。

2.2 實驗測試流程

為了獲得實驗室防護熱箱的標定特性規律，本文于廣州的夏天（9月28日―10月3日）對實驗室防護熱箱的四周散熱量、其它散熱量、內箱箱內溫度進行了測試。溫度測試分別選取內箱各個壁面中心、內外箱懸空中心、標定板上下表面、內箱中心懸空。實驗連續測試7個小時，每隔5分鐘記錄一次數據。

實驗測試標定流程：通過所設置的高精度交流穩壓器獲得穩定的輸出電壓，并通過調壓器調節加熱器電壓，從而調節防護熱箱內加熱器的加熱量，獲得不同的加熱工況。利用溫控裝置控制外箱加熱器的開啟與關閉，從而使內外箱溫度基本保持一致。防護熱箱內外表面的溫度分別由設置在箱內外表面溫度傳感器進行測試，并通過溫度采集儀進行采集；利用電力采集儀記錄軸流風機的功率、功率因數。

3 實驗測試結果及分析

3.1 實驗測試工況

防護熱箱內箱內外壁面溫度、標定板內外表面溫度和內外箱箱內溫度是標定計算的重要參數。其中保證內外箱箱內溫度相等是其它計算的前提，不同工況下內外箱箱內溫度、加熱時間以及溫差如表1所示。

3.2 準穩態傳熱狀態的判定

當箱體處于相對穩定傳熱平衡狀態時，意味著加熱器加熱量、箱體傳熱量、箱體蓄熱量和標定板傳熱量處于相對穩定傳熱狀態，亦即箱體標定處于穩定狀態時段。判定箱體處于相對穩定傳熱狀態是確定防護熱箱內箱傳熱量、蓄熱量的重要指標。一般情況下，可以通過標定板內外兩側的溫差變化、內箱箱體壁面內外兩側的溫差變化、內外箱箱內溫度差值等參數變化來進行判定。本文通過內外箱箱內溫度的變化來判定箱體是否進入相對穩定傳熱狀態。從圖2可以得出：不同標定工況下內外箱箱內溫度溫差隨時間的變化規律大致相同，在開始加熱的3個小時內，溫差隨時間逐漸縮小；3至5個小時內曲線趨于平緩；5至7個小時內，曲線基本水平，溫差隨時間的增加而不變。與此同時不同加熱工況進入相對穩定傳熱狀態的時間大致相同。不同工況下加熱時間、準穩態階段的選取如表1所示。

3.3 傳熱量的標定分析

不同標定工況下內箱箱體的四周散熱量、其它散熱量與箱體總熱流量的關系，標定板傳熱量與箱體總熱流量的關系。

箱體的其它散熱量占總熱流量的35.0%～40.4%，平均占35.6%；箱體的四周散熱量占總熱流量的11.8%～14.9%，平均占12.9%；標定板傳熱量占總熱流量的47.7%～53.4%，平均占51.5%。從上述數據可以看出，當防護熱箱內外箱溫度相對恒定時，內箱的四周散熱量很小，說明本實驗設計的防護熱箱合理準確。

不同實驗工況下隨著總熱流量的不斷增加，內箱的箱體散熱量、其它散熱量呈線性隨之增加；與此同時，通過標定板的傳熱量也隨總熱流量的增加而增大，從回歸公式看，相關系數的平方可以達到0.9959，說明此線性回歸公式的應用準確性高，為后續生態蒸發隔熱模塊性能測試提供很好的標定公式基礎。

4 實驗測試結論

從上述標定實驗結果可以分析得出以下一些結論：

（1）在實驗標定環境工況（室內環境溫度在27.3℃～27.7℃；環境相對濕度在60.5%～73.6%）下，不同加熱工況的加熱時間在7個小時左右，且不同工況下進入相對穩定狀態的時間基本相同，即在加熱5個小時后進入準穩態傳熱階段；

（2）在實驗標定環境工況下，箱體總熱流量與內箱箱體四周散熱量、內箱其他散熱量、標定板傳熱量以及內箱箱內溫度均表現出良好的線性相關關系，其相關系數分別為0.8951、0.9718、0.9743和0.9645，反映出箱體總熱流量與內箱箱體四周散熱量及其他散熱量在相對穩定傳熱階段具有良好的線性穩定關系；

（3）在25V～45V不同實驗測試工況下，內外箱箱內溫度之差介于0.62℃～0.99℃之間，滿足防護熱箱控制要求；且各實驗測試工況下內箱箱體四周散熱量與箱體總熱流量的比值范圍為0.118～0.149，所占份額很小且基本穩定；

5 結束語

用于測試蒸發隔熱模塊的防護熱箱的標定是準確進行隔熱實驗的前提與基礎，本文對測試用防護熱箱進行了不同工況下的實驗研究，獲得了該防護熱箱內箱箱體蓄熱量、四周傳熱量與加熱量的函數關系式及比值范圍，同時獲得了內箱箱體溫度的變化范圍，該實驗結果可為模塊的蒸發隔熱實驗提供必要的標定數據和良好的實驗測試基礎。不足之處，通過標定板的熱量僅占總加熱的51.5%，而其它散熱量占總加熱量多達35.6%，這是實驗裝備需要改進的地方，盡量使通過標定板的熱量占總加熱量的90%以上。

【參考文獻】

熱量與溫度變化的關系范文2

首先我們來談談熱現象中物質的三態變化規律。在這里需要記住的物理定義和規律有以下幾方面：①、自然界中物質有三態即：固態、液態、氣態。②、物質的三種狀態之間是可以相互轉化的，其中由固態變為液態叫熔化；由液態變為固態叫凝固；由液態變為氣態叫汽化；由氣態變為液態叫液化；由固態直接變化氣態叫升華；由氣態直接變為固態叫凝華。③物質的三態變化過程中還伴隨有熱量的變化，其中熔化要吸熱；凝固要放熱；汽化要吸熱；液化要放熱；升華要吸熱；凝華要放熱。對這些規律的文字描述讓人覺得很是繁瑣，難于記憶。如果我們用圖示法則顯得非常簡單明了，便于記憶。在教材中也有物態變化的圖示。

如圖1所示，圓圈內文字表示物質的三態，用箭頭表示物質三態之間的轉化方向，箭頭旁邊的文字表示這種狀態轉化過程的定義及吸、放熱的情況。如此，上邊所有要記憶的內容用此圖形很簡潔的表示了出來，圖示中對那些抽象的轉化關系用箭頭表示出來，吸放熱情況也顯得一目了然，從而加快了對物態變化過程中各定義及吸放熱情況的理解和記憶。

同樣，學生在學過內能的知識后，對溫度、內能、熱量這三個概念及三者之間的關系理解得不清，所以對于解答涉及相關內容的實際問題時經常出錯。我們根據學生對同一個物體的溫度、內能、熱量三者之間關系的認識，總結出如下6個結論（為了簡化，我們只討論溫度升高、內能增大、吸收熱量的情況；省略了對溫度降低、內能減小、放出熱量的討論）：①物體的溫度升高，則物體的內能一定增大；②物體的溫度升高，則物體一定吸收熱量；③物體內能增大，則物體的溫度一定升高；④物體內能增大，則物體一定吸收了熱量；⑤物體吸收熱量，則物體的溫度一定升高；⑥物體吸收了熱量，則物體的內能一定增大。以上關系中，其中①和⑥是正確的，而②③④⑤都是錯誤的（考慮到初中生的理解能力有限，初中階段只考慮做功和吸放熱單一變化的情況，不考慮做功與吸放熱同時進行的情況，各種資料均如此分析）。②錯誤的原因是物體的溫度升高還可能是外界對物體做了功。③錯誤的原因是物體的內能增大，若同時物體發生了物態變化（比如熔化），則物體的溫度不一定升高。④錯誤的原因是物體的內能增大也可能是外界對物體做了功。⑤錯誤的原因是物體吸收熱量的同時，若物體發生了物態變化（熔化），則物體的溫度不一定升高。對于以上的分析，學生要記憶的內容看起來很多，且很抽象，不容易記清楚，為此我們可以構造簡單的知識結構圖，用下圖2清晰的表示出來。

熱量與溫度變化的關系范文3

摘要目的：觀察不同體溫下輸液對手術患者體溫及熱量的影響。方法：將56例行硬膜外阻滯麻醉的手術患者隨機分為兩組，溫液體組和室溫液體組。分別于麻醉前及麻醉后15、30、60、120分鐘和術終記錄肛溫、熱量和寒戰的反應，并進行統計學比較。結果：硬膜外阻滯麻醉后30分鐘兩組肛溫升高0.5℃后逐漸降溫，溫體液組患者較室溫組肛溫降低幅度小，無熱量丟失、寒戰反應發生率低(P＜0.01)。寒戰患者肛溫較非寒戰患者者低(P＜0.01)，熱量丟失多。結論：預熱靜脈液體不僅可以避免因輸注液體溫度低而引起的肢體發涼、發麻、脹痛、寒戰，還可以防止術中體溫降低和熱量丟失。

關鍵詞手術靜脈輸液肛溫寒戰

doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2012.05.282

體溫降低是麻醉常見并發癥之一，術中低體溫可導致物代謝減慢、凝血障礙、免疫功能抑制、心肌缺血、術后滲血量增多、術后切口感染和機體寒戰反應。因此，維持術中患者體溫正常是降低術中、術后和麻醉并發癥的重要措施。但目前有關專題報道尚未見到。現對56例在硬膜外麻醉下的手術患者應用不同溫度輸液，患者體溫及熱量變化的研究結果報告如下。

體溫降低是麻醉常見并發癥之一，術中低體溫可導致物代謝減慢、凝血障礙、免疫功能抑制、心肌缺血、術后滲血量增多、術后切口感染和機體寒戰反應。因此，維持術中患者體溫正常是降低術中、術后和麻醉并發癥的重要措施。但目前有關專題報道尚未見到?，F對56例在硬膜外麻醉下的手術患者應用不同溫度輸液，患者體溫及熱量變化的研究結果報告如下。

資料與方法

56例在硬膜外麻醉下手術的患者，年齡43～57歲，平均50歲。術前體溫正常，常規行L2～3硬膜外阻滯麻醉。手術時間2～3小時，平均2小時25分鐘。

方法：將患者隨機分為兩組，溫體液組34例，室溫組22例。維持手術間溫度22～24℃，硬膜外阻滯麻醉后放置肛溫探頭。開放上肢靜脈通路，輸注復方乳酸鈉液體。第1小時輸注量15～20ml/kg體重，之后每小時10～15ml/kg體重，并根據血壓及失血量調整輸液速度。溫體液組輸液管道(80～100cm)通過42℃的Hotline液體加溫器，液體輸入患者體內時的溫度為37～38℃，室溫組輸注液體溫度20～21℃。

通過控制輸液溫度，檢測手術中硬膜外麻醉患者的體溫與熱量丟失以及寒戰發生等情況，觀察不同體溫下輸液對此類患者的體溫以及熱量的影響。依據吸熱定律公式Q=CM(T2-T1)，Q=吸收的熱量(KJ)、C=液體的比重(約等于1)、M=輸入液體的容積、T2=液體溫度、T1=體溫，推算輸入不同溫度復方乳酸鈉液體后機體熱量的丟失程度。術中測量肛溫、患者對寒戰的自覺癥狀、寒戰、輸液量、失血量、尿量，分別在硬膜外麻醉前、硬膜外麻醉后15、30、60、120分鐘和術終記錄上述項目。采用的液體為復方氯化鈉，因此基本可以忽略液體所產生的熱量以及由此產生的誤差。

統計學處理：肛溫、輸液前后熱量變化和輸液量、失血量、尿量，采用t檢驗，寒戰癥狀、寒戰采用X2檢驗。

結果

手術中肛溫變化：硬膜外阻滯麻醉后30分鐘肛溫升高0.5℃，之后漸降，室溫組下降速度和幅度較溫體液組明顯，室溫組術終肛溫較基礎值低0.9～1.0℃(P＜0.01)，而溫體液組術終肛溫與基礎值無明顯性差異，見表1。

熱量變化：患者術中平均輸液量2800±400ml，根據Q=CM(T2-T1)計算，溫液體組術終熱量變化1×2800×(37-36.2)=1.52±0.22kJ(3.64±0.52kcal)，室溫組術終熱量變化Q=-17.79±2.54kJ(-42.56±6.08kcal)，兩組相比較差異有極顯著性(P＜0.001)。

寒戰的發生及與術中肛溫的關系：溫體液組中1例患者出現寒戰(2.94%)，室溫組側有7例寒戰(31.8%)，兩組相比，差異有極顯著性(P＜0.01)。8例寒戰患者和48例無寒戰患者的術終肛溫分別為34.9±0.3℃與36.1±0.6℃，兩者之間差異也極為顯著(P＜0.01)。兩組輸液總量、輸液速度、失血量、尿量之間無顯著性差異，手術時間與肛溫變化也無線性關系。

討論

患者手術中體溫的變化對于麻醉有一定的影響。許多因素可以引起手術患者體溫的變化，其中靜注大量低溫液體是手術當中患者體溫降低的主要原因之一。低溫液體進入人體內需要吸收機體的熱量方能達到正常體溫的溫度(1kg液體升高1℃需吸收418kJ)［1］。另外術中臟器長時間暴露、物對體溫調節中樞的抑制均使術中熱量散失而影響患者導致體溫降低。

本研究結果顯示，硬膜外麻醉后30分鐘肛溫升高，表明麻醉阻滯區域的血管擴張，血流量增多，散熱增多［2］，隨著靜脈輸液量增多和腹腔臟器暴露時間延長，機體熱量丟失增多，導致體溫進一步降低。預熱靜脈液體不僅可避免因輸注液體溫度低而引起的肢體發涼、發麻、脹疼、寒戰，還可以防止術中體溫和熱量丟失。慷А

汪淼等在臨床應用輸液恒溫器的研究中［3］，對加溫藥物的穩定性進行了觀察，結果發現加溫器對藥物的穩定性影響不大，無統計學意義。本研究中，在進行加溫輸液時，由于藥物在Hotline加溫器的時間短，所以可以認為不影響藥物的療效。

本文研究結果提示，在應用低溫麻醉時，可采用輸入低溫液體的方法來維持液體的方法來維持術中的低溫狀態。

參考文獻

1 韋統友,王芳,等.恒溫加溫輸液用于新生兒硬腫癥的效果觀察.中華護理雜志,1998.

2 敖虎山,王俊科,等.硬膜外阻滯下阻滯區皮溫、內皮素、動-靜脈氧差的變化.中華麻醉學雜志,1996.

3 汪淼,朱嘻慶,等.輸液恒溫加溫器的研制及臨床應用.齊魯護理雜志,1996.

熱量與溫度變化的關系范文4

低溫地板輻射采暖系統以室內溫度均勻性好、舒適性好、溫度梯度小、符合人體生理要求和不影晌室內使用面積等優點，受到人們的普遍歡迎，被廣泛的應用于住宅、別墅、賓館和辦公大樓等場所。地板輻射采暖同傳統散熱器或空調送暖在傳熱原理上有所不同，前者輻射所占比例大，后者以對流方式為主。

2.常見的問題

通過對一些低溫地板輻射采暖工程的實際觀察，我發現了許多問題，而且還相當普遍，如室內偏熱、地面溫度偏高和地面溫度分布不均勻等，經分析可以確定這是設計上的問題。

2.1室內溫度偏高

主要原因是：

(1)負荷確定時未考慮輻射采暖與對流采暖的區別，直接將對流采暖負荷作為輻射采暖負荷進行計算。相同條件下，輻射采暖時壁面溫度比對流采暖時高，減少了墻壁對人體的冷輻射，而人對室內熱環境的感受常以實感溫度來衡量，實感溫度可比室內環境溫度高2—3℃，因此在保持相同舒適感的情況下，輻射采暖室內空氣溫度可比對流采暖時低2—3℃或在負荷計算時取對流采暖熱負荷的0.9—0.95(對于全面輻射供暖來說)。

(2)在計算采暖熱負荷時沒有考慮上層地扳向下的傳熱量，也是造成室內溫度升高導致室內環境偏熱的原因。

(3)是有的設計人員按參考資料提供的地板散熱量直接查取管間距，甚至根據經驗確定管間距，而忽略了適用條件。加熱管確定，公稱外徑、填充層厚度和供吸水溫差確定，不同加熱管間距與不同平均水溫地板有不同的散熱量。當填充層厚度改變時，地面層熱阻減小，地板散熱量加大，從而使室內溫度升高，室內偏熱；供回水溫差改變，管間距增減，管內平均水溫的變化，也將影響地板散熱量的大小。

例如某工程設計時，供回水溫度為50℃／40℃，室內溫度為18℃，管間距為250㎜，地面層為木地板，地板散熱量約89w／㎡。由于某種原因供回水溫度改為55℃／45℃，供回水溫差沒有變，施工時未做變更，結果實際運行時，室內溫度卻高達23—24℃，溫升約5—6℃，地表溫度也升高了5℃左右。

因此設計時應進行細致的計算，否則不僅偏離設計要求，而且也將浪費能源。

2.2地面溫度偏高

地面溫度過高，長久之后人體也會感到不適，而且對地面覆蓋物也有一定影響，因此根據衛生要求、人體熱舒適性條件和房間用途，對地面溫度做了一些規定。

地板輻射采暖時地板表面平均溫度(tb)與加熱管的管徑(d)管間距(s)、加熱管埋深(h)、地板導熱系數(λ)、供回水平均溫度(tp)和室內溫度 (tn)有關，即：tb=fd，s，h，λtptn

由于地板單位面積散熱量q與單位面積埋管的散熱量(d、s、h、λ、tp)有關，則有：q=g d s h λ t p，因此得出近似公式：

tb=tn+9(q／100))0.909

由上述公式可以知道影響地面溫度的因素，在工程中引起地面溫度偏高的直接原因主要有以下幾個力而：

(1)負荷偏大：由于室內熱負荷偏大，地板單位面積散熱量q增加，地板表面平均溫度tb增大。

(2)供回水平均溫度偏大：當供回水平均溫度tp升高時，室內溫度升高，地表溫度也升高。

(3)埋管深度不夠：有些房地產開發商為了降低房屋造價，將層高減小，用戶為了保證室內足夠的凈高，有的采用減小加熱管埋深的做法。由于埋深h減小，使地板熱阻減小，單位面積地板散熱量q增加，從而使得地面溫度tp偏高。

2.3地面溫度不勻

地面溫度分布均勻程度主要受埋管深度h、管間距s大小和布管方式等影響。

2.3.1埋管深度

根據有關理論，填充層的熱阻是變化的，這樣就使輻射板表面呈不等溫面，管頂所對應的地面溫度最高，當相鄰兩加熱管中的熱水溫度相等時，兩管中間處的地面溫度最低，埋深越小，地面溫度越高和分布越不均勻。

2.3.2埋管間距

根據有關理論，當管間距增大時，兩管間疊加強度減小，管頂所對應的地面溫度增高，兩管中間處的地面溫度降低，地面溫度分布更加不均勻。為了保證地面溫度分布均勻性，工程中一般限定管間距不宜大于300mm，但當地面散熱量大時，即使300mm的管間距也顯得過密，此時可通過調整加熱管水流量和水溫等來適應要求。

2.3.3 布管方式

沿加熱管水流方向，水溫逐漸降低。常用的布管方式有平行排管式、蛇形排管式和回字形盤管式，平行排管式地板表面平均溫度沿水的流程方向逐步均勻降低，蛇形排管式地板表面溫度在小面積上波動大但平均溫度分布較均勻，回字形盤管式地板表面平均溫度也是沿水的流程波動很小，溫度分布更均勻。

3.局部情況

由于沿外窗外墻熱損失較大，一般將高溫管段優先布置在該處，或在沿外窗外墻一定范圍內布管加密，但不能過密，外窗外墻地面溫度偏高會加大熱量損失；

4.建議

上述問題多是由于設計中沒考慮輻射采暖的特點而造成的。地板輻射采暖設計看似簡單，實際設計中需綜合考慮室內溫度、地面溫度、地面溫度的分布等要求，以及相互之間的關系。室內溫度與地面溫度和地板散熱量有很強的耦合性，某一者的變化將引起其他量的連鎖變化，因此設計中應遵循以下步驟：

(1)計算熱負荷，根據輻射采暖特點，確定出房間實際需熱量；

(2)根據己知條件，如建筑面積、地面結構和室內溫度等要求，確定地板散熱量；

(3)根據散熱量，室內溫度，供回水溫度，地板熱阻，假定加熱管管徑，確定管間距；

(4)根據房間布置情況，在保證單管長L≤120m的條件下，確定支管數；

(5)根據房間用途及熱工特性，遵循溫度均勻分布的原則進行布管，布管時應注意盡量使各并聯管路平衡。

(6)計算各支管水量，校核系統阻力是否平衡，注意管內的流速不應低于0.25m／s。

5.小結

(1)低溫地板輻射采暖是以輻射傳熱為主的采暖方式，因此熱負荷計算時應與對流采暖方式加以區別。

(2)室內溫度、地面溫度和地表面散熱量有很強的耦合關系，注意某個量的變化將引起其他量的相應變化。

熱量與溫度變化的關系范文5

[關鍵詞]熱計量方法；熱量表與熱量分配表；散熱器恒溫控制閥；合理計費；建筑節能

1.國外應用情況及我國發展現狀

國外發達國家的集中供熱系統均為動態的變流量系統，其調節與控制技術先進，控制手段完善，設備質量高。目前除西方發達國家已采用這一措施外，東歐各國及原蘇聯地區國家正逐步推廣。

我國由于現行的供熱收費體制是按面積收費，所以抑制了供熱節能的實現，同時造成了熱費收繳困難等問題。目前，隨著對供熱節能研究的深入，熱計量與溫度控制已經成為當前我國暖通行業關注與研究的熱點。

2.熱計量方法

目前，歐美國家按戶計量熱量使用的方法基本是以下三種：

2.1　直接測定用戶從供暖系統中用熱量。該方法需對入戶系統的流量及供回水溫度進行測量。采用的儀表為熱量表。該方法原理上準確，但價格較貴，安裝復雜，并且在小流量時，計量誤差較大。目前在法國、瑞典等國應用較多。

2.2　通過測定用戶散熱設備的散熱量來確定用戶的用熱量。該方法是利用散熱器平均溫度與室內溫度差值的函數關系來確定散熱器的散熱量。該方法采用的儀表為熱量分配表，常用的有蒸發式和電子式兩種。其中蒸發式熱分配表的特點是：價格較低，安裝方便，但計量準確性較差。目前在丹麥、德國廣泛采用。電子式熱量分配表的特點是：計量較準確、方便，價格比熱量計量表低，并且可在戶外讀值。目前在歐美受到歡迎。

2.3　通過測定用戶的熱負荷來確定用戶的用熱量。該方法是測定室內外溫度并對供暖季內的室內外溫差累積求和，然后乘以房間常數(如體積熱指標等)來確定收費。該方法采用的儀表為測溫儀表。但有時將記憶散熱器溫控閥的設定溫度作典型室內溫度而將某一基準溫度作室外溫度。該方法的特點是：安裝容易，價格較低。但由于遵循相同舒適度繳納相同熱費的原則，用戶的熱費只與設定的或測得的室溫有關，而與實際用熱量無關因此開窗等浪費能源的現象無法約束，不利于節能。目前德國不允許采用，美國、法國有使用。

3.熱計量儀表

熱計量儀表有熱量表與熱量分配表兩種。

3.1熱量表：熱量表由一個熱水流量計、一對溫度傳感器和一個積算儀組成。儀表安裝在系統的供水管上，并將溫度傳感器分別裝在供、回水管路上。一段時間內用戶所消耗的熱量為所供熱水的流量和供回水的焓差的乘積對時間的積分。熱量表就是利用這個原理，用熱水流量計測量逐時的流量并用溫度傳感器測量逐時的供回水溫度，將這些數據輸入積算儀積分計算就能得出用戶所用的熱量。

3.2　熱量分配表：熱量分配表是通過測定用戶散熱設備的散熱量來確定用戶的用熱量的儀表。它的使用方法是：在集中供熱系統中，在每個散熱器上安裝熱量分配表，測量計算每個住戶用熱比例，通過總表來計算熱量；在每個供暖季結束后，由工作人員來讀表，根據計算，求得實際耗熱量。

以上兩種計量裝置相比較，熱量表測量比較準確、管理方便，但是價格比較貴、維修量大，室內系統一定要分戶成環，對舊有建筑多用的單管順流式和雙管式不適用，室內原有系統改造困難。熱分配表價格便宜、對系統沒有特殊要求，舊有系統改造比較適用，但是其結果受多種因素影響，試驗工作量大，計算復雜。

4.溫控設備

用戶室內的溫度控制是通過散熱器恒溫控制閥來實現的。散熱器恒溫控制閥是由恒溫控制器、流量調節閥以及一對連接件組成，其中恒溫控制器的核心部件是傳感器單元，即溫包。溫包可以感應周圍環境溫度的變化而產生體積變化，帶動調節閥閥芯產生位移，進而調節散熱器的水量來改變散熱器的散熱量。恒溫閥設定溫度可以人為調節，恒溫閥會按設定要求自動控制和調節散熱器的水量，從而來達到控制室內溫度的目的。

5.熱計量收費方法

城市供熱是由熱源、熱網、熱用戶(室內采暖系統)組成的龐大、封閉、復雜的循環系統，只要進入供暖期投入運行后，就必須連續運行，不能間斷；但是，按市場經濟規律要求，又必須按用戶的實際用熱多少進行公平交易，保證供熱。考慮到這兩方面因素，熱費計價辦法應分為兩個部分：固定開支與浮動開支。

固定開支為與能源產量沒有直接的比例關系，即用戶在完全沒有使用的情況下也必須付出的費用，主要由用于熱網正常運行的固定資產投資和供熱企業管理費用等組成。如土地使用、設備投資、維修管理、職工工資等。這些固定開支提供了用戶相應的使用功能，并不因為使用或停用、用的多少而變化。這部分投資應當按照用戶所占建筑面積均分或是在房價上集中體現出來。

浮動開支為熱量計費，是隨能源的產量而變化的部分，即能源產量越多，浮動開支越大。如燃料消耗、運行耗電、系統用水、廢料處理、職工加班費等。這部分費用需按照各用戶應通過冷熱量表計量的實際用能量進行分配。

在歐洲部分地區，供暖總費用分為兩部分收取，一部分是按面積收費，一部分是按計量收費；也有些地區供暖費全部按表計費。我國應該實行什么方式，還有待探討。

6.供熱計量與溫控的意義

熱量與溫度變化的關系范文6

為了克服地埋管地源熱泵占地和初成本高等缺點，夏才初等提出了一種將地源熱泵系統的地下管路直接植入地下工程的能源地下工程技術，但在地下工程施工過程中，大體積混凝土的澆筑與地基加固會產生大量的水泥水化熱，而混凝土及加固體與周圍土體的導熱系數較小，使得地溫恢復的速度非常緩慢（4年以上）［2］．地溫升高將會使得地源熱泵系統夏季工況的換熱效率降低．目前通過實驗及數值模擬等手段對混凝土水化放熱過程進行了大量研究，并得出了一些推薦值或經驗公式；朱伯芳提出用復合指數式表示水泥水化熱和混凝土絕熱溫升，并根據試驗資料給出參數的經驗值；Schindler通過半絕熱放熱試驗建立與水化溫度相關的熱率模型，分析了不同摻量粉煤灰和礦渣對水化過程的影響，并總結已有試驗數據，提出水化放熱累計量的計算公式；李明賢等通過實驗手段研究了混凝土水化熱對多年凍土地溫的影響，得到了樁基礎水化熱的擴散半徑．

劉俊等對地源熱泵土壤溫度的恢復特性進行了模擬與研究，得出了地源熱泵系統運營過程中冷熱負荷不均衡引起地溫變化以及地溫恢復的規律；閆曉娜等對地源熱泵U形埋管的土壤溫度場進行了模擬研究與實驗對比，得到了換熱器的傳熱半徑；曹詩定針對能源地鐵站主要熱交換構件提出了平面、柱面及球面的熱源模型，并給出相應的理論解或數值解；孫猛基于能量守恒原理建立了地下連續墻內埋管的傳熱模型理論并采用分離變量法和格林函數法給出了解析解，并初步研究了水化熱對圍護結構溫度場的影響；但并未開展水化熱對地埋管周圍地溫的影響研究；而地溫變化對地埋管換熱效果影響的研究尚不多見．本文依托上海市自然博物館能源地下工程項目，基于上述水泥水化放熱量求解方法以及地埋管周圍地溫場變化特性，開展研究地下工程中水泥水化熱對地埋管周圍地溫的影響；然后基于上述地下連續墻內埋管的傳熱理論研究地溫變化對地埋管夏季工況換熱效果的影響，從而得出水化熱對地源熱泵地埋管換熱效果的影響，為保障地源熱泵系統的高效運行提供相應指導．

1上海市自然博物館工程概況

上海自然博物館位于上海市靜安區雕塑公園中．地鐵13號線從其下部穿越．基坑開挖深度為17．5m，采用地下連續墻作為圍護結構．為了減小基坑施工對周圍建筑的影響，在基坑的局部區域采用攪拌樁進行地基加固，基坑內攪拌樁加固區域寬8m，內坑外攪拌區寬0．85m，加固范圍為從第一道圈梁至底板以下4m；圈梁至底板攪拌區的水泥參量為180kg•m－3，底板下部攪拌區的水泥參量360kg•m－3；D2型地下連續墻尺寸為1m×6m×38m，內襯墻厚度為0．6m，底板厚度為1．5m．地基加固平面如圖1所示．上海自然博物館采用地源熱泵系統來承擔建筑冬季熱負荷和部分夏季冷負荷．受場地限制，采用能源地下工程的理念將地源熱泵系統地埋管布置在地鐵連續墻內、自然博物館連續墻內以及自然博物館地下室范圍內的灌注樁內，如圖2所示．

2水泥水化熱對地溫的影響

通過Ansys數值模擬與現場實測地溫的變化來研究在地源熱泵系統投入使用時水泥水化熱對地溫的影響．數值模型依據上海自然博物館的D2－3地下連續墻與其周圍的加固土體（圖1）建立，同時現場測試該地下連續墻埋深25m和37m處地溫的變化．

2．1基本假設（1）假設埋深小于5m的初始地溫場由地表空氣對流換熱作用10年形成；（2）當地層埋深大于等于5m時，不考慮氣溫對地溫的影響，且認為地溫隨埋深成線性遞增；因為埋深5m處的地溫隨氣溫變化的振幅已衰減為地表的2．3％［10］；（3）不考慮混凝土與土體之間的接觸熱阻；（4）不考慮工程樁的水化熱，因為工程樁的有效面積比較小．

2．2計算模型二維計算剖面如圖3a所示，地下連續墻寬1m，地下連續墻左側（基坑外）土體寬度取20m，右側（基坑內）寬度取28m，地表以下取60m；計算模型如圖3b所示．

2．3熱物理參數為了簡化數值模型，將計算范圍熱物理性質相近的土層歸為同一土層，共分三層：軟土層（0～25m），硬土層（25～30m），承壓含水層（30～60m），并將各層內熱物理參數的平均值作為相應土層的熱物理參數值．各土層、攪拌樁及混凝土的材料熱物理參數見表1．

2．4邊界條件空氣與土體和混凝土之間屬于第三類邊界條件．（1）初始地溫場：通過數值計算10年時間的地表空氣對流換熱作用得到埋深小于5m的初始地溫場．對上海地區現有地溫測試數據進行擬合得到埋深大于等于5m的地溫函數。

2．5水化放熱模型由于水泥材料的水化熱釋放過程相對于地下工程的建設過程較短，所以，對地溫場起決定性作用的是水化熱總量，而與其水化放熱的模型關系相對較?。纱耍炷僚c攪拌樁的水化熱模型均采用復合指數模型。2．6水化熱施加過程按照上海自然博物館的實際工況進行模擬．為了簡化模擬過程，水化熱每天施加一次，混凝土和土體與空氣的對流換熱每月進行一次，空氣溫度取每月的平均溫度，見表4．上海自然博物館埋管灌注樁（圖2）的有效深度為地下室底板以下0～45m，以此埋深范圍內的地溫變化來評判水化熱對地埋管換熱效果的影響．圖6是距地下連續墻一定范圍內地溫平均升高的情況，即距離地下連續墻2．85m處地溫的平均升高為2．2℃，距地下連續墻13m以內地溫的平均升高在1℃以上．圖7是在地源熱泵投入使用時沿深度方向的地溫分布曲線，即距離地下連續墻越近，地溫受到水化熱的影響越明顯，底板以下約10m處的地溫受水化熱影響最大．

3地溫升高對地埋管換熱效果的影響

3．1地溫升高對地埋管換熱效果影響的理論分析由牛頓冷卻定律可以得到單位時間對流換熱量。2．7計算結果對D2－3地下連續墻埋深25和37m處的溫度變化進行數值計算，并與實測數據對比．地下連續墻埋深25m處溫度的實測值與計算值偏差較大，如圖4所示；而埋深37m處兩者的數據較為吻合（圖5）．地基加固的區域為第一道圈梁至基坑底板以下4m（埋深21．5m），25m處測點的溫度受攪拌樁水化熱的影響較大，但實測值與理論計算值有一定的偏差，原因之一是攪拌樁施工質量受諸多因素的影響，相比地下連續墻其施工質量較難得到保證，如攪拌的均勻性，水泥凈漿摻入量會隨深度而不均勻，尤其是當深度較大時水泥凈漿摻入量較難保證。

3．2地埋管換熱效果的現場實測分析分別對上海自然博物館的D2－23和D3－1地下連續墻內埋管進行換熱能力測試．采用恒溫法測試地下連續墻內埋管的換熱效果．受水化熱的影響，在開始測試前地溫仍然維持在較高的溫度（平均值為29．5℃），為了保證一定的溫差，結合實驗條件，地下連續墻內埋管的進水溫度調整為38℃．實測進回水溫度變化曲線如圖8和圖9所示，實驗結果見表5．從D3－1測試數據可看出，開始試驗500min后進出水溫差接近穩定，此時進出口水溫差為3．1℃，換熱量為2．21kw，然后將進水溫度逐漸提高至39℃，進出口水溫差增加為3．4℃，換熱量為2．42kw，換熱量提高了9．50％．由式（8）計算該試驗工況中換熱量提高的變化率為11．76％，由于39℃的進水溫度在換熱量達到穩定期時已經歷了約650min，地埋管周圍的地溫會隨實驗的運行而升高，受現場實驗條件制約，此時的地溫仍按實驗前的平均地溫，因此由式（8）計算得到的換熱量變化率比現場實測的換熱量變化率大．

3．3地溫升高對地埋管換熱效果影響的數值分析將地埋管對流換熱問題由三維轉換成二維進行分析，然后基于Ansys軟件進行數值模擬．首先確定管內流體的平均溫度，然后計算流體出水溫度，從而得到地埋管的換熱量．

3．3．1基本假設（1）土層熱物理參數取不同埋深的平均值；（2）熱物理參數不隨溫度變化；（3）將系統運行12h之后的換熱量作為換熱效果的參考，因為地溫場在系統運行12h后達到穩定；（4）各個管內沿長度方向同一斷面的換熱量相同．

3．3．2計算模型根據D2－23段地下連續墻的埋管形式建立有限元模型，試驗時地下連續墻水平斷面有4根地埋管，取對稱模型，其中混凝土厚度為1m，基坑內、外土寬度體分別為1m和2m，模型寬度為3m，如圖10a所示．地埋管、混凝土和土體采用實體單元，在地埋管管壁附加表面效應單元，將熱對流邊界施加于表面效應單元上．計算模型如圖10b所示。

3．3．3熱物理參數模型中介質的熱物理參數見表6．

3．3．4邊界條件如圖10b中，模型左側為對稱邊界，其他邊界為恒溫邊界（溫度與地溫相同）；地埋管管內壁為熱流邊界．

3．3．5計算結果對D2－23地下連續墻進水溫度為38℃，平均地溫為29．5℃的實驗工況進行數值計算，得到的換熱量為2．63kw，現場實測結果為2．74kw（表5），兩者換熱量相差為4．0％．雖然有限元法不能準確地模擬熱響應試驗過程，但是用其計算溫度場穩定時地下連續墻內埋管換的熱量與試驗結果較為吻合．對進水溫度為35℃，地溫為17．6℃～30℃的試驗工況進行數值計算，得到系統在運行48h的換熱量，如圖11所示．圖中，R為相關系數。由上述計算可知上海自然博物館地源熱泵夏季工況地埋管總換熱量隨初始地溫升高而線性減小，且地溫升高1℃，換熱量減小5．76％，與式（8）計算所得的5．75％較為吻合．

3．4結果對比分析通過現場實測D3－1地下連續墻內埋管在進水溫度變化1℃時換熱量的變化，得到相應的換熱量的變化率，并與理論分析進行對比，驗證了式（8）的合理性，然后通過式（8）計算得到地溫變化1℃對上海自然博物館地源熱泵地埋管換熱量的影響．將現場實測D2－23地下連續墻內埋管的換熱量與數值計算進行對比，驗證了數值計算的合理性，然后通過數值計算得到地溫變化1℃對上海自然博物館地源熱泵地埋管換熱量的影響．

4結論