計量供熱系統總量控制的探討
摘要：隨著(zhù)城市集中供熱規模的不斷擴大，按面積的供暖收費制度顯得非常不合理。一方面，用戶(hù)用熱多少與用戶(hù)付費多少無(wú)關(guān)，不管供給用戶(hù)的熱量多少，一律按統一的價(jià)格收費，抑制了用戶(hù)節能的積極性；另一方面，用戶(hù)無(wú)法根據自己的需要調節室內溫度，有時(shí)出現用戶(hù)因為房間溫度過(guò)高而晝夜開(kāi)窗的現象，有些長(cháng)期閑置不用的房間照樣采暖，浪費了大量的熱能。若實(shí)行按熱量的供暖收費制度，每個(gè)用戶(hù)都安裝熱量計和溫控閥，用戶(hù)可以根據自己的實(shí)際需要調節溫控閥，從而控制室內溫度。這樣，可以調動(dòng)用戶(hù)的節能意識。另外，采暖期用煤量增加，大氣中的SO2濃度從非采暖期的30~40 g/m3，猛增至標準的3.5倍。所以，計量收費供熱系統在節約能源的同時(shí)，還減少環(huán)境污染，促進(jìn)環(huán)境保護。 
        隨著(zhù)城市集中供熱規模的不斷擴大，按面積的供暖收費制度顯得非常不合理。一方面，用戶(hù)用熱多少與用戶(hù)付費多少無(wú)關(guān)，不管供給用戶(hù)的熱量多少，一律按統一的價(jià)格收費，抑制了用戶(hù)節能的積極性；另一方面，用戶(hù)無(wú)法根據自己的需要調節室內溫度，有時(shí)出現用戶(hù)因為房間溫度過(guò)高而晝夜開(kāi)窗的現象，有些長(cháng)期閑置不用的房間照樣采暖，浪費了大量的熱能。        
 若實(shí)行按熱量的供暖收費制度，每個(gè)用戶(hù)都安裝熱量計和溫控閥，用戶(hù)可以根據自己的實(shí)際需要調節溫控閥，從而控制室內溫度。這樣，可以調動(dòng)用戶(hù)的節能意識。另外，采暖期用煤量增加，大氣中的SO2濃度從非采暖期的30~40 g/m3，猛增至標準的3.5倍。所以，計量收費供熱系統在節約能源的同時(shí)，還減少環(huán)境污染，促進(jìn)環(huán)境保護。  
 一、分戶(hù)計量 目前歐美進(jìn)行熱計量應用比較多，熱量表和熱量分配表的制造技術(shù)已很成熟，并在許多國家得到廣泛應用。使用的方法基本有以下幾種： （1）每個(gè)用戶(hù)設置一個(gè)熱量表，直接測定用戶(hù)從供熱系統的得熱量，或采用熱量計對入戶(hù)系統的流量、供回水溫度測量后再換算為熱量。 （2）采用熱量分配表測定用戶(hù)散熱設備的散熱量，以確定用戶(hù)的用熱量。這種方法的測量結果易受多種因素的影響，有不同程度的誤差，新建工程不宜采用。 （3）通過(guò)測量用戶(hù)的熱負荷來(lái)確定用戶(hù)的用熱量，即測定室內、外溫度，并對其溫差累計求和，再乘以房間常數來(lái)確定收費多少。   電阻計| 電表| 鉗表| 高斯計| 電磁場(chǎng)測試儀| 電源供應器| 電能質(zhì)量分析儀| 多功能測試儀| 電容表| 
 二、分戶(hù)計量與總量控制的協(xié)調運行 1 系統總供熱量對用戶(hù)的影響        
 當前，關(guān)于分戶(hù)計量和集中控制的研究比較多，但是，多數研究只是單獨地研究分戶(hù)計量或集中控制，對分戶(hù)計量與總量控制的協(xié)調運行研究甚少。        
 采用分戶(hù)計量、計熱收費后，用戶(hù)可根據自己的需要調節熱量，但如果系統的總供熱量不夠，即系統“欠熱”，此時(shí)系統用戶(hù)的室溫偏低，用戶(hù)就會(huì )調大流量以增加熱量，由于系統的總供熱量偏少，所以，無(wú)論用戶(hù)如何調節，總會(huì )有部分用戶(hù)供熱量不夠，室溫偏低，供熱效果不理想。另一方面，離熱源近的用戶(hù)供熱效果較好。如果系統的總供熱量過(guò)多，即系統“超熱”，此時(shí)系統用戶(hù)的室溫偏高，用戶(hù)就會(huì )調小流量以減少熱量。在實(shí)際調節過(guò)程中，流量、溫度和熱量都在動(dòng)態(tài)地變化，用戶(hù)調小流量，系統的總供熱量有減小的趨勢，但熱量調節是一個(gè)過(guò)程，存在一定的滯后時(shí)間，用戶(hù)調節不能一步到位，很難在一段的時(shí)間內調節流量至一合適
值，實(shí)現供需平衡。         
熱量調節對系統的水力工況有較大的影響。系統運行穩定時(shí)，各用戶(hù)的流量恒定，此時(shí)調節熱量，引起系統流量波動(dòng)，各用戶(hù)流量也會(huì )變化，即系統進(jìn)行流量再分配。在實(shí)際運行中，水力工況變化比較復雜，每個(gè)用戶(hù)的流量波動(dòng)都會(huì )引起整個(gè)系統的水力工況變化。 2 供水定壓力控制        
 用戶(hù)通過(guò)調節散熱器的流量的大小來(lái)調節散熱器的散熱量多少，當許多用戶(hù)調節自己的流量后，整個(gè)熱網(wǎng)的流量和供熱量也將隨之變化。此時(shí)，熱源如何調節才能適應這種變化成為人們關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。熱作為一種商品，供熱公司應保證足夠的熱量以供用戶(hù)購買(mǎi)。因此熱網(wǎng)調節的原則是在保證充分供應熱量的基礎上盡量降低成本。為了保證充分供應，就要保證在任何時(shí)候用戶(hù)都有足夠的資用壓頭。為此，可采用圖# 所示的供水定壓力控制方法。 （1）二次管網(wǎng)供水溫度的調節        
 熱力站供暖系統中，換熱器換熱面積不變，當系統中某個(gè)用戶(hù)調節流量后，二次管網(wǎng)的流量發(fā)生變化，但一次管網(wǎng)的流量、供水溫度并沒(méi)有發(fā)生變化，這樣，二次管網(wǎng)的供水溫度就要隨之發(fā)生變化。當二次管網(wǎng)的供水溫度發(fā)生變化后，對于那些沒(méi)有進(jìn)行調節的用戶(hù)，雖然散熱器流量沒(méi)有發(fā)生變化，其室內溫度也要發(fā)生變化。所以，應保證二次管網(wǎng)供水溫度只與室外溫度有關(guān)，而不隨用戶(hù)調節流量有所改變。對于二次管網(wǎng)供水溫度的調節，可通過(guò)調節一次管網(wǎng)的流量來(lái)實(shí)現，而調節閥的動(dòng)作是由氣溫補償器來(lái)控制的。氣溫補償器給出隨室外溫度變化的水溫調節曲線(xiàn)，對應一個(gè)室外溫度，有一個(gè)供水溫度的給定值，當實(shí)際供水溫度低于或高于該值時(shí)，自動(dòng)控制調節閥，調節一次管網(wǎng)的流量，進(jìn)而調節二次管網(wǎng)的供水溫度。 
（2）二次管網(wǎng)的供水定壓力控制         為了適應用戶(hù)調節所帶來(lái)的總供熱量的隨機變化，二次管網(wǎng)可采用供水定壓力控制。即把熱網(wǎng)供水主干管上的某一點(diǎn)選作壓力控制點(diǎn)（該點(diǎn)必須能反映整個(gè)系統狀態(tài)的變化趨勢），在運行時(shí)使該點(diǎn)的壓力保持不變。當用戶(hù)調節導致熱網(wǎng)流量增大后，壓力控制點(diǎn)的壓力必然下降，這時(shí)調高熱網(wǎng)循環(huán)水泵的轉速，使該點(diǎn)的壓力又恢復到原來(lái)的設定值，從而保持壓力控制點(diǎn)的壓力不變。這種控制方法涉及到如何選擇合適的控制點(diǎn)以及如何確定控制點(diǎn)設定值的問(wèn)題。在實(shí)際情況中，管路的實(shí)際阻力系數并不等于設計值，且系統參數波動(dòng)的隨機性很大，所以很難進(jìn)行定性的分析，只有結合具體工程和系統來(lái)確定控制點(diǎn)的位置和設定值的大小。一般來(lái)講，最遠端的支路所要求的資用壓頭最大，則可把該支路供水入口處作為壓力控制點(diǎn)。國外有一種經(jīng)驗的確定方法，就是把壓力控制點(diǎn)設置在主干管上。