暖分戶熱計量技術(shù)分析

劉曉瓊王智超

(1.黑河市熱電廠，黑龍江 黑河 164300；2.黑河市熱電廠,黑龍江 黑河 164300)

暖分戶熱計量技術(shù)分析

劉曉瓊1王智超2

(1.黑河市熱電廠，黑龍江 黑河 164300；2.黑河市熱電廠,黑龍江 黑河 164300)

要想通過節(jié)能的手法減少化石能源的使用量，首先需要做好熱計量工作。供暖分戶的熱計量收費方式使得計量更準(zhǔn)確、收費更合理，但用戶設(shè)備之間的傳熱問題，以及頂層和邊界住戶的散熱問題和改造成本問題都存在嚴(yán)重的不足，需要進(jìn)一步改進(jìn)。本文通過對暖分戶熱計量方法即室溫法進(jìn)行技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)室溫法不僅是一種測量用戶耗熱量的好方法，還體現(xiàn)出了熱量的分配形式。它利用室溫數(shù)據(jù)計算用戶耗熱量，從而創(chuàng)造一個公平合理的收費方式，有效為實施節(jié)能改造，降低化石能源使用量，提供計量技術(shù)支持。

節(jié)能;供暖分戶熱計量；室溫法；耗熱量

0 引言

隨著時代的發(fā)展，對社會能源的需求也不斷增加?；茉吹氖褂昧吭谀壳八心茉粗兴急戎刈畲蟆；茉床皇乔鍧嵞茉?，大量使用會造成一系列的環(huán)境問題，但目前還沒有其他能源能夠替代化石能源，所以現(xiàn)階段只能采用節(jié)能的方法降低化石能源的使用量，盡可能減少環(huán)境問題。北方地區(qū)居住房屋的采暖主要是通過開展供暖分戶熱計量改造和節(jié)能改造方式，這兩種方式經(jīng)過長期的檢驗，是最實用的方式[1-4]。

節(jié)能改造主要是對房屋建筑進(jìn)行增加保溫層和供暖管線。本文介紹的供暖新節(jié)能方法時從計量方面進(jìn)行改進(jìn)，用分戶熱計量對用戶的用熱量進(jìn)行計量并依此來收費。該方法不像以前那樣按照建筑面積計算用熱量，而是綜合考慮各方面因素合理計量，提高用戶節(jié)約能源的積極性，最終達(dá)到節(jié)能目的。針對現(xiàn)有的分戶計量方式?jīng)]有考慮到用戶設(shè)備之間的傳熱問題，以及頂層和邊界住戶的散熱問題和改造成本問題，本文進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。

1 分戶熱計量存在的問題

以前按照建筑面積計算用熱量的方式與用戶實際用熱情況極不相符，因為用戶實際使用的暖氣量與供暖面積有關(guān)以及室內(nèi)溫度都有關(guān)，因此這種供暖收費制度不太合理?，F(xiàn)如今，全國有供暖的地方都在大力推進(jìn)分戶熱計量收費方式，努力解決傳統(tǒng)供暖收費制度的不合理，計量每戶用熱量時采用度量實際用熱量來計價，使收費不合理問題得到了有效解決。雖然這種改進(jìn)為用戶間的公平合理作出了很大貢獻(xiàn)，但也不能一勞永逸，紙上談兵，要摸清實際操作運行的可行性和計費過程出現(xiàn)的新問題。根據(jù)預(yù)測，分戶熱計量收費方式在實際運行中主要存在以下四種問題。

1.1 相鄰用戶房屋設(shè)備之間的傳熱

一個房屋開了供暖設(shè)備，而隔壁房屋未開供暖設(shè)備，就會導(dǎo)致開了供暖的房間溫度高于未供暖的房間，對未供暖的房屋傳熱，致使其熱負(fù)荷升高。有關(guān)資料研究發(fā)現(xiàn)，一個不采暖的中間層南向房間，當(dāng)其左鄰右舍采暖時，采暖期其室溫可最低維持到12℃左右(地區(qū)不同溫度有所差異)。傳熱導(dǎo)致供暖的房屋熱量分散，室溫降低，需繼續(xù)采用更多的供暖量，這樣當(dāng)對供暖用戶進(jìn)行分戶熱計量時，明顯不公平不合理。

1.2 房屋外沿墻壁的散熱

房屋外沿與外界相隔的那一面墻以及頂層住戶的天花板，由于直接與外界接觸，會向外散熱，擁有這類墻壁和天花板面積越大的住戶，承擔(dān)的供熱費用更高，而其他用戶相當(dāng)于間接地使用這類用戶當(dāng)“保溫屏障”，卻不承擔(dān)熱費，對于充當(dāng)“保溫屏障”的住戶來說不公平不合理。

1.3 分戶熱計量方式的成本

分戶熱計量由于要保證熱計量產(chǎn)品的穩(wěn)定以及可靠性，設(shè)備成本會有所增高；另一方面，為了承擔(dān)起分戶熱計量測量后所受的負(fù)荷變化，熱力公司必須對現(xiàn)有的分戶熱計量設(shè)備閥門進(jìn)行變頻改造，這也將花費巨額的費用。單個住戶可用的熱量表價格大概是1 000左右，并且是由用戶自己承擔(dān)，使得大多用戶不愿意配合分戶熱計量改造。

1.4 管道網(wǎng)控改造成本以及計量儀表的測量精度

住戶安裝供熱分戶熱計量儀器后，可以自行設(shè)置閥門大小，不斷有用戶調(diào)整閥門大小，勢必會影響管網(wǎng)的流量，流量不斷變化，需要管道網(wǎng)絡(luò)有一個動態(tài)的控制機制。此外，供熱水質(zhì)的好壞，會使熱量表計量出現(xiàn)較大偏差，最后導(dǎo)致用戶按計量所交熱費與實際不符。

2 分戶熱計量方法分析

分戶熱計量新方法主要被住房采暖系統(tǒng)使用，測量數(shù)據(jù)來自于住戶室溫，從而建立合理的數(shù)學(xué)模型，采用合適的算法計算得出用戶使用供熱熱量，能夠解決現(xiàn)如今分戶熱計量所存在的部分問題，為將來分戶熱計量采暖系統(tǒng)的普及使用提供理論支持和實踐證明。

2.1 新方法實現(xiàn)原理

以各個住戶室溫為計量依據(jù)的熱計量方法稱為室溫法。該方法主要測量室溫，與以往直接測熱量的方法大不相同，并依據(jù)能量守恒原理，建立計量模型，通過采用收集室溫數(shù)據(jù)，適用適合的算法求出用戶用熱量。室溫法計量用熱量的主要方法有兩種：（1）在居民房主供暖的管道上采取一定措施，安裝流量表和溫度表，通過這兩個表測得整個居民房的時刻供暖量，把時刻供暖量全部求和算得月消耗暖量；（2）在居民房主供暖管道安裝熱量表，直接測量居民房月消耗暖量，然后累加每月天數(shù)的耗暖量進(jìn)而得出總的月耗暖費用，雖然此方法直接快捷，但是安裝熱量表的費用較高。居民室內(nèi)安裝溫度表可以收集室溫數(shù)據(jù)，利用收集到的室溫數(shù)據(jù)可以算出用戶的時刻耗熱量，再對一個月的所有天數(shù)的用熱量求和就得出了月供暖量。整個大樓的月供熱量和月熱費前面已經(jīng)得出，所以每個用戶均攤的月使用費用就可以得出[3-4]。

2.2 新方法運作的關(guān)鍵點

室溫法計量分戶用熱量方式主要通過以下幾個方面保證計量的準(zhǔn)確：

（1）室溫大小測量的準(zhǔn)確性。要想對室溫的測量更加準(zhǔn)確，就得有高精度的測量儀表，還有就是測量哪個具體位置的溫度都要考慮清楚。

（2）對流與換熱系數(shù)的大小。室內(nèi)外空氣溫差引起的對流會導(dǎo)致熱量流失，相鄰住房用戶墻壁的溫差也會引起對流，這些對流導(dǎo)致熱傳導(dǎo)，具體的熱傳導(dǎo)主要包括：墻外壁與室外空氣的熱傳導(dǎo)、墻外壁與內(nèi)壁的熱傳導(dǎo)、墻內(nèi)壁與室內(nèi)空氣的熱傳導(dǎo)，只有綜合考慮這三個熱傳導(dǎo)因素，才能搞出準(zhǔn)確熱傳導(dǎo)系數(shù)。

（3）計量模型的合理性。計量模型是否合理是計算結(jié)果是否準(zhǔn)確的關(guān)鍵。第一，對房屋熱平衡的因素要分析清楚，凡是有墻的房間都要獨立成一個單元來考慮，建立房屋熱平衡關(guān)系，即能量守恒定律，也就是進(jìn)入的熱量、熱源發(fā)熱量總和與出熱量、熱能增量總和相等。第二，房屋用熱量的計算方程要通過各個房間的熱平衡關(guān)系得出，然后計算出每個房間的用熱量，最后累加各個單元的用熱量之和，便得出用戶耗暖量之和，乘以單價即得應(yīng)收費用。

2.3 新方法優(yōu)點分析

與現(xiàn)行分戶熱計量方法相比，室溫法的優(yōu)點有以下幾個方面：（1）室溫法比傳統(tǒng)的直接測熱量方法簡單快捷。其能夠更好地解決相鄰用戶間的“蹭熱”以及未使用供暖設(shè)備把使用供暖設(shè)備的房屋當(dāng)做“保溫屏障”導(dǎo)致的收費不公平和墻壁散熱均攤不合理收費問題。（2）室溫法計量系統(tǒng)的成本相對比較低，比傳統(tǒng)方法能節(jié)約很大一部分。室溫法采用室內(nèi)安裝溫度表的方法，市面上電子式室溫計單價也就幾十元（誤差僅為±0.2℃），而傳統(tǒng)方法安裝熱量表，熱量表單價一般為500～1 000元不等，一點也不劃算。

3 總結(jié)

室溫法不僅是一種測量用戶耗熱量的好方法，還體現(xiàn)了熱量的分配形式。它利用室溫數(shù)據(jù)計算用戶耗熱量，從而創(chuàng)造一個公平合理的收費方式?，F(xiàn)有的室溫法已經(jīng)有兩種得到最終耗熱量方法，分別為直接計算法和“溫積”分配法，雖然二者都是以室溫數(shù)據(jù)作為依據(jù)計算用戶耗熱量，但是二者計算過程不同，最后會導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)果偏差，該差異可經(jīng)過與現(xiàn)實運營時統(tǒng)計的實際數(shù)據(jù)比較后分析得出。

[1]田雨晨,王榮光.國外計量供熱的發(fā)展及有關(guān)收費政策的規(guī)定[J].空熱制冷,2003(10)：29.

[2]SOUKYEO,HOYANG,WANGWOOKIM.Historical changes and recent energy saving potential of residential heating in Korea[J].Energy and Buildings,2003,35:715-727.

[3]TOMMERUP,SVENDSEN.EnergysavingsinDanish residential building stock[J].Energy andBuildings,2006,38:618-626.

[4]壽青云,陳汝東.借鑒國外經(jīng)驗積極發(fā)展我國的區(qū)域供冷供熱[J].流體機械,2003,11(31):47-50.

TU9

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1003-5168(2014)03-0128-02

劉曉瓊(1986.12—)，女,漢族,畢業(yè)于長春工程學(xué)院，本科學(xué)歷,研究方向：建筑環(huán)境與設(shè)備工程(暖通方向)，現(xiàn)從事采暖外網(wǎng)設(shè)計及管理工作。