建筑物供暖系统采用热量计量的研究

奚振奎，玄 丽，康 丽

( 山东商业职业技术学院，山东 济南 250103 )

建筑物供暖系统采用热量计量的研究

奚振奎，玄 丽，康 丽

( 山东商业职业技术学院，山东 济南 250103 )

针对我国冬季供暖，能耗大，能源利用率低的现状，提出了安装热计量并实现数据远传的方法。热计量设备的安装使得热用量与收费挂钩，从热用户入手，促使热用户自行调节室内温度，按需供热。通过案例分析，从施工及运行等各个方面验证了该研究的可行性，无论对新建建筑或者旧建筑供暖改造都有较好的指导意义。

建筑物供暖；热计量；远传；节能

0 引言

在我国，冬季供暖收费方式以按面积收费为主，采暖系统一般不设热表，因没有计量收费，“一些用户的室温达不到设计要求，影响正常生活，另一部分用户则室温过高，需要开窗散热，造成热能浪费”[1]。没有计量也使得管理运行人员没有数据支持完全依靠经验进行运行管理。缺乏计量手段是造成我国与先进国家建筑物节能差距大的重要原因。而按用户实际耗热量收取取暖费的“分户计量”、“分楼计量”、“分小区计量”等“热计量”方式将从根本上解决这个矛盾。合理的收费方式既能减少供暖企业与采暖用户的矛盾又能起到节能的效果，根据一些发达国家的经验，采取供热计量收费措施，即可节能20%～30%。

1 计量收费系统原理

安装计量收费系统的原理：在供水管道上安装热量表(较先进的为超声波热量表)、电磁阀、过滤器、锁闭阀等，在回水管道上安装锁闭阀、测温阀门等。热量表通过计算供回水温度及进入散热器的水的流量计算出热用量。安装在住户内的控制面板，通过控制线连接电磁阀，根据温度面板的设定温度自动控制电磁阀开启的大小，从而实现室内温度的稳定及自动调节。供回水管道安装锁闭阀可实现对住户供暖的通断。散热器也可安装温度控制器，实现室内不同房间温度的自动控制。热量表通过数据线将数据汇总至采集器，采集器将数据传输至总服务器，实现数据的远传。通过总控制室的系统控制软件可以对每户热量数据进行收集、分析及控制。

2 计量收费系统安装要求：

“热量表是根据测量供暖系统入户的流量和供回水温度来计算热量的，因此分户计量要求供暖系统在设计时每一户要单独布置成一个环路”[2]。

对于传统的垂直单管顺流式供暖系统，“宜在各组散热器上设置热量分配表，测量计算每组散热器的用热比例，再结合设于建筑物引入口热量总表的总用热量数据”[3]，计算出每户用热量。

3 工程案例：

某学院教职工宿舍小区共12栋楼330 户，每栋楼均为多层建筑。该小区根据国家节能要求已进行了外墙保温，需进一步对热网进行改造。

该小区未实现市政供暖，目前为独立管网独立供暖，由学院后勤处管理。该小区居住建筑均为1梯两户，供暖系统为垂直双管系统，每户设有设备井，内设供回水管、上下贯通的穿线管等，每户均有校园网接入点，别墅楼和多层楼每个单元的负1层都有网络接入设备；换热站附近机房有网络接入设备。

3.1 项目实现的目标

(1)该项目完成后要达到财政部2007年12月20日出台的《北方采暖区既有居住建筑供热计量及节能改造奖励资金管理暂行办法》(财建[2007]957号)的要求，达到工程验收条件。

(2)住户室内温度可以调节。

(3)基本实现热平衡。

(4)热源实现实时动态节能。

(5)总体节能效果达到30%以上。

(6)成为既有居住建筑供热计量及节能改造示范工程。

3.2 项目实施

(1)现场情况(图1)：

图1 现场情况

进水管线上由原来DN25的管道变成DN20的管道。然后安装锁闭阀—过滤器—热量表—球阀顺序进行安装。

进水管线上由原来DN25的管道变成DN20的管道。然后安装测温球阀—智能电动阀—锁闭阀，并将热量表的回水温度探头安装到回水管的测温球阀上。

(2)热量表安装

作为按用热量计量的关键部件，热量表的选择及安装非常重要。该项目选择计量较准确的超声波热量表。

按照楼宇特点，在每层楼的暖气管道井安装热量表。安装流程为在每户的供水管线上按照安装锁闭阀—过滤器—热量表—球阀顺序进行安装，在回水管线上安装测温球阀—智能电动阀—锁闭阀，并将热量表的回水温度探头安装到回水管的测温球阀上。如图2所示：

图2 热量表安装示意图

(3)用户温控面板的安装：

为方便各住户自行调节温度，特在室内安装用户温控面板，用户温控面板与智能控制器之间的连线，通过打孔的形式穿到用户家中，用户可根据自己的意愿实现全面的温度自动调节。

(4)项目通讯方式与系统架构

a、热量表远传方式使用有线方式。串口服务器使用一对一的模式，安装在采集终端箱中。采集终端箱与总服务器通过有线进行连接，学院在安装总服务器的位置提供一个网络接口，并设置一个固定IP地址。通过学校网络实现数据的监测及设备故障的排除。

b、楼宇集抄器与户用热量表、户用温控设备之间采用 M-BUS 总线通讯。(如图3)

3.3 项目完成后的效果

改项目完成后，实现了按热计量收费的目标，同时体现了供暖人性化，可根据住户实际需要采用停止供暖、低温供暖、正常供暖或分阶段供暖等多种方式。该项目通过实际运行，室内取暖温度由原来的平均23℃降为平均19℃。降低供水温度6℃。

节能量计算：

每小时节能量：

Q=Cm△t=4.2*103j/kg. ℃*(24kg/104m2*8.1193*104m2)/h*5℃=4092.1kj。

每年的节能量为：Q=24h*120*Q1=11.8*106kj。

图3 M-BUS总线通讯

4 结论

通过对供热管网安装热计量器具、自控装置并实现数据远传，可改变我国现阶段实行的按面积收费的不合理现象，同时用户可根据实际需要采取冬季停暖、低温采暖、分阶段采暖等多种采暖方式，也解决了供热企业与热用户之间的矛盾。

[1]孙文全，童艳，刘建峰.建筑设备[M].天津：天津科学技术出版社，2005.04.

[2]卜一德.地板采暖与分户热量量技术(第二版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.02.

[3]王宇清.供热工程[M].北京：机械工业出版社，2005.02.

(责任编辑：孙强)

Research on Heat Metering in Heating System

XI Zhen-kui, XUAN Li, KAGN Li

( Shandong Institute of Commerce and Technology, Jinan, Shandong 250103, China )

In view of the conditions of China, this thesis puts forward a method of the installation of heat metering and data transmission. The installation of heat metering is connected with the quantity and cost of the heat, which makes the users to adjust the indoor temperature. Through the analysis of a case, the feasibility of this method is verified from the various construction and operation. It has good guidance for new construction or renovation of old building heating.

building heating; heat metering; remote transmission; energy saving

2014-04-10

奚振奎(1980-)，男，山东寿光人，安全后勤部工程师，硕士。

TU995.1

A

1671-4385(2014)03-0130-03