摘 要：本文作者对供热计量中的几个问题进行了分析探讨，供同行参考借鉴。
关键词：供热计量,思考
住宅供暖的分户热计量的提出,源于建筑节能深化的需要。建设部于1995年发布的《建筑节能“九五”计划和2010年规划》提出了下列时间表:1998年通过试点取得成效;2000年在重点城市新建小区推广;2010年全面推广。
《民用建筑节能设计标准》(GBJ26—95)也第一次正面提出了分户热计量这个概念,该标准规定:在进行室内采暖系统设计时,应考虑按户热表计量和分室控制温度的可能性。
1 散热量可自动调节是热计量的前提
只要采用热计量,每组散热器就一定要有可靠的温控阀门,而这种阀门最好是自力式温控阀。有观点认为,为节约投资可以不设温控阀,这是不对的,因为采用了热计量后,热就成了一种商品,如果不设可调节散热器热量的温控阀门,消费者无法决定自己的“购热”量,势必在收费时产生分歧,增加计量收费困难。也有观点认为可以用普通截止阀代替自力式温控阀,普通截止阀无法实现连续稳定的调节,原因是:
1.1 实践中用于散热器的小口径截止阀, 其调节特性不理想,往往是大开度时不敏感,小开度时过敏感。
1.2 普通截止阀不具备“刻度”调节能力,用户无法确定阀应调到什么位置可以满足自己的要求。
1.3 普通截止阀无法自动适应室温的变化,降低了“热”商品的质量。
1.4 需要经常手动调节的截止阀可靠性不好, 多次调节后很可能成为系统的故障点,给用户造成损失,也给供热部门带来麻烦,而自力式温控阀调节特性好, 有刻度调节能力, 可自动适应室温的变化。
2 宜提倡按户分环式的热计量户内系统
按户分环式系统或称新双管系统所具备的优越性是其他形式的热计量户内系统无法替代的,它具备以下优点:
2.1 可以实现直接热计量,而直接热计量理论依据简单、可靠、直观,读表值易于被用户接受。由于温度、流量均属普通参数测量,精度易于保证。
2.2 易于物业管理,具体体现在:
2.2.1 可以实现收费控制,这是供热管理部门的现实需要;
2.2.2 当用户家中无人, 而供暖系统出故障时可在户外关断,同时可以在不影响其他住户采暖的情况下,检查户内供暖系统;
2.2.3 可以实现空置房的值班供热控制。商品房空置是供热的一大难题,一方面一个供暖系统中有一用户就当供暖,而其他未入住的空置房既不可以完全断热,又不应该满负荷供暖,而是应该维持一个值班供暖温度,以保证室内管道系统不冻管,同时亦可保证相邻有人居住房间不至于负荷过大影响室温。
2.3 分环阻力大,水力稳定性好,有利于消除自然作用压头,易于实现水力平衡。
3 应有可靠的系统形成
一个完整的热计量系统, 应在散热器支管上设自力式温控阀。根据欧洲国家的经验,双管系统更适合于带有自力式温控阀的热水供暖系统,这是因为带有自力式温控阀的双管系统是变流量系统,而变流量系统具有节省水输送能耗的潜力。适合直接热计量的户内系统形式,实质上均为双管系统。双管系统的最大问题在于由重力压头产生的竖向失调,尤其是层数较多时附加压头很可观。合理的系统形式应该是下行下给双管系统, 就尽量避免上行上给双管系统。因为在 95℃/70℃工况下, 每 m 垂直供回水管产生的附加压力为156Pa,设计采用的附加压头值为标准工况时的 2/3,即附加压头值为104 Pa, 此时若采用下行下给系统, 供回水立管按比摩阻 80~100Pa/m 选择管径,则附加压头与管道阻力基本抵消,这也是为什么北京市建筑设计研究院的同行所设计的一个没有自力式温控阀的 16层下行下给双管系统能正常运行的原因。然而采用上行系统,则很难用管径匹配解决上部几层的附加压头问题,无法用管径匹配的附加压头就只能用加设平衡阀或采用预调型自力式温控阀加以消除。同时就注意上行系统在为消除附加压头匹配管径时,会出现负荷相同(或相近)而散热器支管管径不同的情况,这种情况往往会引起购房者与售房者之间的麻烦。首先温控阀并非用来消除水力失调,而垂直失调的实质是由自然循环引起的竖向水力失调,温控阀是通过控制流量实现控制室温,如果依赖温控阀控制过大的与室温控制无直接关系的失调流量,必然会导致温控的温控范围变窄,直至失效,亦有可能使阀处于准“关断”状态而产生水流噪声。带预调节功能的温控阀控制原理是事先减小阀通径,提高阀的初始阻力,以消除过剩压头,这在理论上是可行的,但当立管的层数较多时,过剩压头较高,需要较小的阀初始通径,这样在运行时易堵塞,在目前供热运行管理水平参差不一的情况下慎用为好。因此建议一方面用诸如下行下给方式,减小上层过剩压头;另一方面当立管层数较多时,在上几层散热支管上设流量平衡阀,以消除部分过剩压头。对于非预调型温控阀,由阀承担的消除设计工况下过剩压头值应 1500 Pa。
4 宜设置立管上的恒压差、恒流量装置
散热器设置温控阀为热用户提供了行为节能的可能, 正是因为这种可能的存在, 使得系统立管之间可能出现极端的不平衡现象。因此考虑在立管上设置恒压差、恒流量装置是有必要的。一般对下行下给系统设恒压差阀,上行下给系统在回水立管上设恒流量阀,单管跨越式系统或单双管系统设置恒流量阀。
5 暖气罩对温控阀及蒸发式热分配表的影响
散热器设暖气罩在我国相当普遍, 而在一些欧洲国家是明令禁止的。当我们移植欧洲的热计量技术时,特别是采用有关基础数据时,应充分考虑到我国国情。暖气罩对热分配表的影响就更明显,因为蒸发式热分配表是通过液体蒸发量来反映用热的,液体的蒸发量是蒸发函数对时间的积分。一般只与两因素有关,一是液体温度,一是时间,而液体温度与散热器温度密切相关,不同的散热器及相同散热器不同安装位置时的散热量与热分配表间的读值规律是不同的,于是就需要对实验室条件下进行分度的标准热分配表的刻度进行修正。该修正用 C 值表达,定义为:tc=tb-C(tb-tc)式中 tc 为分配表液体温度,tb 为散热器平均温度,ta 为房间的空气温度。C 值间接得出,是在保持 ta=20℃的实验室中得到的。,由此我们知道蒸发式热分配表的刻度与 ta 直接相关,而散热器加罩后其内部的空气温度随罩的形式变化很大(某工程实际测得当室内温度为 18℃时,个别暖气罩内温度达 26℃), 很可能出现根据热分配表计算出的热量高于用户实际用热量的情况。因为罩内温度越高,散热器散热量越少,而热分配表的液体温度却处于高温状态下,这个问题就引起高度重视。
6 结束语
散热量可自动调节是热计量的前提，只要采用热计量，每组散热器就一定要有可靠的温控阀门，而这种阀门最好是自力式温控阀。针对不同观点，在这一改革尚未全铺开前，进行充分的技术准备非常重要，应对试点工程进行客观、科学的总结，以尽快取得经验，指导大面积实施。在这一改革尚未全铺开前,进行充分的技术准备非常重要,应对试点工程进行客观、科学的总结,以尽快取得经验,指导大面积实施。
参考文献：
[1]《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》(DBJ61-44-2007)
[2] 《供热计量技术规程》(JJG173-2009)
本文选自《热加工工艺》。 《热加工工艺》是由中国船舶重工集团公司主管，中国船舶重工集团公司第十二研究所、中国造船工程学会船舶材料学术委员会主办。国际刊号：ISSN：1001-3814;国内刊号：CN：61-1133/TG。
