關于熱計量系統(tǒng)技術分析

曹永慶

摘要：根據(jù)熱流量和溫度的計量進行流量分配和熱量調(diào)節(jié)是未來供熱發(fā)展的趨勢。

關鍵詞：供熱計量技術分析

1計量方法比較

1.1熱表熱表就是計量熱量的儀表，它是能夠測量熱水的流量與供回水溫差，計算二者乘積并進行累計的儀表。熱表由一個熱水流量計1、對溫度傳感器和、個積算儀組成。一般都顯示輸出總耗熱量、總耗水量、即時熱流量、即時水流量，供回水溫度、溫差、平均溫度等參數(shù)。其技術參數(shù)還有存儲數(shù)據(jù)性能、傳輸數(shù)據(jù)性能、壽命與可靠性、自備電源或電池等。目前國內(nèi)已經(jīng)有多家單位已經(jīng)或正在開發(fā)熱量表，已經(jīng)有國內(nèi)外產(chǎn)品投入到了工程實踐，該儀表的特點和應用難點是：價格較貴，安裝復雜，應用中要求的量程范圍較大，低流速下的準確度要求高，長期應用和水質(zhì)惡劣等因素要求儀表的可靠性與適應性要高，電器元件低功耗以延長電池壽命等。另外，實行一戶一表的計量方式需要對管道系統(tǒng)的布置進行深入探索。

1.2熱量分配表熱量分配表是通過散熱器平均溫度與室內(nèi)溫度的差值的函數(shù)關系來確定散熱器的散熱量。熱量分配表可以用來結(jié)合熱表來測量散熱器向房間散發(fā)出的熱量：只要在住戶中的全部散熱器安裝了熱量分配表，結(jié)合樓入口的熱量總表的總熱量數(shù)據(jù)，就可以得到該戶全部散熱器的散熱量。使用方法是：在公共供熱系統(tǒng)中，在每個散熱器上安裝熱分配表，測量計算每個住戶用熱比例，通過總表計算熱量；在每個供暖季結(jié)束后，由工作人員來讀表，根據(jù)計算，求得實際耗熱量。國外公司很少有直接銷售熱量分配表的，通常是要配套計量服務，這一點在國內(nèi)是否接受還有待探討。

1.3散熱器恒溫閥散熱器恒溫閥是安裝在散熱器上的自動控制閥門?？梢员ＷC穩(wěn)定舒適的室溫，控制元件是一個溫包，內(nèi)充感溫物質(zhì)，當室溫升高時，溫包膨脹使閥門關小，減少散熱器熱水供應，當室溫下降時過程相反，這樣就能達到控制溫度的目的。散熱器恒溫閥還可以調(diào)節(jié)設定溫度，恒溫閥會按設定要求自動控制和調(diào)節(jié)散熱器的熱水供應。目前國內(nèi)外散熱器恒溫閥在國內(nèi)應用實例很多，取得了一定的節(jié)能效果與經(jīng)驗。國內(nèi)有廠家生產(chǎn)散熱器恒溫閥，在防泄露、溫包感溫介質(zhì)的密封、阻力預設定功能、可靠性等方面還有欠缺；國外產(chǎn)品在價格以及產(chǎn)品如何適合中國系統(tǒng)方面還有欠缺。

1.4氣候補償器氣候補償器可以根據(jù)室外氣候溫度變化，用戶設定的不同時間的室內(nèi)溫度要求，按照設定曲線求出恰當?shù)墓┧疁囟龋詣涌刂乒┧疁囟?，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的供水溫度的氣候補償，也可以通過室內(nèi)溫度傳感器根據(jù)室溫調(diào)節(jié)供水溫度實現(xiàn)室溫補償，還有限定最低回水溫度的功能。

1.5自力式流量調(diào)節(jié)閥、自力式壓差調(diào)節(jié)閥、自力式溫度調(diào)節(jié)閥自力式差壓調(diào)節(jié)閥和自力式流量調(diào)節(jié)閥原理相同，都是根據(jù)測壓點的壓力變化自動調(diào)節(jié)閥芯位置，達到恒定流量或是恒定壓差的作用。在供熱系統(tǒng)末端安裝恒溫閥等控制元件后，動態(tài)地調(diào)節(jié)勢必會給系統(tǒng)帶采波動，系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響：影響其它末端設備工況的同時，也影響水泵、鍋爐等中央設備的出力、效率等工況。因此需要這種自力式控制設備來增強系統(tǒng)穩(wěn)定性。

1.6平衡閥平衡閥在我國開發(fā)應用已有比較長的時間了，簡單的說，平衡閥是一個可以測出流量的調(diào)節(jié)閥。在我國水力失調(diào)非常嚴重的現(xiàn)狀下，平衡閥有很大的節(jié)能效果和推廣價值。對于溫控與計量的動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，平衡閥是調(diào)節(jié)系統(tǒng)平衡與穩(wěn)定性，達到控制設備發(fā)揮應用作用的一個關鍵設備。

2熱計量系統(tǒng)分析

當前集中探索和實踐的系統(tǒng)形式主要有以下三種：

2.1垂直單管加旁通管系統(tǒng)(新單管系統(tǒng))國內(nèi)的住宅室內(nèi)系統(tǒng)主要是垂直單管系統(tǒng)，舊有的單管系統(tǒng)無法實現(xiàn)用戶自行調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，因此在試點中被改造成單管加旁通跨越管的新單管系統(tǒng)。旁通管通常比立管管徑小一檔，與散熱器并聯(lián)，在散熱器一側(cè)安裝兩通的散熱器恒溫閥，或是直接安裝三通的散熱器恒溫閥。新單管系統(tǒng)使用的散熱器恒溫閥要求流通能力大，不需要預設定功能。兩通形式的散熱器恒溫閥安裝改造方式比三通形式要容易得多，價格也相對便宜。多數(shù)的節(jié)能試點實驗了這種新單管系統(tǒng)，得到了解決垂直失調(diào)，實現(xiàn)室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)，降低不同朝向戶間溫差等結(jié)論。針對公寓式住宅，普遍采用建筑入口設大量程的總熱表，每戶的每個散熱器上安裝一個熱量分配表，以分配表的讀數(shù)為依據(jù)，計算每戶所占比例，分攤總表耗熱量到各個用戶。新單管和雙管系統(tǒng)的熱計量通常都是參照國外的做法，用入口的總熱表結(jié)合每個散熱器上的熱量分配表的方式。這樣就須開發(fā)質(zhì)量高、價格適中的熱量表和熱量分配表，同時還須建立散熱器熱量分配表的標定裝置和制定熱量分配表耗熱量計算法則，并通過一定的法規(guī)確定下來。有些示范工程就是以這種方式進行熱計量的。采用在每組散熱器上安裝熱量分配表的方法，優(yōu)點是分配表的價格低廉，對建筑內(nèi)供熱管道的分布沒有特殊要求，但是其安裝、圍護、試驗測試等過程非常繁瑣，不能直接測量實用熱量，各戶實際用熱值需經(jīng)過復雜的計算才能得出，管理較復雜。另外，根據(jù)國情，目前尚難以避免熱量分配表在使用過程中的人為損壞、拆卸，還存在用戶對蒸發(fā)器作弊的可能性。

2.2垂直雙管系統(tǒng)雙管系統(tǒng)在國內(nèi)也占有重要的份額，具有良好的調(diào)節(jié)穩(wěn)定特性，供回水溫差大、流量對散熱量的影響較大，容易控制溫度，改造工作量較單管小，恒溫閥需要預設定。雙管系統(tǒng)溫度控制技術在國外較為普及，技術成熟，但是中國的采暖系統(tǒng)的阻力、壓降、流速與國外有很大差別。進口的散熱器恒溫閥、熱表等設備的流通能力較小，必須考慮其壓力損失，以免供熱不足；進口設備容易被管道污物阻塞或是結(jié)垢，所以實際使用也會帶來很多問題。一些試點在大規(guī)模的供熱小區(qū)里改造幾個單元為雙管系統(tǒng)，造成新舊系統(tǒng)混供的局面，改造的新系統(tǒng)阻力高以致流量不夠，滿足不了室溫要求，更無法進行溫度控制。雙管系統(tǒng)的熱計量方式的探索與新單管系統(tǒng)相同。

2.3適合戶用熱計量的采暖系統(tǒng)目前國內(nèi)還有一種思路，即徹底改變傳統(tǒng)的住宅采暖系統(tǒng)，提出應變型住宅，在管束井內(nèi)安裝熱量計和控制裝置，備用戶單獨安裝供暖管道系統(tǒng)，即在每個單元的樓梯間安裝供暖的供回水支管，從供回水立管上引出各層每戶的支管，每戶單獨布置成為一個環(huán)路，立管采用垂直雙管并聯(lián)系統(tǒng)，水平支管采用串聯(lián)或并聯(lián)系統(tǒng)。溫控方式采用每組散熱器加散熱器、溫控閥或是在中央集中溫控。在一些試點中實驗了單戶采暖系統(tǒng)的方式，有采用水平管道貼墻角鋪設的方法；也有采用章魚法地下敷設管道的方式。這種方式應用于新建建筑，戶內(nèi)水平支管的走向、過門、排氣等問題尤為重要，還需要與結(jié)構、裝修專業(yè)配合，同時要解決好水力平衡問題、散熱器選型計算問題，立管的垂直失調(diào)問題等等，其對外網(wǎng)的影響也有待研究。