既有建筑供熱計量與節(jié)能改造工程淺談

李曉芳

摘要 實施供暖分戶熱計量既是人民生活水平提高的要求，也是我國節(jié)能的要求。因此急需進行熱計量改造。分戶熱計量系統(tǒng)是集中供暖領(lǐng)域的一次變革，采用分戶熱計量系統(tǒng)的采暖用戶可以根據(jù)自己的需要適時的調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，不僅可以達到期望的舒適度，而且還可以大大的節(jié)約能源。

關(guān)鍵詞分戶 供熱計量 改造 節(jié)能

一、前言

長期以來我國集中供熱都是采用計劃經(jīng)濟體制下的福利制供暖，耗能多少與用戶利益無關(guān)，不能體現(xiàn)“用多少熱，交多少費”的原則，無法調(diào)動熱用戶的節(jié)能意識，實施供暖分戶熱計量既是人民生活水平提高的要求，也是我國節(jié)能的要求。因此急需進行熱計量改造。

二、供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀概述

1.換熱站現(xiàn)狀。換熱站一次側(cè)設(shè)計供回水溫度為130/80℃，設(shè)計壓力為1.6MPa。二次側(cè)為散熱器系統(tǒng)，設(shè)計供回水溫度為85/60℃，設(shè)計壓力為1.0MPa。小區(qū)二次網(wǎng)管線枝狀布置，敷設(shè)方式為管溝與直埋敷設(shè)，管網(wǎng)維護較好，跑冒滴漏現(xiàn)象較少。但是管網(wǎng)已使用多年，開始老化，部分保溫不是很好。

2.改造前存在的問題。（1）整個小區(qū)存在水利失調(diào)的情況，辦公室室溫冷熱不均。（2）樓棟熱力人n為磚井，且未做防水處理，井內(nèi)潮濕，雨后井室易積水，管網(wǎng)熱損失較嚴(yán)重。（3）往年冬季戶內(nèi)溫度多數(shù)均在20℃以上，部分樓平均室溫達到22℃～25℃，高于烏魯木齊市規(guī)定的室內(nèi)采暖設(shè)計溫度20℃，也高于人體感覺舒適溫度有3℃～4℃。

三、改造方案

1.二次管網(wǎng)改造方案。（1）水力計算目的。對管網(wǎng)系統(tǒng)進行水力計算及系統(tǒng)阻力的校核，分析改造后供熱系統(tǒng)的水力工況平衡，對阻力過大的管徑進行更換，過大的管徑加裝平衡裝置，為平衡調(diào)試提供依據(jù)。

（2）水力計算基本原則。①最不利環(huán)路的壓力損失應(yīng)滿足循環(huán)水泵耗電輸熱比（HER）不大于限值。②按照末端所需流量，調(diào)整平衡閥開度，保證熱網(wǎng)的水力平衡。③最不利環(huán)路滿足設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，室外管網(wǎng)其他并聯(lián)環(huán)路的流量也應(yīng)該滿足水力平衡要求。

（3）水力計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。①熱指標(biāo)。非節(jié)能建筑類多層住宅為75W/m2；節(jié)能建筑類多層住宅為55W/Ⅱ2；非節(jié)能多層公共建筑為80W/m2；節(jié)能多層公共建筑為60W/Ⅱ2。②最不利環(huán)路單體內(nèi)部阻力，散熱器系統(tǒng)按20kPa，地板輻射采暖系統(tǒng)按30kPa。

（4）改造內(nèi)容。通過對管網(wǎng)水力平衡計算，水利失調(diào)嚴(yán)重的加裝平衡閥，使供熱管網(wǎng)達到相對的平衡，從而使各處樓棟室內(nèi)溫度相接近。在每棟樓的單元熱力入口處，回水管上安裝靜態(tài)水力平衡閥。在系統(tǒng)安裝完成后必須進行水力調(diào)節(jié)。

2.戶內(nèi)系統(tǒng)改造方案。（1）戶內(nèi)系統(tǒng)改造思路。現(xiàn)有供熱系統(tǒng)不具備分戶獨立控制的條件，采用典型溫度面積法，熱量結(jié)算點為熱力人口處所安裝的樓棟熱量表，按面積分?jǐn)偀嶂怠?/p>

（2）戶內(nèi)系統(tǒng)改造方案的確定及說明。設(shè)備選型說明及方案確定。①熱計量表及控制閥門的選用說明。熱表一般按設(shè)計流量的80%進行選型，考慮到既有建筑改造，為保證改造后的供暖效果，防止增加熱表后管網(wǎng)阻力增大，本次改造工程全部選擇與供熱管道同管徑的熱表。熱量表設(shè)置在供熱供水管線上，另在設(shè)置熱量表處的供熱供水管線上增設(shè)管道過濾器，相應(yīng)增加控制閥門，過濾器采用Y型過濾器，增加的控制閥門考慮現(xiàn)場安裝直管段距離問題，采用蝶閥。

②方案確定。溫度面積法由元線室溫傳感器、樓層無線接收器、采集計算器（樓棟分?jǐn)偲鳎菞潫崃靠偙斫M成。具體實施如下：A.數(shù)據(jù)收發(fā)器為每三層安裝一個，安裝于中間一層。B.中繼器在數(shù)棟處理器接通斷控制器超過60臺的情況下，要安裝一個中繼器。C.在該樓棟的各單元熱力人口處安裝熱量表，并與數(shù)據(jù)采集器通過RS485通訊。D.專用樓棟配電箱負(fù)責(zé)給現(xiàn)場各設(shè)備供電，本次改造項目中樓棟數(shù)據(jù)采集器與專用配電箱合為一體，安裝在三樓轉(zhuǎn)角樓梯休息平臺上1.6m處。數(shù)據(jù)采集器采集末端用戶的數(shù)據(jù)，通過GPRS無線通訊方式與結(jié)算管理中心通訊；配電箱從每棟樓的公用電箱單獨引線。

四、技術(shù)與安裝要求

1.主要設(shè)備的技術(shù)要求。（l）熱量表。用于計量和結(jié)算建筑物總供熱量、參與用戶熱分?jǐn)偟臒崃勘恚梢允且粭澖ㄖ恢粯菞潫崃勘恚部墒且粭澖ㄖ蓭字粺崃勘頂?shù)據(jù)相加求和。熱量表南流量計、供回水溫度傳感器、熱量積分儀組成。（2）室溫控制器。安裝于用戶室內(nèi)相對統(tǒng)一位置的溫控裝置，用于測量房間溫度、顯示房間溫度、設(shè)定需求溫度，并能夠通過通訊方式控制通斷溫控器工作、傳輸和記錄溫度和時間數(shù)據(jù)的儀器。（3）通斷控制器。設(shè)置于用戶室外管井中、人戶供暖管道上的調(diào)控裝置。該裝置南通斷控制閥和電動執(zhí)行器組成，能夠接受室溫控制器的動作指令，按照預(yù)測閥門開停比的方法對供暖水系統(tǒng)的全開全關(guān)的通斷調(diào)節(jié)動作，實現(xiàn)對室溫的調(diào)節(jié)控制。（4）采集計算器。用于接收來閂室溫控制器或通斷控制器的數(shù)據(jù)信息，進行數(shù)據(jù)存儲和處理，也可以人工干預(yù)室內(nèi)設(shè)定參數(shù)的設(shè)備。與樓棟熱量表等組件通過通信線路相連接，能夠即時通訊計算，可實現(xiàn)對供熱過程的監(jiān)測、熱費分?jǐn)偱c其他約定的控制。

2.水力平衡裝置的技術(shù)要求。（1）-般要求。供應(yīng)商必須提供靜態(tài)水力平衡閥的供貨、安裝、調(diào)試等技術(shù)服務(wù)，并按要求提交水力平衡調(diào)試數(shù)據(jù)報告。

（2）靜態(tài)平衡閥。①應(yīng)有生產(chǎn)廠家配套專用的智能儀表，具有現(xiàn)場在線流量測定功能。②應(yīng)按以下要求由省級及以上檢測機構(gòu)出具檢測（測試）合格報告，并滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求：A.平衡閥的實測最大流通能力與設(shè)計最大流通能力之間的偏差不得大于±10%。B.平衡閥相對開度為20%時的流通能力，應(yīng)在實測最大流通能力的10%～20%；平衡閥相對開度為50%時的流通能力，應(yīng)在實測最大流通能力的30%～65%；平衡閥相對開度為80%時的流通能力，應(yīng)在實測最大流通能力的60%～90%。C.回差不得大于10%。D.配套專用的智能儀表的流量測量誤差不應(yīng)大于±10%；水力平衡閥不同口徑不同開度下的流通能力，應(yīng)在實驗室中測定并儲存在智能儀表之中，不同企業(yè)產(chǎn)品的流通能力數(shù)據(jù)不得替換和混用。E.應(yīng)有開度顯示功能，顯示精度不低于1/10圈，在關(guān)閉時開度顯示值為O。F.應(yīng)該具有開度限位的功能，開度限位只能通過專用工具改變。G.在關(guān)閉狀態(tài)下，在閥門上游方向單向壓力不大于工作壓力時，不得泄露。

（3）閂力式壓差控制閥。應(yīng)符合《采暖空調(diào)用自力式壓差控制閥》（JG/T383），并有省級及以上檢測機構(gòu)出具的檢測（測試）合格報告。

3.安裝要求。…通斷時間面積法在操作實施前，應(yīng)進行戶間的水力平衡調(diào)節(jié)，消除系統(tǒng)的垂直失調(diào)和水平失調(diào)；在實施過程中，用戶的散熱器不可閂行改換。

（2）采集計算器及通斷控制器電源引閂設(shè)備閂帶UPS，UPS電源就近引閂電井插座，具體位置各單位平面圖說明或現(xiàn)場交底時確定。

（3）采集計算器建議設(shè)置于一至二層休息平臺或門廳內(nèi)，箱門設(shè)置門鎖，防止無關(guān)人員的誤操作對系統(tǒng)造成不利影響。當(dāng)多個單元同時使用一個集中器時，采集計算器安裝在距熱量表較近的單元，無線信號較好的位置。各種線路敷設(shè)要求做到美觀且隱蔽。

（4）每一棟樓內(nèi)采集計算器、樓棟熱量表、通斷控制器和室溫控制器組成的系統(tǒng)應(yīng)相對獨立，能夠在采集計算器內(nèi)實現(xiàn)熱量分?jǐn)偤痛鎯Γ灰蕾嚿衔粰C實現(xiàn)計算和存儲功能。

（5）符合《通斷時間面積法熱計量裝置技術(shù)條件》（JG/T379），并按以下要求由省級及以上檢測部門出具檢測（測試）合格報告：①采集計算器和通斷控制器的時鐘24h內(nèi)走時誤差不應(yīng)大于5s，通斷控制器24h內(nèi)通斷計時之和（通斷次數(shù)閂定）誤差不應(yīng)大于5s。②室溫控制器測溫元件最大測溫允許偏差不大于0.5℃。③熱計量裝置各組成部分應(yīng)符合GB4793.1和GB4943的有關(guān)規(guī)定。④外殼防護等級劃分應(yīng)符合GB4208-2008的規(guī)定，其中室溫控制器外IP51護等C應(yīng)低于IP20；采集計算器外殼防護等級不應(yīng)低于IP51，市電電源外殼防護等級不應(yīng)低于IP52；通斷控制器和管井內(nèi)接線盒外殼防護等級不應(yīng)低于IP54。⑤熱計量裝置各組成部分的抗擾度限值應(yīng)符合GB/T17618規(guī)定的要求。⑥采用無線傳輸?shù)难b置，應(yīng)符合同家無線電管理相關(guān)要求。無線傳輸裝置天線應(yīng)放置于無線信號較好的位置，保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

五、項目節(jié)能分析

1.氣候補償技術(shù)效益分析。氣候補償節(jié)能控制系統(tǒng)依據(jù)室外環(huán)境溫度變化以及實際檢測供/回水溫度與用戶設(shè)定溫度的偏差，通過PI/PID方式輸出DCO-10V信號控制閥門的開度。即通過調(diào)節(jié)一次側(cè)冷/熱煤流量達到控制出水/送風(fēng)溫度的目的，自動調(diào)整一次側(cè)供水流量，間接控制二次側(cè)供水溫度，通過量調(diào)節(jié)控制，達到質(zhì)調(diào)節(jié)的目的，最大化的節(jié)約能源，克服室外環(huán)境溫度變化造成的室內(nèi)溫度波動，達到節(jié)能、舒適之目的。氣候補償節(jié)能控制系統(tǒng)具有高閂動化、高效率、高應(yīng)用性的特點。根據(jù)系統(tǒng)不同，節(jié)能量在5%～lO%。

2.變頻器節(jié)能效益分析。變頻節(jié)電是通過降低電機轉(zhuǎn)速來降低泵、風(fēng)機的輸出功率，使其輸出功率與事實負(fù)載匹配，降低電機的銅損和鐵損、提高電機的功率因數(shù)、改善電機的啟動和停機性能，并且可以減少泵、風(fēng)機損耗，從而達到節(jié)電、降低噪音和延長泵、風(fēng)機壽命的效果。根據(jù)設(shè)備效率的不同節(jié)電約為20%∽50%

3.管網(wǎng)平衡節(jié)能效益分析。在保證供熱質(zhì)量、舒適度的前提下，通過對管網(wǎng)的水力平衡措施，能有效地解決管網(wǎng)流量分配不均的問題，使過熱的用戶溫度降到人體舒適溫度范圍之內(nèi)，過冷用戶溫度升至人體舒適溫度范圍之內(nèi)。根據(jù)管網(wǎng)的現(xiàn)狀及改造程度不同，節(jié)能量在5%～lO%。

4.節(jié)能效果預(yù)測。本項目增加以上節(jié)能措施后，預(yù)計節(jié)能率可達5%～IO%。

六、結(jié)束語

分戶熱計量系統(tǒng)是集中供暖領(lǐng)域的一次變革，采用分戶熱計量系統(tǒng)的采暖用戶可以根據(jù)自己的需要適時的調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，不僅可以達到期望的舒適度，而且還可以大大的節(jié)約能源。