關于熱計量系統技術分析

曹永慶

摘要：根據熱流量和溫度的計量進行流量分配和熱量調節是未來供熱發展的趨勢。

關鍵詞：供熱計量技術分析

1計量方法比較

1.1熱表熱表就是計量熱量的儀表，它是能夠測量熱水的流量與供回水溫差，計算二者乘積并進行累計的儀表。熱表由一個熱水流量計1、對溫度傳感器和、個積算儀組成。一般都顯示輸出總耗熱量、總耗水量、即時熱流量、即時水流量，供回水溫度、溫差、平均溫度等參數。其技術參數還有存儲數據性能、傳輸數據性能、壽命與可靠性、自備電源或電池等。目前國內已經有多家單位已經或正在開發熱量表，已經有國內外產品投入到了工程實踐，該儀表的特點和應用難點是：價格較貴，安裝復雜，應用中要求的量程范圍較大，低流速下的準確度要求高，長期應用和水質惡劣等因素要求儀表的可靠性與適應性要高，電器元件低功耗以延長電池壽命等。另外，實行一戶一表的計量方式需要對管道系統的布置進行深入探索。

1.2熱量分配表熱量分配表是通過散熱器平均溫度與室內溫度的差值的函數關系來確定散熱器的散熱量。熱量分配表可以用來結合熱表來測量散熱器向房間散發出的熱量：只要在住戶中的全部散熱器安裝了熱量分配表，結合樓入口的熱量總表的總熱量數據，就可以得到該戶全部散熱器的散熱量。使用方法是：在公共供熱系統中，在每個散熱器上安裝熱分配表，測量計算每個住戶用熱比例，通過總表計算熱量；在每個供暖季結束后，由工作人員來讀表，根據計算，求得實際耗熱量。國外公司很少有直接銷售熱量分配表的，通常是要配套計量服務，這一點在國內是否接受還有待探討。

1.3散熱器恒溫閥散熱器恒溫閥是安裝在散熱器上的自動控制閥門。可以保證穩定舒適的室溫，控制元件是一個溫包，內充感溫物質，當室溫升高時，溫包膨脹使閥門關小，減少散熱器熱水供應，當室溫下降時過程相反，這樣就能達到控制溫度的目的。散熱器恒溫閥還可以調節設定溫度，恒溫閥會按設定要求自動控制和調節散熱器的熱水供應。目前國內外散熱器恒溫閥在國內應用實例很多，取得了一定的節能效果與經驗。國內有廠家生產散熱器恒溫閥，在防泄露、溫包感溫介質的密封、阻力預設定功能、可靠性等方面還有欠缺；國外產品在價格以及產品如何適合中國系統方面還有欠缺。

1.4氣候補償器氣候補償器可以根據室外氣候溫度變化，用戶設定的不同時間的室內溫度要求，按照設定曲線求出恰當的供水溫度，自動控制供水溫度，實現供熱系統的供水溫度的氣候補償，也可以通過室內溫度傳感器根據室溫調節供水溫度實現室溫補償，還有限定最低回水溫度的功能。

1.5自力式流量調節閥、自力式壓差調節閥、自力式溫度調節閥自力式差壓調節閥和自力式流量調節閥原理相同，都是根據測壓點的壓力變化自動調節閥芯位置，達到恒定流量或是恒定壓差的作用。在供熱系統末端安裝恒溫閥等控制元件后，動態地調節勢必會給系統帶采波動，系統穩定性受到影響：影響其它末端設備工況的同時，也影響水泵、鍋爐等中央設備的出力、效率等工況。因此需要這種自力式控制設備來增強系統穩定性。

1.6平衡閥平衡閥在我國開發應用已有比較長的時間了，簡單的說，平衡閥是一個可以測出流量的調節閥。在我國水力失調非常嚴重的現狀下，平衡閥有很大的節能效果和推廣價值。對于溫控與計量的動態調節系統，平衡閥是調節系統平衡與穩定性，達到控制設備發揮應用作用的一個關鍵設備。

2熱計量系統分析

當前集中探索和實踐的系統形式主要有以下三種：

2.1垂直單管加旁通管系統(新單管系統)國內的住宅室內系統主要是垂直單管系統，舊有的單管系統無法實現用戶自行調節室內溫度，因此在試點中被改造成單管加旁通跨越管的新單管系統。旁通管通常比立管管徑小一檔，與散熱器并聯，在散熱器一側安裝兩通的散熱器恒溫閥，或是直接安裝三通的散熱器恒溫閥。新單管系統使用的散熱器恒溫閥要求流通能力大，不需要預設定功能。兩通形式的散熱器恒溫閥安裝改造方式比三通形式要容易得多，價格也相對便宜。多數的節能試點實驗了這種新單管系統，得到了解決垂直失調，實現室內溫度調節，降低不同朝向戶間溫差等結論。針對公寓式住宅，普遍采用建筑入口設大量程的總熱表，每戶的每個散熱器上安裝一個熱量分配表，以分配表的讀數為依據，計算每戶所占比例，分攤總表耗熱量到各個用戶。新單管和雙管系統的熱計量通常都是參照國外的做法，用入口的總熱表結合每個散熱器上的熱量分配表的方式。這樣就須開發質量高、價格適中的熱量表和熱量分配表，同時還須建立散熱器熱量分配表的標定裝置和制定熱量分配表耗熱量計算法則，并通過一定的法規確定下來。有些示范工程就是以這種方式進行熱計量的。采用在每組散熱器上安裝熱量分配表的方法，優點是分配表的價格低廉，對建筑內供熱管道的分布沒有特殊要求，但是其安裝、圍護、試驗測試等過程非常繁瑣，不能直接測量實用熱量，各戶實際用熱值需經過復雜的計算才能得出，管理較復雜。另外，根據國情，目前尚難以避免熱量分配表在使用過程中的人為損壞、拆卸，還存在用戶對蒸發器作弊的可能性。

2.2垂直雙管系統雙管系統在國內也占有重要的份額，具有良好的調節穩定特性，供回水溫差大、流量對散熱量的影響較大，容易控制溫度，改造工作量較單管小，恒溫閥需要預設定。雙管系統溫度控制技術在國外較為普及，技術成熟，但是中國的采暖系統的阻力、壓降、流速與國外有很大差別。進口的散熱器恒溫閥、熱表等設備的流通能力較小，必須考慮其壓力損失，以免供熱不足；進口設備容易被管道污物阻塞或是結垢，所以實際使用也會帶來很多問題。一些試點在大規模的供熱小區里改造幾個單元為雙管系統，造成新舊系統混供的局面，改造的新系統阻力高以致流量不夠，滿足不了室溫要求，更無法進行溫度控制。雙管系統的熱計量方式的探索與新單管系統相同。

2.3適合戶用熱計量的采暖系統目前國內還有一種思路，即徹底改變傳統的住宅采暖系統，提出應變型住宅，在管束井內安裝熱量計和控制裝置，備用戶單獨安裝供暖管道系統，即在每個單元的樓梯間安裝供暖的供回水支管，從供回水立管上引出各層每戶的支管，每戶單獨布置成為一個環路，立管采用垂直雙管并聯系統，水平支管采用串聯或并聯系統。溫控方式采用每組散熱器加散熱器、溫控閥或是在中央集中溫控。在一些試點中實驗了單戶采暖系統的方式，有采用水平管道貼墻角鋪設的方法；也有采用章魚法地下敷設管道的方式。這種方式應用于新建建筑，戶內水平支管的走向、過門、排氣等問題尤為重要，還需要與結構、裝修專業配合，同時要解決好水力平衡問題、散熱器選型計算問題，立管的垂直失調問題等等，其對外網的影響也有待研究。