淺議集中供熱系統(tǒng)中的分戶供熱及熱量計(jì)算

田棟

摘要：供熱工程中做好集中供熱系統(tǒng)分戶供熱及熱量計(jì)算，在滿足廣大用戶熱量需求的同時(shí)，防止熱量浪費(fèi)，對降低供熱單位供熱成本，提升經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。文章對集中供熱系統(tǒng)中分戶供熱、分戶計(jì)量熱量進(jìn)行探討，提出一種分戶供熱熱量計(jì)算方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：集中供熱系統(tǒng)；分戶供熱；熱量計(jì)算

在我國社會飛速發(fā)展推動下，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們對供熱提出越來越高的要求，目前來看，集中供熱是城市主要的供熱形式，為避免用戶間相互影響，如何在集中供熱系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分戶供熱及熱量計(jì)算，為廣大用戶提供更好的供熱服務(wù)，是一個(gè)值得深究的重要問題。

1 集中供熱系統(tǒng)與分戶供熱分析

1.1 集中供熱系統(tǒng)

集中供熱指以集中熱源產(chǎn)生的蒸汽或熱水為熱媒，通過供熱管網(wǎng)向廣大用戶供熱。集中供熱具有占地面積少、節(jié)約燃料、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)熱媒，集中供熱系統(tǒng)分為蒸汽供熱系統(tǒng)、熱水供熱系統(tǒng)，其中蒸汽供熱系統(tǒng)具有生產(chǎn)工藝成熟、適用面廣、蒸汽密度小、用戶連接方式簡單、運(yùn)行方便等優(yōu)點(diǎn)。熱水供熱系統(tǒng)具有熱能效率高、熱穩(wěn)定性好、傳輸距離長等優(yōu)點(diǎn)，通常傳輸距離為5～10km，甚至可達(dá)15-20 km。究竟采用何種熱媒需要根據(jù)情況而定，其中針對民用建筑物，采暖可考慮使用熱水供熱系統(tǒng)。如主要熱負(fù)荷為生產(chǎn)工藝且采暖熱量較小時(shí)，采暖時(shí)間較短時(shí)，可考慮使用蒸汽供熱系統(tǒng)。

1.2 分戶供熱分析

集中供熱系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分戶供熱及熱量計(jì)算優(yōu)點(diǎn)突出，主要體現(xiàn)在：一方面，集中供熱可降低供熱管線埋設(shè)成本投入，供熱方便，效率高。另一方面，集中供熱中實(shí)現(xiàn)分戶供熱，可根據(jù)用戶是否繳納費(fèi)用，采取供熱或暫停供熱措施，可提升供熱單位的管理水平與質(zhì)量。另外，采用分戶供熱計(jì)量可節(jié)約能源20%～30%，降低用戶熱消費(fèi)投入，受到廣大用戶的支持，因此，集中供熱系統(tǒng)中進(jìn)行分戶供熱成為當(dāng)前供熱單位采取的主要供熱形式。

采用供熱管線采用分層水平串聯(lián)形式，基于不同用戶室內(nèi)散熱器數(shù)，進(jìn)行串聯(lián)，并在分支回路供回水管的起始位置設(shè)置隔離閥門，便可將用戶的采暖回路從供熱系統(tǒng)中隔離出來，與此同時(shí)，可根據(jù)用戶繳納費(fèi)用情況中斷或繼續(xù)供熱。

2 分戶供熱熱量計(jì)算

集中供熱系統(tǒng)中做好分戶供熱熱量的計(jì)算是供熱單位考慮的重要內(nèi)容。研究發(fā)現(xiàn)，供熱系統(tǒng)中熱媒的輸熱量由熱媒流量G以及輸熱前后溫差△t決定。但熱量較為特殊，計(jì)量熱量時(shí)需要綜合考慮傳熱條件以及傳熱量大小，并采用相關(guān)方法進(jìn)行計(jì)量。

眾所周知，采暖負(fù)荷受季節(jié)性影響較大，并且受室外溫度的影響。為滿足廣大用戶采暖需求，并能按質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，熱媒輸熱量中的兩個(gè)參數(shù)處于變化之中，計(jì)算輸熱量時(shí)可用以下公式計(jì)算：

但此種方法在工程計(jì)量中的應(yīng)用難度較大，研制出利用熱媒流量以及溫度得出熱量大小的儀表仍有很長的一段路要走。

為更好地實(shí)現(xiàn)供熱熱量的計(jì)量，國外研制出采用熱分配表法的計(jì)量方法，其實(shí)現(xiàn)原理為：將盛有特殊液體介質(zhì)的量熱表安裝在散熱器上，液體介質(zhì)受熱蒸發(fā)，通過計(jì)量液體介質(zhì)的蒸發(fā)量確定供熱量如圖1所示。

為更好地計(jì)算出每組散熱器的耗熱量，需綜合分析散熱器的安裝條件、連接方式、材質(zhì)構(gòu)造、幾何形狀等，而后劃分成不同類型，并在實(shí)驗(yàn)室確定不同類型的散熱器的熱量換算系統(tǒng)C后才能進(jìn)行計(jì)算。該種方法可直接計(jì)算出雙管采暖系統(tǒng)的熱量，不過因C由試驗(yàn)確定，計(jì)量熱量的透明性差，而且計(jì)量以每組散熱器為對象，并非按照戶數(shù)進(jìn)行計(jì)算，對供熱單位而言計(jì)算難度較大，而且該種計(jì)量方法投入成本較高，推廣受到一定限制。

3 熱水表計(jì)量熱量的實(shí)現(xiàn)

針對供熱量計(jì)算較為困難這一現(xiàn)狀，可考慮對供熱系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，確保傳輸過程中熱媒的溫度保持不變。這樣一來供熱量多少僅受熱媒流量G影響，通過計(jì)算G的變化并可得出供熱量的值，即，供熱系統(tǒng)按照量調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)，在回水溫度不變的前提下，使用熱水表便可計(jì)量熱媒流量。但為避免水力失調(diào)，需要采暖系統(tǒng)依據(jù)質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。為解決這一問題，可優(yōu)化供熱系統(tǒng)，即，優(yōu)化的供熱系統(tǒng)由水一水換熱器、用戶計(jì)量控制箱、用戶引入管、一次熱媒外網(wǎng)等構(gòu)成，如圖2所示，用熱水表計(jì)量熱量。

其中，應(yīng)用水一水換熱器確保用戶內(nèi)部采暖系統(tǒng)的獨(dú)立性，水力工況不會給外網(wǎng)水力工況造成影響，實(shí)現(xiàn)了外網(wǎng)的量調(diào)節(jié)，以及用戶采暖系統(tǒng)中的質(zhì)調(diào)節(jié)。一次熱媒供回水溫度一定，通過在用戶引入管上安裝熱水表，便可實(shí)現(xiàn)熱媒流量的計(jì)算。

通過分析不難得知，要實(shí)現(xiàn)以上效果，需要克服的問題有：外網(wǎng)系統(tǒng)能夠按量進(jìn)行調(diào)節(jié)，供回水溫度保持不變，因此，需要從經(jīng)濟(jì)與技術(shù)角度，對供熱系統(tǒng)作進(jìn)一步分析，以衡量該方案是否可行。

一方面，外網(wǎng)的按量調(diào)節(jié)是當(dāng)前供熱單位進(jìn)行熱網(wǎng)改造的重要努力方向，目前來看，常使用無級變泵技術(shù)實(shí)現(xiàn)外網(wǎng)量的調(diào)節(jié)，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。另一方面，當(dāng)前熱水鍋爐，蒸汽鍋爐均要求在定壓、定溫的條件下運(yùn)行，一定程度上保汪了外網(wǎng)的供水溫度。另外，基于量調(diào)節(jié)，在回水管上安裝自力溫度調(diào)節(jié)閥，也能保證回水溫度。為實(shí)現(xiàn)溫度恒定，要求初次運(yùn)行供熱系統(tǒng)時(shí)，做好調(diào)節(jié)與平衡，確保用戶進(jìn)出口水溫滿足要求。

對集中供熱系統(tǒng)作上述優(yōu)化，在實(shí)現(xiàn)分戶供熱及計(jì)量熱量的同時(shí)，使用熱水表便能計(jì)量熱量。與此同時(shí)，外網(wǎng)按照量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得供熱系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益得以良好提升。另外，為保證該方案的順利實(shí)施，可研發(fā)住戶供暖系統(tǒng)管道泵以及雙參數(shù)熱換器等。

4 分戶供熱及熱量計(jì)算注意事項(xiàng)

集中供熱系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)分戶供熱及熱量計(jì)算，應(yīng)注重考慮以下內(nèi)容的考慮：首先，考慮供熱系統(tǒng)自控水平。眾所周知，熱負(fù)荷處于不斷變化中，供熱調(diào)節(jié)應(yīng)能根據(jù)室外溫度變化靈活調(diào)整，因此，對供熱系統(tǒng)自控水平要求較高，主要體現(xiàn)在：供水溫度需根據(jù)外界溫度變化而變化；可靈活調(diào)節(jié)熱網(wǎng)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，確保水泵揚(yáng)程及循環(huán)流量，滿足系統(tǒng)負(fù)荷要求；注重?zé)峋W(wǎng)主要分支處閥門開度的調(diào)節(jié)，滿足用戶熱量需求的同時(shí)，防止水力失調(diào)。其次，重視系統(tǒng)安全保護(hù)。應(yīng)保汪供熱系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，將供水壓力控制在安全壓力范圍中，如出現(xiàn)超壓運(yùn)行情況時(shí)，系統(tǒng)的保護(hù)裝置能迅速啟動，通過安全閥泄壓或自動調(diào)節(jié)循環(huán)泵的揚(yáng)程、流量等。最后，墻體保溫性能良好。用戶墻體的保溫性能越好，耗熱量較少，因此，建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證房屋的保溫性能滿足規(guī)范要求。另外，為提升用戶的用熱體驗(yàn)，在供熱管網(wǎng)埋設(shè)、散熱器的設(shè)置上應(yīng)進(jìn)行充分的論證，滿足用戶用熱需求的同時(shí)，注重美觀以及維護(hù)的方便性。

5 結(jié)語

集中供熱系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分戶供熱及熱量計(jì)量，個(gè)別用戶不繳費(fèi)，并不影響其他用戶的正常使用，有助于供熱單位更好地實(shí)現(xiàn)供熱管理，因此，做好分戶供熱及熱量計(jì)量應(yīng)引起供熱單位的高度重視，本研究得出以下結(jié)論。

（1）集中供熱系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分戶供熱及熱量計(jì)量，不僅能提高供熱單位的管理效率，而且能提高熱能的利用率，避免熱能的浪費(fèi)。

（2）本研究分析國外采用的分戶供熱熱量計(jì)算方法，認(rèn)為國外采用的方法，不僅投入成本較高，而且熱量計(jì)算的透明性較差，在我國推廣的局限性較大。鑒于此，研究提出利用熱水表計(jì)量熱量的方法，具有廣闊的應(yīng)用前景。