李爽 王浩 余心明 任腾飞
(天津市城安热电有限公司 天津 300204)
城市集中供热系统中,对供热介质从热源得到的热量或用户消耗的热量所进行的计量。热计量的目的主要是确定生产或消耗的热能数量,从而监督和计算热源设备的效率或作为向热用户收取用热费用的依据。热计量对加强供热的科学管理,节约能源,具有十分重要的意义。
根据热力学第一定律,供热介质传输的热量,可表示为
式中M为供热介质的质量流量;qv为供热介质的体积流量;ρ 为供热介质的密度;h1、h2为供热介质流出和流进被计量对象(锅炉、热用户、换热器等)的焓值;Q1-2为单位时间内,供热介质通过被计量对象所得到的(当Δh>0时)或放出的(当Δh<0时)热量。将上式积分,可以求得在一段时间内的累计热量值。完整的热计量系统应包含供热介质的流量变换装置、温度计和指示积算热量的仪表,简称热量表或热表。
目前常采用的热计量方式有三种:一户一表热计量、热量分摊法热计量、面积分摊法热计量,这三种计量方式原理不同,优缺点各异,如下表所示:
表1 三种热计量方式对比
超声波热量表是将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上,流量计安装在流体入口或回流管上,流量计发出与流量成正比的脉冲信号,一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号,而积算仪采集来自流量和温度传感器的信号,利用积算公式算出热交换系统获得的热量,与建筑业过去已普遍使用的户用计量表——水表、电表、煤气表相比,有更复杂的设计和更高的技术含量。
超声波速差法(时差法)原理:是依靠超声波信号在留体中传播的时间差,来测量流体流量。当超声波速在流体中传播时,流体的流动将使超声波信号的传播速度发生传播的时间差。时间差的大小与流体的流速成正比关系。
热量表是一种适用于测量在热交换环路中,载热液体所吸收或转换热能的仪器,热量表用法定的计量单位显示热量。热量表又称热能表、热能积算仪,既能测量供热系统的供热量又能测量供冷系统的吸热量。将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上,流量计安装在流体入口或回流管上,流量计发出与流量成正比的脉冲信号,一对温度传感器给出表示温差的模拟信号,热量表采集来自三路传感器的信号,利用积算公式算出热交换系统获得的热量。
由热量表的计算公式可以看出,无论是采用K系数法还是焓差法的热量表为得到热量值最终需要测量并引用如下4个参数。
流量——热交换系统的体积流量 单位:m3
进水温度——热交换系统的进水温度 单位:℃
回水温度——热交换系统的回水温度 单位:℃
压力——热交换系统的压力 单位:Mpa
在上述参数中,根据设计规范,热力系统的压力一般分为≤1.0Mpa和≤2.5Mpa两种。而且,当系统的压力稍有波动时,其本身的变化引起的热计量误差不大,所以,热量表在生产时也分为两种类型:常温表:默认压力1.6Mpa,工作温度为4-95℃。高温表:默认压力是2.5Mpa,工作温度为4-150℃。这样,热量表在计量热量时需要进行实时测量的参数就只有流量、进水温度和回水温度了。
热量表的计量精度是由组成热量表的三个部分:流量计、温度传感器和积算器各自的计量精度共同决定的,其误差极限是上述三个部件各自误差的算术和。其中,各部分的误差极限公式如下:
流量计误差极限公式:
一级表:E=1+0.01qp/q
二级表:E=2+0.02qp/q
三级表:E=3+0.05qp/q
其中:qp—常用流量,m3/h。
q—使用范围内的流量,m3/h。配对温度传感器的误差极限公式:
其中:
Δtmin——最小温差,℃。
Δt——使用范围内的温差,℃。
积算器误差极限:
E=0.5+Δtmin/Δt
其中:
Δtmin——最小温差,℃。
Δt——使用范围内的温差,℃。
当前已经对部分小区,部分地域实现采暖计量收费,实行“谁用热,谁交费”“用多少,交多少”的收费制度。在实行过程中不仅使用户节省了采暖费用,也降低了供热公司的成本,同时减少了SO2等有害气体的排放,有利于节能减排。据统计,本市供热计量收费实验的居民退费率平均在60%以上,退费额大都在8%-18%之间。
4.2.1 居住建筑应达到或超过天津地区二步节能标准
4.2.2 供热系统设计与施工验收应符合天津市地方标准《天津市集中供热住宅计量供热设计规程》、《天津市集中供热住宅计量供热施工质量验收规程》的要求
4.2.3 供热系统设施完善良好,系统具备计量供热功能
4.2.4 热量表经监督检测部门检测合格
4.2.5 供热单位应与用户签订《天津市住宅计量供用热合同》
供热计量收费实行两部制计费办法,即容量热费和计量热费。用户热费=容量热费(固定热费)+计量热费(可变热费)4.3.1容量热费:容量热价=现行面积热价×50%=25元/m2×50%=12.5元/m2。容量热费=12.5元/m2×计费面积。4.3.2计量热费:
计量热价:0.102元/kW·h(1GJ=277.78kW·h)。
计量热费=0.102元/kW·h×当年度采暖期消耗热量。
5.1.1 价格问题
热计量收费采取“用多少热,交多少钱”收费方式,这样用热户就可以根据自己的实际情况合理的对自己住所的用热装置进行调节,这对于节能具有积极作用。
5.1.2 政府引导
政府相关只能部门可以通过各多种方式对用热户进行热计量知识的普及,让用热户更多的了解热计量收费的好处。
5.1.3 企业管理
热计量收费对企业管理方式提出了更高的要求,因为计量收费使企业粗犷型的管理方式变得细腻,如何能使企业管理的细致化、准确性、合理性更加高。
一方面,计量收费直接牵扯到用热户的经济利益,这就要求对各种工作必须得细致,保证用热户的利益不受损失。
另一方面,用热户有了节能的理念,那么用热户就会进行节能措施,这样对供热企业也提出了相应的要求,如何合理的进行输送热源,更加合理的分配热能,保证供热质量前提下的进行合理的节能。
5.2.1 完善收费政策
完善收费政策,提高供热质量。合理的收费政策有助于热计量更好的推行,有助于节能减排工作得到更好的执行。对不同户型,不同面积,不同位置的居民应该采用不同的计费方式,应该针对这些居民住户之间的差异进行不同的系数调节,让受益大者多缴费,受益少者少缴费,让用热户能够更加愿意支持热计量工作的推广。
5.2.2 完善办法内容
完善现有收费办法,让用热户更加踊跃、更加主动的进行热费的缴纳,让有预见性的居民可以灵活缴费,待热计量广泛实施推广后,用热户根据自己实际用热情况是否可以直接购买热量,不用先全额缴费,最后按照居民实际用热情况对热费进行多退少补;可以定期短信或者邮件方式提醒居民用热费用,让居民可以按照实际用热情况按月进行缴费。合理的政策、有效的办法加上完善的体系必将会推动节能工作的展开。
5.2.3 完善技术体系
开通更多的收费渠道,有更多的公共服务窗口让用热户可以选择进行多种方式缴费。将互联网先进的技术带到用热中来,让用户做在电脑前就可以定期查看到自己的用热情况。
5.3.1 系统调控性
增加整体供热系统的可调控性,包括用热居民用热可调节性,供热企业提供热能可调节性。用热居民处于节约用热成本的角度或者是节能的角度考虑,对自己的住所进行了用热调控的同时,就需要供热企业对整个热能输送系统进行相应的调控,让热能更加充分的被用热户所用,做到需求大供应大,需求小输送少。这样既能实实际际让用户享受到实惠,同时为供热企业节约了大量的成本。
5.3.2 计量装置准确性
提高计量装置的准确性,定期进行计量装置的检定、审核工作,不能因为计量装置的误差、不准确性导致用热居民或供热企业的经济损失。这是一个复杂而繁琐的工作,让用热居民、供热企业、监管机构同时参与进来才能够做的更好。
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