室内暖气热计量方法研究

李峰军

摘要： 本文首先分析了目前国内供热计量行业存在的问题，然后从原理、测量准确度、优缺点等方面全面综述了现有的室内暖气热计量方法，最后分析了供热计量行业未来的发展趋势，并给出了相应的发展建议。

Abstract： The current problems of domestic heating metering industry are analyzed firstly in this paper， and then the existing methods of indoor heat metering are summarized from the principle， advantages and disadvantages. Finally， the development trend of heat metering industry in the future is analyzed， and the corresponding development suggestions are given out at the end of the article.

关键词： 热计量；室内暖气；计量标准

Key words： heating metering；indoor heating；measurement standard

中图分类号：TU832.02 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）02-0141-02

0 引言

近年来，在政府相关部门和政策的积极推动下，热计量改造在我国发展迅速，众多热力公司和相关企业、大学和研究机构、表计公司、软件公司、集成公司积极努力在各地用不同的方式推动热计量改造，力争实现节能减排、保护环境、公平计费的目标，取得了一定的成绩，但仍存在一些问题，比如政策、技术、实际操作、结果评价等很多方面都有问题没有得到解决，我国供热计量主要是能源短缺和环保的要求，是供热行业发展的必然趋势，而室内暖气热计量方法是供热计量改革推行的重要一步，具有一定的研究意义[1]。

1 国内供热计量行业现存的问题

在国内，从政策、技术、实际操作以及结果评价等层面综合来看，供热计量行业主要存在的问题主要包括体现在对供热计量的理解、具体的实施方案存在分歧和缺乏明确的行业规范三个方面。

1.1 对室内暖气热计量的理解存在分歧

目前，由于室内暖气热计量概念一直没有得到统一的规定，导致很多单位和大众用户对供热计量的理解和认识存在很多分歧，比如热计量和热分摊的认识在理念上很长时间没有形成共识，从认识角度来说很不统一，关于供热计量方法也众口不一[2]。另一方面，关于计量的修正问题也有争议，很多人认为应该修正，并在公平、合理的理想状态下修正，但也有人认为目前在国内实际操作起来有困难，因此目前国内对供热计量的理解存在很大分歧。

1.2 室内暖气热计量具体实施方案存在分歧

目前，国内对室内暖气热计量实施的必要性没有争议，但对具体的实施方案还有分歧。中国是一个发展不平衡，情况较特别的国家，有既有建筑和新建建筑，有发达地区和不发达地区，严寒和寒冷地区的差异，交织起来，如果用某种方法进行统一，较难实现。另一方面，供热行业涉及民生，是市场行为还是公益行为目前还没有明确的定论。供热计量本身不存在完全市场化，实际上是以一个公平的收费方式来促进节能。但由于供热体制对改革制约很大，因此造成进展缓慢。

1.3 缺乏明确的行业标准规范

供热计量要推进，特别是大面积实施之后，计量本身必须有法可依、有章可循，因为供热计量涉及供热方和需热方，如果供热计量无法可依就会有法律问题出现，一旦供热计量全面推广，很多矛盾就会暴露出来，但目前国内尚缺乏明确的行业标准规范。标准是多数人的共识，代表的一种发展方向或技术的基本要求，所以标准的制定对推动供热计量是一种重要的支撑和保证作用[3]。但是目前看标准本身来讲并不完善，急待进行修订和提高，标准系列也需要进一步完善和改进。

2 室内暖气热计量方法

随着供热计量行业的不断发展，有很多新的室内暖气热计量方法被人们研发出来并应用于实际工程，本文主要对温度法、流温法以及超声波热量表法的原理、计算模型、测量准确度和优缺点进行详细的介绍。

2.1 温度法

温度法由哈尔滨工业大学方修穆教授提出，目前已成为建筑工业行业产品标准。它的基本原理是按楼计量，根据每户典型房间的温度与面积进行热量分摊，根据该原理可以得到温度法的计算模型如式（1）所示。

=（1）

式（1）中，Qi为某分摊周期下用户i分摊的热量，J；Q为分摊周期全楼的总供热量，J；tin为某分摊周期下用户i的室内温度，℃；tw为某分摊周期下的室外温度，℃；Fi是用户的建筑面积，m2；m为用户数。

文献[4]和文献[5]中通过大量的实验分析和公式推导表明，温度法的测量不确定度为11.34%，可以看出温度法的测量误差适中，通过楼栋计量，促进建筑保温，并且可以解决建筑两端、顶层耗热多、户间传热造成的用热不公平问题，但也存在控制阀阻力大、易堵塞、只适用于一户一环的供热形式等问题。

2.2 流温法

流温法是我国技术人员自行研发的第一种具有中国特色的热计量方法，目前已成为建筑工业行业标准被应用于工程实践中。流温法的基本原理是认为在供热期中，住户的流量比例不变，根据每户或每个散热器的进出口温度和流量比例，对整个楼栋的总表热量进行分摊。

文献[5]通过分析表示将热用户的流量比视为常数、分别测量流量及温差、将用户流量固定这三种计量方式的不确定度分别为29.04%、9.06%、15.06%，由此可见将热用户的流量比视为常数这种方式实现起来最简单误差最大，而分别测量流量及温差较复杂，但误差最小。

流温法简单直观，容易被大众理解和接受；适用于各种室内供热形式和散热器。通过前文分析可知流温法具有工作量大、误差较大、节能效果较差等缺点。

2.3 超声波热量表法

超声波热量表法是供热行业与计量行业科技技术进步的产物，目前正在逐渐取代机械式的热量表，成为北方供热供暖室内热计量方案的首选，它的基本原理是利用在热量表上用的是“差速法”来测量流量的，具体实现过程是：当超声波在水中与水一起流动时会产生一个时间，而与正常速度相比，就会产生一个时间差，利用时间差来算水的流速，再用流速乘以管径，就得到了流量，所以也称“差速法”。

超声波热量表法的测量准确度与多种因素有关，这种方法要求严格的时序控制，因为超声波在水中的传播速度为1500m/s，所以稍有偏差就会影响计量[6]。一般时序控制电路选用时钟周期为1/8us的MSP430单片机，误差较小。文献[6]通过对各项误差的不确定度的综合分析表示超声波热量表法的测量示值不确定度为0.362%，由此可见超声波热量表法测量精度是所有方法中最高的计量方法。

超声波热量表由于其测量方式无接触部件，具有低压降、低能耗且测量精度高等优点。同时也具有测量精度容易受水中杂质、水中的气泡等的影响、维护成本太高等缺点。

3 供热计量行业的发展趋势及发展建议

3.1 供热计量行业未来的发展趋势

从国家层面上来看，供热计量不是一个全局性问题，但住房保障、新型城镇化和节能减排是全局性的，而供热计量仅仅是节能减排中的一部分，所以相关政策和行政的推行力度不会太大，因此国内的供热计量行业在未来将会是一个稳中有升的发展、增长的态势，不会发生急剧的变化。整个行业的发展环境会改善，个别时期可能有一些调整，这些都取决于相关政策和行政的推广力度。供热计量涉及到民生和方方面面的法规政策，相对来说实时难度较大，但政府的支持力度也较大，所以供热计量行业的发展环境会越来越好，稳中有升。

3.2 供热计量行业未来的发展建议

供热计量行业的发展必须具备全局意识，不能仅仅安装计量，而是安装一个系统的问题，方方面面必须同时到位。首先，广大用户要统一观念支持供热计量，提升广大用户的积极性。另外，供热计量与价格有关系，价格合不合理也很重要。总之供热计量是一个系统工程，不能片面从室内暖气计量方法入手，需要整合政府，各级管理者，行业技术专家、供热单位、用户、企业等方力量共同作用，而不能只靠一方，才能保证供热计量行业的稳步发展。

4 结论

供热计量是一个关乎民生、企业发展、国家经济等各方面的重要行业，室内暖气供热计量方法在该行业中占据着重要的地位，本文简要总结了现有的室内暖气热计量方法，分析了目前供热计量行业发展的相关问题，可以为相关部门和单位的进一步发展提供参考，为室内暖气热计量技术的发展提供思路，从而促进供热计量行业的快速发展。

参考文献：

[1]巩彦军.城市供热计量与收费管理模式研究[J].经营管理者，2015，30：210-211.

[2]供热计量方法标准——《通断时间面积法热计量装置技术条件》编制介绍[J].建设科技，2011，20：28.

[3]孙荣.供热计量改进与防窃热研究[J].河北电力技术，2016（03）：60-62.

[4]孟金玲.温度法供暖热计量分配系统的分析与研究[D].哈尔滨工业大学，2008.

[5]孙杰，单滨，方修睦，等.几种基于楼栋总供热量的热计量方法测量不确定度评价[J].暖通空调，2014（4）：6-10.

[6]王鲁红.超声波热量表示值误差的测量不确定度分析[J]. 科技与企业，2012（19）：296.