暖分戶(hù)熱計(jì)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(hù)熱計(jì)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(guò)節(jié)能的手法減少化石能源的使用量，首先需要做好熱計(jì)量工作。供暖分戶(hù)的熱計(jì)量收費(fèi)方式使得計(jì)量更準(zhǔn)確、收費(fèi)更合理，但用戶(hù)設(shè)備之間的傳熱問(wèn)題，以及頂層和邊界住戶(hù)的散熱問(wèn)題和改造成本問(wèn)題都存在嚴(yán)重的不足，需要進(jìn)一步改進(jìn)。本文通過(guò)對(duì)暖分戶(hù)熱計(jì)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(cè)量用戶(hù)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?cái)?shù)據(jù)計(jì)算用戶(hù)耗熱量，從而創(chuàng)造一個(gè)公平合理的收費(fèi)方式，有效為實(shí)施節(jié)能改造，降低化石能源使用量，提供計(jì)量技術(shù)支持。

節(jié)能;供暖分戶(hù)熱計(jì)量；室溫法；耗熱量

0 引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)社會(huì)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(huì)造成一系列的環(huán)境問(wèn)題，但目前還沒(méi)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(wèn)題。北方地區(qū)居住房屋的采暖主要是通過(guò)開(kāi)展供暖分戶(hù)熱計(jì)量改造和節(jié)能改造方式，這兩種方式經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的檢驗(yàn)，是最實(shí)用的方式[1-4]。

節(jié)能改造主要是對(duì)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(shí)從計(jì)量方面進(jìn)行改進(jìn)，用分戶(hù)熱計(jì)量對(duì)用戶(hù)的用熱量進(jìn)行計(jì)量并依此來(lái)收費(fèi)。該方法不像以前那樣按照建筑面積計(jì)算用熱量，而是綜合考慮各方面因素合理計(jì)量，提高用戶(hù)節(jié)約能源的積極性，最終達(dá)到節(jié)能目的。針對(duì)現(xiàn)有的分戶(hù)計(jì)量方式?jīng)]有考慮到用戶(hù)設(shè)備之間的傳熱問(wèn)題，以及頂層和邊界住戶(hù)的散熱問(wèn)題和改造成本問(wèn)題，本文進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。

1 分戶(hù)熱計(jì)量存在的問(wèn)題

以前按照建筑面積計(jì)算用熱量的方式與用戶(hù)實(shí)際用熱情況極不相符，因?yàn)橛脩?hù)實(shí)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(fèi)制度不太合理?，F(xiàn)如今，全國(guó)有供暖的地方都在大力推進(jìn)分戶(hù)熱計(jì)量收費(fèi)方式，努力解決傳統(tǒng)供暖收費(fèi)制度的不合理，計(jì)量每戶(hù)用熱量時(shí)采用度量實(shí)際用熱量來(lái)計(jì)價(jià)，使收費(fèi)不合理問(wèn)題得到了有效解決。雖然這種改進(jìn)為用戶(hù)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(shí)際操作運(yùn)行的可行性和計(jì)費(fèi)過(guò)程出現(xiàn)的新問(wèn)題。根據(jù)預(yù)測(cè)，分戶(hù)熱計(jì)量收費(fèi)方式在實(shí)際運(yùn)行中主要存在以下四種問(wèn)題。

1.1 相鄰用戶(hù)房屋設(shè)備之間的傳熱

一個(gè)房屋開(kāi)了供暖設(shè)備，而隔壁房屋未開(kāi)供暖設(shè)備，就會(huì)導(dǎo)致開(kāi)了供暖的房間溫度高于未供暖的房間，對(duì)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(gè)不采暖的中間層南向房間，當(dāng)其左鄰右舍采暖時(shí)，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(duì)供暖用戶(hù)進(jìn)行分戶(hù)熱計(jì)量時(shí)，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(hù)的天花板，由于直接與外界接觸，會(huì)向外散熱，擁有這類(lèi)墻壁和天花板面積越大的住戶(hù)，承擔(dān)的供熱費(fèi)用更高，而其他用戶(hù)相當(dāng)于間接地使用這類(lèi)用戶(hù)當(dāng)“保溫屏障”，卻不承擔(dān)熱費(fèi)，對(duì)于充當(dāng)“保溫屏障”的住戶(hù)來(lái)說(shuō)不公平不合理。

1.3 分戶(hù)熱計(jì)量方式的成本

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

1.4 管道網(wǎng)控改造成本以及計(jì)量?jī)x表的測(cè)量精度

住戶(hù)安裝供熱分戶(hù)熱計(jì)量?jī)x器后，可以自行設(shè)置閥門(mén)大小，不斷有用戶(hù)調(diào)整閥門(mén)大小，勢(shì)必會(huì)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(gè)動(dòng)態(tài)的控制機(jī)制。此外，供熱水質(zhì)的好壞，會(huì)使熱量表計(jì)量出現(xiàn)較大偏差，最后導(dǎo)致用戶(hù)按計(jì)量所交熱費(fèi)與實(shí)際不符。

2 分戶(hù)熱計(jì)量方法分析

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

2.1 新方法實(shí)現(xiàn)原理

以各個(gè)住戶(hù)室溫為計(jì)量依據(jù)的熱計(jì)量方法稱(chēng)為室溫法。該方法主要測(cè)量室溫，與以往直接測(cè)熱量的方法大不相同，并依據(jù)能量守恒原理，建立計(jì)量模型，通過(guò)采用收集室溫?cái)?shù)據(jù)，適用適合的算法求出用戶(hù)用熱量。室溫法計(jì)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(guò)這兩個(gè)表測(cè)得整個(gè)居民房的時(shí)刻供暖量，把時(shí)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(cè)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(fèi)用，雖然此方法直接快捷，但是安裝熱量表的費(fèi)用較高。居民室內(nèi)安裝溫度表可以收集室溫?cái)?shù)據(jù)，利用收集到的室溫?cái)?shù)據(jù)可以算出用戶(hù)的時(shí)刻耗熱量，再對(duì)一個(gè)月的所有天數(shù)的用熱量求和就得出了月供暖量。整個(gè)大樓的月供熱量和月熱費(fèi)前面已經(jīng)得出，所以每個(gè)用戶(hù)均攤的月使用費(fèi)用就可以得出[3-4]。

2.2 新方法運(yùn)作的關(guān)鍵點(diǎn)

室溫法計(jì)量分戶(hù)用熱量方式主要通過(guò)以下幾個(gè)方面保證計(jì)量的準(zhǔn)確：

（1）室溫大小測(cè)量的準(zhǔn)確性。要想對(duì)室溫的測(cè)量更加準(zhǔn)確，就得有高精度的測(cè)量?jī)x表，還有就是測(cè)量哪個(gè)具體位置的溫度都要考慮清楚。

（2）對(duì)流與換熱系數(shù)的大小。室內(nèi)外空氣溫差引起的對(duì)流會(huì)導(dǎo)致熱量流失，相鄰住房用戶(hù)墻壁的溫差也會(huì)引起對(duì)流，這些對(duì)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(gè)熱傳導(dǎo)因素，才能搞出準(zhǔn)確熱傳導(dǎo)系數(shù)。

（3）計(jì)量模型的合理性。計(jì)量模型是否合理是計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確的關(guān)鍵。第一，對(duì)房屋熱平衡的因素要分析清楚，凡是有墻的房間都要獨(dú)立成一個(gè)單元來(lái)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(jì)算方程要通過(guò)各個(gè)房間的熱平衡關(guān)系得出，然后計(jì)算出每個(gè)房間的用熱量，最后累加各個(gè)單元的用熱量之和，便得出用戶(hù)耗暖量之和，乘以單價(jià)即得應(yīng)收費(fèi)用。

2.3 新方法優(yōu)點(diǎn)分析

與現(xiàn)行分戶(hù)熱計(jì)量方法相比，室溫法的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：（1）室溫法比傳統(tǒng)的直接測(cè)熱量方法簡(jiǎn)單快捷。其能夠更好地解決相鄰用戶(hù)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(fèi)不公平和墻壁散熱均攤不合理收費(fèi)問(wèn)題。（2）室溫法計(jì)量系統(tǒng)的成本相對(duì)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(jì)單價(jià)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(jià)一般為500～1 000元不等，一點(diǎn)也不劃算。

3 總結(jié)

室溫法不僅是一種測(cè)量用戶(hù)耗熱量的好方法，還體現(xiàn)了熱量的分配形式。它利用室溫?cái)?shù)據(jù)計(jì)算用戶(hù)耗熱量，從而創(chuàng)造一個(gè)公平合理的收費(fèi)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(jì)算法和“溫積”分配法，雖然二者都是以室溫?cái)?shù)據(jù)作為依據(jù)計(jì)算用戶(hù)耗熱量，但是二者計(jì)算過(guò)程不同，最后會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)果偏差，該差異可經(jīng)過(guò)與現(xiàn)實(shí)運(yùn)營(yíng)時(shí)統(tǒng)計(jì)的實(shí)際數(shù)據(jù)比較后分析得出。

[1]田雨晨,王榮光.國(guó)外計(jì)量供熱的發(fā)展及有關(guān)收費(fèi)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?yáng)|.借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)積極發(fā)展我國(guó)的區(qū)域供冷供熱[J].流體機(jī)械,2003,11(31):47-50.

TU9

A

1003-5168(2014)03-0128-02

劉曉瓊(1986.12—)，女,漢族,畢業(yè)于長(zhǎng)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(jì)及管理工作。