分户计量供热技术为实现目前供热的市场化和商品化提供了非常重要的技术基础，实施分户计量供热的真正目的是节能，设计者应当结合分户计量供热系统的特点进行设计，热用户可根据自己的需要自行调节，热源（换热站）依据热用户的实际需要进行相应的调节，从技术上实现分户计量供热系统节能的目的。同时，实现分户计量供热的另一个重要目标是提供热用户的舒适性，是为热用户提供更为合适的室内供热系统的型式和适当的调节控制手段，使用户根据热舒适度的需要调节控制采暖量，为此分户计量供热应满足高质量、高效率和高调节性。而要实现分户计量供热的这些目标，需要设计、施工及运行人员将传统的供热设计、施工和运行方式加以转变，探讨适合我国分户计量供热技术的各种方法。

    1 户间传热负荷的计算

    由于居住建筑中各住户在使用热时并不是孤立的而是相互联系的，允许各户独立调控室温，则必将使得各住户间可能存在一定的热传递。传统的负荷计算是以所有住户室内维持相同的温度为基础，没有考虑上述热传递带来的影响，如果在分户调节的供热系统上仍然沿用这种负荷计算方法，则当某户控制的室温较低时，其他的住户会由于热传递而使设计的室温要求得不到保证，因此需要在原有负荷的基础上增加附加负荷，而这个附加值绝不是在传统的设计负荷的基础上增加一个固定的百分比，因为这个附加值是和房间的性质相关的。计算公式如下[1]：

       （1）

    式中：Q为总热负荷，W；Q围为围护结构的基本热负荷，W；Q户为户间热负荷，W；Fi为围护结构的面积，m2；Fj为户间隔墙和楼板的面积，m2；twn为采暖室外计算温度，℃；tn为采暖室内计算温度，℃；Ki为围护结构的传热系数，W/（m2·℃）；Kj为户间隔墙和楼板的传热系数，W/（m2·℃）；△t为户间热负荷计算温差，℃，一般取5℃；N为户间隔墙和楼板同时发生传热的概率系数。当一面可能发生传热的楼板或隔墙时，N=0.8；当两面可能发生传热的楼板或隔墙时，或一面楼板与一面隔墙时，N=0.7；当两面可能发生传热的楼板及一面隔墙时，或一面楼板与两面隔墙时，N=0.6；当两面可能发生传热的楼板及两面隔墙时，N=0.5。

    2 表形式的选择

    在分户计量的实施过程中，热量表是一个重要的影响因素。热量表的种类比较多，性能、精度也不相同，系统应如何选用热量表，还缺少一个标准。

    目前，国内大部分城市分户计量基本以使用机械式热计量表为主，以使用超声波热计量表为辅，虽然超声波计量表对水质要求略低一些，但由于这种热量仪表的价格较高，因此使用受到一定限制。机械式热量表的优点是读数方便，计算简单，测量比较精确。机械式热计量表对水质的要求很高，需定期进行精度检测和维护。

    现阶段国产热表虽然价格低，但产品质量和可靠性等方面不是很成熟，还需在实际应用中进行检验。国外生产的热量表性能稳定、精度高、可靠性好，但价格比较昂贵。经综合考虑应尽量采用进口表比较稳妥，如同时采用进口表与国产表，则两者的比例应在6：4较为恰当。

    3 室内系统方式的选择

    适合计量供热的室内系统方式有很多种，但为了使热计量系统符合国情，不应当完全照搬国外，应在保证基本控制功能的前提下尽量节省投资，因地制宜采用不同方案。对于旧有的垂直单管系统，可在散热器上加恒温阀，垂直双管系统可在供回水立管间加定压差控制进行改造。

    3.1 共用的供回水立管和室内独立系统相结合的系统形式

    这种系统对于每一户都有总的供水管和回水管，便于热计量。可以在每户入口处装热量表进行热计量（图1）[2]，这种形式只适用于新建楼房，对于旧楼房的改造则不适用。旧楼采暖系统大多是垂直单管顺流式，如改造成图1所示系统，不仅改造较困难，对居民的正常生活造成较大的影响，且改造造价高，可采用热量表＋热分配表的热计量方式（图2）[2]。

图1 热量表计量

图2 热分配表计量

    3.2 跨越式单管系统和双管系统

    如图3~图4所示，这两种系统都可以对每个散热器进行流量调节，但是只能用热分配表加热量表的方式进行热计量，而不能采取单独用热量表进行热计量的方式。这两种系统都适于旧有楼房的改造，对于原来的垂直单管顺流式系统只需加一跨越管然后加热量表和热分配表就可以了，原来的双管式系统，对系统不需改造，只要安装热量表和热分配表就可以了，因此改造简单，改造费用也较低。

图3 单管跨越式系统

图4 双管式系统

    3.3 散热器独立布置和关联布置系统

    1）散热器独立布置（章鱼法布置）：户内设小型分、集水器，散热器之间相互并联，布管方式成放射状（图5）。该方式要求所有支管必须为埋地暗管，施工复杂，而且因管道暗埋于楼板，一定程度上影响楼层高度[3]。

图5 散热器管道独立布置

    2）散热器关联布置：户内所有散热器串联或并联成环型布置（图6）。该方式在布管时需解决过门及美观的问题，可以采用沿管线方向挖暗槽和在门口做门槛等措施加以解决，甚至可以采用嵌壁高位安装以解决过门问题。

图6 散热器管道关联布置

    从采暖系统本身而言，采用散热器独立型布置还是关联型布置，技术上都是可行的。独立型各散热器间并联，可单独控制，也可在入户处设远程温控器只进行入口控制；关联型布置可作成双管并联或单管串联，既可实现单独控制也可只进行入口控制，无论户内系统如何布置，整个系统仍是简单的双管系统，户与户之间成并联状态。上述两种方法均需要与建筑设计相互配合才能顺利实现[4]。

    水平环型布置与传统垂直的上下贯通式比较，增加了水平管总长度，但减少了立管总长度，两者管道安装费用基本相同，而且在室温要求不高时，可以采用水平单管串联形式，一户只设一温控阀，比每组散热器都必须加温控阀的垂直上下贯通形式显然更经济。但该方式在入口设总热表的同时，需要每户均设一户型热表，而使系统投资费用有所增加。

    对面积较小的户型，可采用水平单管串联系统，在总入口设温控阀；水平环型布置系统可用于面积较大、房间较多的住宅；上供下回双管系统用于一般住宅装修难于处理，比较适合一户拥有两层的越层式住宅；独立式布置系统只要管材及施工艺过关，优点很多，但其初投资较高，可用于一些高档住宅。

    4 热网及热源的调控技术

    在计量供热系统中，系统的可调性是计量供热的根本。由于热用户可以自主调节，使得管网的水力工况不稳定，某一用户的调节或多或少会影响到其他用户，只有做好系统的平衡调节，而不能依靠大温差小流量运行，来减少既定管网中各用户之间的相互干扰。为此，设计人员应当在设计之初就把系统的水力平衡作为实现分户计量供热系统的重要环节之一，其中的静态平衡即设计计算下各环路流量的理想分配是水力平衡计算的基础，因此应对分户计量室外管网进行合理的统筹设计，而不能认为设置一些调控设备就不做整个系统的平衡计算。

    实施分户热计量后，供热系统的调节控制必须加强，以适应整个系统的变流量运行的需要。如果热源处不能很好地预测热用户的用热量，则必将使热用户处的计量装置的节能效果大减。对于二次网供水温度的调节，应保证二次网供水温度只与室外温度有关，而不随用户调节流量有所改变，可通过调节一次网的流量来实现，而调节阀的动作是由气温补偿器来控制的。气温补偿器给出随室外温度变化的水温调节曲线，对应一个室外温度，有一个供水温度的给定值，当实际供水温度低于或高于该值时，自动控制调节阀调节一次网的流量，进而调节二次网的供水温度。为了适应用户调节所带来的总供热量的随机变化，二次网可采用供水定压力控制，即把热网供水主干管上的某一点选作压力控制点，在运行时使该点的压力保持不变。当用户调节导致热网流量增大后，压力控制点的压力必然下降，这时调高热网循环水泵的转速，使该点的压力又恢复到原来的设定值，从而保持压力控制点的压力不变[5]如图7所示。

图7 热力站供热系统调控示意图

    5 二次网水质问题的解决方法

    二次网水质问题是制约推进分户计量项目的关键问题，一旦水在表体内部结垢，热表将无法运转，从而失去热计量的功能。防止热表堵塞和水质处理的方法主要有以下几种：

    1）在换热站内二次网回水加装目数较大的智能除污器，将颗粒状的杂质过滤掉，并通过电磁作用将水中的铁锈吸附出来，这种除污器会增加管网的阻力，应通过扩大除污器的流通面积的办法解决；

    2）在热表前安装过滤器，防止颗粒状物体流入表内，可有效地防止热表堵塞；

    3）利用一次网的软化水，将一次网软化水注入二次网，可避免在换热站增加化学水处理设备的投入；

    4）在小区入户井加装高密度除污器，形成站内、入户井、热表前三级除污过滤，定期对入户井除污器进行排污，可有效防止或降低热表堵塞的程度。

    6 热价和收费机制的改革

    现行供热体制的特点是热费计算方式按面积收费，热费与热量消耗无关，造成了采暖用户没有节能的积极性，使得房地产企业用于建筑保温的节能投入资金得不到回报，这种收费制度制约了建筑节能工作的推广。今后热价和收费政策项目应当逐步实现建立以成本核算为基础的供热定价办法，完善供热成本核算体系和按使用热量计收热费的两部制收费办法，提高供热企业总体效率。热价和计算方法同时适用于计量收费用户和非计量收费用户。实行计量收费，则热就变成一种商品，用户就有了买不买和买多少的选择自由，而且也有了实现这种选择自由的手段。但是热又不是一般的商品，也就是前边提到的用户间的传递性，在实施分户计量后这种热传递是不能忽视的。根据有关人员的计算和实测，当周边正常供暖时，不供暖房间由于户间的传热作用室温可达12℃以上，因此普遍认为热费的收取应该保留相当的面积分配，减小按热计量分配的比例。

    7 总结

    通过对分户计量供热系统实施过程中一些问题的分析研究，对项目实施过程中遇到的问题有了一定的认识，现将研究的结果和一些具体问题的解决方法总结如下：

    1）通过计算解决户间的传热问题，不是简单通过增加一个固定的百分比来达到目的。

    2）热表选择应以进口表为主，热表形式宜采用机械式单流束热表，超声波热表可少量试挂，进口表与国产表的比例为6：4较为合适。

    3）选择合适的室内供热系统型式，为分户计量供热的热舒适性提供条件。

    4）对于一次网和二次网应当采用不同的调节方法，二次网应尽量保持流量的稳定，同时在设计时做好管网系统的水力平衡计算。

    5）解决水质问题是实施分户计量项目的前提，在有条件情况下应利用一次网软化水作为二次网的系统补水注入二次网；在小区入户井安装高密度除污器，形成站内、入户井和热表前三级过滤。

    6）热价的制定应当结合我国的具体国情，建立以成本核算为基础的供热定价办法，完善供热成本核算体系和按使用热量计收热费的两部制收费办法。

    分户热计量项目实施工作是一项十分复杂的工作，应逐步推进，稳步实施。在实施过程中发现问题并解决问题，最终实现全方位推进分户热计量项目的实施工作。

    参考文献

    [1]涂光备.供热计量技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2003
    [2]狄洪发，吴萍.供热分户计量中的几个技术问题[J].中国住宅设施，2002，（2）：17-19
    [3]徐伟，邹瑜.供热系统温控与热计量技术[M].北京：中国计划出版社，2000
    [4]张锡虎，阎文蕾.对集中供暖分户热计量若干认识问题的探讨[J]建筑热能通风空调，2002，21（6）：55-58
    [5]李联友.分户计量供热系统调节方法分析[J].暖通空调，2004，34（1）：82-84

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