关于热计量系统技术分析

曹永庆

摘要：根据热流量和温度的计量进行流量分配和热量调节是未来供热发展的趋势。

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，即彻底改变传统的住宅采暖系统，提出应变型住宅，在管束井内安装热量计和控制装置，备用户单独安装供暖管道系统，即在每个单元的楼梯间安装供暖的供回水支管，从供回水立管上引出各层每户的支管，每户单独布置成为一个环路，立管采用垂直双管并联系统，水平支管采用串联或并联系统。温控方式采用每组散热器加散热器、温控阀或是在中央集中温控。在一些试点中实验了单户采暖系统的方式，有采用水平管道贴墙角铺设的方法；也有采用章鱼法地下敷设管道的方式。这种方式应用于新建建筑，户内水平支管的走向、过门、排气等问题尤为重要，还需要与结构、装修专业配合，同时要解决好水力平衡问题、散热器选型计算问题，立管的垂直失调问题等等，其对外网的影响也有待研究。