建筑供热计量及节能调控改造

张 仲 生

(太原市热力公司，山西 太原 030012)

建筑供热计量及节能调控改造

张 仲 生

(太原市热力公司，山西 太原 030012)

通过热计量节能改造工程的实践，从节能、热计量、可调节的角度研究了节能改造方式及热计量调控方式原理，着重对室内热计量调控改造、二次管网平衡改造、热力站及热源改造措施进行了阐述，以达到节能环保的目的。

热计量，可自动调节，节能

0 引言

目前我国现有建筑面积已超400亿m2，且每年都在以新建16亿m2～20亿m2的速度在递增着。在社会总能耗中，建筑能耗就占到了30%以上，因此在建筑节能上有很大的改善空间。供热耗能是建筑耗能的一个重要组成部分，尤其是既有建筑耗能。在北方，70%的既有建筑为高能耗的建筑，我国高能耗建筑的耗能量是发达国家的两倍以上。因此，既有建筑的供热计量节能改造势在必行，节能调控改造是科学的、经济的、合理的。

在以往的集中供热系统中，用户自主权利小。热用户需求各有不同，就造成了供热方式难以满足用户多样化需求的问题，并且楼栋之间也不能达到很好的热平衡效果。在上述情况下，近几年渐渐演化出了一些针对节能的改造方案。其改造核心内容在于户内独立控制配以计量检测，楼栋管网减少热损。因此需根据建筑年代、供暖系统构造等基本特征，有针对性的进行建筑热计量及节能调控改造。对于供热计量节能改造主要有室内采暖改造、二次管网改造、热源及热力站改造、围护结构改造等几个方面。

1 室内热计量及调控改造

通常需改造的建筑，都是垂直单管系统及垂直双管系统。这种传统系统是相对于已分户供暖计量的系统而言的上供下回垂直单管系统和双管系统。往往供暖系统是统一的整体，无法达到灵活的按需分配调节，节能更无从谈起。但该系统结构简单，耗材少，在民用建筑和公用建筑中还有广泛的应用面。通常来讲需进行节能改造的建筑大多都是这种传统系统。

1)室内热计量及调控改造采用用户自行调节温度、各用户用热分摊的方式改造，具体方法为：单管系统增加跨越管并安装温控阀和分户热分摊装置；双管系统安装温控阀和分户热计量或分户热分摊装置；建筑物采暖管道入口处安装热量表及流量调节装置，并可上传用热数据给数据中心。

2)温控阀分执行阀体和控制器两部分：执行阀体：安装于住户外回水管便于操作、维护的位置，以无漏水状况为佳。控制器：安装在用户室内，便于操作和显示室温，可由住户设定温度来控制执行阀体启闭，并为执行阀体提供电源。

3)热分配表计量。热分配表安装在散热器上，测量各散热器热量读数，通过楼栋总热量消耗按占用比例进行分摊计算，得出用户用热量。优点：具有安装方便，价格低的优点，单管，双管系统都可用。缺点：拆卸或者安装暖气片时易损坏，且精度不如热量表高，需与换热器匹配调试，入户安装牵涉到人为影响热量测量问题。

4)热量表计量。热量表计量法是根据测量入户的流量和供回水温差，利用积算仪计算出真实用热量。其造价比热分配表要高。户用热量表适用于按户分环系统，在楼栋地下室或楼梯间设集中热量表箱，统一对楼栋及用户进行热量统计。

a.热量表由三个部分组成：流量计：测量热水流量。温度传感器：用于测量供回水温度。积算仪：根据测量的流量温度数据，计算用热量。b.热量表分类。热量表计量方式和结构各有不同，一般常见的有机械式、电磁式、超声波这三种类型，现简单介绍三种热量表优缺点：机械式热量表。优点：结构简单，生产便捷，价格低，功耗小。缺点：多部件易损坏，水质低的工况下易堵塞，工作持续性和稳定性较低，压力损失略大。超声波热量表。计量原理：根据超声波在水介质传播时，顺水速度与逆水速度差计算流速，再通过计算得出流量。优点：管道不易堵塞，可垂直或水平安装，适用于供热用水介质测量。缺点：安装离震动源近会大程度的影响精度；水介质温度变化较大时测量精度也会有比较大的变化；管道结垢的话会对超声波传播形成干扰，无法得到准确的测量数据。电磁式热量表。优点：压损小，水略微变差及管路结垢都不影响测量；对管道震动适应性强；缺点：成本极高，功耗高。c.热量表的安装。热量表的安装与使用都直接影响到供热计量的准确度，如没有正确安装，误差率可达到30%以上。热量表信号线易受到电磁干扰影响，在安装时，信号线与电源线需保持足够间隔距离(50 mm)，同时，积算器也应远离上述干扰源；热量表的电子部分不能安装在超过极限工作温度、湿度的地方。安装时需保证直管段要求，避免气泡位置及弯头处安装。

5)流温法计量。基本原理：设楼栋热量表及温度采集箱并可上传数据至数据中心，用户供回水及室内设温度传感器，传感器的数据传输至温度采集箱，由数据中心进行实际用热的分摊计算。优点：a计量稳定，流量固定，不论检修或用户对温控阀调节，都不会影响热量数据的采集。b系统简单可靠，故障率低，使用时间长。缺点：维护工作量大，实际操作难度大；散热器温差小，温度计量的误差容易导致热量表误差较大。

6)通断时间面积法计量。a.具体做法是，在用户总管上安装温控阀。通过用户设定室内目标温度，温控阀通过计算确定一个周期内阀门的开停比，以此调节室内热量，同时记录通断时间，并以每户的供暖通水的时间来分摊建筑的总热量。b.这种计量方法对采暖设备比较苛刻：采暖设备和负荷匹配要得当；用户不可改变采暖设备类型及数量；水力不能失衡，流量需每户都一致；要保证水质，定期清理过滤器。

通断时间面积法是对用户按供热按时按需求收费，使用时间一致则收费一致，不需修正。

2 二次管网平衡改造

热力管网需尽量保持平衡，集中供热企业一般一次管网均配置了自动控制系统，可自动按需分配流量及热量，但二次网部分大多由用户自行管理，存在资金、技术等影响决策的问题。水力失衡是经常在二次管网上发生的现象，其原因可分为静态与动态两种：1)静态水力失调：管路系统特性本身造成水力失调，是供暖系统固有的。2)动态水力失调：动态水力失调是在系统运行过程中产生的。它是因某些阀门开度改变，导致流量变化，管路压力产生变化，引起互扰而使其他用户流量偏离预设值。现今解决水力失调问题的办法是，建筑入口加装平衡调节装置，保障各建筑供回水压差，进而保证楼栋流量。平衡调节装置需配合围护结构改造同步进行，才能最大限度的节约建筑能耗，实现建筑节能的效果。另为保障水力平衡，加装平衡调节阀的同时也要对老旧管网进行管道及阀门的维护。

3 热力站及热源改造

在热源及热力站内进行循环水泵变频改造、设置气候补偿系统、在热力出口处安装热量表。气候补偿系统工作原理：1)当室外气温发生变化时，热力站外的温度传感器将室外温度传递给调度中心，通过调节一次网流量来调节二次网供热量。这样可在初寒、严寒、末寒期根据需热量不同自行调节供热量，以达到节省能源的效果。2)通过用户设定时间控制器，根据不同时段的不同室温要求供热，达到无人时减少供暖量的效果。

4 建筑围护结构节能改造

建筑物由围护结构包裹，减少建筑物热散失。据统计，建筑物本体散热占整个建筑用热量的65%以上，既有建筑的围护结构改造是整个节能改造的重点。而且围护结构改造投资费用非常低廉，节能效果确实很高。改造内容：外墙改造选用外保温技术制作保温层；外窗改造宜将单玻、推拉窗改造成双玻、平开窗，或在原窗的一侧加装一樘保温性能好的窗户;选用合适材料(聚氨酯或挤塑聚苯板)对屋面制作保温层。

5 结语

太原市政府对节能工作高度重视，近年来节能改造也在逐步进行。供热企业担负各地区大面积供暖任务，其耗能在各行业中属前列，且能源支出在供热企业的成本中占有很大比重。因此科学合理的利用能源，做好节能改造是各供热单位都面临的问题。节能改造完成后，预期供热能耗会降低30%，从另一个角度来讲相当于可扩网40%，增大了供热能力。

供热系统节能改造，是一项利国利民的环保工程，项目的实施不仅改善城市环境、提高城市居民的生活质量，同时为城市的快速发展奠定了坚实的基础，是一项具有节能效益、社会效益、环保效益的多赢工程，项目的实施是必要的、可行的。

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On architectural power-supply metering and energy-saving adjustment and reconstruction

Zhang Zhongsheng

(TaiyuanThermalPowerCompany,Taiyuan030012,China)

According to the practice of the reconstruction project of the thermal metering, researches the energy-saving reconstruction approaches and adjustment principle for the thermal metering from the energy-saving, thermal metering, and adjustability, and illustrates the indoor thermal metering adjustment and reconstruction, secondary pipe network balance reconstruction, heating station and reconstruction measures for the heat resource, so as to achieve the environment-friendly and energy-saving aims.

thermal metering, automatic adjustment, energy-saving

1009-6825(2015)32-0121-02

2015-09-02

张仲生(1980- )，男，工程师

TU833

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