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简析分户热计量

 昵称27427779 2015-12-04
户热计量的概念和形式

分户计量的目的:提高用户的热舒适性,根据需要对室温进行自主调节、计量。

分户计量的室内设计温度:分户计量供暖系统的设计室温比常规供暖系统有所提高。

目前,普遍认可的是分户计量供暖系统的室内设计温度比现行国内标准高2℃。按此规定设计热负荷会提高7~11%。

户间热负荷计算

户间热负荷:分户计量供暖系统有一定的自主选择室内供暖温度的功能。这就会出现在运行过程中由于人为节能所造成的邻户、临室传热。为了避免随即的邻户传热影响,房间热负荷必须考虑由于分室调温而出现的温度差而引起的邻户传热量,即称户间传热量

分户计量热负荷计算:

户间热负荷的计算:目前规范还未给出统一的户间传热计算方法。一些地方规程中对此作了较具体的规定。较多使用的方法是按实际可能出现的温差计算传热量,然后考虑可能同时出现的概率。

北京市户间热负荷计算原则

1.对于集中供暖用户,不采用地暖时,按6℃温差计算户间楼板和隔墙的传热量;采用地暖时,按8℃温差计算。

2.采用分户独立热源的用户,因间歇供暖的可能性更大,户间传热热负荷温差宜按10℃计算。

3.以各户间传热量总和的适当比例作为户间总传热热负荷,一般可取50%;而顶层或底层垂直方向因只向下或向上传热,故考虑较大概率,可取70~80%。

4.户间传热量不宜大于房间基本供暖热负荷的80%。

分户计量水暖系统布置

设置分户计量供暖系统的目的:

1.按实际耗热量计费

2.节约能源

3.满足用户对供暖系统多方面的功能要求。

分户计量系统与常规系统的区别:

1.分户计量供暖系统应便于分户管理及分户分室控制、调节供热量—即调节室温。

2.垂直式系统,一个用户由多个立管供热,在每一个散热器支管上安装热表来计量,不仅使系统复杂、造价过高,而且管理不便,因此不能广泛使用。


共用立管分户计量供暖系统的共同特点:

1.每户管道的起、止点安装关断阀和其中之一处安装调节阀。

2.应设置热表和温控装置。热表一般安装在用户进口处 。

集中住宅分户计量热水供暖系统(热量表和热量分配表方式)

热量表分户计量供暖系统。

一般为共用立管分户独立供暖系统。有利于解决垂直失调,共用立管及热表应设置在楼梯间的管道井内,分为建筑物内共用供暖系统和户内供暖系统。建筑物内共用供暖系统由建筑物热力入口装置、建筑物内共用供回水水平干管和各用户共用共回水立管组成。

a建筑热热力入口装置:


户内供暖系统


户内供暖系统形式

分户水平单管系统-经济型建筑

分户水平双管系统-一般建筑

分户水平单双管系统 -跃层式建筑

分户水平放射式系统-高档建筑


分户水平单管系统与以往水平式系统的区别:

水平支路长度仅限于一个住户之内;

能过分户计量和调节供热量;

可分室改变供热量,满足不同的室温要求。

分户水平单管系统形式

水平顺流同程式系统

水平跨越同程式系统

水平顺流同程式系统特点:分户计量、可分户调节、不能分室调节。

水平跨越同程式系统特点:分户计量、可分户调节、分室调节、可安装温控阀,实现房间温度自动调节。

分户水平单管系统优缺点:布置管道方便、节省管材、排气不甚容易(排气可通过:跑风(手动),造价低;或串联空气管(自动排气阀),造价高)。

分户水平双管系统

分户水平双管系统见上图。可分户计量,分室调节。与单管系统相比,耗费管材多。

分户水平单双管系统:适用于面积较大的户型以及跃层式建筑。

分户水平放射式系统:水平放射式系统在每户的供热管道入口处设置小型分水器和集水器,每组散热器并联设置,从分水器引出的散热器支管是辐射状埋地敷设(故又称章鱼式)至各组散热器。

分户水平放射式系统特点:可分户计量、可分室调节、可安装温控阀自动控制温度、排气不易。

管道布置及用户系统的热力入口

管道布置:

每户的阀门热表入口设备及供回水立管宜设置于管道井内。

管道井宜设检查门以便管理。

户内功能管道布置可明装,条件许可时最好暗埋布置。但暗埋管不应有接头,且宜外加塑料套管。

暗埋管材管材选择:

交联铝塑复合管。简称铝塑管,用XPAP标记。

聚丁乙烯管,用PB标记。

交联聚乙烯管,用PE-X标记。

无规共聚聚丙烯管,用PP-R标记。

嵌段共聚聚丙烯管,用PP-C标记,较适用于低温热水地暖系统。

分户热计量有较多的形式,概括起来主要有一下几种:

(1)竖井内双管式,户内水平串联,入口设热水表、锁闭阀,每组散热器需设跑气器。(2)竖井内双管式,户内水平并联,入口设热表、锁闭阀,每个散热器均设温控阀。(3)竖井内双管式,户内水平跨越式串联,入口设热量表、锁闭阀,每个散热器均设温控阀。(4)户内双管水平并联,每户设热量表、锁闭阀,散热器设温控阀。(5)竖井内双管式,户内陆板辐射采暖,每户设热量表、锁闭阀,散热器设温控阀、分集水器。


几种热计量方法与特点比较

目前常见热计量方法种类:


居住模式的差异,造成两个突出问题:

1.建筑端部顶层耗热多的问题。

相同室温,中间用户:顶层端部用户=1:2.5

2.户间传热问题。


户用热量表直接计量


优点:读数直观,容易理解;

缺点:建筑端部顶层耗热多和户间传热问题突出;

目前的流量计孔径小,流动阻力大,长期运行大量出现堵塞、损坏现象;仪表运行部件难以满足高水温使用环境,影响正常供热和数据丢失《供热计量技术规程》

按照《计量法》,进行结算的热量计需要定期标定,大规模的使用有很多实际操作的困难;

不适用单管串联系统,而中国大部分北方地区既有建筑户内采用的是单管串联方式,由此造成户内管网改动非常大;作弊。

主要应用于单体别墅式的私人住宅(芬兰、德国、奥利地等)

近年来开始应用于公寓式建筑,但上述问题没有突出

围护结构保温较好,由于楼内位置的差异引起的最终热费差异较小

采暖热费占居民收入的比例较小,就不会引起用户较大的关注

采暖+生活热水的总热费:仅占用户收入的2%~5%

中国仅采暖费就可以达到居民年收入的10%~30%

耗热量修正:欧洲仍有争议,也不是统一的做法

丹麦、波兰和瑞典采用。丹麦和波兰简单修正;瑞典定义了一套复杂的修正方法;德国不修正

公寓的收费管理模式的差异

热费结算分两个环节,可以协商。

热量表分摊法


户用热量值不作为热费计算的依据,而是作为分摊的依据,热量计算在楼栋入口。

优缺点

1.除不用定期检定外,和户用热量表直接计量相同;

2.投资增加。

散热器热分配法


原理:每组散热器上安装一个散热器热分配计,各户通过读取分配表的读数,得出各组散热器散热量的比例关系,对总热量进行分摊的方法。

蒸发式热分配表


原理:散热器的温度使管内的液体挥发,温度越高,挥发越多,表征该散热器散热多。

蒸发式热分配计的优缺点:

优点

既有建筑改造方便,不必改成分户分环水平系统;

采用蒸发式热分配计法安装简单,价格较低。

缺点

楼头屋顶,户间传热仍存在

开窗会造成分摊值反而减小

适用范围有限。一定形式的散热器系统

正确安装位置十分重要,尤其是低温供热系统

散热器的平均温度必须保证在一定范围之内,否则带来的误差较大

专业公司统一管理和服务,其投资成本和管理费都较高。

双传感器电子式热分配计

电子式热分配计法由于同时测量室内温度,可以有效的抑制用户开窗,计量精度高于蒸发式热分配计,但价格较高,同样的计量精度受安装质量影响仍较大,也只适用于一定形式的散热器,适用范围与蒸发式热分配计相同。

流温法


原理:认为流量的比例不变,利用超声波流量计事先测算出每个立管或支路的流量比例关系,测量散热器进出口温差计算出每组散热器的散热量,对楼栋总热量进行用户热分摊,调节方法是散热器入口的三通阀。

主要应用单管垂直系统。

通断调节方法

位式通断调节


散热器热惯性远大于风机盘管,这样大的惯性使得调节容易滞后,导致室温超调。

智能通断调节方法


由用户设定温度与室内实际温度之差及其变化确定一个周期内阀门开启的时间比例(阀门开启占空比);

根据每个周期要求的时间比例“开/闭”阀门。

末端通断调节与热分摊技术


系统构成

1.建筑物热入口安装热量计

2.在各户的分支支路上安装可通断控制的阀门

3.记录和统计各户阀门的接通时间。

分户热计量存在的主要技术问题

所有的方法都是围绕如何计量进行研究

似乎一个有效的收钱方式就可以节能,忽视与室温调控的一系列问题:

1.无法实现单管串联系统的调节,系统改造安装困难;

2.调节范围有限,需要精细的热源和外网的控制;

3.每个散热器必须安装一个,投资高;

4.流通截面小,易堵塞;

5.不适合地板辐射系统。

为追求所谓的“公平”,甚至违背节能的初衷。


用户不能够接受,貌似“公平”的一些方法,实际存在很多的不合理

“建筑端部、顶层耗热量大”问题

“户间墙传热”问题

计量器具在应用中的一些问题

机械式户用表损坏严重、故障率高,超声波户用表价格昂贵

热分配表安装要求高、适用范围窄。

四种分户热计量方法比较



原理和类型

优点

缺点

散热器热分配计法

利用散热器热分配计所测量的每组散热器的散热量比例关系,对建筑的总供热量进行分摊。有蒸发式、电子式及电子远传式三种。

安装简单,适用于新建和改造的散热器供暖系统,对于既有供暖系统的热计量改造比较方便、灵活性强。

其前提是热分配计和散热器需要在实验室进行匹配试验,得出散热器的对应数据才可应用,中国散热器型号种类繁多,给分配计的检定工作带来了不利因素。需要入户安装和每年抄表换表等。

户用热量表法

机械式、电磁式、超声波式

计量的是系统供热量,比较直观,容易理解

投资高或者故障率高,故障率主要有两个方面:水质处理不好容易堵塞;仪表运动部件难以满足供热系统水温高、工作时间长的使用环境。

流量温度法

利用每个立管或分户独立系统与热力入口流量之比相对不变的原理,结合现场测出的流量比例和各分支三通前后温差,分摊建筑的总供热量。流量比例是每个立管或分户独立系统占热力入口流量的比例。

适合既有建筑垂直单管顺流式系统的热计量改造,还可用于共用立管的按户分环供暖系统,也适用于新建建筑散热器供暖系统。它计量的是系统供热量,比较容易为业内人士接受,计量系统安装的同时可以实现室内系统水力平衡的初调节及室温调控功能。

前期计量准备工作量较大。

通断时间面积法

以每户的供暖系统通水时间为依据,分摊建筑的总供热量。

应用较直观,可同时实现温室控制功能,使用按户分环、室内阻力不变的供暖系统。

不能实现分室的温控,它测量的不是供热系统给予房间的供热量,而是根据供暖的通断时间再分摊总热量,二者存在着差异,如散热器大小匹配不合理,或者散热器堵塞,都会对测量结果产生影响,造成计量误差。

本比较表不代表暖通南社立场。

几种控制方式的概念

室内恒温控制

对于地板辐射采暖系统,室内恒温控制改造,采用在管道井内安装地暖专用恒温控制阀,并选择典型室内温控点,安装温控器。

气候补偿自动控制

指的是供热系统能够跟随室外气候温度的变化,自动调节二级网系统的供热温度,从而调节一级网的供热量,避免供热过量,在满足供热舒适度的前提下,实现节约用热的目的。

分时段供热控制

指的是根据建筑的实际情况(如住宅楼或是办公楼),设定分时段供热,在不用热的时间段内,系统可以自动停止供热或进入防冻运行,以节省用热;系统可以根据既定的程序,自动切换运行。

变频流量控制

指的是对循环水泵实行变频控制,主要目的是节电。特别是实行分户热计量和室内温控以后,用户实现自主调节,二级网系统处于变流量运行,系统将自动根据负荷的变化,调整水泵电机转速,使系统处于最佳水力状况,避免浪费,最大限度节省能耗。

安全自动控制

在上述节能改造的同时,实现对站房无人值守的安全自动控制,包括:低压安全保护、高温安全保护、断电复位保护等。


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