關(guān)于集中供熱分戶采暖熱計(jì)量的探討

王世剛

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)熱計(jì)量存在的問(wèn)題。文章對(duì)室外控制方案及室外供暖的系統(tǒng)形式進(jìn)行了探討與改進(jìn)，有利于集中分戶供暖節(jié)能的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：集中供熱；分戶采暖；熱計(jì)量

中圖分類號(hào)：TU241

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-2374(2009)04-0124-02

集中供暖是我國(guó)寒冷地區(qū)供暖的主要形式，是一項(xiàng)比較成熟的應(yīng)用技術(shù)，在能源總的利用效率、供暖質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)和投資運(yùn)行費(fèi)用等多方面均有優(yōu)勢(shì)。我國(guó)現(xiàn)行的按建筑面積計(jì)算熱量的供熱收費(fèi)體制，違背了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的客觀規(guī)律，導(dǎo)致用戶用熱量和用戶付費(fèi)值無(wú)關(guān)，用戶不會(huì)關(guān)心供熱能耗問(wèn)題，抑制了用戶節(jié)能的積極性，不利于可持續(xù)發(fā)展。

近年來(lái)，我國(guó)越來(lái)越重視建筑節(jié)能問(wèn)題，并出臺(tái)了一些相關(guān)法規(guī)文件，如《建筑節(jié)能“九五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃》。2000年2月18日建設(shè)部第76號(hào)部長(zhǎng)令頒布《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》，自2000年10月1日起實(shí)施，把集中供熱分戶調(diào)節(jié)和計(jì)量收費(fèi)列為國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的建筑節(jié)能技術(shù)，所有利用集中供熱的新建住宅，推行溫度調(diào)節(jié)和用戶熱量計(jì)量裝置，實(shí)行供熱計(jì)量收費(fèi)。因此探討集中供熱分戶計(jì)量方式供熱實(shí)現(xiàn)方式意義重大。

一、供熱分戶計(jì)量節(jié)能途徑

實(shí)施分戶供暖，推進(jìn)熱能商品化，是我國(guó)在20世紀(jì)末至21世紀(jì)初繼房改之后的又一次產(chǎn)業(yè)革命，它標(biāo)志著供暖已經(jīng)開(kāi)始走向市場(chǎng)。

1．供暖計(jì)量收費(fèi)是推動(dòng)建筑節(jié)能工作的原動(dòng)力之一，是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的重要手段。建筑節(jié)能是指在建筑物的設(shè)計(jì)、建造和使用過(guò)程中，執(zhí)行建造節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)和政策，使用節(jié)能型建造材料、器具和產(chǎn)品，提高建筑物的保溫隔熱和氣密性能，提高采暖隔熱系統(tǒng)的運(yùn)行效率以減少能源的消耗。根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，采取隔熱計(jì)量收費(fèi)措施可節(jié)能20％～30％。

2．供暖計(jì)量收費(fèi)可以大量節(jié)約能源。我國(guó)是一個(gè)能源大國(guó)，每年消耗在供熱方面的能量非常大，而很多用戶希望自己能靈活地調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度進(jìn)而節(jié)能的要求在現(xiàn)有的采暖系統(tǒng)中根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。采用計(jì)量供熱后，可以從以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)節(jié)能：

(1)調(diào)動(dòng)用戶的節(jié)能意識(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

(2)建筑實(shí)現(xiàn)間歇采暖可以減少大量的能源。對(duì)于商業(yè)和公用建筑，它們的采暖系統(tǒng)都可以是間歇運(yùn)行的。辦公樓和寫(xiě)字樓等商業(yè)建筑，白天有人上班需要采暖，晚上沒(méi)人工作不需要采暖，只要保證散熱器不被凍壞就行。

(3)采用相應(yīng)的調(diào)節(jié)手段降低供熱系統(tǒng)水泵運(yùn)行的能耗。對(duì)于一個(gè)大型供熱系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，水泵耗電量很大，供熱系統(tǒng)分戶控制后，由于用戶的節(jié)能調(diào)節(jié)而造成的供熱負(fù)荷的變化，系統(tǒng)除了可以采用質(zhì)調(diào)節(jié)的方法調(diào)節(jié)外，還可以采用變流量調(diào)節(jié)手段適應(yīng)負(fù)荷的變化，并通過(guò)使用變頻泵等具體措施減少運(yùn)行費(fèi)用。

(4)采用相應(yīng)的調(diào)控設(shè)備和技術(shù)，充分利用室內(nèi)自然得熱。要實(shí)現(xiàn)計(jì)量收費(fèi)，就必須有溫度控制及熱量計(jì)量裝置。

3．計(jì)量收費(fèi)可以推動(dòng)環(huán)境保護(hù)。

4．推動(dòng)整個(gè)供熱行業(yè)的進(jìn)步。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下，用戶是“熱”的消費(fèi)者，供熱企業(yè)是“熱”的供應(yīng)商，政府則是監(jiān)督管理的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，這樣真正理順了三者的關(guān)系，使政府成為真正的監(jiān)督協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，用戶成為真正的主人公和消費(fèi)者，供熱企業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鹘?jīng)營(yíng)、自負(fù)盈虧的現(xiàn)代企業(yè)。供熱企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力、管理水平和技術(shù)含量不斷得到提高，改變了我國(guó)供熱行業(yè)技術(shù)落后的現(xiàn)狀。另外，用戶成了“上帝”，供熱企業(yè)的著眼點(diǎn)必須是提高供熱質(zhì)量，滿足用戶自行調(diào)節(jié)室溫的要求。這就要求供熱系統(tǒng)安全可靠，有完善的調(diào)節(jié)和計(jì)量功能。

二、分戶計(jì)量室外供熱系統(tǒng)的控制方案

國(guó)外集中供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制技術(shù)先進(jìn)，調(diào)控手段完善，調(diào)控設(shè)備質(zhì)量高，有一套成熟的供熱系統(tǒng)運(yùn)行模式。在控制上，基本上采用以壓差控制為主的方案，其基本方法是控制供熱系統(tǒng)最不利環(huán)路的供回水壓差不小于給定值。而最不利環(huán)路的壓差控制，實(shí)際上只為流量的調(diào)節(jié)提供了可能，本身并不等于進(jìn)行了流量調(diào)節(jié)。各用戶流量的調(diào)節(jié)，則是通過(guò)熱源的集中調(diào)節(jié)和用戶入口的局部調(diào)節(jié)及散熱器處恒溫閥的個(gè)體調(diào)節(jié)進(jìn)行的。

在我國(guó)，室外管網(wǎng)的集中控制應(yīng)立足于我國(guó)的國(guó)情，采用以自立式裝置為主并配以簡(jiǎn)單的控制裝置的形式。自立式控制裝置主要有兩種形式：一種為壓差控制器，其作用是在變流量系統(tǒng)中保持壓力恒定，即消耗掉多余壓頭，保證要求的壓頭，以滿足配套設(shè)備正常工作；一種是流量限制器，其作用是限制相連用戶的流量，避免用戶間的失調(diào)現(xiàn)象。

由于室內(nèi)系統(tǒng)的不同形式，決定了二次管網(wǎng)的定流量及變流量運(yùn)行方式，當(dāng)室外管網(wǎng)為定流量運(yùn)行時(shí)，對(duì)于小型的直接連接系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)采用根據(jù)室外溫度來(lái)控制鍋爐燃燒情況，改變供水溫度的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能；對(duì)于間接連接的系統(tǒng)，應(yīng)利用氣候補(bǔ)償器，根據(jù)室外溫度，通過(guò)一次網(wǎng)側(cè)回水管上的閥門(mén)，控制二次網(wǎng)側(cè)的供水溫度，實(shí)現(xiàn)一次網(wǎng)側(cè)的變流量運(yùn)行，同時(shí)，根據(jù)壓差控制器控制一次網(wǎng)側(cè)的循環(huán)泵轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

傳統(tǒng)的垂直上下貫通式雙管系統(tǒng)及適應(yīng)按戶設(shè)熱量表的新雙管系統(tǒng)，各散熱器之間或各用戶之間成并聯(lián)狀態(tài)。在人口定壓差的情況下，是理想的變流量系統(tǒng)，相應(yīng)的二次管網(wǎng)應(yīng)當(dāng)采用變流量控制方式，即在采用質(zhì)調(diào)節(jié)的同時(shí)，應(yīng)采用控制水泵轉(zhuǎn)速的方法，使供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變流量方式運(yùn)行?？刂扑玫淖冾l調(diào)速的方式很多，比較適合的方式有兩種：一種是控制熱力站進(jìn)出口壓差恒定；另一種是控制最不利環(huán)路供回水壓差恒定，當(dāng)流量變化很大時(shí)，前者調(diào)速節(jié)能效果較后者好，而后者更容易實(shí)現(xiàn)。

三、室內(nèi)供暖系統(tǒng)形式的選擇

1．垂直式單管系統(tǒng)。新單管系統(tǒng)形式較舊的單管系統(tǒng)增加了恒溫裝置——兩通和三通恒溫閥，以及分流裝置，這樣，不適應(yīng)熱計(jì)量的單管順流式系統(tǒng)就改成了適合熱計(jì)量的單管跨越式系統(tǒng)。由于旁通管的設(shè)置，使得散熱器的流量減少，調(diào)節(jié)性能變差，因此，在對(duì)舊單管系統(tǒng)改造的時(shí)候，要對(duì)熱負(fù)荷及散熱器片數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的核算，以防止散熱量的不足，影響供熱質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于單管系統(tǒng)，跨越管的分流系數(shù)越大，則散熱器的調(diào)節(jié)性能越好，通常設(shè)置在70％為宜。

2．垂直式雙管系統(tǒng)。傳統(tǒng)的雙管系統(tǒng)存在有垂直失調(diào)的問(wèn)題，所以只用在四層以下的建筑的采暖系統(tǒng)中。如果在每組散熱器入口處安裝阻力較大的恒溫閥后。不僅可使系統(tǒng)具有可調(diào)性，而且大大減弱了自然熱壓對(duì)系統(tǒng)的影響。恒溫閥推薦的壓降一般約為10KPa。而每米高差的自然作用壓差經(jīng)計(jì)算只有不到160Pa(當(dāng)供回水溫度為90／70℃時(shí))，相對(duì)恒溫閥阻力而言非常小。這樣，“垂直失調(diào)”現(xiàn)象大大緩解，經(jīng)計(jì)算表明，在20層內(nèi)可不計(jì)其垂直失調(diào)的影響。因此，帶恒溫閥的垂直雙管加熱量表或熱分配表計(jì)量裝置的供暖系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)計(jì)量收費(fèi)較理想的系統(tǒng)形式。

3．單戶獨(dú)立系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)戶型熱量計(jì)量以及戶型獨(dú)立調(diào)節(jié)，是今后供熱計(jì)量技術(shù)的主要發(fā)展方向。對(duì)于垂直式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)該功能比較困難，而水平式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)則較為簡(jiǎn)單。如果我們把室內(nèi)系統(tǒng)分為樓內(nèi)系統(tǒng)和戶內(nèi)系統(tǒng)的話(一戶一個(gè)采暖系統(tǒng))，樓內(nèi)系統(tǒng)分為：?jiǎn)喂芑螂p管系統(tǒng)，以及同程或異程式系統(tǒng)。戶內(nèi)系統(tǒng)則包括：地板輻射采暖系統(tǒng)和散熱器采暖系統(tǒng)。散熱器采暖系統(tǒng)主要有兩種形式，一種是戶內(nèi)設(shè)小型的分集水器，散熱器之間相互并聯(lián)。另一種是戶內(nèi)所有散熱器串聯(lián)或并聯(lián)成一環(huán)狀，水平方向有單管跨越式和雙管式等形式。所以有“單一雙管系統(tǒng)”、“雙一單管系統(tǒng)”、“雙一雙管系統(tǒng)”等新名稱。

供暖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)按熱量計(jì)量收費(fèi)是建筑節(jié)能的重要手段之一，該項(xiàng)技術(shù)的推廣，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能的同時(shí)。也帶來(lái)許多新的問(wèn)題。節(jié)能的技術(shù)關(guān)鍵在于室外控制方案及室外系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題上，因此，消除建筑物之間及建筑內(nèi)部供暖系統(tǒng)的水力熱力失調(diào)，提高室溫合格率，尋求二次管網(wǎng)系統(tǒng)的合理調(diào)節(jié)方式，通過(guò)對(duì)幾種不同形式的室內(nèi)采暖系統(tǒng)的比較，尋找能耗低，室溫均衡的系統(tǒng)布置形式，尋求現(xiàn)有單管順流式系統(tǒng)的改進(jìn)等措施是節(jié)能的關(guān)鍵性問(wèn)題。