基于供熱計量系統計算民用建筑的耗熱量

劉 旭 光

(太原市熱力集團有限責任公司第三供熱分公司,山西 太原 030001)

1 概述

我國北方地區的供熱能耗占建筑能耗的65%以上，有的地區甚至高達90%。隨著人民生活水平的日益提高，用戶對用熱個性化和舒適性的要求越來越高。在傳統的供熱系統中，用戶的室內溫度由供熱單位進行統一調節，這種單一的調節方式往往難以滿足用戶的不同需要。

現在由于熱源緊張，供需矛盾突出，再加上現有大部分熱用戶沒有可調節溫度的裝置(手動或溫控閥)，即使有節能意識的人也無法調節溫度。因此，通過供熱計量收費系統的精細化管理，鼓勵行為節能，實現按需供熱、避免遠端用戶熱量不夠，而近端用戶通過開窗戶浪費熱量的行為，是減少能源消耗的有效措施。最終把這部分節約的熱量提供給熱源滿足不了的用戶，進而實現社會效益最大化。

2 供熱計量的實施情況

供熱計量是以集中供熱或區域供熱為前提，以適應用戶熱舒適需求、增強節能意識、保障供熱和用熱雙方利益為目的，通過一定的供熱調控技術、計量手段和收費政策，實現按戶計量和收費。

2.1 熱計量實施情況簡介

第三供熱分公司(以下簡稱三供熱)裝表面積總計5 097 426.46 m2，其中公建面積為787 941.38 m2，住宅面積為4 309 485.08 m2。實行供熱計量收費的計量面積為648 590.84 m2；試行用戶本采暖季仍按面積收費，面積總計148 028.64 m2。分公司熱計量設施中站表0塊，樓表510塊，戶表33 433塊，遠控閥17 168塊。

實行供熱計量收費的有2個住宅小區(計量面積259 773.87 m2)、3個公建單位(計量面積388 816.97 m2)。其中住宅包括國信嘉園、山大附中5號住宅樓；公建包括山大附中(計量)、太原南站、南站站前廣場。山大附中5號住宅樓未裝戶表，故按樓表結算。

試行供熱計量收費的有3個住宅小區(計量面積 236 892.58 m2)，1個公建單位(計量面積11 136.06 m2)。其中住宅包括山大附中(家屬樓高層)、龍城天悅一期、龍城天悅二期，山大附中(家屬樓高層)未裝戶表，故按樓表結算；公建包括山大附中協議(初教、圖書館、學生公寓)。

2.2 熱計量的精細化管理

供熱計量管理系統可以直接對每個終端熱用戶的供(回)水溫度、流量等參數進行調節，這為供熱系統的進一步精確調節提供了數據支持。

1)對具備實施熱計量的熱用戶要求其安裝熱計量設施。2)供熱運行期，時刻關注熱用戶運行參數(供回水溫度、流量)的狀態。對于運行中發現的水力失調度偏差大的部分熱用戶，通過遠程控制閥的開度控制，逐步調節至正常范圍，最后根據熱量表的累積流量調節熱力站內循環泵的頻率，達到運行所需要的流量，進而實現節能降耗。3)對于能耗較大的熱用戶，建議其進行節能改造，并告知其節能降耗的措施。4)對于偏離實際運行溫度的小區，對其進行庭院管網的平衡調節。5)對于能耗較大的熱用戶，分公司已告知山大附中，建議其對5號宿舍樓的圍護結構進行節能改造；已告知站前廣場，對相應出入口做好封閉措施，以減少能耗。

3 供熱計量系統

太原市熱力集團有限責任公司計量管控系統主要面向供熱單位及計量用戶，具備表計管理，數據管理，能耗分析，運維管理等實用功能；為供熱單位及熱用戶提供了方便的軟件平臺及互通工具；在提高工作效率及規避計量風險方面提供了更多保障。

3.1 系統的菜單

該系統由首頁、實時監控、歷史數據、問題管理、統計分析等五大菜單組成。

本文主要用到的是歷史數據這個菜單，該菜單主要功能有站表歷史數據、樓表歷史數據、戶表歷史數據。

3.2 熱量表法住戶歷史數據

該功能可查詢戶表的歷史數據并在歷史數據中進行故障/報警的篩查；還可以進行高級查詢，如設定供水溫度范圍，查詢符合條件的結果，查詢條件可根據用戶需求制定。查詢結果可點擊“導出”按鈕導出Excel表格。戶用閥門數據也可在此頁面進行查詢，由于每日每塊表抄表次數至少4次，故可通過勾選右側“每日首記錄”按鈕，選擇僅顯示每日第一條記錄。戶用閥門也可通過相同方式操作。站表/樓表歷史數據頁面及功能與戶表一致。戶用閥門為遠程控制鎖閉閥，在生產運行期可以遠程進行全開、全關或者固定百分比調節。

3.3 供熱計量系統的數據記錄

1)熱力站熱量表初始數據及每月、每個采暖期的運行數據；2)樓棟熱量表初始數據及每月、每個采暖期的運行數據；3)戶用熱量表初始數據及每月、每個采暖期的運行數據；4)運行調節調控裝置日常運行維護及維修記錄；5)供熱計量系統日常維護及維修記錄。

3.4 供熱計量系統的建議

為充分發揮供熱計量管理系統為供熱運行調節的潛力，結合實際工作需要，提出以下優化建議：

現有的供熱計量管理系統僅為用戶用熱信息的數據庫，為使整個供熱管網系統的節能和控制方式得到整體提升，建議將該系統參照運行調度中心的控制系統進行分級顯示，即按照“熱力站—系統分區—樓棟—戶表”這一邏輯關系進行逐級顯示，并能匯總出各級的實際能耗。

供熱計量管理系統最終將達到“可調節、可計量、信息化”的要求，作為“智慧供熱”的基礎系統，通過建設供熱輸配過程的信息系統，將會起到供熱系統技術升級的作用，節約的能源最終由熱用戶、熱企、國家共同來分享節能的收益，真正實現互利共贏。

4 民用建筑物的實際耗熱量

建筑耗熱量，是對建筑本體節能性能以及建筑樓內運行調節性能的綜合評價指標，是指為滿足冬季室內溫度舒適性要求，在一個完整供暖期內需要向室內提供的熱量除以建筑面積所得到的能耗指標，用以考核建筑圍護結構本身的能耗水平及樓內運行調節狀況。

經過對2017年11月～2018年3月采暖季39 666.45 m2的民用建筑和399 953.03 m2的公建建筑進行節能數據分析，節約了共計5 752 507.3元的熱費，其中民用建筑退費2 009 194.73元。表1為該采暖季民用建筑的運行能耗匯總表。

表1 民用建筑量運行能耗匯總表

通過對上述數據進行計算，得出民用建筑2017—2018采暖季每個月平均實際耗熱量，見表2。

表2 民用建筑逐月平均實際耗熱量 W/m2

通過表2，可以得出該采暖季民用建筑的平均耗熱量為20.67 W/m2，最大耗熱量出現在2017年12月，為25.82 W/m2，最小耗熱量出現在2018年3月，為12.89 W/m2。

根據G=0.86Q/Δt，Δt實際運行溫差為5 ℃，可以得出11月～次年3月每萬平方米供熱面積的流量分別為29.98 m3/h,44.41 m3/h,42.45 m3/h，38.73 m3/h，22.17 m3/h。在以后的生產運行期，可參考上述流量來確定每月實際運行所需要的流量。

5 結語

建筑供暖能耗不僅與建筑本體的熱工性能有關，還與建筑內人的使用行為、熱力管網系統的運行調節狀況、輸配管網效率以及熱源設備效率密切相關。對于既有建筑，因其建筑形式、供暖系統形式已是既成事實、難以改變。

通過確定建筑物的實際供暖能耗，可以規范集中供熱運行調節，也可為供暖能耗考核指標提供數據參考，以達到降低建筑物的實際運行能耗的最終目旳。