1 熱計(jì)量與溫控的意義

    我國地域廣闊，人口眾多，房屋建筑規(guī)模巨大，其中住宅建設(shè)約占居住建筑的92％，住宅建設(shè)量大而且面廣，至今仍呈上升趨勢(shì)，而且這個(gè)上升趨勢(shì)還將持續(xù)20~30年。但是我們必須清醒的看到，我國如此龐大的房屋建筑及住宅建設(shè)的快速增長(zhǎng)是以資源和能源的高消耗為代價(jià)換取的，除了利用最直接的資源——土地以外，住宅能源消耗的增長(zhǎng)是住宅建設(shè)發(fā)展的一大限制因素。當(dāng)前由于我國建筑物的保溫隔熱和氣密性能很差，供暖系統(tǒng)熱效率低，單位住宅建筑面積采暖能耗為相同氣候條件下發(fā)達(dá)國家的3倍。實(shí)現(xiàn)供暖系統(tǒng)的按熱量收費(fèi)的最終目的是建筑節(jié)能，要作到這一點(diǎn)，除了加強(qiáng)建筑保溫、降低設(shè)計(jì)能耗外，室內(nèi)供暖系統(tǒng)必須有溫控裝置。溫控是實(shí)現(xiàn)熱計(jì)量的前提條件之一，只有計(jì)量收費(fèi)裝置而沒有室內(nèi)系統(tǒng)的溫控手段，實(shí)際上達(dá)不到節(jié)能的目的，而僅僅是為了收費(fèi)，這實(shí)際上偏離了建筑節(jié)能的根本目的，因此熱計(jì)量和溫控往是密不可分的。雖然熱計(jì)量的大面積推廣一定要在有溫控的前提下進(jìn)行，但是溫控除了節(jié)能、節(jié)資外，它的另一個(gè)作用是提高了室內(nèi)舒適度，提高熱網(wǎng)供熱質(zhì)量。因此熱計(jì)量一定要和溫控配合使用，才能相輔相成，使兩者的效果達(dá)到最好。

    2 我國發(fā)展現(xiàn)狀

    我國由于現(xiàn)行的供熱收費(fèi)體制是按面積收費(fèi)，所以抑制了供熱節(jié)能的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)造成了熱費(fèi)收繳困難等問題。目前，隨著對(duì)供熱節(jié)能研究的深入，熱計(jì)量與溫度控制已經(jīng)成為當(dāng)前我國暖通行業(yè)關(guān)注與研究的熱點(diǎn)。現(xiàn)在部分地方已經(jīng)開始實(shí)行熱計(jì)量與溫度控制，并在設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定為強(qiáng)制性條文。供熱采暖熱計(jì)量（概念、計(jì)量范圍）指供熱采暖系統(tǒng)的熱源、熱力站、建筑物以及熱用戶的供熱量或用熱量的計(jì)量。

    3 熱計(jì)量方法與儀表

    3.1 熱計(jì)量方法

    目前，按戶計(jì)量熱量使用的方法基本是以下三種：3.1.1直接測(cè)定用戶從供暖系統(tǒng)中用熱量。該方法需對(duì)入戶系統(tǒng)的流量及供回水溫度進(jìn)行測(cè)量。采用的儀表為熱量表。該方法的特點(diǎn)是：原理上準(zhǔn)確，但價(jià)格較貴，安裝復(fù)雜，并且在小流量時(shí)，計(jì)量誤差較大。3.1.2通過測(cè)定用戶散熱設(shè)備的散熱量來確定用戶的用熱量。方法是利用散熱器平均溫度與室內(nèi)溫度差值的函數(shù)關(guān)系來確定散熱器的散熱量。

    該方法采用的儀表為熱量分配表，常用的有蒸發(fā)式和電子式兩種。其中蒸發(fā)式熱分配表的特點(diǎn)是：價(jià)格較低，安裝方便，但計(jì)量準(zhǔn)確性較差。3.1.3通過測(cè)定用戶的熱負(fù)荷來確定用戶的用熱量。該方法是測(cè)定室內(nèi)外溫度并對(duì)供暖季內(nèi)的室內(nèi)外溫差累積求和，然后乘以房間常數(shù)（如體積熱指標(biāo)等）來確定收費(fèi)。該方法采用的儀表為測(cè)溫儀表。但有時(shí)將記憶散熱器溫控閥的設(shè)定溫度作典型室內(nèi)溫度而將某一基準(zhǔn)溫度作室外溫度。該方法的特點(diǎn)是：安裝容易，價(jià)格較低。但由于遵循相同舒適度繳納相同熱費(fèi)的原則，用戶的熱費(fèi)只與設(shè)定的或測(cè)得的室溫有關(guān)，而與實(shí)際用熱量無關(guān)因此開窗等浪費(fèi)能源的現(xiàn)象無法約束，不利于節(jié)能。

    3.2 熱計(jì)量?jī)x表。

    3.2.1熱量表。

    熱量表由一個(gè)熱水流量計(jì)、一對(duì)溫度傳感器和一個(gè)積算儀組成。儀表安裝在系統(tǒng)的供水管上，并將溫度傳感器分別裝在供、回水管路上。一段時(shí)間內(nèi)用戶所消耗的熱量為所供熱水的流量和供回水的焓差的乘積對(duì)時(shí)間的積分，熱量表就是利用這個(gè)原理，用熱水流量計(jì)測(cè)量逐時(shí)的流量并用溫度傳感器測(cè)量逐時(shí)的供回水溫度，將這些數(shù)據(jù)輸入積算儀積分計(jì)算就能得出用戶所用的熱量。熱量表依據(jù)流量計(jì)測(cè)量方式的不同可以分為電磁及超聲波式、機(jī)械式和壓差式。其中機(jī)械式有耗電少、抗干擾性好、安裝維護(hù)方便和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)在應(yīng)用的比較多，如法國和德國，機(jī)械式流量計(jì)的比例高達(dá)90％，但是機(jī)械式的表在水中雜質(zhì)較多時(shí)精度會(huì)受到較大的影響。超聲波式的特點(diǎn)是量程大、計(jì)量精度較高、壓損較少，但是易受管壁銹蝕程度、水中泡沫或雜質(zhì)含量、管道震動(dòng)的影響，價(jià)格較機(jī)械式貴很多。

    3.2.2熱量分配表。

    熱量分配表是通過測(cè)定用戶散熱設(shè)備的散熱量來確定用戶的用熱量的儀表。它的使用方法是：在集中供熱系統(tǒng)中，在每個(gè)散熱器上安裝熱量分配表，測(cè)量計(jì)算每個(gè)住戶用熱比例，通過總表來計(jì)算熱量；在每個(gè)供暖季結(jié)束后，由工作人員來讀表，根據(jù)計(jì)算，求得實(shí)際耗熱量。根據(jù)測(cè)量原理的不同，熱量分配表有蒸發(fā)式和電子式兩種。a.蒸發(fā)式熱分配表。蒸發(fā)式熱分配表由導(dǎo)熱板和測(cè)量液體兩部分構(gòu)成。導(dǎo)熱板夾或焊在散熱器上，盛有測(cè)量液體的玻璃管則放在密封容器內(nèi)，比例尺刻在容器表面的防霧透明膠片上。測(cè)量液體的蒸發(fā)速度與散熱器的表面溫度密切相關(guān)，散熱器表面溫度越高液體蒸發(fā)越快。某一段時(shí)間內(nèi)測(cè)量液體的蒸發(fā)量表征了散熱器表面溫度對(duì)時(shí)間的積分值，實(shí)際上也是反映了散熱器的散熱量。b.電子式熱分配表。電子式熱分配表是用傳感器來獲得散熱器表面溫度和房間溫度的逐時(shí)值，然后測(cè)量裝置通過A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，然后由計(jì)算單元得到結(jié)果。相對(duì)于電子式熱分配表，蒸發(fā)式熱分配表構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉，也不用電。但是相對(duì)應(yīng)的，它的測(cè)量準(zhǔn)確性不如電子式。以上兩種計(jì)量裝置相比較，熱量表測(cè)量比較準(zhǔn)確、管理方便，但是價(jià)格比較貴、維修量大，室內(nèi)系統(tǒng)一定要分戶成環(huán)，對(duì)舊有建筑多用的單管順流式和雙管式不適用，室內(nèi)原有系統(tǒng)改造困難。熱分配表價(jià)格便宜、對(duì)系統(tǒng)沒有特殊要求，舊有系統(tǒng)改造比較適用，但是其結(jié)果受多種因素影響，試驗(yàn)工作量大，計(jì)算復(fù)雜。

    4 溫控設(shè)備

    溫控閥是指在散熱器供水管上安裝的溫度調(diào)節(jié)（實(shí)際上是流量調(diào)節(jié)）的一種裝置。分為手動(dòng)溫控閥和自動(dòng)溫控閥兩種，自動(dòng)溫控閥又稱自力式溫控閥或自動(dòng)恒溫閥，也有簡(jiǎn)稱為恒溫閥的用戶室內(nèi)的溫度控制是通過散熱器恒溫控制閥來實(shí)現(xiàn)的。散熱器恒溫控制閥是由恒溫控制器、流量調(diào)節(jié)閥以及一對(duì)連接件組成，其中恒溫控制器的核心部件是傳感器單元，即溫包。溫包可以感應(yīng)周圍環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生體積變化，帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥芯產(chǎn)生位移，進(jìn)而調(diào)節(jié)散熱器的水量來改變散熱器的散熱量。恒溫閥設(shè)定溫度可以人為調(diào)節(jié)，恒溫閥會(huì)按設(shè)定要求自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)散熱器的水量，從而來達(dá)到控制室內(nèi)溫度的目的。

    5 適合熱計(jì)量的住宅供熱系統(tǒng)形式

    5.1 適合熱計(jì)量的供熱采暖系統(tǒng)應(yīng)該具備的條件。

    5.1.1調(diào)節(jié)功能即系統(tǒng)必須具有可調(diào)性，用戶可以根據(jù)需要分室控制溫度。無論手動(dòng)調(diào)節(jié)還是恒溫調(diào)節(jié)，可調(diào)系統(tǒng)是熱計(jì)量的前提。

    5.1.2與調(diào)節(jié)功能相應(yīng)的控制裝置。這是保證調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)的必要條件。由于室內(nèi)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，原有的定流量系統(tǒng)成為變流量系統(tǒng)，系統(tǒng)工況變化較大。若不采取相應(yīng)的控制措施，將無法滿足用戶需要。

    5.1.3每戶按熱計(jì)量功能。每戶用熱量應(yīng)可計(jì)量，用戶按用熱量計(jì)量收費(fèi)，調(diào)動(dòng)用戶自身的節(jié)能意識(shí)。

    5.2 適合熱計(jì)量的供熱采暖系統(tǒng)形式。符合以上幾個(gè)條件，適合熱計(jì)量的室內(nèi)采暖系統(tǒng)形式大體分為兩種：一種是沿用傳統(tǒng)的垂直的上下貫通的“單管式”或“雙管式”系統(tǒng)；另一種是適應(yīng)按戶設(shè)置熱量表形成的共用的供回水立管和分戶獨(dú)立系統(tǒng)相結(jié)合的新形式。

    5.2.1垂直式單管系統(tǒng)。改造舊有順流式單管系統(tǒng)為跨越式單管系統(tǒng)、帶溫控閥的可調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是舊系統(tǒng)改造極易可行的一種方式。一般有兩種形式：一種加兩通溫控閥，一種加三通溫控閥。這種系統(tǒng)的熱計(jì)量設(shè)備是在一棟樓或小區(qū)的總?cè)肟谔幵O(shè)樓用熱量表，在每個(gè)散熱器上設(shè)蒸發(fā)式或電子式熱分配表。

    5.2.2垂直式雙管系統(tǒng)。由于雙管系統(tǒng)存在的垂直熱力失調(diào)原因，過去往往只應(yīng)用于4層及以下采暖系統(tǒng)。由于雙管系統(tǒng)本身具有可調(diào)節(jié)性，因此只在每組散熱器入口處安裝溫控閥就可以了。這種系統(tǒng)的熱計(jì)量裝置和垂直式單管系統(tǒng)的相同，即一棟樓或小區(qū)的總?cè)肟谔幵O(shè)樓用熱量表，在每個(gè)散熱器上設(shè)蒸發(fā)式或電子式熱分配表。需要指出的是，由于溫控閥的阻力較大，因此在安裝溫控閥后可以很好的克服垂直熱力失調(diào)，雙管系統(tǒng)應(yīng)用不再受層數(shù)的限制。

    5.2.3適應(yīng)按戶設(shè)置熱表的共用的供回水立管和分戶獨(dú)立系統(tǒng)相結(jié)合的形式。共用的供回水立管和分戶獨(dú)立系統(tǒng)相結(jié)合的形式是指每戶是相對(duì)獨(dú)立一個(gè)系統(tǒng)，每戶的供回水管和共用的供回水立管相連，在每戶入口的總供回水管處設(shè)一戶用熱量表來進(jìn)行熱計(jì)量。戶內(nèi)的采暖系統(tǒng)形式有地板輻射采暖、散熱器采暖等形式，其中散熱器采暖形式主要有水平單式和水平雙管式兩種。目前水平單管式應(yīng)用較普遍，相應(yīng)在每組散熱器上均安裝三通溫控閥，可以實(shí)現(xiàn)分室分戶調(diào)節(jié)溫度。實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的最終標(biāo)準(zhǔn)。

    綜上所述，建筑節(jié)能溫度控制及熱計(jì)量是很關(guān)鍵的，只有做好，才能根本實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能的目的，做到節(jié)能、節(jié)資。

    參考文獻(xiàn)

    [1]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè).
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