关于集中供热分户采暖热计量的探讨

王世刚

摘要：针对传统热计量存在的问题。文章对室外控制方案及室外供暖的系统形式进行了探讨与改进，有利于集中分户供暖节能的实现。

关键词：集中供热；分户采暖；热计量

中图分类号：TU241

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)04-0124-02

集中供暖是我国寒冷地区供暖的主要形式，是一项比较成熟的应用技术，在能源总的利用效率、供暖质量、环境保护和投资运行费用等多方面均有优势。我国现行的按建筑面积计算热量的供热收费体制，违背了市场经济的客观规律，导致用户用热量和用户付费值无关，用户不会关心供热能耗问题，抑制了用户节能的积极性，不利于可持续发展。

近年来，我国越来越重视建筑节能问题，并出台了一些相关法规文件，如《建筑节能“九五”计划和2010年规划》。2000年2月18日建设部第76号部长令颁布《民用建筑节能管理规定》，自2000年10月1日起实施，把集中供热分户调节和计量收费列为国家鼓励发展的建筑节能技术，所有利用集中供热的新建住宅，推行温度调节和用户热量计量装置，实行供热计量收费。因此探讨集中供热分户计量方式供热实现方式意义重大。

一、供热分户计量节能途径

实施分户供暖，推进热能商品化，是我国在20世纪末至21世纪初继房改之后的又一次产业革命，它标志着供暖已经开始走向市场。

1．供暖计量收费是推动建筑节能工作的原动力之一，是实现建筑节能的重要手段。建筑节能是指在建筑物的设计、建造和使用过程中，执行建造节能的标准和政策，使用节能型建造材料、器具和产品，提高建筑物的保温隔热和气密性能，提高采暖隔热系统的运行效率以减少能源的消耗。根据发达国家的经验，采取隔热计量收费措施可节能20％～30％。

2．供暖计量收费可以大量节约能源。我国是一个能源大国，每年消耗在供热方面的能量非常大，而很多用户希望自己能灵活地调节室内温度进而节能的要求在现有的采暖系统中根本无法实现。采用计量供热后，可以从以下几个方面实现节能：

(1)调动用户的节能意识，实现节能。

(2)建筑实现间歇采暖可以减少大量的能源。对于商业和公用建筑，它们的采暖系统都可以是间歇运行的。办公楼和写字楼等商业建筑，白天有人上班需要采暖，晚上没人工作不需要采暖，只要保证散热器不被冻坏就行。

(3)采用相应的调节手段降低供热系统水泵运行的能耗。对于一个大型供热系统来说，水泵耗电量很大，供热系统分户控制后，由于用户的节能调节而造成的供热负荷的变化，系统除了可以采用质调节的方法调节外，还可以采用变流量调节手段适应负荷的变化，并通过使用变频泵等具体措施减少运行费用。

(4)采用相应的调控设备和技术，充分利用室内自然得热。要实现计量收费，就必须有温度控制及热量计量装置。

3．计量收费可以推动环境保护。

4．推动整个供热行业的进步。在市场经济体制下，用户是“热”的消费者，供热企业是“热”的供应商，政府则是监督管理的协调机构，这样真正理顺了三者的关系，使政府成为真正的监督协调机构，用户成为真正的主人公和消费者，供热企业转变为自主经营、自负盈亏的现代企业。供热企业的竞争能力、管理水平和技术含量不断得到提高，改变了我国供热行业技术落后的现状。另外，用户成了“上帝”，供热企业的着眼点必须是提高供热质量，满足用户自行调节室温的要求。这就要求供热系统安全可靠，有完善的调节和计量功能。

二、分户计量室外供热系统的控制方案

国外集中供热系统的调节与控制技术先进，调控手段完善，调控设备质量高，有一套成熟的供热系统运行模式。在控制上，基本上采用以压差控制为主的方案，其基本方法是控制供热系统最不利环路的供回水压差不小于给定值。而最不利环路的压差控制，实际上只为流量的调节提供了可能，本身并不等于进行了流量调节。各用户流量的调节，则是通过热源的集中调节和用户入口的局部调节及散热器处恒温阀的个体调节进行的。

在我国，室外管网的集中控制应立足于我国的国情，采用以自立式装置为主并配以简单的控制装置的形式。自立式控制装置主要有两种形式：一种为压差控制器，其作用是在变流量系统中保持压力恒定，即消耗掉多余压头，保证要求的压头，以满足配套设备正常工作；一种是流量限制器，其作用是限制相连用户的流量，避免用户间的失调现象。

由于室内系统的不同形式，决定了二次管网的定流量及变流量运行方式，当室外管网为定流量运行时，对于小型的直接连接系统，应当采用根据室外温度来控制锅炉燃烧情况，改变供水温度的方式进行调节，并实现节能；对于间接连接的系统，应利用气候补偿器，根据室外温度，通过一次网侧回水管上的阀门，控制二次网侧的供水温度，实现一次网侧的变流量运行，同时，根据压差控制器控制一次网侧的循环泵转速，实现节能运行。

传统的垂直上下贯通式双管系统及适应按户设热量表的新双管系统，各散热器之间或各用户之间成并联状态。在人口定压差的情况下，是理想的变流量系统，相应的二次管网应当采用变流量控制方式，即在采用质调节的同时，应采用控制水泵转速的方法，使供热系统实现变流量方式运行。控制水泵的变频调速的方式很多，比较适合的方式有两种：一种是控制热力站进出口压差恒定；另一种是控制最不利环路供回水压差恒定，当流量变化很大时，前者调速节能效果较后者好，而后者更容易实现。

三、室内供暖系统形式的选择

1．垂直式单管系统。新单管系统形式较旧的单管系统增加了恒温装置——两通和三通恒温阀，以及分流装置，这样，不适应热计量的单管顺流式系统就改成了适合热计量的单管跨越式系统。由于旁通管的设置，使得散热器的流量减少，调节性能变差，因此，在对旧单管系统改造的时候，要对热负荷及散热器片数进行严格的核算，以防止散热量的不足，影响供热质量。实验表明，对于单管系统，跨越管的分流系数越大，则散热器的调节性能越好，通常设置在70％为宜。

2．垂直式双管系统。传统的双管系统存在有垂直失调的问题，所以只用在四层以下的建筑的采暖系统中。如果在每组散热器入口处安装阻力较大的恒温阀后。不仅可使系统具有可调性，而且大大减弱了自然热压对系统的影响。恒温阀推荐的压降一般约为10KPa。而每米高差的自然作用压差经计算只有不到160Pa(当供回水温度为90／70℃时)，相对恒温阀阻力而言非常小。这样，“垂直失调”现象大大缓解，经计算表明，在20层内可不计其垂直失调的影响。因此，带恒温阀的垂直双管加热量表或热分配表计量装置的供暖系统是实现计量收费较理想的系统形式。

3．单户独立系统。实现户型热量计量以及户型独立调节，是今后供热计量技术的主要发展方向。对于垂直式系统，实现该功能比较困难，而水平式系统实现则较为简单。如果我们把室内系统分为楼内系统和户内系统的话(一户一个采暖系统)，楼内系统分为：单管或双管系统，以及同程或异程式系统。户内系统则包括：地板辐射采暖系统和散热器采暖系统。散热器采暖系统主要有两种形式，一种是户内设小型的分集水器，散热器之间相互并联。另一种是户内所有散热器串联或并联成一环状，水平方向有单管跨越式和双管式等形式。所以有“单一双管系统”、“双一单管系统”、“双一双管系统”等新名称。

供暖系统实现按热量计量收费是建筑节能的重要手段之一，该项技术的推广，在实现节能的同时。也带来许多新的问题。节能的技术关键在于室外控制方案及室外系统的设计问题上，因此，消除建筑物之间及建筑内部供暖系统的水力热力失调，提高室温合格率，寻求二次管网系统的合理调节方式，通过对几种不同形式的室内采暖系统的比较，寻找能耗低，室温均衡的系统布置形式，寻求现有单管顺流式系统的改进等措施是节能的关键性问题。