1 氣候補償器的工作原理
當室外氣候發生變化時，布置在建築室外的溫度傳感器将室外溫度資訊傳遞給氣候補償器。氣候補償器根據其中固有的不同情況下的室外溫度補償經驗曲線，輸出調節信号控制電動調節閥開度，進而調節熱源出力，使其輸出供水溫度符合調節曲線水溫以滿足末端負荷的需求，實作系統熱量的供需平衡。在采用熱計量的供熱系統中，因為通過供熱量控制要先要實作熱量的“按需供應”，避免過度供應産生能源浪費；其次提高供熱系統能效，例如根據室外溫度變化及使用者熱負荷變化條件供熱媒體參數，實作合理的“低溫供熱”往往明顯提高供熱系統能效。
2 适用範圍
氣候補償器一般用于供熱系統的熱力站中，或者采用鍋爐直接供暖的供暖系統中，是局部調節的有力手段。氣候補償器在直接供暖系統和間接供暖系統中都可以應用，但在不同的系統中其應用方式有所差別。
2.1 熱水直接供暖系統
在熱水直供系統中，氣候補償器通過調節系統混水量來控制供水溫度，其工作原理如圖1所示。氣候補償器通過控制電動調節閥開度來調節鍋爐進出水管道之間的旁通水量，進而實作對系統供水溫度的控制。當溫度傳感器檢測到的供水溫度值在計算溫度允許波動範圍之内時，氣候補償器控制旁通閥門不動作；當供水溫度值高于計算溫度允許的上限值時，氣候補償器控制旁通閥門開大，增加進入系統供水中的回水流量，以降低系統供水溫度；反之，将旁通閥門關小，減少進入供水中的回水流量，以提高系統供水溫度。
圖1 熱水直接供暖系統中氣候調節閥的工作原理
2.2 熱水熱源間接供暖系統
在熱水間接供暖系統中，氣候補償器通過控制進入換熱器一次側的供水流量來控制使用者側供水溫度，其工作原理見圖2。氣候補償器通過控制換熱器一次側旁通管上的電動調節閥的開度來調節換熱器的旁通水量，進而實作對系統使用者側供水溫度的控制。當溫度傳感器檢測到的二次側（使用者側）供水溫度值在計算溫度允許波動範圍之内時，氣候補償器控制旁通閥門不動作；當供水溫度值高于計算溫度允許的上限值時，氣候補償器控制旁通閥門開大，通過旁通管的供水流量增加，進入換熱器的一次供水流量減少，進而減少系統的換熱量, 在二次側循環水流量不變的情況下，其供水溫度會降低；反之，将旁通閥門關小，增大進入換熱器的一次供水流量，增加系統的換熱量，進而提高二次側的供水溫度。
圖2 熱水熱源間接供暖系統中氣候調節閥的工作原理
2.3 蒸汽熱源間接供暖系統
在蒸汽間接供暖系統中，氣候補償器通過控制進入換熱器一次側的蒸汽流量來控制使用者側供水溫度，其工作原理見圖3。氣候補償器通過控制換熱器蒸汽側電動調節閥的開度來調節換熱器的蒸汽量，進而實作對系統使用者側供水溫度的控制。當溫度傳感器檢測到的二次側（使用者側）供水溫度值在計算溫度允許波動範圍之内時，氣候補償器控制旁通閥門不動作；當供水溫度值高于計算溫度允許的上限值時，氣候補償器控制閥門關小，減小進入換熱器蒸汽量，進而減少系統的換熱量，在二次側循環水流量不變的情況下，其供水溫度會降低；反之，将旁通閥門開大，增大進入換熱器的蒸汽量，增加系統的換熱量，進而提高二次側的供水溫度。
圖3 蒸汽熱源間接供暖系統中氣候調節閥的工作原理
3 氣候補償器的節能分析
在傳統供熱方式的設計中，通過圍護結構的基本耗熱量是按一維穩定傳熱過程進行計算的，即假設在計算時間内，室内、外空氣溫度和其他傳熱過程參數都不随時間變化。實際上，室外空氣溫度随季節和晝夜變化不斷波動，這是一個不穩定傳熱過程，氣溫變化見圖4。但由于不穩定傳熱過程計算複雜，而且實際運作中也難以控制，是以在傳統工程設計中，對一般建築物都采用穩定傳熱計算方法。
圖4為一天的室外逐時溫度，圖5 為濟南市11 月15 日至第二年3月15日（共121天，2904小時）的室外逐時溫度，這裡采用的氣象資料來自清華大學開發的Medpha軟體，該軟體基于清華大學江億院士多年來的理論研究成果，根據逐時氣象模型原理以30年實測氣象資料為基礎，可以模拟全國193個城市（地區）的各種類型的逐時氣象資料。從圖4中可以看出，每天每時刻室外溫度都在不斷變化，而且溫度往往都要高于室外供暖計算溫度，這是因為大陸的規範規定：“供暖室外計算溫度，應采用曆年平均不保證5天的日平均溫度。”是以，按傳統穩定傳熱方法計算的熱負荷往往要大于實際需要的熱負荷，于是就出現了室内溫度過高，隻好開窗降溫的現象，不僅浪費能源，增加費用，同時也影響了室内舒适度和人體健康。
但是随着能源危機的出現以及人們對室内舒适度要求的提高，特别是現代高科技節能産品—氣候補償器的出現，所有按穩定計算出現的各種問題都将迎刃而解。氣候補償器能夠根據安裝在室外的溫度傳感器測量室外溫度，根據室外氣溫的變化自動調節供水溫度（見圖6），以確定舒适的室内溫度和最低的能耗，進而實作“按需供熱”，既降低使用者費用，又提高室内舒适度。
氣候補償器的作用就是通過調節電動閥的開度使供水溫度始終随室外空氣溫度進行變化，進而保持室内溫度恒定。
由圖6可以看出，室外溫度與供水溫度正好相反，室外溫度高時供水溫度低，反之供水溫度高，這既可以保證室内溫度保持恒定，滿足舒适性要求，又可實作節能降耗。