淺議集中供熱系統中的分戶供熱及熱量計算

田棟

摘要：供熱工程中做好集中供熱系統分戶供熱及熱量計算，在滿足廣大用戶熱量需求的同時，防止熱量浪費，對降低供熱單位供熱成本，提升經濟效益具有重要意義。文章對集中供熱系統中分戶供熱、分戶計量熱量進行探討，提出一種分戶供熱熱量計算方法，以供參考。

關鍵詞：集中供熱系統；分戶供熱；熱量計算

在我國社會飛速發展推動下，城市規模不斷擴大，人們對供熱提出越來越高的要求，目前來看，集中供熱是城市主要的供熱形式，為避免用戶間相互影響，如何在集中供熱系統中實現分戶供熱及熱量計算，為廣大用戶提供更好的供熱服務，是一個值得深究的重要問題。

1 集中供熱系統與分戶供熱分析

1.1 集中供熱系統

集中供熱指以集中熱源產生的蒸汽或熱水為熱媒，通過供熱管網向廣大用戶供熱。集中供熱具有占地面積少、節約燃料、熱效率高等優點。根據熱媒，集中供熱系統分為蒸汽供熱系統、熱水供熱系統，其中蒸汽供熱系統具有生產工藝成熟、適用面廣、蒸汽密度小、用戶連接方式簡單、運行方便等優點。熱水供熱系統具有熱能效率高、熱穩定性好、傳輸距離長等優點，通常傳輸距離為5～10km，甚至可達15-20 km。究竟采用何種熱媒需要根據情況而定，其中針對民用建筑物，采暖可考慮使用熱水供熱系統。如主要熱負荷為生產工藝且采暖熱量較小時，采暖時間較短時，可考慮使用蒸汽供熱系統。

1.2 分戶供熱分析

集中供熱系統中實現分戶供熱及熱量計算優點突出，主要體現在：一方面，集中供熱可降低供熱管線埋設成本投入，供熱方便，效率高。另一方面，集中供熱中實現分戶供熱，可根據用戶是否繳納費用，采取供熱或暫停供熱措施，可提升供熱單位的管理水平與質量。另外，采用分戶供熱計量可節約能源20%～30%，降低用戶熱消費投入，受到廣大用戶的支持，因此，集中供熱系統中進行分戶供熱成為當前供熱單位采取的主要供熱形式。

采用供熱管線采用分層水平串聯形式，基于不同用戶室內散熱器數，進行串聯，并在分支回路供回水管的起始位置設置隔離閥門，便可將用戶的采暖回路從供熱系統中隔離出來，與此同時，可根據用戶繳納費用情況中斷或繼續供熱。

2 分戶供熱熱量計算

集中供熱系統中做好分戶供熱熱量的計算是供熱單位考慮的重要內容。研究發現，供熱系統中熱媒的輸熱量由熱媒流量G以及輸熱前后溫差△t決定。但熱量較為特殊，計量熱量時需要綜合考慮傳熱條件以及傳熱量大小，并采用相關方法進行計量。

眾所周知，采暖負荷受季節性影響較大，并且受室外溫度的影響。為滿足廣大用戶采暖需求，并能按質進行調節，因此，熱媒輸熱量中的兩個參數處于變化之中，計算輸熱量時可用以下公式計算：

但此種方法在工程計量中的應用難度較大，研制出利用熱媒流量以及溫度得出熱量大小的儀表仍有很長的一段路要走。

為更好地實現供熱熱量的計量，國外研制出采用熱分配表法的計量方法，其實現原理為：將盛有特殊液體介質的量熱表安裝在散熱器上，液體介質受熱蒸發，通過計量液體介質的蒸發量確定供熱量如圖1所示。

為更好地計算出每組散熱器的耗熱量，需綜合分析散熱器的安裝條件、連接方式、材質構造、幾何形狀等，而后劃分成不同類型，并在實驗室確定不同類型的散熱器的熱量換算系統C后才能進行計算。該種方法可直接計算出雙管采暖系統的熱量，不過因C由試驗確定，計量熱量的透明性差，而且計量以每組散熱器為對象，并非按照戶數進行計算，對供熱單位而言計算難度較大，而且該種計量方法投入成本較高，推廣受到一定限制。

3 熱水表計量熱量的實現

針對供熱量計算較為困難這一現狀，可考慮對供熱系統進行優化，確保傳輸過程中熱媒的溫度保持不變。這樣一來供熱量多少僅受熱媒流量G影響，通過計算G的變化并可得出供熱量的值，即，供熱系統按照量調節運行時，在回水溫度不變的前提下，使用熱水表便可計量熱媒流量。但為避免水力失調，需要采暖系統依據質進行調節。為解決這一問題，可優化供熱系統，即，優化的供熱系統由水一水換熱器、用戶計量控制箱、用戶引入管、一次熱媒外網等構成，如圖2所示，用熱水表計量熱量。

其中，應用水一水換熱器確保用戶內部采暖系統的獨立性，水力工況不會給外網水力工況造成影響，實現了外網的量調節，以及用戶采暖系統中的質調節。一次熱媒供回水溫度一定，通過在用戶引入管上安裝熱水表，便可實現熱媒流量的計算。

通過分析不難得知，要實現以上效果，需要克服的問題有：外網系統能夠按量進行調節，供回水溫度保持不變，因此，需要從經濟與技術角度，對供熱系統作進一步分析，以衡量該方案是否可行。

一方面，外網的按量調節是當前供熱單位進行熱網改造的重要努力方向，目前來看，常使用無級變泵技術實現外網量的調節，獲得較好的經濟效益。另一方面，當前熱水鍋爐，蒸汽鍋爐均要求在定壓、定溫的條件下運行，一定程度上保汪了外網的供水溫度。另外，基于量調節，在回水管上安裝自力溫度調節閥，也能保證回水溫度。為實現溫度恒定，要求初次運行供熱系統時，做好調節與平衡，確保用戶進出口水溫滿足要求。

對集中供熱系統作上述優化，在實現分戶供熱及計量熱量的同時，使用熱水表便能計量熱量。與此同時，外網按照量進行調節，使得供熱系統經濟效益得以良好提升。另外，為保證該方案的順利實施，可研發住戶供暖系統管道泵以及雙參數熱換器等。

4 分戶供熱及熱量計算注意事項

集中供熱系統中，為實現分戶供熱及熱量計算，應注重考慮以下內容的考慮：首先，考慮供熱系統自控水平。眾所周知，熱負荷處于不斷變化中，供熱調節應能根據室外溫度變化靈活調整，因此，對供熱系統自控水平要求較高，主要體現在：供水溫度需根據外界溫度變化而變化；可靈活調節熱網循環水泵的轉速，確保水泵揚程及循環流量，滿足系統負荷要求；注重熱網主要分支處閥門開度的調節，滿足用戶熱量需求的同時，防止水力失調。其次，重視系統安全保護。應保汪供熱系統運行的安全性，將供水壓力控制在安全壓力范圍中，如出現超壓運行情況時，系統的保護裝置能迅速啟動，通過安全閥泄壓或自動調節循環泵的揚程、流量等。最后，墻體保溫性能良好。用戶墻體的保溫性能越好，耗熱量較少，因此，建筑設計時應保證房屋的保溫性能滿足規范要求。另外，為提升用戶的用熱體驗，在供熱管網埋設、散熱器的設置上應進行充分的論證，滿足用戶用熱需求的同時，注重美觀以及維護的方便性。

5 結語

集中供熱系統中實現分戶供熱及熱量計量，個別用戶不繳費，并不影響其他用戶的正常使用，有助于供熱單位更好地實現供熱管理，因此，做好分戶供熱及熱量計量應引起供熱單位的高度重視，本研究得出以下結論。

（1）集中供熱系統中實現分戶供熱及熱量計量，不僅能提高供熱單位的管理效率，而且能提高熱能的利用率，避免熱能的浪費。

（2）本研究分析國外采用的分戶供熱熱量計算方法，認為國外采用的方法，不僅投入成本較高，而且熱量計算的透明性較差，在我國推廣的局限性較大。鑒于此，研究提出利用熱水表計量熱量的方法，具有廣闊的應用前景。