地暖这两种运行模式哪种更节能?

2022-12-05 14:52:28

第一种:加热到预定温度,然后关掉自然冷却到环境温度。然后再加热再冷却,这样循环。

第二种:加热到预定温度然后不关机一直维持住。

地暖你想舒适是不能这样自然冷却,再升温,再冷却的。恒温很重要。

从长期使用方面看:理论上第一种方式肯定是节能了,因为热源停止输入能量了,靠水泥层蓄热释放能量维持一段时间的发热。
然后再次加热水泥层蓄热到一定温度,向上辐射热量。这个间歇性过程持续无数次,肯定是比持续性发热维持房间温度不变要节能。 
因为总能耗=输出功率×时间。功率的国际单位是焦耳/秒(也就是瓦);功的单位是功率×时间。 
而热量输出功率在一个参考系中的决定因素是:室内外温度差。温差代表着传热的趋势快慢。  
在建筑热工计算方面,建筑采暖热损失功率计算公式是:Q=K×M×(T内-T外)  K,和M,代表建筑围护结构的导热系数和表面积,这俩数据在你建立研究对象后就恒定了。  
那么,Q的多少是由(T内-T外)所决定。我们假定室外温度一直保持不变。  
很容易得出结论:在足够长的时间。
T内发生减少,会造成Q的减少。
T内不改变,则Q也不会发生变化。  
所以,停止运行后因为热量持续损失,室内温度降低,实际功率变小。  
因为采暖维持温度的根本——是输入房间的热量等于向外损失的热量。  
我们画一个坐标系来表示输出功率×时间=能耗的关系:  

恒温状态下的总能耗 但地暖是有变温蓄热的能力。
也就是说,热源一开始需要以高于建筑自身损失功率的更大功率来加热水泥。
让水泥层蓄热后温度大于室内温度,才可以保证室内达到设计温度。  
比如:室外0℃,室内目标温度20℃。  我肯定不能指望,地板20℃,室内也有20℃,因为是梯级传热的。比如地板20——室内13——室外0  那么我想让室内到20,至少也要让地板能到30℃。也就是:地板30——室内20——室外0  地板要达到30℃,那么水温肯定要更高咯。要达到45℃。  
所以在升温阶段,热源的输出功率,肯定要大于建筑向外的热损失。否则温度升不起来。工作曲线是这样的:

间歇运行能耗图 所以我们可以看到,地暖间歇运行,在升温阶段的输出功率是大于恒温功率的。
房间到达设定温度后,再停机降温,将蓄积能量散发掉。
然后温度降至和室外相等后,再启动升温。  我可以肯定,如果这个横坐标足够长,一定是持续保温能量大于间歇加热。  
但短时间内,一两个升温波动区间内,可能能耗更高,但停下来的时间是0能耗。  这取决于地暖升温的速度,还有建筑热损失的快慢。  以坐标图形理解就是升温越快,恒温线上方的梯形部分面积越小。
降温越慢,空白的三角形面积越大,梯形永远填不满空白的三角,但这个差距是有大有小的。  
地暖的节能模式在使用中的应用:很多温控器具有时段编程,一键离家等模式。就是可以让家中无人时,地暖无需再以较高的舒适温度来工作。
但也不能完全降低到水泥层冷却的程度,因为升温速度比较慢。 
所以——温控器有能力在离家时通过人工干预或自动定时,把室内温度降低到15-16℃,比舒适温度略低个五六度,但不是关机温度。
这样可以有效减少热源的输出功率,达到离家节能的目的。  
其原理——就是降低恒温线(降低室内外温度差)。来减少升温的热输出。

以上的结论,都建立在热源效率值不发生改变的基础上。但实际上,热源的效率值是会发生改变的(包括电地暖在内)。很多时候,降低水地暖的水温,可以提高壁挂炉热源和热泵热源的运行效率。低水温持续运行比抬高水温主动升温间歇运行的实际能耗还要低。这个其实是更加值得讨论的。
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