集中供暖住宅分戶熱計(jì)量的探討

張穎

摘 要：隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展和人民生活的提高，集中供暖的范圍日益擴(kuò)大，供暖能源消耗的增長成了影響建筑業(yè)發(fā)展的又一因素。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，集中供暖技術(shù)也不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，推廣和實(shí)行分戶熱計(jì)量已經(jīng)成為一種不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。熱計(jì)量問題在《中華人民共和國節(jié)約能源法》和《民用建筑節(jié)能管理?xiàng)l例》中明確規(guī)定：實(shí)行集中供熱的建筑應(yīng)當(dāng)安裝供熱系統(tǒng)調(diào)控裝置、用熱計(jì)量裝置和室內(nèi)溫度調(diào)控裝置。

關(guān)鍵詞：集中供暖；分戶計(jì)量；系統(tǒng)形式

1 集中供暖住宅分戶熱計(jì)量的前提條件

集中供暖住宅要實(shí)現(xiàn)分戶熱計(jì)量，無論在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面還是采用的相應(yīng)設(shè)備，目前都是可以做到的。分戶熱計(jì)量的首要目的，是要為熱用戶提供調(diào)節(jié)控制手段，使他們可以根據(jù)熱舒適度的需要，調(diào)節(jié)控制采暖量，實(shí)現(xiàn)供暖運(yùn)行節(jié)能。供熱單位根據(jù)設(shè)置的熱量表計(jì)量所供熱量，并按熱量進(jìn)行收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。為此，供熱質(zhì)量必須滿足要求，否則，分戶熱計(jì)量將成為一種擺設(shè)。

要保證高質(zhì)量供熱，在加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)，降低耗熱量的前提下，首先要有合適的室內(nèi)供暖系統(tǒng)形式，其次要有完善的供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制措施和高水平的運(yùn)行管理。熱用戶可以手動(dòng)調(diào)節(jié)用熱量，但在熱源處必須是自動(dòng)調(diào)節(jié)供熱量，使其根據(jù)所需熱負(fù)荷的改變而變化。因此，應(yīng)在熱源處設(shè)置既有流量調(diào)節(jié)性能又能定量顯示出環(huán)路流量（壓差）的裝置——平衡閥，以保證系統(tǒng)在調(diào)節(jié)運(yùn)行中能有平穩(wěn)的水力工況。

2 分戶熱計(jì)量的采暖形式

2.1 新建集中供熱住宅的采暖形式

新建集中供熱住宅的采暖形式采用共用立管的分戶獨(dú)立系統(tǒng)形式，通常住宅的一個(gè)單元設(shè)一組供回水立管，每戶為一環(huán)路，在每戶的供水管上安裝熱表和調(diào)節(jié)閥，房間的每組散熱器上安裝溫控閥。

可供選擇的戶內(nèi)型式有：水平雙管系統(tǒng)，水平單管系統(tǒng)，水平放射式系統(tǒng)以及低溫地板輻射式供暖戶內(nèi)系統(tǒng)等。型式多種多樣，而采用何種型式，則應(yīng)綜合各方面的因素分析確定。

2.1.1 水平雙管系統(tǒng)，此型式類似于傳統(tǒng)的水平雙管式系統(tǒng)。戶內(nèi)設(shè)置供回水管，散熱器并聯(lián)，熱量可調(diào)節(jié)，工況穩(wěn)定；管材可采用金屬管，管材管件便宜，施工安裝、檢修方便；可按要求設(shè)計(jì)坡度，系統(tǒng)管道處于高點(diǎn)，戶內(nèi)系統(tǒng)最低點(diǎn)可設(shè)泄水，但末端自動(dòng)排氣不易解決，由于戶內(nèi)供回水管的設(shè)置，管材用量大，既不經(jīng)濟(jì)，又影響室內(nèi)美觀，故不建議采用。

2.1.2 水平單管系統(tǒng)。水平單管系統(tǒng)又包括水平單管順流式系統(tǒng)和水平單管跨越式系統(tǒng)。

水平單管順流式系統(tǒng)類似于水平串聯(lián)系統(tǒng)，散熱器串聯(lián)，每組散熱器不能調(diào)節(jié)，只能在用戶的入口處進(jìn)行調(diào)節(jié)，此種型式不建議使用。

水平單管跨越式系統(tǒng)，各組散熱器并聯(lián)，每組散熱器可設(shè)溫控閥調(diào)節(jié)，干管設(shè)置于墊層內(nèi)，管材可采用塑料管材，戶內(nèi)看不見干管，室內(nèi)環(huán)境美觀。由于供回水干管采用塑料管材，需降低熱源的供回水溫度（80℃/60℃～70℃/50℃），能耗及散熱器數(shù)量會(huì)有所增加。此種型式被廣泛采用。

2.1.3 水平放射式系統(tǒng)。此種型式是在每戶的供暖管道入口設(shè)小型的分水器和集水器，從分集水器分別引出支管連接各組散熱器，各散熱器間屬并聯(lián)，支管呈輻射狀，可埋地輻射，支管與分集水器相連處安裝關(guān)斷閥，管材可選用塑料管，此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是各散熱器可分別調(diào)節(jié)，但支管管材耗用大，并增設(shè)了分集水器，增加了投資，占用了戶內(nèi)面積。

2.1.4 低溫地板輻射式系統(tǒng)。此系統(tǒng)熱媒的適宜水溫是40℃～60℃，每戶設(shè)一組分集水器，每個(gè)房間的供暖均為分集水器間的各組加熱管，加熱管鋪設(shè)于樓板上墊層（厚度≥90mm）中的低溫輻射供暖，每組加熱管與分集水器相連處安裝關(guān)斷閥，用戶通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)室溫；管材可采用鋁塑復(fù)合管等塑料管材，系統(tǒng)由下而上輻射散熱，熱舒適性強(qiáng)；房間內(nèi)無散熱設(shè)備，房間的空間利用率加大；塑料管道在墊層內(nèi)每根為一個(gè)環(huán)路，不允許有接頭，減少維修；由于供水溫度相對(duì)低，能延長塑料管材使用壽命；加熱管設(shè)在墊層內(nèi)，加強(qiáng)蓄熱效果，加大系統(tǒng)熱容量，熱穩(wěn)定性好。該系統(tǒng)較適用于供熱質(zhì)量好，層高≥2.9m，房間面積較大的住宅，由于加熱管設(shè)在墊層內(nèi)，如果管路堵塞，不方便維修，應(yīng)在供水管上加設(shè)過濾器。

2.2 改造舊有系統(tǒng)的采暖形式

改造舊有系統(tǒng)適合熱計(jì)量的室內(nèi)采暖系統(tǒng)大體分為以下形式：一種是沿用傳統(tǒng)的垂直的上下貫通的“單管式”或“雙管式”系統(tǒng)；另一種是改用按戶設(shè)置熱量表的每單元設(shè)供回水立管和分戶獨(dú)立系統(tǒng)相結(jié)合的新形式。

改造舊有順流式單管系統(tǒng)為跨越式單管系統(tǒng)、安設(shè)溫控閥的可調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是改造既有系統(tǒng)常用的方式。這種系統(tǒng)的熱計(jì)量設(shè)備是在一棟樓或小區(qū)的總?cè)肟谔幵O(shè)樓用熱量表，在每組散熱器上設(shè)蒸發(fā)式或電子式熱量分配表。

傳統(tǒng)的垂直雙管系統(tǒng)由于各層間不同的自然循環(huán)壓力而引起的豎向水力失調(diào)，4層以上的采暖系統(tǒng)往往不被采用。經(jīng)過改造在每組散熱器入口處安裝溫控閥，既解決了豎向水力失調(diào)的問題，又利用雙管系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性，這使雙管系統(tǒng)的采用不再受層數(shù)的限制。這種系統(tǒng)的熱計(jì)量裝置和垂直式單管系統(tǒng)的相同，即一棟住宅樓總?cè)肟谔幵O(shè)熱量表，在每個(gè)散熱器上設(shè)蒸發(fā)式或電子式熱分配表。

現(xiàn)階段，由于分戶計(jì)量按熱收費(fèi)的政策并沒有真正實(shí)施，國家政策滯后于設(shè)計(jì)法規(guī)要求。大部分人思路局限于分戶系統(tǒng)可控制，能夠鎖閉，便于物業(yè)管理就行了。實(shí)際收費(fèi)也只是根據(jù)面積計(jì)量，而沒真正用多少熱花多少錢，計(jì)量裝置基本處于預(yù)留位置的狀態(tài)，面對(duì)市場現(xiàn)狀，戶內(nèi)系統(tǒng)控制設(shè)備的選擇，根據(jù)住宅的物業(yè)檔次，以及投資計(jì)劃，在保證基本調(diào)節(jié)控制功能的前提下，盡量減少投資，因此，在既有采暖系統(tǒng)改造中，只在用戶入戶處第一組散熱器前加一個(gè)溫控閥，將感溫包接至起居室或末端有代表性的房間，而其余散熱器上均按系統(tǒng)形式安裝高阻閥或三通調(diào)節(jié)閥，被廣泛應(yīng)用。這樣，既可滿足分戶熱計(jì)量的功能，也可滿足熱用戶需求間歇供暖，自主調(diào)節(jié)的目的，效果令人滿意。

3 熱計(jì)量儀表、溫控閥

3.1 熱量表

為了實(shí)現(xiàn)按戶以實(shí)際耗熱量來收取采暖費(fèi)，在供暖系統(tǒng)中必須要有計(jì)量熱量的儀表。在用戶的入口熱水管道上安設(shè)熱量表，就可以測(cè)量出用戶所耗的實(shí)際熱量。

熱量表由一個(gè)熱水流量計(jì)、一對(duì)溫度傳感器和一個(gè)熱量指示積算儀組成。儀表安裝在系統(tǒng)的供水管上，并將溫度傳感器分別裝在供、回水管路上。一段時(shí)間內(nèi)用戶所消耗的熱量為所供熱水的流量和供回水的焓差的乘積對(duì)時(shí)間的積分，熱量表就是利用這個(gè)原理，用熱水流量計(jì)測(cè)量逐時(shí)的流量并用溫度傳感器測(cè)量逐時(shí)的供回水溫度，將這些數(shù)據(jù)輸入熱量指示積算儀積分計(jì)算就能得出用戶所用的熱量。

熱量表依據(jù)流量計(jì)測(cè)量方式的不同可以分為電磁及超聲波式、機(jī)械式和壓差式。其中機(jī)械式有耗電少、抗干擾性好、安裝維護(hù)方便和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)在應(yīng)用的比較多，超聲波式的特點(diǎn)是量程大、計(jì)量精度較高、壓損較少，但是易受管壁銹蝕程度、水中泡沫或雜質(zhì)含量、管道震動(dòng)的影響，價(jià)格較機(jī)械式貴很多。

3.2 熱量分配表

絕大多數(shù)住宅，每戶有幾根采暖立管通過房間，不可能在該戶所有房間中的散熱器與立管連接處設(shè)置熱表，這不僅過于復(fù)雜，而且費(fèi)用昂貴。應(yīng)用熱量分配表，也能達(dá)到測(cè)量熱量的目的。

熱量分配表是通過測(cè)量散熱器表面向房間散發(fā)出的熱量的儀表。它的使用方法是：在集中供熱系統(tǒng)中，在每戶的全部散熱器上安裝熱量分配表，每年在采暖期后進(jìn)行一次年檢（讀數(shù)及更換新的計(jì)量管），獲得該戶熱量分配表刻度值總和（即總蒸發(fā)量），即可根據(jù)供熱入口處的熱表讀數(shù)與各戶分配表讀值推算出各戶耗熱量。

根據(jù)測(cè)量原理的不同，熱量分配表有蒸發(fā)式和電子式兩種。相對(duì)于電子式熱分配表，蒸發(fā)式熱分配表構(gòu)造簡單、成本低廉，也不用電，但是相對(duì)應(yīng)的，它的準(zhǔn)確性不如電子式。

3.3 溫控閥

散熱器溫控閥安裝在散熱器的進(jìn)水管上，用戶可根據(jù)對(duì)室溫高低的要求，調(diào)節(jié)并設(shè)定室溫。由于單管系統(tǒng)（不帶跨越管）中熱水一般自上順流而下，如果安裝了溫控閥，上一層的室溫變化而引起的熱水流量變化會(huì)影響到下一層，所以溫控閥不能直接應(yīng)用于單管系統(tǒng)，在單管系統(tǒng)中應(yīng)用溫控閥，先決條件是必須在散熱器的進(jìn)出口管間安設(shè)跨越管。

按照《設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中6.3.2規(guī)定，散熱器供暖系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)控制設(shè)施，雙管系統(tǒng)可在每個(gè)散熱器上采用自力式兩通恒溫閥或高阻手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。單管跨越式系統(tǒng)可在每個(gè)散熱器上采用三通調(diào)節(jié)閥或自力式三通恒溫閥。

4 分戶熱計(jì)量面臨的困難

4.1 既有建筑熱計(jì)量改造存在的問題

分戶熱計(jì)量已經(jīng)在新的建筑中大量使用，但是對(duì)于既有建筑要使用分戶熱計(jì)量系統(tǒng)則需要改造。與集中供熱相比，分戶計(jì)量確實(shí)是一種先進(jìn)的供暖計(jì)量方式。但對(duì)舊有樓房，供熱分戶計(jì)量改造工程大，實(shí)施熱能分戶計(jì)量面臨兩大問題：一是分戶計(jì)量的熱表價(jià)格高昂，再就是管道改造費(fèi)用。這兩項(xiàng)費(fèi)用，供熱企業(yè)和用戶誰也不愿承擔(dān)，實(shí)行起來非常困難。同時(shí)工程施工對(duì)房屋和用戶造成較大的影響，很多用戶都不支持進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)量改造。

既有建筑實(shí)行分戶計(jì)量改造，在每一戶供回水管上要增設(shè)熱表、調(diào)節(jié)閥、鎖閉閥，散熱器上增設(shè)溫控閥，這些閥門的設(shè)置會(huì)產(chǎn)生一定的局部阻力，可能會(huì)導(dǎo)致局部用熱不足、系統(tǒng)不平衡的現(xiàn)象。同時(shí)局部阻力的增大會(huì)使最不利用戶的耗熱量增大，單就熱計(jì)量儀表讀值來決定費(fèi)用，那些處于采暖不利條件的住戶比處于采暖有利條件的住戶的采暖費(fèi)用可能要高。

4.2 熱費(fèi)問題是分戶熱計(jì)量的又一瓶頸

熱費(fèi)由多種因素組成，其中包括煤、水、電的消耗，供熱人員的工資，設(shè)備的投資、折舊等等。城市供熱熱費(fèi)計(jì)價(jià)辦法應(yīng)分為兩個(gè)部分：固定開支與浮動(dòng)開支。固定開支主要由用于熱網(wǎng)正常運(yùn)行的固定資產(chǎn)投資和供熱企業(yè)管理費(fèi)用等組成。這些固定開支提供了用戶相應(yīng)的使用功能，并不因?yàn)槭褂没蛲Ｓ?、用的多少而變化。這部分投資應(yīng)當(dāng)按照用戶所占建筑面積均分或是在房價(jià)上集中體現(xiàn)出來。浮動(dòng)開支為熱量熱費(fèi)，是隨能源的產(chǎn)量而變化的部分，這部分費(fèi)用需按照用戶通過熱量表計(jì)量的實(shí)際用量來確定的。

實(shí)行分戶熱計(jì)量后，不同用戶的用熱需求不同，各室間將會(huì)產(chǎn)生溫度差，溫度差又將產(chǎn)生熱量傳遞，以室外最低溫度為-30℃的地區(qū)為例，一間完全不供暖的中間樓層南向房間，由于從上、下及周圍房間獲取傳熱量可以維持10～12℃室溫，而此時(shí)該用戶并未花錢買熱，可周圍的每戶均有將近1/4～1/5的熱量傳給了這個(gè)房間，他們?yōu)榇硕喔读藷豳M(fèi)，可見即使實(shí)施了分戶熱計(jì)量，由于存在房間的熱傳遞，熱量表數(shù)值也不是該用戶的實(shí)際用熱，相當(dāng)于有一部分熱量是消耗在不用熱的房間，這對(duì)用熱的用戶是不公平的。解決這一問題，可以采用節(jié)能型的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)，雖然這同樣造成建筑造價(jià)的增加，但從長遠(yuǎn)角度看還是可行的。

隨著全球節(jié)能的開展，建筑節(jié)能已經(jīng)成為建筑技術(shù)的一個(gè)新的生長點(diǎn)。對(duì)于供暖技術(shù)中的分戶熱計(jì)量，它的推廣和實(shí)行盡管現(xiàn)階段還存在這樣那樣的問題，但是歷史的腳步總是在不斷前進(jìn)，隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，國家政策的調(diào)控引導(dǎo)，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，供暖住宅的熱計(jì)量問題會(huì)得到很好的解決。

參考文獻(xiàn)

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