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对住宅建筑集中供暖分户热计量及室温调控方式的思考
来源:王金墩 2019-08-20

热计量是指集中供暖系统的热源供热量、热用户的用热量进行的计量。分户热计量是以住宅的户(套)为单位,以热量直接计量或热量分摊计量方式计量每户的供热量。
室温调控是指通过设在供热系统末端的调节装置,实现对室温的自动调节控制,其中包括两个调节控制功能,一是自动的室温恒温控制,二是人为主动的调节设定温度。
国家相关法规规定,集中供暖的建筑必须安装热量计量装置和室温自动调控装置。建筑分为民用建筑和工业建筑,民用建筑又分为居住建筑和公共建筑,居住建筑又分为住宅、住宅式公寓、集体宿舍、养老院等,本文仅对量大面广、热计量及温控相对复杂的住宅类建筑进行分析,其它建筑的热计量及室温调控相对简单,不再赘述。
一.山东省居住建筑节能设计标准规定,住宅应以楼栋为对象设置楼栋热量表,分户热计量应采取以楼栋热量表作为热量结算点,每户设置用户热量分配装置的方法。从目前的供暖系统设计及实际运行情况看,顺利推进分户热计量的关键是找到简单易行、运行可靠、维护方便、相对公平的分户热计量方法(即住户热量分摊方法)。
目前国家认可的分户热计量方法有:
1 散热器热分配计方法
  该方法是利用散热器热量分配计所测量的每组散热器的散热量比例关系,来对建筑的总供热量进行分摊。散热器热量分配计分为蒸发式热量分配计与电子式热量分配计两种基本类型。蒸发式热量分配计初投资较低,但需要入户读表。电子式热量分配计初投资相对较高,但该表具有入户读表与遥控读表两种方式可供选择。热分配计方法需要在建筑物热力入口设置楼栋热量表,在每组散热器的散热面上安装一台散热器热量分配计。在采暖开始前和采暖结束后,分别读取分配计的读数,并根据楼前热量表计量得出的供热量,进行每户住户耗热量计算。应用散热器热量分配计时,同一栋建筑物内应采用相同形式的散热器;在不同类型散热器上应用散热器热量分配计时,首先要进行刻度标定。由于每户居民在整幢建筑中所处位置不同,即便同样住户面积,保持同样室温,散热器热量分配计上显示的数字却是不相同的。所以,收费时,要将散热器热量分配计获得的热量进行住户位置的修正。
  该方法适用于以散热器为散热设备的室内供暖系统,尤其适用于采用垂直采暖系统的既有建筑的热计量收费改造,比如将原有垂直单管顺流系统,加装跨越管,但这种方法不适用于地面辐射供暖系统。
  建设部已批准《蒸发式热分配表》CJ/T 271-2007为城镇建设行业产品标准。
2 温度面积方法
  该方法是利用所测量的每户室内温度,结合建筑面积来对建筑的总供热量进行分摊。其具体做法是,在每户主要房间安装一个温度传感器,用来对室内温度进行测量,通过采集器采集的室内温度经通信线路送到热量采集显示器;热量采集显示器接收来自采集器的信号,并将采集器送来的用户室温送至热量采集显示器;热量采集显示器接收采集显示器、楼前热量表送来的信号后,按照规定的程序将热量进行分摊。
  这种方法的出发点是按照住户的平均温度来分摊热费。如果某住户在供暖期间的室温维持较高,那么该住户分摊的热费也较多。它与住户在楼内的位置没有关系,收费时不必进行住户位置的修正。应用比较简单,结果比较直观,它也与建筑内采暖系统没有直接关系。所以,这种方法适用于新建建筑各种采暖系统的热计量收费,也适合于既有建筑的热计量收费改造。
  住房和城乡建设部已批准《温度法热计量分配装置》JG/T362-2012为国家建筑工业行业产品标准。
3 流量温度方法
  这种方法适用于共用立管的独立分户系统和单管跨越管采暖系统。该热量分摊系统由流量热能分配器、温度采集器处理器、单元热能仪表、三通测温调节阀、无线接收器、三通阀、计算机远程监控设备以及建筑物热力入口设置的楼栋热量表等组成。通过流量热能分配器、温度采集器处理器测量出的各个热用户的流量比例系数和温度系数,测算出各个热用户的用热比例,按此比例对楼栋热量表测量出的建筑物总供热量进行户间热量分摊。但是这种方法不适合在垂直单管顺流式的既有建筑改造中应用,此时温度测量误差难以消除。
  该方法也需对住户位置进行修正,前期计量准备工作量大。
4 通断时间面积方法
  该方法是以每户的采暖系统通水时间为依据,分摊总供热量的方法。具体做法是,对于分户水平连接的室内采暖系统,在各户的分支支路上安装室温通断控制阀,用于对该用户的循环水进行通断控制来实现该户室温控制。同时在各户的代表房间里放置室内控制器,用于测量室内温度和供用户设定温度,并将这两个温度值传输给室温通断控制阀。室温通断控制阀根据实测室温与设定值之差,确定在一个控制周期内通断阀的开停比,并按照这一开停比控制通断调节阀的通断,以此调节送入室内热量,同时记录和统计各户通断控制阀的接通时间,按照各户的累计接通时间结合采暖面积分摊整拣建筑的热量。
  这种方法也需要对住户位置进行修正。该方法应用的前提室每户须为一个独立的水平串联式系统,设备选型和设计负荷要良好匹配,不能改变末端散热设备容量,户与户之间不能出现明显水利失调,制约条件较多。该方法可以分户实现温控,但是不能分室温控。该方法不适合于采用传统垂直采暖系统的既有建筑的改造。
5 户用热量表方法
    该分摊系统由各户用热量表以及楼栋热量表组成。户用热量表安装在每户采暖环路中,可以测量每个住户的采暖耗热量。热量表由流量传感器、温度传感器和计算器组成。根据流量传感器的形式,可将热量表分为:机械式热量表、电磁式热量表、超声波式热量表。机械式热量表的初投资相对较低,但流量传感器对轴承有严格要求,以防止长期运转由于磨损造成误差较大;对水质有一定要求,以防止流量计的转动部件被阻塞,影响仪表的正常工作。电磁式热量表的初投资相对机械式热量表要高,但流量测量精度是热量表所用的流量传感器中最高的,压损小。电磁式热量表的流量计工作需要外部电源,而且必须水平安装,需要较长的直管段,这使得仪表的安装、拆卸和维护较为不便。超声波热量表的初投资相对较高,流量测量精度高、压损小、不易堵塞,但流量计的管壁锈蚀程度、水中杂质含量、管道振动等因素将影响流量计的精度,有的超声波热量表需要直管段较长。
  这种方法也需要对住户位置进行修正。它适用于分户独立式室内采暖系统及分户地面辐射供暖系统,但不适合于采用传统垂直系统的既有建筑的改造。户用热量表投资高和故障率高是主要问题。
  建设部已批准《热量表》CJ/128-2007为城镇建设行业产品标准。
6 户用热水表方法
 这种方法以每户的热水循环量为依据,进行分摊总供热量。该方法的必要条件是每户必须为一个独立的水平系统,也需要对住户位置进行修正。由于这种方法忽略了每户供暖供回水温差的不同,在散热器系统中应用误差较大。所以,通常适用于温差较小的分户地面辐射供暖系统。
以上简单介绍了各种分户热计量(热分配)方法,根据各种分户热计量(热分配)方法的技术特点和适用条件并结合山东省的实际情况,住宅分户热计量(热分配)方法的选择,应从技术、经济、运行维护、相对公平和推动节能等综合考虑,建议根据系统形式按以下原则确定:
1)共用立管分户独立循环的散热器或地面辐射供暖系统,宜采用温度面积法或户用热量表法;当户内采用散热器供暖时,也可散热器热分配计法;当室温为分户总体控制时,且户内为水平单管散热器供暖时,也可采用通断时间面积方法。
2)既有住宅建筑为竖向双管散热器系统时,宜采用温度面积法或散热器热分配计法。
3)既有住宅建筑为竖向单管散热器系统时,宜采用温度面积法或散热器热分配计法或流量温度法。
(未完,待续)

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