潍坊地区既有住宅建筑供热计量节能改造研究

文／王德生、王博 潍坊市市政工程设计研究院有限公司 山东潍坊 261000

1、供热计量的概况

所谓供热计量主要是对采暖用户、小区总体以及单体建筑进行热量计量，其中小区总用热量是实现分户热计量的重要基础。采暖热量计量有多种方式，但其主要分类三大类，既根据采暖用户热负荷计量值对其用热量进行计算；或者对供暖系统中采暖用户获取的热量直接进行计量；或者以采暖用户所使用散热设备所产生的散热量对用户用热量进行计量。通过推广应用供热计量方式，能够有效促进我国采暖市场改革的深化，对现有采暖收费制度加以未完善，并在为用户提供高质量供热服务的基础上实现节能降耗目标。

2、某供热小区热计量节能改造方案选择

2.1 潍坊地区某住宅小区基本情况

潍坊地区某既有住宅建筑小区建筑面积约为8万m2。该组织小区采用的是水水换热方式，换热站设置于小区内，并由市政管网提供高温水热源。在本次供热计量改造中共涉及该小区内的五栋建筑以及400余户住户。

2.2 合理选择热计量方法

2.2.1 热量分摊方法的选择

在该既有住宅小区建筑的供热计量节能改造中应严格遵守山东省的相关技术规范，以因地制宜原则进行热计量方式的合理选择。在供热计量节能改造中，要在保证用户基本用热需求的基础上通过热分配方式的选择应用来实现对单栋建筑采暖总热量以及用户实际用热量的分别计量，以达到按照采暖用户的不同用热量来进行采暖收费的目的。这种方式能够促使采暖用户增强节能环保意识，从而达到节能降耗目标。在节能改造中，热源仍可采用原区域供热以及集中供热热源，但应合理选择热量分摊方法。目前比较常见的热量分摊方法主要包括热量法分摊、温度法分摊以及热量表法等。其中热量法分摊主要按照热量等耗既热费等取等方式来分摊单体建筑总热费，因此必须在结合多种影响因素对分摊数据加以修正后才能将其作为采暖收费的数据基础。由于在对既有住宅建筑进行供热计量节能改造时往往会遇到多种形式的散热器，且不同住户的室内装修条件也十分复杂，楼内位置和楼层等因素对分摊修正也会产生不同程度的影响，不仅改造难度大，还会加大后期物业管理以及维护成本。根据该住宅小区的实际情况，不具备该热量分摊方法的适用条件。而温度法分摊方式则是按照舒适度的不同来分摊单体建筑总热费，并可以直接根据分摊结果进行热费的计量收费，该热量分摊方法比较适合该小区的实际情况。

2.2.2 合理选择热计量方法

目前在既有住宅建筑的供热计量节能改造中比较常用的有热量表法热计量方式以及温度法热计量方式。其中热量法主要是通过在所有采暖用户的采暖环路内设置户用热量表的方式计量供热水管流量以及供水与回水之间的温差，综合单体建筑总供热量来实现热费分摊。但是在供热计量节能改造中采用这种方式时，由于住户处于建筑的不同位置，即使在用户住宅面积和室温相同的情况下仍会出现用户热量表数据不同的情况，这会直接影响热费收取的合理性和公平性，因此在采用该方法需要在修正后才能进行热量分配，这使得该热计量方式的应用存在一定的局限性。

而温度法热计量方式是将温度传感器设置以分户设置方式布设在采暖分配系统中，以实现对住户室内温度的准确计量，同时综合单体建筑面积和总供热量等相关要素来分摊热量。在采用这种热计量方式后，室内平均温度与用户舒适度直接相关，当住户在采暖期保持较高的室内温度时，其分摊热费也会相应的增加。在该热计量方式下，用户住宅在建筑内的位置不会影响热计量结果，无需修正即可将该热计量数据作为热量分摊的依据。根据舒适度的不同来进行热费分摊的温度法热计量方式不需要对用户供暖水流量进行测量，因此降低了对水质的要求，也避免了管道堵塞等情况的出现，极大地降低了供热计量改造时的难度，且能够使热费的计量收取更加公平合理，有利于供热计量节能改造工程的推进。

2.2.3 温度法热计量方式适应性分析

在应用温度法热计量方式进行供热计量节能改造时，应按照用户住宅面积来确定采集器的设置数量和位置，以便对用户室内温度进行准确的采集，为室内平均温度的计算分析提供数据基础。之后应通过数据远程方式向显示器传送住宅面积以及室内温度等各项参数。而在显示器上则能够进行单元号和采暖用户层号等的设置，且可以利用内置程序模块对采集器所传输的数据信息进行计算分析，并向热量分配器发送相关数据，当热量分配给接收到单体建筑中配置的超声波热表以及显示器所传输的数据信息后，即可利用固定程序模块计算热量分配值，并向各显示器发送计算结果。这样在显示器上就能够直观地观察到与各用户房间号所对应的室内温度、住宅面积以及用热量累计值等数据信息，这些参数还会向远程通讯模块发送，以作为采暖费用收取的依据。

与其他热计量方式相比，温度法热计量方式能够更好地在采暖用户和供热企业的利益间实现平衡。在热计量时，其结算总表是单体建筑的热计量表，并以此为基础对耗热量进行合理分摊，为保证供热公司与采暖用户的结算公平奠定了良好的基础。同时，由于温度法热计量方式是根据等舒适度等取热费这一原则来进行计量收费，较好的保证了分户采暖的公平准确。而且温度法热计量方式所采用的相关数字化设备能够自动采集数据并实施完成数据的远程传输，供热管理部门就可通过终端系统对用户室内平均温度进行实时查询，从而在保证用户基本采暖需求的基础上对供回水温度进行动态调整和远程控制，极大地降低供热系统的能耗，减少能源的浪费。且温度法热计量方式下所获得的计量数据无需进行修正即可作为采暖收费依据，不仅有效解决由于用户间传热以及住宅楼内位置等因素对热计量数据的影响，避免了不合理费用的产生，减少收费纠纷，而且也极大地降低管理成本，为推进既有住宅建筑的供热计量节能改造工程创造了有利条件。此外，采用温度法热计量方式后，还能够有效延长系统设备的使用寿命，提高系统运行的稳定性和可靠性，且由于系统设备具有较高的自动化和数字化水平，有效降低人工成本以及由于人为因素带来的一些失误问题，改善供热管理的效率和质量，提高供热服务水平。通过以上分析可知，在既有住宅建筑的供热计量节能改造工作中温度法热计量方式具有明显的应用优势和较高的适应性，结合潍坊地区某住宅小区的实际情况，决定在本次供热计量改造中选择温度热计量方式。

2.3 该既有住宅建筑小区供热计量节能改造分析

2.3.1 改造小区单体建筑及室外热力管网入口

该住宅小区原室外热力干管采用的是枝状敷设方式，且最不利环路和换热站之间有较长的距离，同时在现场调查中还发现该住宅小区的管网还有水力失调现象存在。根据该住宅小区的实际情况，在本次供热计量节能改造中应将超声波热量表以及平衡阀设置于各单体建筑热力入口位置。

2.3.2 改造住宅建筑室内采暖热计量系统

在该既有住宅小区的供热计量节能改造中应严格遵守户内采暖系统改造的相关技术规范，对单体建筑的供热系统要进行全面的检查，以准确掌握所有设备的运行状态等各项指标参数，一旦在检查中发现有隐患问题存在时，应及时采取将自动排气阀加设于采暖立管顶部或者将立式自动恒温阀加装于住宅内部所有与散热器连接的供水管上的处理措施。通常自动式恒温阀主要包括阀体以及恒温控制装置这两大组成部分。在使用恒温控制阀时应实现按照预设温度调节控制器的指针位置。当恒温阀处于运行状态下时，一旦测定的室内温度比预设温度低时，自动控制器内充有感温介质的温包就会在冷缩作用下减小体积，并带动复位弹簧将阀芯内的阀杆推回，从而加大阀门开度，促使进入散热器的热水流量增加，以达到提高室温的目的。而当室内温度比预设温度值高时，温包体积由于受热而膨胀增大进而带动阀杆 运动，减小阀门开度，使进入散热器的热水流量下降。在安装自动恒温阀后，可实现对散热器进水流量的自动控制，既能够减少用户操作频率，也可使室内的太阳辐射得热以及灶具得热等得到充分地利用，有效地降低采暖系统的能耗，其节能效果能够达到15%左右，而且也能够为用户节约采暖费用。如果综合应用平衡阀与自动恒温阀还可更好地按照用户需求控制室内温度，使室内热环境得到有效地改善。在采用加装自动恒温阀方式对既有住宅建筑进行供热计量节能改造时，应将自动恒温阀设置在散热器进水管的前端，其他室内管道仍可维持原状。

2.3.3 根据温度法合理配置热分配系统

与其他热量计量方式相比，温度法所采用的是弱点热量分配系统，对设备要求相对较低，且不会对原供热管网系统产生影响，热量分配系统的使用以及运行均具有较高的可靠性和稳定性，且能够为住宅建筑实现一体化自动匹配提供端口，因此能够较好的适应既有住宅建筑供热计量节能改造的要求。在应用温度法热计量方式对该住宅小区建筑进行供热计量节能改造时，应根据该小区建筑的特点合理确定设备安装数量和位置。在本次改造中每户住宅应根据具体的面积安装1-3个温度传感器，在安装时应尽量规避采光以及有热源存在的位置，一般应将其设置在房门上方。数据采集器应安装在公共楼梯间，其数量应按照每户一个的原则来配置。单元显示器应按照于单元入口位置，每单元安装1个即可。超声波热量表以及热分配计算器均应安装在供热单体建筑的入口位置，每楼应各安装一个。同时在每个楼栋内均应分别设置无线局域网模块、分配器以及远程传输模块各一个。仪表箱一般应选择在与热量表相距较近的单元内安装。在安装仪表箱以及显示器时，应采用交流电源，且电压应为220V。此外，数据传输方式应在楼内外分别采用有线传输以及无线局域网传输这两种方式，并在小区内部设置数据接收系统。

3、温度法热计量节能改造方案

3.1 热计量分配基本原理分析

在采用温度法热计量方式进行供热计量节能改造时，WDRB型热量系统主要根据气象条件相同时在一定时间段内室内平均温度与室内采暖耗热量密切相关的原理对单体建筑的供热总量进行计量，并将总热量表的计量值按照相关公式向该建筑内各采暖用户分摊。WDRB型热量系统是一种对热水热源的集中供热系统内各采暖用户的实际用热量进行分配以及计量的系统设备。

3.2 主要产品分析

在应用温度法热计量方式进行供热计量改造时，其WDRB型热量分配系统主要包括标准部件以及选配部件这两大类。其中热量分配装置、温度传感器、数字采集器以及显示器等均属于标准部件，而选配部件一般则包括局域网和广域网的通讯配件、超声波热表以及温度显示屏等配套设备。在供热计量节能改造中，应根据WDRB产品的相关执行标准合理选择各项装置设备，以确保其节能改造成果能够达到预期水平。

3.3 热量分配系统分析

在配置温度法WDRB热量分配系统设备时，应根据住宅建筑的具体楼层以及布局结果等确定标准布局以及选配部件的数量以及安装位置等。以该住宅小区的某楼栋的四层住宅为例，该楼层为一梯两户式布局，在配置WDRB热量分配系统时应在各住宅房间内均分别设置1个数字温度传感装置，但每户内温度传感装置的总数应控制在7个以内。每户均应配置采集器1个，并安装在公共楼梯间内，每个单元内采集器的设置数量应控制在24个以内。每个单元还应在入口处安装1个显示器，且显示器应设置于仪表箱内，并要固定牢固，以便于观察。

3.4 产品施工分析

在采用温度法WDRB热量分配系统对既有住宅建筑进行供热计量节能改造时，各标配产品的安装均应严格遵守相关的技术规范和操作规程，首先应进行系统布线施工，然后将温度传感器、采集器、显示器、分配器、远输模块以及数据传输设备等依次安装就位，在完成设备的安装施工后要做好质量检验以及系统的调试运行工作，以确保改造施工质量能够达到技术标准，为用户用热量的准确计量分摊奠定良好的基础，并达到降低采暖系统能耗的目的。

4、节能分析

4.1 计算分析用热量数据

在对该住宅小区的节能改造效果进行计算分析时，应首先统计各楼座供热量的全天累计值。在本次分析中对采暖期开始后2个月内的供热量进行记录汇总。同时，本文重点以该住宅小区的3号楼为例对其参数运行数据进行计算分析。通过对清零至统计截止这段时间的供热量累计值的分析发现，排除供热系统固有误差以及个别用户未进行热计量设备安装等因素后，用热量主要受温度影响，当温度较高时，用热量也随之增加。当不同住户的室内平均温度相同时，住宅面积较大的住户用热量也相应的增加。不论住户是否在同一单元或同一楼层，在面积温度相同条件下的用热量无明显差异。同时，总热量表中的用热量数据与每户平摊条件下的数据一致。

4.2 住宅小区节能改造前后能耗分析

在计算住宅楼的具体节能量时，应准确掌握潍坊地区固定热价的实际占比，以便合理确定供热计量中的收费价格系数。同时，还应结合民用建筑节能标准等相关规范确定潍坊地区采暖度日数以及标准度日数等参数。然后再据此对该住宅小区在节能改造前后的气象修正系数进行计算分析。在节能分析时还应采取问卷调查等方式获得热环境修正系数，并应根据采暖期天数、建筑耗热量指标、改造面积、标准煤热值、室外管网效率以及锅炉运行效率等各项参数对节能改造前后住宅建筑的采暖消耗以及采暖能耗进行计算。在分析节能量时，则应准确掌握住宅建筑改造前后的能耗量及其气象修正系数等，并结合热环境修正系数和收费价格系数等参数进行计算分析，即可获得该住宅小区各楼宇的实际节能量。根据以上计算分析结果可绘制对比图，从而更加直观地呈现该住宅小区在节能改造前后采耗热量以及采暖能耗方面的变化，可参见图1及图2所示。

图1 该住宅小区耗热量在节能改造前后对比图

图2 该住宅小区采暖能耗在节能改造前后对比图

通过对比分析可知，在采用温度热计量方式对该既有住宅建筑进行供热计量节能改造后，单体住宅建筑的采暖节能率明显提高，说明温度热计量方式是一种有效的节能改造方式，对于提高既有住宅建筑供热指令以及节能效率均能够发挥重要的作用。

结语：

温度法热计量是既有住宅建筑节能改造中的重要方法。与其他热计量方式相比，其能够科学合理在整体采暖系统覆盖范围内进行热量分配，而且能够对末端采暖用户的实际热计量值进行准确的统计，从而在保证采暖用户基本采暖需求的基础上实现热量分配的统筹兼顾，使分户热计量方式更加科学公平，在降低热计量系统运维管理难度和成本方面也能够产生积极的作用。采暖地区的各地方政府应充分了解本地区既有住宅建筑供热采暖的实际情况，因地制宜的选择相应的供热计量节能改造方式，以实现节能降耗目标。