热计量系统七篇

热计量系统 篇1

关键词：供热,计量,技术,分析

1 计量方法比较

1.1 热表热表就是计量热量的仪表, 它是能够测量热水的流

量与供回水温差, 计算二者乘积并进行累计的仪表。热表由一个热水流量计1、对温度传感器和、个积算仪组成。一般都显示输出总耗热量、总耗水量、即时热流量、即时水流量, 供回水温度、温差、平均温度等参数。其技术参数还有存储数据性能、传输数据性能、寿命与可靠性、自备电源或电池等。目前国内已经有多家单位已经或正在开发热量表, 已经有国内外产品投入到了工程实践, 该仪表的特点和应用难点是:价格较贵, 安装复杂, 应用中要求的量程范围较大, 低流速下的准确度要求高, 长期应用和水质恶劣等因素要求仪表的可靠性与适应性要高, 电器元件低功耗以延长电池寿命等。另外, 实行一户一表的计量方式需要对管道系统的布置进行深入探索。

1.2 热量分配表热量分配表是通过散热器平均温度与室内温

度的差值的函数关系来确定散热器的散热量。热量分配表可以用来结合热表来测量散热器向房间散发出的热量:只要在住户中的全部散热器安装了热量分配表, 结合楼入口的热量总表的总热量数据, 就可以得到该户全部散热器的散热量。使用方法是:在公共供热系统中, 在每个散热器上安装热分配表, 测量计算每个住户用热比例, 通过总表计算热量;在每个供暖季结束后, 由工作人员来读表, 根据计算, 求得实际耗热量。国外公司很少有直接销售热量分配表的, 通常是要配套计量服务, 这一点在国内是否接受还有待探讨。

1.3 散热器恒温阀散热器恒温阀是安装在散热器上的自动控

制阀门。可以保证稳定舒适的室温, 控制元件是一个温包, 内充感温物质, 当室温升高时, 温包膨胀使阀门关小, 减少散热器热水供应, 当室温下降时过程相反, 这样就能达到控制温度的目的。散热器恒温阀还可以调节设定温度, 恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的热水供应。目前国内外散热器恒温阀在国内应用实例很多, 取得了一定的节能效果与经验。国内有厂家生产散热器恒温阀, 在防泄露、温包感温介质的密封、阻力预设定功能、可靠性等方面还有欠缺;国外产品在价格以及产品如何适合中国系统方面还有欠缺。

1.4 气候补偿器气候补偿器可以根据室外气候温度变化, 用

户设定的不同时间的室内温度要求, 按照设定曲线求出恰当的供水温度, 自动控制供水温度, 实现供热系统的供水温度的气候补偿, 也可以通过室内温度传感器根据室温调节供水温度实现室温补偿, 还有限定最低回水温度的功能。

1.5 自力式流量调节阀、自力式压差调节阀、自力式温度调节

阀自力式差压调节阀和自力式流量调节阀原理相同, 都是根据测压点的压力变化自动调节阀芯位置, 达到恒定流量或是恒定压差的作用。在供热系统末端安装恒温阀等控制元件后, 动态地调节势必会给系统带采波动, 系统稳定性受到影响:影响其它末端设备工况的同时, 也影响水泵、锅炉等中央设备的出力、效率等工况。因此需要这种自力式控制设备来增强系统稳定性。

1.6 平衡阀平衡阀在我国开发应用已有比较长的时间了, 简

单的说, 平衡阀是一个可以测出流量的调节阀。在我国水力失调非常严重的现状下, 平衡阀有很大的节能效果和推广价值。对于温控与计量的动态调节系统, 平衡阀是调节系统平衡与稳定性, 达到控制设备发挥应用作用的一个关键设备。

2 热计量系统分析

当前集中探索和实践的系统形式主要有以下三种:

2.1 垂直单管加旁通管系统 (新单管系统) 国内的住宅室内系

统主要是垂直单管系统, 旧有的单管系统无法实现用户自行调节室内温度, 因此在试点中被改造成单管加旁通跨越管的新单管系统。旁通管通常比立管管径小一档, 与散热器并联, 在散热器一侧安装两通的散热器恒温阀, 或是直接安装三通的散热器恒温阀。新单管系统使用的散热器恒温阀要求流通能力大, 不需要预设定功能。两通形式的散热器恒温阀安装改造方式比三通形式要容易得多, 价格也相对便宜。多数的节能试点实验了这种新单管系统, 得到了解决垂直失调, 实现室内温度调节, 降低不同朝向户间温差等结论。针对公寓式住宅, 普遍采用建筑入口设大量程的总热表, 每户的每个散热器上安装一个热量分配表, 以分配表的读数为依据, 计算每户所占比例, 分摊总表耗热量到各个用户。新单管和双管系统的热计量通常都是参照国外的做法, 用入口的总热表结合每个散热器上的热量分配表的方式。这样就须开发质量高、价格适中的热量表和热量分配表, 同时还须建立散热器热量分配表的标定装置和制定热量分配表耗热量计算法则, 并通过一定的法规确定下来。有些示范工程就是以这种方式进行热计量的。采用在每组散热器上安装热量分配表的方法, 优点是分配表的价格低廉, 对建筑内供热管道的分布没有特殊要求, 但是其安装、围护、试验测试等过程非常繁琐, 不能直接测量实用热量, 各户实际用热值需经过复杂的计算才能得出, 管理较复杂。另外, 根据国情, 目前尚难以避免热量分配表在使用过程中的人为损坏、拆卸, 还存在用户对蒸发器作弊的可能性。

2.2 垂直双管系统双管系统在国内也占有重要的份额, 具有良

好的调节稳定特性, 供回水温差大、流量对散热量的影响较大, 容易控制温度, 改造工作量较单管小, 恒温阀需要预设定。双管系统温度控制技术在国外较为普及, 技术成熟, 但是中国的采暖系统的阻力、压降、流速与国外有很大差别。进口的散热器恒温阀、热表等设备的流通能力较小, 必须考虑其压力损失, 以免供热不足;进口设备容易被管道污物阻塞或是结垢, 所以实际使用也会带来很多问题。一些试点在大规模的供热小区里改造几个单元为双管系统, 造成新旧系统混供的局面, 改造的新系统阻力高以致流量不够, 满足不了室温要求, 更无法进行温度控制。双管系统的热计量方式的探索与新单管系统相同。

2.3 适合户用热计量的采暖系统目前国内还有一种思路, 即

热计量系统 篇2

1 引言

我国冬季北方寒冷,为了改善室内温度环境,普遍采用集中供暖的方式。然而由于传统的供暖系统设备不具备自动温度调节装置,只能通过手动调节供热管道上的相应阀门来实现室内温度的粗略调节[1],温度控制精度较低,且造成了能源的极大浪费。

由于供暖用户数量庞大、用热单位的情况也比较复杂,可以根据热用户的供暖需求、用热规律,在不同的供暖时间段内向建筑物提供不同的供热量,分区域、分时段对采暖用户进行独立供暖[2]。由于大数据具有数据量巨大、数据类型多样、流动速度快和价值密度低等特点,供暖系统大量的用户数据需要通过大数据技术来进行分析和处理,从而得出科学合理的热计量温度调控系统方法,该系统具有节能环保、自动化程度高、控制度精准、稳定性好等优点,具有较高的实用价值。

2 大数据技术应用概况

“大数据”本身是一个比较抽象的概念,单从字面来看,它表示数据规模的庞大。但是仅仅数量上的庞大显然无法看出大数据这一概念和以往的“海量数据”“超大规模数据”等概念之间有何区别。对于大数据的定义基本是从大数据的特征出发,通过这些特征的阐述和归纳试图给出其定义。通常认为大数据需满足三个特点:规模性、多样性和高速性。除此之外,国际数据公司大数据还应当具有价值性,大数据的价值往往呈现出稀疏性的特点。而IBM认为大数据必然具有真实性。维基百科对大数据的定义是指利用常用软件工具捕获、管理和处理数据所耗时间超过可容忍时间的数据集[3]。

目前我们已经进入了大数据时代,从传统的数据库到大数据,看似简单,其实是一个复杂的技术演进并有本质上的差别。数据在传统数据库中仅作为处理对象,而在大数据里面,数据是作为一种资源来辅助解决其他诸多领域的应用问题的,大数据的出现颠覆了传统的数据管理方式,在数据来源、数据处理方式和数据思维等方面都带来了巨大的变革[4]。

目前在商业、互联网和工业监测等领域正在应用大数据处理技术,在北方冬季供暖系统中,大数据可以应用于整个系统的各个环节,主要包括如下。

(1)生产热量端。随着大型供暖系统单位数字化建设的发展,生产过程中的数据被大量地保存下来。这些数据中蕴含着丰富的信息,对于分析生产运行状态、提供控制和优化策略、故障诊断以及知识发现和数据挖掘具有重要意义。为及时准确掌握分布式供热设备及运行状态,需要对大量的控制设备进行实时监测和控制。

(2)输送热量端。为节能环保且快速有效地进行管理,在热量输送的过程中,采取安装监控和智能识别、采集设备,存储大量的传输过程数据,以便及时分析和监控管理,发现问题。

(3)使用热量端。为准确获取用户的用热数据,供暖公司在用热端安装了大量智能室内温控设备和楼栋控制表,供暖公司和用户之间的交互行为迅猛增长,可以每隔一段时间获取用户的用热信息,从而收集了比以往粒度更细的海量热量消费数据,形成供热系统中用户侧大数据[5]。通过对数据进行分析可以更好地理解热量客户的用热行为、合理设计温度。

鉴于大数据在供热系统中的重要作用,如何合理运用大数据技术,能够更加容易地面对供热系统的现状和未来的挑战,为大数据技术在智能供热系统建设中的应用提供有益的参考。

3 热计量应用现状

在现代生活中,温度不仅与人们的生产、生活息息相关,更是现代化工、农业生产中的主要环境条件。例如在农业生产为主的东北三省,经年未彻底解决的粮食仓储管理、供应给周边城市的四季蔬菜的大棚培育、家禽的养殖和禽蛋的管理运输、冬季果蔬如何处于保鲜状态,这些都与温度密切相关[6]。尤其是在北方漫长的供暖季节,传统的温度采集检测技术,已经无法切实地满足我国北方冬季寒冷气候的实际要求,更亟待突破并解决采集即时的温度值,解读(或读取)得出有效数据,提高管理能力,提高热用户的热量需求和预防供热管网的损坏,因而需要更新的热计量温度检测和控制方法即大数据技术和智能温控来解决这个问题。

目前国内常用的热计量调控方法有热量表法、热分配表法、流量温度法、通断时间面积法和温度面积法(也称温度法),前四种方法主要依据用户消耗的热量进行热计量收费,解决不了户间传热的问题,导致收费不公平。而温度面积法已经解决了户间传热的问题,但是存在一定缺陷,因为该方法研究的核心还是如何进行热量计量和分摊,分摊的还是热量,不是热费,要计量热量就离不开热量表,因此,如果无法安装楼栋热量表或楼栋热量表出现问题,都可能导致热费无法分摊,影响热计量收费。因此还需要研究新的热计量调控方法,采用一种基于用户平均温度的供热计量方法,实现热费的分摊计算,公平收费,提高效率。

对居民用户来说热力企业给热用户提供的商品应该是温度而不是热量。而早期通常采用的热计量主要是针对如何计量用户消耗的热量展开的,如热量表法、流量温度法和通断时间面积法等。产品和技术的研发一直围绕如何能够更准确地计量用户消耗的热量方面进行,对户间传热没有一个好的解决办法,导致用户消耗的热量多,室内温度并不一定高,即用户的室内温度低可能还要多缴热费,给热计量工作的推进带来了很多困难。对于这种情况可以采用增加修正系数的办法,但现场情况千差万别,任何一种修正方法都很难解决户间传热带来的影响。而温度面积法热计量系统是目前最晚出现的热计量新方法,是基于用户的室内温度分摊楼栋的用热量,解决了户间传热的问题,使热计量收费更加合理。

4 热计量调控方案

在确定调控方案之前,需要把该供暖公司的供暖范围内的客户信息进行采集、登记、汇总成大数据信息,获取到系统调控所依赖的数据,才能够保证供暖系统热计量的远程室内温度调控的准确合理,可以提高用户的居住舒适度和满意度。进行远程室内供暖温度控制时,需要获取室内温度、室外温度等数据,提高远程室内温度的控制精度,并进行优化控制,具有较好的远程调节控制效果。

4.1 热用户大数据获取

考虑到热用户大数据具有类型多样、复杂性及分散性的特点,数据的获取具有一定的难度。热用户大数据分为结构化热用户数据和非结构化热用户数据。结构化热用户数据是专业化、系统化的供热领域数据,即行数据,存储在数据库里,可以用二维表结构来逻辑表达实现的数据,主要来自供热收费单位存储的热用户个人信息,因而结构化热用户数据的获取性更准确、更好处理。

而非结构化热用户数据的获取主要来自各级各类能源供热信息网站及其他各类信息。随着互联网及物联网的飞速发展,能源利用、供热系统改造等类网络数据资源越来越多,数据类型也呈现出多样化趋势,如能源图书、报纸杂志等正式资源,政府能源简报、能源节能相关会议信息等非正式资源,还有一些诸如供热产品市场信息、节能科技成果等动态信息资源。这样获取到的数据科学性和先进性也非常高,可以作为供暖系统温度调控的依据[7]。

4.2 方案考虑外因

供暖系统进行室内温度调控的考虑因素非常复杂,主要包括用热用户自然情况、用热需求和热量的平衡调整等,针对不同的热用户采取不同的调控方法。

(1)分供热类型调控。此因素下的热用户主要分为两大类,普通居民用户和单位公共建筑供热,主要分白天时段和夜晚时段。对于普通居民用户白天基本无人,晚上回家的特点,就要在白天时段尽量减少供热量,调整阀门关小;而晚上就是正常供热。针对大型公用建筑的用热特点专门设计,对城市内主要公共建筑供热运行参数进行实时监测、控制及能耗的动态分析。上班时有人,正常供热;下班或节假日无人可以减少供热量(关小阀门,保证不冻)[8]。

(2)按照是否供热调控。此因素下的热用户主要分为正常供热和不供热两种,对于正常供热的用户进行分时段供热,白天减量,夜晚正常;不供热用户一般远程设置一个固定的温度,对于供热设备没有损坏即可。

(3)分供暖周期调控。此种情况下,不但要考虑不同的室外气象情况,还要考虑不同的供暖周期区间。初冬时节和冬末初春时的供暖一般设定温度较低,深冬或春节期间一般设置温度较高;供暖初期与供暖中期和供暖末期的温度值也会不同,初期马上热起来,温度设定较高;中期过春节温度也设定很高;供暖末期一般温度设定值较低,即使与春节相同的室外气象也是如此。以上两种情况可以综合考虑进行周期调控。

4.3 方案实施

在实际的供暖系统中同时存在两类按热量收费和按面积收费的用户。针对按面积收费的用户或换热站采用均匀性精度调节,同时又要保证供热管网末端或按热量收费的用户具备足够压力差,使按热量收费的热用户能得到充足的热量供应。同时对换热站加强热量调控,并针对自管换热站、按面积收费的换热站和按热量收费的换热站定制专门的温度调控方案。

控制中心需要远程调节按面积收费和自管热力站的电动调节阀,从而调节各条支线的流量,把过多的热量调整到按热量收费的热力站内。为了热量均衡分配到用户家中,需要通过管网平衡调整来实现,在管网调整过程中水、电、热消耗接近经济运行状态,从而减少能量消耗,达到节省运行费用的目的。制定相应的二次网运行供回水平均温度运行曲线,与实际运行计算数据热量分配相结合,可使热量均衡分配到各个小区和楼栋。

(1)合理调配要求。为满足热用户的需求,合理地利用现有温控设备,将供热系统输出的热量,均匀地分配到每个换热站,进一步发挥各换热站现有热表的作用,创造更大的经济效益。利用现有的设备和科学的调控手段,解决小区中楼栋之间、用户之间的平衡问题,利用现有热表和电动调节阀建立数据采集和分析,建立大数据系统,进行科学的系统调节,探索智能化的调节途径[9]。

(2)换热站自控系统的控制要求。换热站是由远程控制中心调解的,根据调度中心下达的温度指令,自动恒温运行;实时分析本站的热负荷余度;根据不同的环境状态改变流量运行,实现节电;自适应热用户开关阀带来的压力冲击,在运行数据异常时报警并触发保护动作;实现补水、水箱液位等环节的智能运行。

(3)具体方案实施细则。供暖系统远程控制中心主要依据采集的大数据信息实现对热用户温度、阀门状态、耗能过高的报警、历史状态与曲线、远程群控设定温度等的控制。通常设定温度在临室室温区间范围内,24小时内可以控制在设定温度内;设定温度高于临室室温时,室温无法升高并达到设定需求。室温调控只能在临室室温区间内才能控制住温度,说明需要热源、楼栋、热用户系统调控才能达到调控精度[10]。设定温度不变时,阀门通断可以控制住室温。设定温度频繁变化,影响控温精度。室温调控周期长,接近24小时,因此设定温度不宜在一天内多次变化。温度调控针对不同情况采取不同策略。

第一,调控时实现气候补偿。

根据气候变化以及舒适度要求,随时调整整体供热量,将整体热耗降到最低。实现水泵变频运行的同时,将分布式进行到楼前,水泵不再做无用功。同时拉大二次网温差,提高换热效率。实现分时分区供热。安装楼前混水机组后,可优化供热模式,按建筑物功能和使用时间,对供热量进行调节,进一步降低能耗。

第二,按面积收费调控策略。

采取周期供热量平衡的调控策略,换热站负荷预测,采用气候补偿的热量控制方法,热量供应超高报警,二次网不平衡报警。

第三,按热量收费调控策略。

尽可能多地供热,热源保证足够的资用压差定温运行;热源总热量充足时,将调节阀全部打开,按需供热;热源总热量不够时,按整个管网均匀调配。

第四,温控手段。

提供分时温控、自动恒温及手动调节三种控制模式,根据建筑物特点及运行工况切换控制模式。

其中对于大型公共建筑用热特点及控制模式选择办公时间比较固定场所,如周一至周五办公,周末休息,此种场合适合选用分时温控,分时温控策略提供多套模板供选择,每日可选择不同模板。而某些特殊功能的场所:如滑冰馆,需要控制在一个较低的温度,适宜选择自动恒温控制,保证在一定温度范围内。手动控制模式可将建筑物入口处阀门调整到任意开度,随时调节。

而普通热用户节能温度控制主要通过中心统一下达温控指令,如控制用户室温在20℃～22℃,防止超供,出现25度以上的高温现象。集控中心通过接入移动室温采集器或热计量数据,可以对换热站所带的每栋楼每个单元甚至每个住户的温度情况对比分析,并形成均衡调整策略。运行人员可以根据该策略调整各个单元的总管阀门,未来还可以通过热计量系统调节每户的通断阀,最终实现各户的供热均衡。

各站采集室外温度数据,并根据预先制定好的温控曲线计算出对应的供回水温度,通过站内的自控系统实时调节,使供水温度维持在固定位置,从而达到供热目标。这种调节方法,如果在温控曲线制定理想的情况下,可以有效运行,但在实际工况中存在以下问题:室外温度采集的误差较大,用户很难制定出非常理想的温控曲线;由于各个换热站之间各自为政,自己调自己,很容易出现管网失衡与振荡[11]。若想室内温度维持在一个目标值,需要确定建筑物的热负荷系数、日照情况、风力、室外气温、供热量等参数,其中热负荷系数、日照情况、风力等参数变化不大,因此,室外气温与供热量就可以形成一定的对照关系。

5 结论

经济发展对能源需求的增长及人们生活水平的不断提高,对供热体制和室内环境提出了更高的要求,集中供热分户计量成为未来供热的趋势,室内温度控制系统将有广泛的应用前景。实现大数据环境下的供热系统温度调控,可以实现热计量系统数据与换热站数据的一体化监控,系统间数据共享,终端用户供暖效果一目了然,为供暖运行决策提供了更直接、更可靠的依据。根据供热数据进行综合分析,可知实施热计量温控的小区比其他未实施温控的换热站耗电量节约14%左右,全年的分析结果节约16%。

参考文献

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[3]孟小峰,慈祥.大数据管理:概念、技术与挑战[J].计算机研究与发展,2013,50(1):146-169.

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[8]李沛峰,杨勇平,戈志华.300MW热电联产供热系统分析与能耗计算[J].中国电机工程学报,2012,32(23):15-20.

[9]王昭俊,董立华.热计量变流量供热系统室外管网动态水力失调与控制[J].哈尔滨工业大学学报,2010,42(2):218-223.

[10]林振娴,杨勇平,何坚忍,等.供热系统串联布置方式的应用[J].中国电机工程学报,2010,30(35):13-17.

关于热计量系统技术分析 篇3

关键词：供热计量技术分析

1计量方法比较

1.1热表热表就是计量热量的仪表，它是能够测量热水的流量与供回水温差，计算二者乘积并进行累计的仪表。热表由一个热水流量计1、对温度传感器和、个积算仪组成。一般都显示输出总耗热量、总耗水量、即时热流量、即时水流量，供回水温度、温差、平均温度等参数。其技术参数还有存储数据性能、传输数据性能、寿命与可靠性、自备电源或电池等。目前国内已经有多家单位已经或正在开发热量表，已经有国内外产品投入到了工程实践，该仪表的特点和应用难点是：价格较贵，安装复杂，应用中要求的量程范围较大，低流速下的准确度要求高，长期应用和水质恶劣等因素要求仪表的可靠性与适应性要高，电器元件低功耗以延长电池寿命等。另外，实行一户一表的计量方式需要对管道系统的布置进行深入探索。

1.2热量分配表热量分配表是通过散热器平均温度与室内温度的差值的函数关系来确定散热器的散热量。热量分配表可以用来结合热表来测量散热器向房间散发出的热量：只要在住户中的全部散热器安装了热量分配表，结合楼入口的热量总表的总热量数据，就可以得到该户全部散热器的散热量。使用方法是：在公共供热系统中，在每个散热器上安装热分配表，测量计算每个住户用热比例，通过总表计算热量；在每个供暖季结束后，由工作人员来读表，根据计算，求得实际耗热量。国外公司很少有直接销售热量分配表的，通常是要配套计量服务，这一点在国内是否接受还有待探讨。

1.3散热器恒温阀散热器恒温阀是安装在散热器上的自动控制阀门。可以保证稳定舒适的室温，控制元件是一个温包，内充感温物质，当室温升高时，温包膨胀使阀门关小，减少散热器热水供应，当室温下降时过程相反，这样就能达到控制温度的目的。散热器恒温阀还可以调节设定温度，恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的热水供应。目前国内外散热器恒温阀在国内应用实例很多，取得了一定的节能效果与经验。国内有厂家生产散热器恒温阀，在防泄露、温包感温介质的密封、阻力预设定功能、可靠性等方面还有欠缺；国外产品在价格以及产品如何适合中国系统方面还有欠缺。

1.4气候补偿器气候补偿器可以根据室外气候温度变化，用户设定的不同时间的室内温度要求，按照设定曲线求出恰当的供水温度，自动控制供水温度，实现供热系统的供水温度的气候补偿，也可以通过室内温度传感器根据室温调节供水温度实现室温补偿，还有限定最低回水温度的功能。

1.5自力式流量调节阀、自力式压差调节阀、自力式温度调节阀自力式差压调节阀和自力式流量调节阀原理相同，都是根据测压点的压力变化自动调节阀芯位置，达到恒定流量或是恒定压差的作用。在供热系统末端安装恒温阀等控制元件后，动态地调节势必会给系统带采波动，系统稳定性受到影响：影响其它末端设备工况的同时，也影响水泵、锅炉等中央设备的出力、效率等工况。因此需要这种自力式控制设备来增强系统稳定性。

1.6平衡阀平衡阀在我国开发应用已有比较长的时间了，简单的说，平衡阀是一个可以测出流量的调节阀。在我国水力失调非常严重的现状下，平衡阀有很大的节能效果和推广价值。对于温控与计量的动态调节系统，平衡阀是调节系统平衡与稳定性，达到控制设备发挥应用作用的一个关键设备。

2热计量系统分析

当前集中探索和实践的系统形式主要有以下三种：

2.1垂直单管加旁通管系统(新单管系统)国内的住宅室内系统主要是垂直单管系统，旧有的单管系统无法实现用户自行调节室内温度，因此在试点中被改造成单管加旁通跨越管的新单管系统。旁通管通常比立管管径小一档，与散热器并联，在散热器一侧安装两通的散热器恒温阀，或是直接安装三通的散热器恒温阀。新单管系统使用的散热器恒温阀要求流通能力大，不需要预设定功能。两通形式的散热器恒温阀安装改造方式比三通形式要容易得多，价格也相对便宜。多数的节能试点实验了这种新单管系统，得到了解决垂直失调，实现室内温度调节，降低不同朝向户间温差等结论。针对公寓式住宅，普遍采用建筑入口设大量程的总热表，每户的每个散热器上安装一个热量分配表，以分配表的读数为依据，计算每户所占比例，分摊总表耗热量到各个用户。新单管和双管系统的热计量通常都是参照国外的做法，用入口的总热表结合每个散热器上的热量分配表的方式。这样就须开发质量高、价格适中的热量表和热量分配表，同时还须建立散热器热量分配表的标定装置和制定热量分配表耗热量计算法则，并通过一定的法规确定下来。有些示范工程就是以这种方式进行热计量的。采用在每组散热器上安装热量分配表的方法，优点是分配表的价格低廉，对建筑内供热管道的分布没有特殊要求，但是其安装、围护、试验测试等过程非常繁琐，不能直接测量实用热量，各户实际用热值需经过复杂的计算才能得出，管理较复杂。另外，根据国情，目前尚难以避免热量分配表在使用过程中的人为损坏、拆卸，还存在用户对蒸发器作弊的可能性。

2.2垂直双管系统双管系统在国内也占有重要的份额，具有良好的调节稳定特性，供回水温差大、流量对散热量的影响较大，容易控制温度，改造工作量较单管小，恒温阀需要预设定。双管系统温度控制技术在国外较为普及，技术成熟，但是中国的采暖系统的阻力、压降、流速与国外有很大差别。进口的散热器恒温阀、热表等设备的流通能力较小，必须考虑其压力损失，以免供热不足；进口设备容易被管道污物阻塞或是结垢，所以实际使用也会带来很多问题。一些试点在大规模的供热小区里改造几个单元为双管系统，造成新旧系统混供的局面，改造的新系统阻力高以致流量不够，满足不了室温要求，更无法进行温度控制。双管系统的热计量方式的探索与新单管系统相同。

热计量技术现状 篇4

根据我国北方采暖地区居住建筑的特点和建筑节能发展总体规划，北方采暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造工作确定了建筑室内采暖系统热计量及温度调控改造、热源及管网热平衡改造、建筑围护结构节能改造3项基本内容。

一、现阶段热计量主要技术：

目前集中采暖分户热计量的技术方式很多，主要有两种：

(1)以住宅的户(套)为单位，以热量直接计热每户的采暖量；

(2)以住宅的户(套)为单位采用热量分摊计热方式计量每户的采暖量。

(1)以热量直接计热采暖量

a.只是纯计量，不节能，没有管理功能。

b.它只是计量工具显示计量结果，不具备收费和限制使用功能，不具备用户端节能操作功能，需要和散热器温控阀配合使用，才能产生节能效果。c.对采暖系统适应性差。热计量表对采暖水杂质有苛刻要求，特别是水系统中的杂质易造成在流量计腔体内的淤积使热量表无法工作。

d.维护成本高。

(2)热量分摊计热采暖量

主要有四种分摊方法：散热器热分配法、流量温度法、通断时间面积法和户用热量表法。

1、散热器热分配法：

原理：利用散热器热分配表测量的每组散热器散热量的比例关系，对建筑的总用热量进行分摊。

热分配表包括通过计量蒸发液来计算散热器散热量的蒸发式分配表和通过采集散热器表面温度并利用散热器散热量计算式来计量散热量的电子式分配表。

散热器热分配表法适应于任何形式的供热系统，对水质也没有要求，不存在堵塞问题，因此适用于既有建筑的供热计量改造。

电子式热分配表，具有计量准确、不计量未使用散热器热量的特点。由于具有远端读取的功能，管理人员使用手持抄表装 置就可以从远端读取数据，并传输到数据管理中心，实现了用热信息的网络化管理，形成账单，避免了入户查表的麻烦。

但是由于该示范项目（北方某供热计量示范项目）的热分配表改造是结合恒温阀进行的，改造费用较其他方法高出不少，增加了用户的经济负担，也延长了改造费用的 投资回收期。

散热器热分配法安装简单，灵活，适用于新建和改造的散热器供暖系统。但使用前提是热分配计和散热器需要在实验室进行匹配试验，得出散热器的对应数据才可应用，而我国散热器型号种类繁多，给分配计的检定工作带来不利，且需要入户安装和每年抄表换表等，造成其使用受限。

2、流量温度法：

原理：利用每个立管或分户独立系统与热力人口流量之比相对不变的原理，结合现场测出的流量比例和各分支三通前后温差，分摊建筑的总供热量。

流量温度法主要采用楼宇总表、温度采集 处理器、流量热能分配器、手动

三通调节阀、用户信息查询器及系统数据监控等装置。

适用于既有建筑垂直单管顺流式系统的采暖计量改造，还可以用于共用立管的按户分户供暖系统，也适用于新建建筑散热器供暖系统。

计量系统安装的同时可以实现室内系统水力平衡的初调节及室温调控功能，但是前期计量准备工作量比较大。

存在三个问题：

1、成本性价比过高：数据远传技术含量高，设备成本、施工成本、维护成本也高。

2、安全性差。因为需要在建筑内布线传输数据，其数据的安全性存在较大问题，环境干扰、人为干扰、恶意性破坏等都很容易造成数据错误或丢失。

3、技术复杂不易管理维护：数据远程管理，无论是硬件维护还是软件的应用，都需要操作和维护人员具备较高的专业技术知识。

3、通断时间面积法：

原理：在每户设置一个室温通断控制阀，依据阀门的接通时间与每户的建筑面积，按楼栋热量表记录的用热量进行分摊。

通断时间面积法的应用较为直观，可同时实现室温控制功能。适用于按户分环、室内阻力不变的供暖系统。

该方法应用的前提是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，不能改变散热末端设备容量，户与户之间不能出现明显水力失调，户内散热末端不能分室或分区控温，以免改变户内环路的阻力。

该方法能够分摊热量、分户控温，但是不能实现分室的温控。当散热器大小匹配不合理或散热器堵塞时，测量结果不准，将造成计量误差。

4、户用热量表法

原理：在建筑物和楼内各户人口设置热量表，通过热量表计量各个用户的用热量。

户用热量表包括机械式、电磁式、超声波式。

户用热量表法计量的是系统采暖量，比较直观也易理解。

缺点：

a.但是一般投资较高，且故障率较高。

b.对采暖系统适应性差，热计量表对采暖水杂质有苛刻要求，特别是水系统中的杂质易造成在流量计腔体内的淤积，使热量表无法工作。

c.仪表的运动部件在高温和长时间工作的条件下易损坏。

二、既有建筑采暖计量改造存在问题采暖管网老化严重、多种采暖形式并存采暖改造结束后，运行管理和维修费用由谁来负担，也存在争议改造资金的落实采暖分户热计量收费标准

三、参考文献

[1] 丁研.北方采暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造方案分析.暖通空调, 2010, 40(11);

[2] 杨兴华.北方某供热计量示范项目的调查研究.煤气与热力, 2010, 30(12);

[3] 井汇.北方采暖地区既有住宅供热计量及节能改造经济性分析.科技通报,2013.8, 29(8)

[4] 廉小洁.采暖建筑分户热计量的应用及问题浅析.山西建筑, 2009, 35(15);

简析供暖系统分户热计量 篇5

目前, 建筑节能在规范中的要求日趋提高, 节能标准已由原来的节能50%上升为65%。分户热计量既是供暖系统中的一个很好的节约能源的方式, 同时也可以解决部分地区和区域收费难的问题。因此可以大范围的推广和实行。

1“热能”是商品

首先, “热”是一种商品, 它是供热企业的员工通过辛勤的劳动, 通过锅炉等供热设备将煤炭、水、电等资源转变而成的, 再通过热网的输配、分流以及供热参数的转换才供给热用户的, 而不是天然就存在的能源。“热能”来之不易, 通过分户热计量既可节约热能, 又可以相应的节约其它能源。

2 分户热计量的意义

在《民用建筑节能管理规定》和《中华人民共和国节约能源法》中现在明确规定:新建居住建筑的集中采暖系统应当推行温度调节和户用热量计量装置, 实行供热计量收费。这个规定出于多方面的原因。首先, 分户热计量有利于分户按照自己的需要控制和调节热量, 可以提高热舒适性;其次, 利用分户计量的自控可调特点可以节约一部分热量, 在不需要的时候甚至可以自行切断用热;再次, 采用分户热计量后有关单位对各用户的用暖收费将更加公平一些, 同时, 对于不按时付费的用户可以通过停止供气来督促其交费。

3 适合分户热计量的供暖系统形式

分户热计量是通过热量计量表测量供暖系统入户的流量和供、回水温差, 因此要求供暖系统设计时每一户要单独布置成一个环路。只要满足这一要求, 对于户内的系统采用何种形式则可由设计人员根据实际情况确定。对于多层和高层住宅建筑来说, 若想每一户自成一个环路, 系统首先应具有与各户环路连接的供回水立管, 然后户内可根据情况设计成:单管水平串联、双管水平串联、单管水平跨越式、双管水平并联式等系统形式。

4 按户计量已逐渐被人们重视和接受,

在《民用建筑节能设计标准 (采暖居住建筑部分) 》 (JGJ26-95) 中明确规定:在进行室内采暖系统设计时, 设计人员应考虑按户计量和分室控制温度。

4.1 既有住宅建筑供暖系统的改造

对于旧建筑, 分户热计量的推广还存在一定的问题, 因素有不少, 如不想付改造费而反对的, 还有长期不与供热单位配合、不按期缴纳暖气费的住户也反对, 还有很多用户不能忍受不交费用立即停止供热的规定。采用分户热计量的建筑用热费用比普通用热的要高, 很多用户在选择买房的时候都不能接受这一点。

从目前一些试点研究结果看, 对既有住宅建筑实施分户计量的供暖系统改造, 应基于原有的系统尽量减少改造的工作量。由于我国既有住宅建筑大多数都是采用单管顺流式。因此, 主张在立管上加跨越管, 然后装设调温设备和在散热器上装热量分配表。若原供暖系统是水平串联型式, 在改造时, 也应考虑到系统应满足每组散热器流量的可调性。对于装调节装置就可调节流量的其他系统型式, 如双管系统等, 可直接在系统上加温控阀和在散热器上装热量分配表。

4.2 新建居住建筑供暖系统的设计

对于新建的居住建筑采用热量表进行分户计量, 只要是能满足各组散热器具有可调的系统型式均可以, 无论是单管跨越管系统还是双管系统。但是从调节、运行效果、维修方面考虑, 双管供暖系统是较理想的一种系统形式, 对于采用热量计量表进行按户热表计量时, 对于户内的系统, 宜采用单管水平跨越串联或双管水平并联。若不对每组散热器进行温度控制也可采用单管水平串联。当然也可以根据具体情况设计成其他满足计量要求的系统形式。

5 分户热计量的限制性

对于新的居住建筑可以根据计算直接采用分户热计量, 但是对于原本不是采用该系统的建筑要使用分户热计量系统则需要作较多的改造。但是鉴于改造费用较高 (大概每户改造费用为100~200元人民币) , 很多用户都不愿意。即使愿意, 很多用户在改造之后在用热过程中肯定也有很多不满意。原因有二:分户热计量采暖系统的需要在每一用户管路的起止点安装关断阀和在起止点其中之一处安装调节阀, 这些阀门的设置肯定会产生一定的局部阻力, 如果在这个原有的系统中这部分阻力不予考虑, 再加上原本系统与该系统存在的不协调性, 可能会导致用热不足、系统不稳定的现象;人想要的总是比现在拥有的更好的东西, 踏上一个台阶总想踏上第二个。在一个系统改造实现了分户热计量后, 每个用户所能采用的最大和最小的热量是一定的, 当用户需要更多的热量的时候, 怎么办?是否可以在某个地方采用增压装置, 使用户末端压力减小, 流速增大。但是增加了加压装置后又可能引起其他用户的压力不稳定。

6 分户热计量与节能

实行分户热计量的最终目的就是节能, 分户热计量是住宅节能所采取的关键措施之一。总节能率50%在建筑物和供热系统中分配比例是建筑物负担30%, 供热系统负担20%, 如要考虑收费因素, 节能率则更高。所以说, 除了供暖系统来完成一部分节能外, 建筑物本身的节能也是一个重要的因素, 如果一个建筑物本身不是节能建筑, 则还会影响供暖系统的节能, 而只强调建筑物本身节能, 不实行分户计量也是不全面的。因此, 分户热计量系统的应用和节能都是要和建筑物相互配合相互使用的, 对于建筑节能来说, 二者应融为一体, 缺一不可。

小结

仅对如何实现按户计量对系统的要求进行了探讨。但是按户计量的目的是为了达到建筑节能。因此, 供暖系统除能满足按户计量的要求还应有对室温调控的装置。使其既能达到节能又能按人们的要求调控室内温度来改善居住热环境。

热计量系统 篇6

近年来, 随着人们越来越重视能源利用和环境保护, 可持续发展和节能减排的呼声日益高涨, 以总阀控制供暖和按面积计算采暖费用的方式, 已经不能满足人们冬季灵活性采暖的需求。早在2005年12月八部委“关于进一步推进城镇采暖体制改革的意见 (2003年首次颁布) ”要求“新建住宅和公共建筑必须安装楼前热计量表和散热器恒温控制阀, 新建住宅同时还要具备分户热计量条件”;建设部2006年发布了“关于推进采暖计量的实施意见”;2007年“国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知”要求“深化采暖体制改革, 实行采暖计量收费”, 全面推进采暖计量改革。这些重要文件和标准不仅为推行采暖改革提供了可靠依据和保证, 也表明国家推行热改的意义和决心, 采暖分户热计量势在必行。

2 发展现状

采暖分户热计量是以集中采暖或区域采暖为前提, 以适应用户热舒适需求、增强用户节能意识、保障采暖和用热双方利益为目的, 通过一定的采暖调控技术、计量手段和收费政策, 实现按户计量和收费。目前集中采暖分户热计量的技术方式很多, 主要有两种: (1) 以住宅的户 (套) 为单位, 以热量直接计热每户的采暖量; (2) 以住宅的户 (套) 为单位采用热量分摊计热方式计量每户的采暖量。

2.1 以热量直接计热采暖量

目前第一种方法虽然比较科学, 但只是纯计量, 不节能, 没有管理功能。它只是计量工具显示计量结果, 不具备收费和限制使用功能, 不具备用户端节能操作功能, 需要和散热器温控阀配合使用, 才能产生节能效果。对采暖系统适应性差。热计量表对采暖水杂质有苛刻要求, 特别是水系统中的杂质易造成在流量计腔体内的淤积使热量表无法工作。维护成本高。热计量的电池寿命按国家规定6年更换一次, 且需要每两年拆下效验一次。从现实角度来看, 热量直接计热方式还有一些技术问题需要进一步完善。

2.2 热量分摊计热采暖量

第二种方法主要有四种分摊方法:散热器热分配法、流量温度法、通断时间面积法和户用热量表法。

2.2.1 散热器热分配法:

散热器热分配法是通过安装在每组散热器上的散热器热分配计进行用户热分摊的方式。散热器热分配法安装简单, 灵活, 适用于新建和改造的散热器供暖系统, 但使用前提是热分配计和散热器需要在实验室进行匹配试验, 得出散热器的对应数据才可应用, 而我国散热器型号种类繁多, 给分配计的检定工作带来不利, 且需要入户安装和每年抄表换表等, 造成其使用受限。

2.2.2 流量温度法:

流量温度法是通过连续测量散热器或共用立管的分户独立系统的进出口温差, 结合测算的每个立管或分户独立系统与热力入口的流量比例关系进行用户热分摊的方式。流量温度法适用于既有建筑垂直单管顺流式系统的采暖计量改造, 还可以用于共用立管的按户分户供暖系统, 也适用于新建建筑散热器供暖系统。计量系统安装的同时可以实现室内系统水力平衡的初调节及室温调控功能, 但是前期计量准备工作量比较大。且存在三个问题: (1) 成本性价比过高:数据远传技术含量高, 设备成本、施工成本、维护成本也高。 (2) 安全性差。因为需要在建筑内布线传输数据, 其数据的安全性存在较大问题, 环境干扰、人为干扰、恶意性破坏等都很容易造成数据错误或丢失。 (3) 技术复杂不易管理维护:数据远程管理, 无论是硬件维护还是软件的应用, 都需要操作和维护人员具备较高的专业技术知识。这无疑会增加管理成本, 也潜在因专业技术人员流动带来的系统运营风险。

2.2.3 通断时间面积法:

通断时间面积法是通过控制安装在每户供暖系统入口支管上的电动通断阀门, 根据阀门的接通时间与每户的建筑面积进行用户热分摊的方式。通断时间面积法的应用较为直观, 可同时实现室温控制功能。适用于按户分环、室内阻力不变的供暖系统。该方法应用的前提是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, 不能改变散热末端设备容量, 户与户之间不能出现明显水力失调, 户内散热末端不能分室或分区控温, 以免改变户内环路的阻力。该方法能够分摊热量、分户控温, 但是不能实现分室的温控。当散热器大小匹配不合理或散热器堵塞时, 测量结果不准, 将造成计量误差。

2.2.4 户用热量表法:

户用热量表法是通过安装在每户的户用热量表进行用户热分摊的方式, 采用户表作为分摊依据时, 楼栋或者热力站需要确定一个热量结算点, 由用户表分摊总热量值。户用热量表法计量的是系统采暖量, 比较直观也易理解, 但是一般投资较高, 且故障率较高。对采暖系统适应性差, 热计量表对采暖水杂质有苛刻要求, 特别是水系统中的杂质易造成在流量计腔体内的淤积, 使热量表无法工作。且仪表的运动部件在高温和长时间工作的条件下易损坏。通过在采暖系统上安装分户热计量装置, 用户根据自身情况控制室内采暖量, 并依据采暖计量原理计算用户的热量使用量。这样可以让用户根据自己的需求自行调节室温, 提高采暖效能, 使采暖收费趋于合理, 同时利于节约能源、降低能耗、减少环境污染。按热计量收费后, 可节约20%～30%的能源, 费用可降至原来的70%左右。

3 既有建筑采暖计量改造存在问题

3.1 采暖管网老化严重、多种采暖形式并存

其中采暖改革难以前进的最大阻力就是管网老化和采暖水质恶劣。原有管道、阀门有漏水现象, 且个别暖井空间狭小, 管道相互交叉, 安装难度很大, 施工操作极不方便。在暖井中的热井中安装电磁热量表时, 管井空间小, 管网改造有一定困难。

3.2 改造过程中与用户易产生以下问题

由于小区选用的改造方案需要到用户家中安装温度控制器, 但在安装过程中破坏了家庭装修, 产生纠纷使改造受到阻碍;由于小区施工建设是隐蔽工程未按图纸施工, 施工过程容易打坏用户的一些隐蔽管线, 造成施工和用户之间的赔付纠纷, 影响既有建筑采暖改造的推动;热用户虽然希望热改节约能源, 但是更在意节省费用。若采暖计量收费高于按面积收费, 用户将无法接受, 热改也将无法进行。

3.3 采暖改造结束后, 运行管理和维修费用由谁来负担, 也存在争议

若由采暖企业负担, 其采暖改造积极性大大受挫, 因为采暖改造后已经降低了其利润效益, 而且后期运行维护费用, 其也承担不起。若由热用户承担, 其采暖改造积极性也降低, 因为大锅饭, 福利采暖的思想在短期内不会发生巨大转变, 因此, 热用户费用增加, 用户一定无法接受, 阻碍采暖改造的进行。

3.4 改造资金的落实

由于要改动采暖系统, 安装热量计量表及控制系统。要求每户安装一块热量计量表, 且仪表价格昂贵, 资金投入很大, 费用落实有困难, 若由采暖企业或热用户承担, 将降低其分户热计量的积极主动性;若由政府承担, 财政资金可能有困难。

3.5 采暖改造一定要成功

因为在既有建筑中改造, 若是改造后, 系统无法满足热用户的需求, 将对采暖改造产生不良影响, 以后采暖改造将无法进行。

3.6 采暖分户热计量收费标准

热用户认为实行采暖分户热计量, 没有使用暖气的住户就不需要交暖气费。让其缴纳一定的固定费用是不合理的, 用户对按热量计量缴费的收费标准产生疑议。

4 如何解决改造中出现的问题

可以看出解决上述问题不仅要靠科学技术还需要管理手段和价格政策的激励机制。政府关注的核心是节能、热力公司关注的核心是收费安全、热用户关注的核心是节能并节钱。针对改造中出现的问题, 总结几点经验如下:

4.1 改造资金的困难

因为改造资金需求比较大, 需要政府投入一定的资金扶持, 并且将采暖改造作为强制规定执行。重奖励、轻补贴。将重点放在节能的成果上, 节能了奖励采暖企业, 亏损了不补贴, 调动采暖企业的分户热计量的积极性。推动采暖企业积极参与采暖改造的进行。

4.2 加大采暖改造的宣传

因为用户对分户热计量认识不足, 大锅饭和福利采暖的思想普遍存在, 对采暖改造有不理解和抵触心理。若热改失败, 将导致用户对热改的积极性降低, 因此要加大宣传力度, 让用户了解热改的优势, 以及安装设备的良好性能, 消除用户的疑虑, 推动热改的顺利进行。

4.3 制定合理的改造方案

针对改造小区的特点, 结合小区的竣工图纸, 制定合理的改造方案, 尽量减少用户和改造施工之间的纠纷, 保证改造的顺利进行。改造后, 暖气费用的征收标准, 要合理考虑用户和采暖企业的利益, 合理安排制定计费标准。让用户得到实惠的价位, 优质的服务。

结语

采暖分户热计量在试点或实施过程中均遇到巨大困难这是情理之中的事, 传统的采暖计费方式与我国国情是相适应的, 而采用分户热计量收费, 将导致采暖计量技术根本上的转变, 从采暖行业的技术水平、管理水平、资金能力到国家经济水平、人民生活方式、节能意识、个人素质、法制环境等都将发生巨大的变化, 所以遭遇重重困难是情理之中的事。但采暖分户热计量的核心价值不仅仅是为了节能, 也是为了使采暖行为真正成为一种符合市场经济规律的商品交易活动, 使该行业可以步入一个健康的、可持续发展的轨道, 同时用户也可以成为一个既拥有自己的权利也要承担相应责任的真正的消费者。采暖分户热计量的发展是大势所趋, 其美好前景是可以预见的。现在采暖分户热计量是越来越受到人们的重视, 希望上面的内容能给大家以帮助。

参考文献

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[2]王伟.计算机监控系统在热网中的应用[J].哈尔滨职业技术学院学报, 2010.

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[5]戴建中.对分户热计量供暖系统的探讨[J].天津职业院校联合学报, 2011 (2) .

热计量系统 篇7

该小区建于20世纪80年代末、90年代初,总建筑面积48 539.05 m2,共有居住建筑14栋,全部为砖混结构5层～6层预制板房,配有地下室。由于建造年代较早,缺乏必要的保温措施。盛夏时,室内炎热,空调开启时间延长;进入采暖期,室内寒冷,生活区域多数达不到正常室温要求,部分居民被迫采用电炉、电暖气等电取暖设施提高室温,浪费了宝贵优质能源的同时,大大增加了居住环境火灾安全隐患。

2 建筑节能与供热诊断

2.1 围护结构

小区内建筑物主体结构完整,无影响正常使用的结构变形。建筑墙体原为370 mm粘土实心砖墙,内外均无保温措施;屋面采用150 mm厚蛭石保温,防水层多年未修;屋顶檐口、外墙等部位出现不同程度盐析、结露等情况;外窗原为木框单玻,现住户大部分已自行改为铝合金窗或单玻塑钢窗;原有未更换的木质门窗均有不同程度的起翘、变形;单元入口向北,没有单元门等避风措施。

2.2 采暖用能系统

2.2.1 供热系统

一台4 t锅炉为小区供暖,供回水温度为95 ℃～70 ℃。因采暖系统年久老化,管道和散热设备锈蚀,造成管道堵塞,供、回水水流速度慢;管道保温采用珍珠岩瓦保温,多处损坏,管路多处存在跑、冒、滴、漏现象,热损失大;采暖系统没有安装调节阀,系统不能进行有效水力平衡。

2.2.2 末端用能系统

采用单管上供下回同程式采暖系统,SGZ-3- 640钢柱散热器,因采暖系统年久老化,管道和散热设备锈蚀,造成管道和散热设备堵塞,暖气片散热不充分;户内末端采暖系统没有安装调节阀,室内散热器前没有安装室温调节装置,不能有效平衡温度差异。

3 改造方案

3.1 围护结构

为保护小区内建筑结构,减少冻融影响,采用了外保温设计,综合考虑经济、防火安全及性能要求,最终选定如下做法:

外墙,选用氧指数不小于30%,厚度为50 mm的挤塑板作为外保温材料,使用薄抹灰系统,锚固、粘结处理,并按照防火规范设置了一条30 cm宽岩棉防火隔离带。同时,在离地1.5 m高处设置水泥6 cm加厚保护层。屋面,为减少施工可能造成顶层住户房屋漏水的影响,没有采用剥离清除原有保温和防水结构的做法,同时因建筑屋面属上人屋面,故而采用倒置保温屋面做法:清洗干净原屋顶表面后,粘结氧指数不小于30%,厚度为45 mm的挤塑聚苯板,上覆50 mm C20细石混凝土保护层,外铺4 mm厚带铝箔保护层的SBS防水卷材。外窗及公共走道,更换为5 mm+9 mm+5 mm的塑钢中空推拉窗,同时加装具有保温隔热和防火功能的单元楼宇防盗门。不采暖地下室顶板,根据消防安全和节能保温要求,选用不燃的RTF自控相变储能节能材料,涂层厚度40 mm。该材料利用物质两态变化,达到调温隔热的作用。其潜热值不小于2 000 kJ/m,当量导热系数不大于0.029 W/(m·K),是一种新型的隔热调温材料。

3.2 供热计量

为降低对住户的影响,改造方案选择了在原有上行下给供热方式的基础上,改为上供下给、单管跨越的供热方式。在每个散热器前加装一个三通测温平衡调节阀和流量热能分配器,使用三通阀调节室内温度,流温法分配系统进行热计量。

3.3 供热管网及热源

由于管网堵塞,对庭院供热管道进行了更换,管道外喷涂50 mm厚聚氨酯保温层,并在楼栋采暖入口处安装热计量表和流量控制阀(或压差控制阀),以便于热计量和采暖系统水力平衡。

热源方面,将原有4 t锅炉拆除,在原有锅炉房处与市热力公司合作,建设加热站,纳入市政热力管网,保证供暖温度的同时减少锅炉燃烧带来的环境污染等问题。

4 改造完成效果

4.1 经济效益

整个小区的改造投资为1 495.54万元,单方造价308.11元。享受国家节能改造奖励资金和政策优惠后,业主实际投资145.62万元,相当于30元/m2。经过改造后,建筑物使用寿命显著增加,至少可以延续30年～40年,相当于年改造费用为1元/(m2·年)～0.75元/(m2·年)。经过改造,房屋保温性能大大提高,热舒适显著提升,并且减少采暖制冷费用。经测算,年可节约采暖制冷费4.95元/m2,个人投资静态投资回收期为6年左右,建筑自然寿命内可实现收益99元/m2～148.50元/m2,年化投资收益率为16.50%～24.75%。随着世界性能源短缺,能源价格进一步上涨,静态投资回收期会进一步缩短,投资收益率会进一步提高。

4.2 社会环境效益

经测算按照50%的标准,太原地区改造1 m2既有居住建筑,可以节约采暖制冷标煤消耗13.95 kg/年,减少二氧化碳排放34.89 kg/年,减少粉尘颗粒排放0.21 kg/年,减少二氧化硫排放0.28 kg/年。太原市目前具有改造价值的既有非节能建筑约1 500万m2,这些建筑全部改造完成后,年可节约标准煤20.93万t,减少二氧化碳排放53.33万t,减少粉尘颗粒排放0.31万t,减少二氧化硫0.42万t。除极大改善大气环境,减少能源消耗外,通过改造还有效解决了冬季供暖不热这个民生问题。该小区原来的建筑由于没有保温措施,再加上热网损坏较严重,居民对冬季的采暖问题反映强烈。经过改造后,虽然刚刚过去的冬季是近年来最冷的一个冬天,但是小区居民对室内温度表示满意,室内温度达到了18℃±2℃的国家供热标准。

5 改造中遇到的问题

5.1施工图设计问题

由于节能与供热计量改造工作开展时间不长,与改造相关施工图集等不健全,施工图设计人员大多数直接套用新建建筑保温设计图集进行设计,导致按图施工时出现屋顶改造时漏雨,外墙基地处理不当等问题。

5.2业主认知程度问题

小区改造,尤其是涉及入户改造的内容,由于涉及人员众多,例如本小区涉及900余户,近3 000人。人们对建筑节能的认知程度有较大差别,因而配合程度也不尽相同。业主的不配合,经常会因为几户阻挠了整栋房屋的改造进度。由于业主大部分为非专业人士,对建筑节能标准不太了解,只能从基本材料的使用等方面进行辨别,而建筑物构造、位置等不同对建筑采暖能耗影响很大,因而同一标准采用的材料不尽相同,导致楼栋间业主的误解。

6结语

既有居住建筑节能与供热计量改造,在投资回报及技术方面都是成熟的项目。它既是国家解决环境和能源问题的一把利剑,也是解决北方地区群众采暖问题,提高居住热舒适的保障。同时,由于改造的特殊性,决定了它是一项细致的工作,需要做大量群众工作,开展广泛的宣传,从业主的角度出发,对每个环节精益求精。随着这项工作的不断深入,百姓对建筑节能工作的了解不断加深,新技术和新材料的不断开发应用使这项利国利民的工程得到越来越多人的支持,为保护我们生存的环境,减少能源消耗,造福子孙后代做出积极的贡献。

参考文献

[1]刘玉伟,赵海江,朱磊,等.太原供热计量分户试点项目调研报告[J].建设科技,2008(23):70-73.