集中供熱室內(nèi)分戶計(jì)量及分戶控制及探討secret

1、集中供熱室內(nèi)分戶計(jì)量的分戶控制的探討趙玉來(lái)摘要：目前民用建筑供熱普遍存在能源浪費(fèi)，收費(fèi)困難。按熱計(jì)量合理收費(fèi)和控制管理已是大勢(shì)所趨。本文對(duì)集中供暖分戶計(jì)量熱源控制、設(shè)計(jì)方法及舊有建筑改造成分戶計(jì)量進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：供暖；分戶計(jì)量；節(jié)能；熱表；控制一、概述建設(shè)部第76號(hào)令規(guī)定，從2000年10月1日起實(shí)施民用建筑節(jié)能管理規(guī)定，該規(guī)定第5條要求：新居住建筑的集中供暖系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)使用雙管系統(tǒng)，推行溫度調(diào)節(jié)和用戶熱量計(jì)量裝置收費(fèi)。2003年7月，建設(shè)部、財(cái)政部等8部門(mén)發(fā)出的通知，要求改革現(xiàn)行面積收費(fèi)的辦法，逐步推行城鎮(zhèn)供熱特許經(jīng)營(yíng)制度，積極推行城鎮(zhèn)現(xiàn)有住宅節(jié)能改造和供熱采暖設(shè)施改造，按用熱量分戶計(jì)量收費(fèi)

2、使供熱走上商品化、貨幣化的道路。按熱量分戶計(jì)量收費(fèi)，適應(yīng)我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，會(huì)產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)供熱單位和熱用戶都是互惠互利的事情，使人們認(rèn)識(shí)到“熱”也是一種商品，這就為供暖系統(tǒng)的節(jié)能及節(jié)能建筑的推廣創(chuàng)造了條件。同時(shí)熱用戶可根據(jù)自身的經(jīng)濟(jì)條件、熱舒適度的需要，調(diào)節(jié)控制采暖用熱量。住宅供暖分戶熱計(jì)量收費(fèi)已勢(shì)在必行，但要全面實(shí)施還有諸多問(wèn)題急待解決。而目前我國(guó)城鎮(zhèn)住宅建筑的從暖系統(tǒng)，基本是采用雙管或單管熱水供熱供暖系統(tǒng)，普遍存在水力失調(diào)，室內(nèi)溫度冷熱不均，供暖能耗過(guò)大，造成熱量大量浪費(fèi)。我國(guó)與國(guó)外相差很大，可以歸納為能耗大和調(diào)節(jié)功能落后兩方面，據(jù)資料介紹，我國(guó)住宅建筑采暖能耗為相近

3、氣候條件的發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍左右。目前的采暖能耗已占全國(guó)商品能源總耗的9.6%，采暖的高能耗不僅造成資源的浪費(fèi)，而且還成為大氣污染的一個(gè)重要因素。在功能上，發(fā)達(dá)國(guó)家通常室溫保證溫度是22，我國(guó)僅為16，而且供熱品質(zhì)差，室內(nèi)溫度冷熱不均，采暖系統(tǒng)效率低，用戶不能自行設(shè)定和調(diào)節(jié)室溫。查閱國(guó)內(nèi)外的有關(guān)資料和調(diào)研結(jié)果均證明：采用供熱計(jì)量技術(shù)后可節(jié)能25%左右，此數(shù)據(jù)也和國(guó)外有關(guān)數(shù)據(jù)相吻合。在未實(shí)現(xiàn)誰(shuí)用熱誰(shuí)交費(fèi)，而是按采暖面積收費(fèi)的條件下，節(jié)能效果只有12%，也就是說(shuō)政策性節(jié)能效果占13%?？梢?jiàn)收費(fèi)政策性的重要性，同時(shí)也便于收費(fèi)的管理效率。因此，建筑從暖系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)分戶熱計(jì)量從暖按各戶實(shí)際用熱量收取費(fèi)用，以達(dá)

4、到供暖節(jié)能的目的，同時(shí)實(shí)行分戶控制、分戶計(jì)量。然而，傳統(tǒng)的室內(nèi)采暖系統(tǒng)不能滿足熱計(jì)量的要求。因此，解決分戶計(jì)量的關(guān)鍵是要從設(shè)計(jì)入手，更新設(shè)計(jì)觀念，以適應(yīng)按計(jì)量收費(fèi)的熱潮。二、熱源的調(diào)節(jié)實(shí)行熱量計(jì)量收費(fèi)的供熱系統(tǒng)的用戶可以根據(jù)自己的需求調(diào)節(jié)溫控閥來(lái)控制室內(nèi)溫度。這種調(diào)節(jié)本質(zhì)上是通過(guò)調(diào)節(jié)散熱器的流量大小來(lái)調(diào)節(jié)散熱器供熱量的多少，從而達(dá)到控制室溫的目的。隨著眾多用戶不斷調(diào)節(jié)各自的流量，整個(gè)熱網(wǎng)的流量和供熱量不斷變化，這種變化是熱源處無(wú)法控制和預(yù)先知道的，也就是說(shuō)，熱源處只能隨著用戶的調(diào)節(jié)而調(diào)節(jié)，是被動(dòng)的調(diào)節(jié)和控制總供熱量。熱源如何調(diào)節(jié)才能適應(yīng)流量和供熱量變化就成為人們關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。分戶計(jì)量供熱系統(tǒng)

5、的熱源目前主要有兩種：熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域供熱。熱源處的熱量基本上是利用換熱器置換后間接供給用戶，或者是部分直接供給、部分間接供給的組合供熱方式。我們根據(jù)不同時(shí)刻的熱負(fù)荷需求進(jìn)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的措施有以下幾種：1、 改變一次網(wǎng)的流量 圖1在鍋爐房供暖系統(tǒng)中，一般通過(guò)改變供水溫度來(lái)調(diào)節(jié)供熱量，在一次網(wǎng)的供水溫度基本保持不變（用戶無(wú)法調(diào)節(jié)）的情況下，要改變一次網(wǎng)的供熱量，只有通過(guò)改變一次網(wǎng)的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們知道，當(dāng)室外溫度升高時(shí)，用戶所需的供熱量減少，此時(shí)，減少一次網(wǎng)的流量可以減少一次網(wǎng)的供熱量，反之則需要增加供熱量。流量的改變可以通過(guò)在回水管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)（圖1）。但是，室外溫度的瞬時(shí)變化會(huì)導(dǎo)致一次網(wǎng)流

6、量的頻繁改變，熱力公司肯定不會(huì)允許這樣做，因?yàn)榱髁康母淖儗?duì)整個(gè)室外管網(wǎng)的管路特性有較大影響，而且它也容易引起水力失調(diào)。解決辦法是在供回水管之間加一旁通（圖1），這樣通過(guò)換熱器的高溫水的流量改變，不影響一次網(wǎng)的總流量，從而達(dá)到改變供熱量的目的，同時(shí)又不會(huì)影響室外管網(wǎng)。2、改變換熱器的換熱面積當(dāng)換熱器的換熱系數(shù)K以及一、二次網(wǎng)的供回水溫度等參數(shù)保持不變時(shí)，改變換熱面積可以改變換熱量，而換熱面積的改變可以通過(guò)改變換熱器的運(yùn)行臺(tái)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這種調(diào)節(jié)方法效果不太理想，因?yàn)樗皇且环N間歇調(diào)節(jié)，不具有連續(xù)性，若能夠設(shè)計(jì)出一種可連續(xù)地改變換熱面積的換熱器，那將使得調(diào)節(jié)過(guò)程變得更加方便和實(shí)用。3、 改變二次網(wǎng)的

7、流量在二次網(wǎng)的回水管上安裝調(diào)節(jié)閥，這樣可以調(diào)節(jié)二次網(wǎng)的流量。對(duì)換熱器而言，二次網(wǎng)流量的改變對(duì)對(duì)數(shù)平均溫差沒(méi)有太大的影響,但對(duì)換熱器的換熱系數(shù)有影響。因?yàn)樵黾恿魉倏梢愿淖兞鲬B(tài)，提高湍流強(qiáng)度，當(dāng)管內(nèi)流體呈湍流狀態(tài)時(shí)換熱系數(shù)與流速的0.8次冪成正比，對(duì)增強(qiáng)傳熱的效果十分顯著。隨著二次網(wǎng)流量的增加，即使換熱面積保持不變，換熱器的換熱量也將增加。但二次網(wǎng)流量的變化會(huì)引起水力失調(diào)，所以，只能在保證最低流量的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)流量。另外，也可以在二次網(wǎng)的供回水管之間加一旁通，這樣通過(guò)換熱器的低溫水流量減少，換熱系數(shù)減少，同時(shí)對(duì)數(shù)平均溫差稍有增加，二次網(wǎng)的供熱量增加，這種做法不會(huì)引起二次網(wǎng)的水力失調(diào)，因?yàn)槎尉W(wǎng)的總流

8、量沒(méi)有改變。4、 調(diào)節(jié)二次網(wǎng)供水溫度在熱力站供暖系統(tǒng)中，換熱器的換熱面積不變時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)中某個(gè)用戶調(diào)節(jié)流量后，二次網(wǎng)的流量會(huì)發(fā)生變化，二次網(wǎng)供水溫度隨之發(fā)生變化。這時(shí)一次網(wǎng)的流量、供水溫度并不發(fā)生變化。二次網(wǎng)的供水溫度發(fā)生變化后，對(duì)于那些沒(méi)有進(jìn)行調(diào)節(jié)的用戶，雖然散熱器流量沒(méi)有發(fā)生變化，其室內(nèi)溫度也會(huì)發(fā)生變化。所以保證二次網(wǎng)供水溫度只與室外溫度有關(guān)，而不隨用戶流量調(diào)節(jié)而改變。二次網(wǎng)供水溫度的調(diào)節(jié)可通過(guò)調(diào)節(jié)一次網(wǎng)的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)閥由溫度補(bǔ)償器控制。在溫度補(bǔ)償器隨室外溫度變化的水溫調(diào)節(jié)曲線上，對(duì)應(yīng)一個(gè)室外溫度，就有一個(gè)供水溫度的給定植。當(dāng)實(shí)際供水溫度低于或高于該值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)一次網(wǎng)的

9、流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)二次網(wǎng)的供水溫度。5、 控制二次網(wǎng)的供水壓力選擇熱網(wǎng)供水主干管上的某一點(diǎn)作為壓力控制點(diǎn)，在運(yùn)行時(shí)保持該點(diǎn)的壓力不變。當(dāng)用戶調(diào)節(jié)導(dǎo)致熱網(wǎng)流量增大后，壓力控制點(diǎn)的壓力必然下降，這時(shí)調(diào)高熱網(wǎng)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速就可以使該點(diǎn)的壓力恢復(fù)到原來(lái)的設(shè)定值，從而保持壓力控制點(diǎn)處的壓力不變。三、 分戶計(jì)量供暖室內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及分戶控制應(yīng)注意的問(wèn)題1 、系統(tǒng)組成與設(shè)計(jì)原則（1） 分戶熱計(jì)量供暖系統(tǒng)的組成分戶供暖系統(tǒng)主要由以下部分構(gòu)成:按戶獨(dú)立供暖閥、熱量計(jì)量表和恒溫閥。散熱器恒溫閥可自動(dòng)調(diào)節(jié)控制各房間溫度，提高供暖質(zhì)量，節(jié)約用熱。（2）供暖分戶熱計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則實(shí)現(xiàn)各用戶的供暖用熱單獨(dú)計(jì)量與控制;能夠?qū)崿F(xiàn)用

10、戶各房間的溫度調(diào)節(jié);保證各分戶供暖系統(tǒng)的正常運(yùn)行，方便維修。所以實(shí)施分戶熱計(jì)量的室內(nèi)采暖系統(tǒng)宜采用分戶水平單管跨越式系統(tǒng)和分戶水平雙管系統(tǒng)及地板輻射采暖系統(tǒng)。對(duì)居住面積小、散熱器組數(shù)少的熱用戶可采用水平單管跨越式系統(tǒng)，在每組散熱器前安裝自力式三通恒溫閥。而對(duì)居住面積大、散熱器組數(shù)多的熱用戶宜采用水平雙管系統(tǒng)，并設(shè)平衡閥和溫控閥。地板輻射采暖具有高效節(jié)能、清潔衛(wèi)生、不占用使用面積等優(yōu)點(diǎn)，也是便于分戶熱量計(jì)量的一種新型采暖方式，應(yīng)大力推廣使用。戶外供暖系統(tǒng)，采用雙管系統(tǒng);實(shí)施分戶熱計(jì)量的住宅建筑，熱負(fù)荷計(jì)算仍按原供暖設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。這里應(yīng)注意的問(wèn)題是:要考慮戶間隔墻及樓板的傳熱負(fù)荷。供暖設(shè)計(jì)溫度應(yīng)

11、隨住宅建筑的分級(jí)而相應(yīng)適度提高。2、 分戶熱計(jì)量供暖室內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案在保證供暖效果、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可靠的前提下，提出如下供暖分戶熱計(jì)量的幾個(gè)室內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。（1） 雙管系統(tǒng)供暖分戶熱計(jì)量1）上供上回雙管系統(tǒng)。供回水支干管敷設(shè)于本層頂板下，總供水干管從衛(wèi)生間引入，距相應(yīng)層1. 2m安裝熱表，每戶只有一個(gè)熱水進(jìn)出口，每戶入口處設(shè)置熱表，集氣罐置于衛(wèi)生間，供水支干管順坡安裝，便于排氣。2）上供下回式雙管系統(tǒng)。入戶進(jìn)出管、熱表安裝位置及方式、集氣罐安裝位置同方案1，其他干管、支管散熱器安裝采用常見(jiàn)形式，安裝維修方便。3）下供下回式雙管系統(tǒng)。散熱器窗下安裝。入戶管、熱表安裝位置同方案1，供回水支干管敷

12、設(shè)于本層地板內(nèi)，室內(nèi)立管明顯減少，布局美觀。但地板上需增加約40mm厚的水泥砂漿，為便于排氣，每個(gè)散熱器需增設(shè)手動(dòng)跑風(fēng)門(mén)。這種方案適用于室內(nèi)環(huán)境要求較高的建筑。散熱器門(mén)后安裝。入戶管、熱表安裝同方案1，但必須安裝微型分水器、集水器，建筑設(shè)計(jì)中多采用密封性良好的門(mén)窗。散熱器置于門(mén)后等隱蔽角落，不僅擴(kuò)大了室內(nèi)利用空間，而且管道就近埋設(shè)，節(jié)省管材。地板輻射供暖。熱管入戶、熱表安裝，采用地板輻射供暖，室內(nèi)溫度均勻，溫度從下至上呈梯度逐漸降低變化，室內(nèi)既無(wú)明管敷設(shè)，又看不到散熱設(shè)備，幾乎不占用室內(nèi)使用面積，即可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)分戶計(jì)量，又可以達(dá)到節(jié)能要求。（2）單管系統(tǒng)供暖分戶熱計(jì)量室內(nèi)設(shè)計(jì)方案單管系統(tǒng)是指戶

13、外的供暖干管、總管為單管系統(tǒng)，室內(nèi)的供暖系統(tǒng)仍為雙管系統(tǒng)。戶外單管系統(tǒng)要處理好熱管人口處的接管方式，在分水器、集水器前端增加旁通管及調(diào)節(jié)閥，使進(jìn)人每戶的熱量得以調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能目的。3 、分戶控制與熱計(jì)量應(yīng)注意的問(wèn)題（1） 提高供熱系統(tǒng)自控水平分戶控制、分戶計(jì)量把熱調(diào)節(jié)權(quán)交給用戶，因此，供熱部門(mén)應(yīng)提供更多的熱量給用戶，使用戶有調(diào)節(jié)的余地。熱負(fù)荷的變化頻繁，要求供熱的調(diào)節(jié)能隨室外氣溫的變化而變化。所以要提高自動(dòng)控制水平，才能提高供熱的平穩(wěn)性，確保系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。系統(tǒng)的自動(dòng)控制主要內(nèi)容:1）供水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)，使供水溫度適應(yīng)室外氣溫的變化，確保用戶所需的熱量。2）蒸汽換熱供暖系統(tǒng)，根據(jù)供水溫度的變

14、化調(diào)節(jié)蒸汽流量的變化。3）通過(guò)改變熱網(wǎng)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，改變循環(huán)流量和水泵的揚(yáng)程，使之適應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷的變化。4） 合理調(diào)節(jié)熱網(wǎng)主要分支處閥門(mén)的開(kāi)度，使其滿足熱網(wǎng)各部分流量的要求，避免水力失調(diào)。5）本戶調(diào)節(jié)閥的開(kāi)關(guān)，要有一段時(shí)間才能達(dá)到舒適室溫要求。因此調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度要考慮其滯后性。（2） 重視系統(tǒng)安全保護(hù)當(dāng)供水壓力驟增時(shí)，一旦超過(guò)安全運(yùn)行壓力，系統(tǒng)能迅速啟動(dòng)保護(hù)裝置，如安全閥泄壓，或自動(dòng)控制循環(huán)泵轉(zhuǎn)速減少流量、揚(yáng)程等，流量減少后能迅速減少加熱蒸汽流量。（3）分戶控制分戶計(jì)量的供熱站規(guī)模不宜過(guò)大建筑面積10萬(wàn)15萬(wàn)平方米供熱面積較利于控制。負(fù)荷過(guò)大易造成水力失調(diào)，不易調(diào)節(jié)，不利節(jié)能。（4）合理考慮分戶

15、熱計(jì)量的熱費(fèi)問(wèn)題若全按用戶用熱量計(jì)量，一層、頂層、樓頭的用戶用熱量較大、交費(fèi)額大。另外要考慮戶間傳熱，樓中間用戶即使不用熱，因周?chē)鸁嵊脩魤w及樓板的傳熱，也享受到一定的熱量，造成其他用戶的耗熱增加。還要考慮到住宅公共部分消耗的熱量、公共干管的散熱量及維持供熱系統(tǒng)運(yùn)行的費(fèi)用。（5）分戶控制、分戶計(jì)量對(duì)墻體的保溫性能也提出了要求墻體保溫性能越好，用戶耗熱量較少;同樣樓板保溫性能越好，用戶耗熱量越少。因此，在建筑設(shè)計(jì)量要注意房屋保溫性能。（6）室內(nèi)采暖系統(tǒng)熱計(jì)量表的設(shè)計(jì)布置熱量表一般設(shè)置在衛(wèi)生間或廚房便于抄表和維護(hù)的地方，考慮美觀又不占空間則熱量表可設(shè)在便于觀察的柜子內(nèi)。對(duì)采暖期室外平均溫度在16以

16、下的地區(qū)樓梯間應(yīng)采暖，可將供回水立管及熱量表布置在樓梯間，這樣既解決了樓梯間的采暖，又不占用室內(nèi)空間，也便于熱量計(jì)量人員觀測(cè)和讀表。散熱器布置應(yīng)避免減少水平管通過(guò)陽(yáng)臺(tái)門(mén)、房間門(mén)，可將散熱器安裝在內(nèi)墻上。（）熱量表的簡(jiǎn)單介紹及選擇熱量表主要由流量傳感器、溫度傳感器和計(jì)算器三部分組成。按三部分是否可分，分為一體式熱量表、組合式熱量表。按流量傳感器形式不同分為葉輪式、超聲波式和電磁式三種熱量表。最常用熱量表是葉輪式熱量表和超聲波式熱量表?？筛鶕?jù)使用介質(zhì)的質(zhì)量、熱量表的性能及價(jià)格，合理選用。葉輪式熱量表對(duì)介質(zhì)要求高，價(jià)格便宜;當(dāng)介質(zhì)雜質(zhì)少時(shí)，選用葉輪式熱量表可減少投資。超聲波熱量表對(duì)介質(zhì)要求不高，但價(jià)

17、格高，可根據(jù)介質(zhì)情況綜合考慮合理選用。目前市售的一種新型預(yù)付費(fèi)熱量表，它是在流量計(jì)上加裝溫度傳感器、流量傳感器、計(jì)算器單元、IC卡裝置及控制閥門(mén)等組成的智能計(jì)量器具，用以測(cè)量流經(jīng)采暖設(shè)備的用熱量并根據(jù)用戶表內(nèi)剩余熱量及時(shí)開(kāi)啟或關(guān)斷控制閥門(mén)。使用IC卡可在熱量表與供暖管理部門(mén)收費(fèi)管理系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)雙向傳遞用熱量及相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而實(shí)現(xiàn)熱能計(jì)量與熱費(fèi)預(yù)付功能，實(shí)現(xiàn)了用熱管理現(xiàn)代化。四、傳統(tǒng)單管和雙管系統(tǒng)的改造及所面臨的問(wèn)題目前，我國(guó)大部分舊有建筑的采暖系統(tǒng)均為上下貫通的垂直式系統(tǒng)，都不能滿足熱計(jì)量收費(fèi)的要求。必須對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行改造，方案如下:方案一：增加溫控閥及蒸發(fā)式熱表。對(duì)于單管系統(tǒng)，散熱器供回水支

18、管之間加跨越管，并安裝用于單管垂直跨越式及水平跨越式的溫控閥;對(duì)于雙管系統(tǒng)，安裝用于雙管系統(tǒng)的溫控閥。在每組散熱器上設(shè)蒸發(fā)式熱表。同時(shí)室外熱力入口設(shè)置熱計(jì)量裝置。安裝溫控閥能夠根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)散熱器水量，維持用戶設(shè)定的室溫，達(dá)到節(jié)能的目的。而每組散熱器上設(shè)蒸發(fā)式熱表，使用戶的用熱量得到準(zhǔn)確計(jì)量。方案二:增加蒸發(fā)式熱表，單管系統(tǒng)增加三通調(diào)節(jié)閥、雙管系統(tǒng)增加截止閥。將第一方案的溫控閥改為普通三通調(diào)節(jié)閥或截止閥，散熱器流量由用戶手動(dòng)調(diào)節(jié)，散熱量通過(guò)蒸發(fā)式熱表計(jì)量。這種方式能夠計(jì)量各分戶的用熱量，有利于熱量收費(fèi)，同時(shí)降低造價(jià)。方案三:增加鎖閉閥和蒸發(fā)式熱表。將溫控閥用鎖閉閥代替，散熱器散熱量通過(guò)蒸發(fā)式熱表計(jì)量。鎖閉閥使用戶失去了對(duì)散熱器的調(diào)控權(quán)，但供熱單位可對(duì)不交費(fèi)用戶停止供熱。方案四:僅增加蒸發(fā)式熱表，即只對(duì)原系統(tǒng)增設(shè)蒸發(fā)式熱表和入口計(jì)量裝