既有建筑供熱計量與節能改造工程淺談

李曉芳

（烏魯木齊熱力工程設計研究院新疆烏魯木齊830000）

既有建筑供熱計量與節能改造工程淺談

李曉芳

（烏魯木齊熱力工程設計研究院新疆烏魯木齊830000）

實施供暖分戶熱計量既是人民生活水平提高的要求，也是我國節能的要求。因此急需進行熱計量改造。分戶熱計量系統是集中供暖領域的一次變革，采用分戶熱計量系統的采暖用戶可以根據自己的需要適時的調節室內溫度，不僅可以達到期望的舒適度，而且還可以大大的節約能源。

分戶 供熱計量 改造 節能

一、前言

長期以來我國集中供熱都是采用計劃經濟體制下的福利制供暖，耗能多少與用戶利益無關，不能體現“用多少熱，交多少費”的原則，無法調動熱用戶的節能意識，實施供暖分戶熱計量既是人民生活水平提高的要求，也是我國節能的要求。因此急需進行熱計量改造。

二、供熱系統現狀概述

1.換熱站現狀。換熱站一次側設計供回水溫度為130/80℃，設計壓力為1.6 MPa。二次側為散熱器系統，設計供回水溫度為85/60℃，設計壓力為1.0 MPa。小區二次網管線枝狀布置，敷設方式為管溝與直埋敷設，管網維護較好，跑冒滴漏現象較少。但是管網已使用多年，開始老化，部分保溫不是很好。

2.改造前存在的問題。（1）整個小區存在水利失調的情況，辦公室室溫冷熱不均。（2）樓棟熱力入口為磚井，且未做防水處理，井內潮濕，雨后井室易積水，管網熱損失較嚴重。（3）往年冬季戶內溫度多數均在20℃以上，部分樓平均室溫達到22℃～25℃，高于烏魯木齊市規定的室內采暖設計溫度20℃，也高于人體感覺舒適溫度有3℃～4℃。

三、改造方案

1.二次管網改造方案。（1）水力計算目的。對管網系統進行水力計算及系統阻力的校核，分析改造后供熱系統的水力工況平衡，對阻力過大的管徑進行更換，過大的管徑加裝平衡裝置，為平衡調試提供依據。

（2）水力計算基本原則。①最不利環路的壓力損失應滿足循環水泵耗電輸熱比（HER）不大于限值。②按照末端所需流量，調整平衡閥開度，保證熱網的水力平衡。③最不利環路滿足設計要求的基礎上，室外管網其他并聯環路的流量也應該滿足水力平衡要求。

（3）水力計算基礎數據。①熱指標。非節能建筑類多層住宅為75 W/㎡；節能建筑類多層住宅為55 W/㎡；非節能多層公共建筑為80 W/㎡；節能多層公共建筑為60 W/㎡。②最不利環路單體內部阻力，散熱器系統按20 kPa，地板輻射采暖系統按30 kPa。

（4）改造內容。通過對管網水力平衡計算，水利失調嚴重的加裝平衡閥，使供熱管網達到相對的平衡，從而使各處樓棟室內溫度相接近。在每棟樓的單元熱力入口處，回水管上安裝靜態水力平衡閥。在系統安裝完成后必須進行水力調節。

2.戶內系統改造方案。（1）戶內系統改造思路。現有供熱系統不具備分戶獨立控制的條件，采用典型溫度面積法，熱量結算點為熱力入口處所安裝的樓棟熱量表，按面積分攤熱值。

（2）戶內系統改造方案的確定及說明。設備選型說明及方案確定。①熱計量表及控制閥門的選用說明。熱表一般按設計流量的80％進行選型，考慮到既有建筑改造，為保證改造后的供暖效果，防止增加熱表后管網阻力增大，本次改造工程全部選擇與供熱管道同管徑的熱表。熱量表設置在供熱供水管線上，另在設置熱量表處的供熱供水管線上增設管道過濾器，相應增加控制閥門，過濾器采用Y型過濾器，增加的控制閥門考慮現場安裝直管段距離問題，采用蝶閥。

②方案確定。溫度面積法由無線室溫傳感器、樓層無線接收器、采集計算器（樓棟分攤器）、樓棟熱量總表組成。具體實施如下：A.數據收發器為每三層安裝一個，安裝于中間一層。B.中繼器在數棟處理器接通斷控制器超過60臺的情況下，要安裝一個中繼器。C.在該樓棟的各單元熱力入口處安裝熱量表，并與數據采集器通過RS485通訊。D.專用樓棟配電箱負責給現場各設備供電，本次改造項目中樓棟數據采集器與專用配電箱合為一體，安裝在三樓轉角樓梯休息平臺上1.6 m處。數據采集器采集末端用戶的數據，通過GPRS無線通訊方式與結算管理中心通訊；配電箱從每棟樓的公用電箱單獨引線。

四、技術與安裝要求

1.主要設備的技術要求。（1）熱量表。用于計量和結算建筑物總供熱量、參與用戶熱分攤的熱量表，可以是一棟建筑一只樓棟熱量表，也可是一棟建筑由幾只熱量表數據相加求和。熱量表由流量計、供回水溫度傳感器、熱量積分儀組成。（2）室溫控制器。安裝于用戶室內相對統一位置的溫控裝置，用于測量房間溫度、顯示房間溫度、設定需求溫度，并能夠通過通訊方式控制通斷溫控器工作、傳輸和記錄溫度和時間數據的儀器。（3）通斷控制器。設置于用戶室外管井中、入戶供暖管道上的調控裝置。該裝置由通斷控制閥和電動執行器組成，能夠接受室溫控制器的動作指令，按照預測閥門開停比的方法對供暖水系統的全開全關的通斷調節動作，實現對室溫的調節控制。（4）采集計算器。用于接收來自室溫控制器或通斷控制器的數據信息，進行數據存儲和處理，也可以人工干預室內設定參數的設備。與樓棟熱量表等組件通過通信線路相連接，能夠即時通訊計算，可實現對供熱過程的監測、熱費分攤與其他約定的控制。

2.水力平衡裝置的技術要求。（1）一般要求。供應商必須提供靜態水力平衡閥的供貨、安裝、調試等技術服務，并按要求提交水力平衡調試數據報告。

（2）靜態平衡閥。①應有生產廠家配套專用的智能儀表，具有現場在線流量測定功能。②應按以下要求由省級及以上檢測機構出具檢測（測試）合格報告，并滿足相關標準要求：A.平衡閥的實測最大流通能力與設計最大流通能力之間的偏差不得大于±10％。B.平衡閥相對開度為20％時的流通能力，應在實測最大流通能力的10％～20％；平衡閥相對開度為50％時的流通能力，應在實測最大流通能力的30％～65％；平衡閥相對開度為80％時的流通能力，應在實測最大流通能力的60％～90％。C.回差不得大于10％。D.配套專用的智能儀表的流量測量誤差不應大于±10％；水力平衡閥不同口徑不同開度下的流通能力，應在實驗室中測定并儲存在智能儀表之中，不同企業產品的流通能力數據不得替換和混用。E.應有開度顯示功能，顯示精度不低于1/10圈，在關閉時開度顯示值為0。F.應該具有開度限位的功能，開度限位只能通過專用工具改變。G.在關閉狀態下，在閥門上游方向單向壓力不大于工作壓力時，不得泄露。

（3）自力式壓差控制閥。應符合《采暖空調用自力式壓差控制閥》（JG/T 383），并有省級及以上檢測機構出具的檢測（測試）合格報告。

3.安裝要求。（1）通斷時間面積法在操作實施前，應進行戶間的水力平衡調節，消除系統的垂直失調和水平失調；在實施過程中，用戶的散熱器不可自行改換。

（2）采集計算器及通斷控制器電源引自設備自帶UPS，UPS電源就近引自電井插座，具體位置各單位平面圖說明或現場交底時確定。

（3）采集計算器建議設置于一至二層休息平臺或門廳內，箱門設置門鎖，防止無關人員的誤操作對系統造成不利影響。當多個單元同時使用一個集中器時，采集計算器安裝在距熱量表較近的單元，無線信號較好的位置。各種線路敷設要求做到美觀且隱蔽。

（4）每一棟樓內采集計算器、樓棟熱量表、通斷控制器和室溫控制器組成的系統應相對獨立，能夠在采集計算器內實現熱量分攤和存儲，不依賴上位機實現計算和存儲功能。

（5）符合《通斷時間面積法熱計量裝置技術條件》（JG/T 379），并按以下要求由省級及以上檢測部門出具檢測（測試）合格報告：①采集計算器和通斷控制器的時鐘24 h內走時誤差不應大于5 s，通斷控制器24 h內通斷計時之和（通斷次數自定）誤差不應大于5 s。②室溫控制器測溫元件最大測溫允許偏差不大于0.5℃。③熱計量裝置各組成部分應符合GB4793.1和GB4943的有關規定。④外殼防護等級劃分應符合GB4208-2008的規定，其中室溫控制器外殼防護等級不應低于IP20；采集計算器外殼防護等級不應低于IP51，市電電源外殼防護等級不應低于IP52；通斷控制器和管井內接線盒外殼防護等級不應低于IP54。⑤熱計量裝置各組成部分的抗擾度限值應符合GB/T 17618規定的要求。⑥采用無線傳輸的裝置，應符合國家無線電管理相關要求。無線傳輸裝置天線應放置于無線信號較好的位置，保證信號傳輸的穩定性。

五、項目節能分析

1.氣候補償技術效益分析。氣候補償節能控制系統依據室外環境溫度變化以及實際檢測供/回水溫度與用戶設定溫度的偏差，通過PI/PID方式輸出DC0-10V信號控制閥門的開度。即通過調節一次側冷/熱煤流量達到控制出水/送風溫度的目的，自動調整一次側供水流量，間接控制二次側供水溫度，通過量調節控制，達到質調節的目的，最大化的節約能源，克服室外環境溫度變化造成的室內溫度波動，達到節能、舒適之目的。氣候補償節能控制系統具有高自動化、高效率、高應用性的特點。根據系統不同，節能量在5％～10％。

2.變頻器節能效益分析。變頻節電是通過降低電機轉速來降低泵、風機的輸出功率，使其輸出功率與事實負載匹配，降低電機的銅損和鐵損、提高電機的功率因數、改善電機的啟動和停機性能，并且可以減少泵、風機損耗，從而達到節電、降低噪音和延長泵、風機壽命的效果。根據設備效率的不同節電約為20％～50％。

3.管網平衡節能效益分析。在保證供熱質量、舒適度的前提下，通過對管網的水力平衡措施，能有效地解決管網流量分配不均的問題，使過熱的用戶溫度降到人體舒適溫度范圍之內，過冷用戶溫度升至人體舒適溫度范圍之內。根據管網的現狀及改造程度不同，節能量在5％～10％。

4.節能效果預測。本項目增加以上節能措施后，預計節能率可達5％～10％。

六、結束語

分戶熱計量系統是集中供暖領域的一次變革，采用分戶熱計量系統的采暖用戶可以根據自己的需要適時的調節室內溫度，不僅可以達到期望的舒適度，而且還可以大大的節約能源。

［1］CJJ28-2004，城鎮供熱管網施工及驗收規范.

［2］CJJ34-2010，城鎮供熱管網設計規范.

［3］JG/T 362-2012，中華人民共和國建筑工業行業標準溫度法熱計量分攤裝置.

［4］GB50736-2012，民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范.

［5］JGJ26-2010，嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準.

［6］CJ 128-2007，熱量表.

［7］JGJ/16-2008，民用建筑電氣設計規范.

［8］HG/T20505～2000，過程測量和控制儀表的功能標志及圖形符號.

［9］GB50093-2002，自動化儀表工程施工及驗收規范.