熱計量

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，供熱介質(zhì)傳輸?shù)臒崃?，可表示?

Q1-2=M(h1-h2)=ρqvΔh

式中M為供熱介質(zhì)的質(zhì)量流量;qv為供熱介質(zhì)的體積流量;ρ為供熱介質(zhì)的密度;h1、h2為供熱介質(zhì)流出和流進(jìn)被計量對象(鍋爐、熱用戶、換熱器等)的焓值;Q1-2為單位時間內(nèi)，供熱介質(zhì)通過被計量對象所得到的(當(dāng)Δh>0時)或放出的(當(dāng)Δh<0時)熱量。將上式積分,就可以求得在一段時間內(nèi)的累計熱量值(或積算熱量值)。

完整的熱計量系統(tǒng)應(yīng)包含供熱介質(zhì)的流量變換裝置、溫度計和指示積算熱量的儀表，簡稱熱量表或熱表。從結(jié)構(gòu)上，它可分為將流量變換裝置和熱量指示積算單元組成一體的整體型熱量表和將兩者分開的分離型熱量表。前者主要是機械-電氣式熱量表，因其結(jié)構(gòu)緊湊，故在家庭用的熱計量中普通采用。后者主要是近十多年發(fā)展起來的電子式熱量表。帶有微處理器的熱量表也已問世，并已用于供熱系統(tǒng)的熱計量。

熱計量是城市集中供熱系統(tǒng)中，對供熱介質(zhì)從熱源得到的熱量或用戶消耗的熱量所進(jìn)行的計量。

溫控閥是供暖系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)最主要調(diào)節(jié)設(shè)備，一個供暖系統(tǒng)不設(shè)置溫控閥就不能稱之謂熱計量收費系統(tǒng)。城市集中供熱系統(tǒng)中，對供熱介質(zhì)從熱源得到的熱量或用戶消耗的熱量所進(jìn)行的計量。熱計量的目的主要是確定生產(chǎn)或消耗的熱能數(shù)量，從而監(jiān)督和計算熱源設(shè)備(鍋爐或換熱器等)的效率或作為向熱用戶收取用熱費用的依據(jù)。熱計量對加強供熱的科學(xué)管理，節(jié)約能源，具有十分重要的意義。

2010年，北京市人民政府發(fā)布《北京市人民政府辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)公共機構(gòu)供熱計量改造工作的通知》。

供熱設(shè)施進(jìn)行熱計量改造后，供熱入戶閥門上都安裝了一個自動調(diào)控裝置，當(dāng)室內(nèi)溫度到達(dá)一定的程度，該閥門就會慢慢關(guān)閉，待室溫降下來了之后，閥門又會自動開啟;如果用戶覺得溫度太高了不適應(yīng)，則同樣可以通過溫控閥門自行調(diào)節(jié)溫度，直到合適的溫度為止。

據(jù)北京金房暖通供暖工程師介紹，實施熱計量改造后能減少能量消耗，對于用戶來講，家中供熱過程中的消耗減少，就是為用戶節(jié)省金錢，減少不必要的花費。實施熱計量供熱后的收費方式與傳統(tǒng)的還不同，熱計量實行的是"兩部制"收費方式，就是基本價格加上計量價相結(jié)合，基本價是按照供熱面積征收的，而計量價就是按照用戶實際用量來征收，此收費方式更加合理，用戶最終的花費也比傳統(tǒng)的方式要實惠。

對于近兩年大規(guī)模實施的熱計量改造，截止到本供暖季，全市共有約1.37億平方米供熱面積實行了供熱計量收費，其中居民供熱面積達(dá)到6700萬平方米，占居民總供熱面積的10%。供熱熱計量改造工作的繼續(xù)開展，尤其針對一些老舊建筑，能耗巨大，加快熱計量改造的腳步。熱計量改造不僅增強了北京老百姓的節(jié)能意識，節(jié)省了不必要的花費，也加強了供熱的科學(xué)管理，節(jié)能降耗，對民生與環(huán)保都具有十分重要的意。

供熱計量技術(shù)規(guī)程

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條文說明

目 次

1 總則

2 術(shù)語

3 基本規(guī)定

4 熱源和熱力站熱計量

4.1 計量方法

4.2 調(diào)節(jié)和控制

5 樓棟熱計量

5.1 計量方法

5.2 調(diào)節(jié)和控制

6 分戶熱計量

6.1 一般規(guī)定

6.2 散熱器熱分配計法

6.3 戶用熱量表法

7 室內(nèi)供暖系統(tǒng)

7.1 系統(tǒng)配置

7.2 系統(tǒng)調(diào)控

1 總 則

1.0.1 供熱計量的目的在于推進(jìn)城鎮(zhèn)供熱體制改革，在保證供熱質(zhì)量、改革收費制度的同時，實現(xiàn)節(jié)能降耗。室溫調(diào)控等節(jié)能控制技術(shù)是熱計量的重要前提條件，也是體現(xiàn)熱計量節(jié)能效果的基本手段?！吨腥A人民共和國節(jié)約能源法》第三十八條規(guī)定:國家采取措施，對實行集中供熱的建筑分步驟實行供熱分戶計量、按照用熱量收費的制度。新建建筑或者對既有建筑進(jìn)行節(jié)能改造，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定安裝用熱計量裝置、室內(nèi)溫度調(diào)控裝置和供熱系統(tǒng)調(diào)控裝置。因此，本規(guī)程以實現(xiàn)分戶熱計量為出發(fā)點，在規(guī)定熱計量方式、計量器具和施工要求的同時，也規(guī)定了相應(yīng)的節(jié)能控制技術(shù)。

5 供熱計量技術(shù)規(guī)程

1.0.2 本規(guī)程對于新建、改擴(kuò)建的民用建筑，以及既有民用建筑的改造都適用。

1.0.3 本規(guī)程在緊緊圍繞熱計量和節(jié)能目標(biāo)的前進(jìn)下，留有較大技術(shù)空間和余地，沒有強制規(guī)定熱計量的方式、方法和器具，供各地根據(jù)自身具體情況自主選擇。特別是分戶熱計量的若干方法都有各自的缺點，沒有十全十美的方法，需要根據(jù)具體情況具體分析，選擇比較適用的計量方法。

2 術(shù) 語

2.0.4 熱量計量裝置包括用于熱量結(jié)算的熱量表，還有針對若干不同的用戶熱分?jǐn)偡椒ㄋ捎玫膬x器儀表。

2.0.5 熱量測量裝置包括符合《熱量表》CJ 128產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的熱量表，也包括其他的用戶自身管理使用的不作結(jié)算用的測量熱量的儀表。

2.0.6 分戶熱計量從計量結(jié)算的角度看，分為兩種方法，一種是采用樓棟熱量表進(jìn)行樓棟計量再按戶分?jǐn)?另一種是采用戶用熱量表按戶計量直接結(jié)算。其中，按戶分?jǐn)偟姆椒ㄓ钟腥舾煞N。本術(shù)語條文列出了當(dāng)前應(yīng)用的四種分?jǐn)偡椒ǎ琶环窒群?，其工作原理分別如下:

散熱器熱分配計法是通過安裝在每組散熱器上散熱器熱分配計(簡稱熱分配計)進(jìn)行用戶熱分?jǐn)偟姆绞健?/p>

流量溫度法是通過連續(xù)測量散熱器或共用立管的分戶獨立系統(tǒng)的進(jìn)出口溫差，結(jié)合測算的每個立管或分戶獨立系統(tǒng)與熱力人口的流量比例關(guān)系進(jìn)行用戶熱分?jǐn)偟姆绞健?/p>

通斷時間面積法是通過溫控裝置控制安裝在每戶供暖系統(tǒng)入口支管上的電動通斷閥門，根據(jù)閥門的接通時間與每戶的建筑面積進(jìn)行用戶熱分?jǐn)偟姆绞健?/p>

戶用熱量表法是通過安裝在每戶的戶用熱量表進(jìn)行用戶熱分?jǐn)偟姆绞?，采用戶表作為分?jǐn)傄罁?jù)時，樓棟或者熱力站需要確定一個熱量結(jié)算點，由戶表分?jǐn)偪偀崃恐?。該方式與戶用熱量表直接計量結(jié)算的做法是不同的。采用戶表直接結(jié)算的方式時，結(jié)算點確定在每戶供暖系統(tǒng)上，設(shè)在樓棟或者熱力站的熱量表不可再作結(jié)算之用;如果公共區(qū)域有獨立供暖系統(tǒng)，應(yīng)要考慮這部分熱量由誰承擔(dān)的問題。

2.0.7 室溫調(diào)控包括兩個調(diào)節(jié)控制功能，一是自動的室溫恒溫控制，二是人為主動的調(diào)節(jié)說定溫度。

3 基 本 規(guī) 定

3.0.1 本條是強制性條文。根據(jù)《中華人民共和國節(jié)約能源法》的規(guī)定，新建建筑和既有建筑的節(jié)能改造應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定安裝用熱計量裝置。目前很多項目只是預(yù)留了計量表的安裝位置，沒有真正具備熱計量的條件，所以本條文強調(diào)必須安裝熱量計量儀表，以推動熱計量工作的實現(xiàn)。

3.0.2 本條是強制性條文。供熱企業(yè)和終端用戶間的熱量結(jié)算，應(yīng)以熱量表作為結(jié)算依據(jù)。用于結(jié)算的熱量表應(yīng)符合相關(guān)國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，且計量檢定證書應(yīng)在檢定的有效期內(nèi)。

3.0.3 《中華人民共和國計量法》等九條規(guī)定:縣級以上人民政府計量行政部門對社會公用計量標(biāo)準(zhǔn)器具，部門和企業(yè)、事業(yè)單位使用的最高計量標(biāo)準(zhǔn)器具，以及用于貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測方面的列入強制檢定目錄的工作計量器具，實行強制檢定。未按照規(guī)定申請檢定或者檢定不合格的，不得使用。實行強制檢定的工作計量器具的目錄和管理方法，由國務(wù)院制定。其他計量標(biāo)準(zhǔn)器具和工作計量器具，使用單位應(yīng)當(dāng)自行定期檢定或者送其他計量檢定機構(gòu)檢定，縣級以上人民政府計量行政部門應(yīng)當(dāng)進(jìn)行監(jiān)督檢查。

依據(jù)《計量法》規(guī)定，用于熱量結(jié)算點的熱量表應(yīng)該實行首檢和周期性強制檢定，不設(shè)置于熱量結(jié)算點的熱量表和熱量分?jǐn)們x表如散熱器熱分配計應(yīng)按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，具備合格證書和型式檢驗證書。

3.0.4 熱計量和節(jié)能改造工作應(yīng)采用技術(shù)和管理手段，不能一味為了供熱節(jié)能、而犧牲了室內(nèi)熱舒適度，甚至造成室溫不達(dá)標(biāo)。當(dāng)然，室內(nèi)溫度過高是不合理的，在改造中沒有必要保持原來過高的室溫。

6 供熱計量技術(shù)規(guī)程

3.0.5 只有在水力平衡條件具備的前提下，氣候補償和室內(nèi)溫控計量才能起到節(jié)能作用，在熱源處真正體現(xiàn)出節(jié)能效果;這些節(jié)能技術(shù)之中，水力平衡技術(shù)是其他技術(shù)的前提;同時，既有住宅的室內(nèi)溫控改造工程量較大，對居民的生活干擾也比較大，應(yīng)在供熱系統(tǒng)外網(wǎng)節(jié)能和建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫節(jié)能達(dá)標(biāo)的前提下開展進(jìn)行。

本條文提倡在改造工程中熱計量先行，是為了對于改造效果加以量化考核，避免虛假宣傳等行為，鼓勵節(jié)能市場公平，為能源服務(wù)創(chuàng)造良好的市場條件。同時，在關(guān)注熱量計量的同時，還應(yīng)該關(guān)注熱源的耗水、耗電的分項計量工作。

3.0.6 熱量表的選型，不可按照管道直徑直接選用，應(yīng)按照流量和應(yīng)降選用。理論上講，設(shè)計流量是最大流量，在供熱負(fù)荷沒達(dá)到設(shè)計值時流量不應(yīng)達(dá)到設(shè)計流量。因此，熱量測量裝置在多數(shù)工作時間里在低于設(shè)計流量的條件下工作，由此根據(jù)經(jīng)驗本條文建議按照80%設(shè)計流量選用熱量表。目前熱量表選型時，忽視熱量表的流量范圍、設(shè)計壓力、設(shè)計溫度等與設(shè)計工況相適應(yīng)，不是根據(jù)儀表的流量范圍來選擇熱量表，而是根據(jù)管徑來選擇熱量表，從而導(dǎo)致熱量表工作在高誤差區(qū)。一般表示熱量表的流量特性的指標(biāo)主要有起始流量qVm(有的資料稱為最小流量);最小流量qVt,即最大誤差區(qū)域向最小誤差區(qū)域過渡的流量(有的資料稱為分界流量);最大流量qVmax,額定流量或常用流量qVc。選擇熱流量表，應(yīng)保證其流量經(jīng)常工作在qVt與qVn之間。機械式熱量表流量特性。

流量傳感器安裝在回水管上，有利于降低儀表所處環(huán)境溫度，延長電池壽命和改善儀表使用工況。曾經(jīng)一度有觀點提出熱量表安裝在供水上能夠防止用戶偷水，實際上僅供水裝表既不能測出偷水量，也不能挽回多少偷水損失，還令熱量表的工作環(huán)境變得惡劣。

本條文規(guī)定熱量表存儲當(dāng)?shù)毓┡竟┡鞌?shù)的日供熱量的要求，是為了對供暖季運行管理水平的考核和追溯。在住戶和供熱企業(yè)對供暖效果有爭議的情況下，通過熱量表可以進(jìn)行追溯和判定，這種做法在北京已經(jīng)有了成功的案例;通過室外實測日平均溫度記錄和日供熱量記錄的對照，可以考核供熱企業(yè)的實際運行是否按照氣象變化主動調(diào)節(jié)控制本條文建議熱量表具有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳擴(kuò)展功能，也是為了監(jiān)控、管理和讀表方便的需要。

通常情況下，為了滿足儀表測量精度的要求，需要有對直管段的要求。有些地方安裝熱量表雖然提供了直管段，但是把變徑段設(shè)在直管段和儀表之間，這種做法是錯誤的。目前有些熱量表的安裝不需要直管段也能保證測量精度，這種方式也是可行的，而且對于供熱系統(tǒng)改造工程非常有用。在儀表生產(chǎn)廠家沒有特別說明史情況下，熱量表上游側(cè)直管段長度不應(yīng)小于5倍管徑，下游側(cè)直管段長度不應(yīng)小于2倍管徑。

在試點測試過程中出現(xiàn)過這種情況，由于熱量表的時鐘沒有校準(zhǔn)一致，致使統(tǒng)計處理數(shù)據(jù)時出現(xiàn)誤差，影響了工作，因此在此作出提醒。

3.0.7 目前偽劣的恒溫控制閥和平衡閥在市場上占有很高比例，很多手動閥門冒充是恒溫控制閥，很多沒有測壓孔和測量儀表的閥門也冒充是平衡閥，這些偽劣產(chǎn)品既不能實現(xiàn)調(diào)節(jié)控制的功能，又浪費了大量能量，本條文提出的目的是要求對此加以嚴(yán)格管理。

3.0.8 當(dāng)前集中供熱水質(zhì)問題比較突出，致使散熱器腐蝕漏水和調(diào)控設(shè)備阻塞等問題頻頻出現(xiàn)，迫切需要制定一個合理可行的標(biāo)準(zhǔn)并加以嚴(yán)格貫徹，有關(guān)系統(tǒng)水質(zhì)要求的國家標(biāo)準(zhǔn)正在制定之中。

4 熱源和熱力站熱計量

4.1 計 量 方 法

4.1.1 熱源包括熱電廠、熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐房和集中鍋爐房;熱力站包括換熱站和混水站。在熱源處計量儀表分為兩類，一類為貿(mào)易結(jié)算用表，用于產(chǎn)熱方與購熱方貿(mào)易結(jié)算的熱量計量，如熱力站供應(yīng)某個公共建筑并按表結(jié)算熱費，此處必須采用熱量表;另一類為企業(yè)管理用表，用于計算鍋爐燃燒效率、統(tǒng)計輸出能耗，結(jié)合樓棟計量計算管網(wǎng)損失等，此處的測量裝置不用作熱量結(jié)算，計量精度可以放寬，例如采用孔板流量計或彎管流量計等測量流量，結(jié)合溫度傳感器計算熱量。

7 供熱計量技術(shù)規(guī)程

4.1.2 本條文建議安裝熱量測量裝置于一次管網(wǎng)的回水管上，是因為高溫水溫差大、流量小、管徑較小，可以節(jié)省計量設(shè)備投資;考慮到回水溫度較低，建議熱量測量裝置安裝在回水管路上。如果計量結(jié)算有具體要求，應(yīng)按照需要選取計量位置。

4.1.3 在熱源或熱力站，連接電源比較方便，建議采用有斷電保護(hù)的市電供電。

4.1.4 在熱源進(jìn)行耗電量分項計量有助于分析能耗構(gòu)成，尋找節(jié)能途徑，選擇和采取節(jié)能措施。

4.2 調(diào)節(jié)與控制

4.2.1 本條是強制性條文，為了有效地降低能源的浪費。過去，鍋爐房操作人員憑經(jīng)驗"看天燒火"，但是效果并不很好。近年來的試點實踐發(fā)現(xiàn)，供熱能耗浪費并不是主要浪費在嚴(yán)寒期，而是在初寒、末寒期，由于沒有根據(jù)氣候變化調(diào)節(jié)供熱量，造成能耗大量浪費。供熱量自動控制裝置能夠根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)供水溫度和流量，實現(xiàn)優(yōu)化運行和按需供熱。

熱源處應(yīng)設(shè)置供熱量自動控制裝置，通過鍋爐系統(tǒng)熱特性識別和工況優(yōu)化程序，根據(jù)當(dāng)前的室外溫度和前幾天的運行參數(shù)等，預(yù)測該時段的最佳工況，實現(xiàn)對系統(tǒng)用戶側(cè)的運行指導(dǎo)和調(diào)節(jié)。

氣候補償器具是供熱量自動控制裝置的一種，比較簡單和經(jīng)濟(jì)，主要用在熱力站。它能夠根據(jù)室外氣候變化自動調(diào)節(jié)供熱出力，從而實現(xiàn)按需供熱，大量節(jié)能。氣候補償器還可以根據(jù)需要設(shè)成分時控制模式，如針對辦公建筑，可以設(shè)定不同的時間段的不同室溫需求，在上班時間設(shè)定正常供暖，在下班時間設(shè)定值班供暖。結(jié)合氣候補償器的系統(tǒng)調(diào)節(jié)做法比較多，也比較靈活，監(jiān)測的對象除了用戶側(cè)供水溫度之外，還可以包含回水溫度和代表房間的室內(nèi)溫度，控制的對象可以是熱源側(cè)的電動調(diào)節(jié)閥，也可以是水泵的變頻器。

4.2.3 水泵變頻調(diào)速控制的要求是為了強調(diào)量調(diào)節(jié)的重要性，以往的供熱系統(tǒng)多年來一直采用質(zhì)調(diào)節(jié)的方式，這種調(diào)節(jié)方式不能很好地節(jié)省水泵電能，因此，量調(diào)節(jié)正日益受到重視。同時，隨著散熱器恒溫控制閥等室內(nèi)流量控制手段的應(yīng)用，水泵變頻調(diào)速控制成為不可或缺的控制手段。水泵變頻調(diào)速控制是系統(tǒng)動態(tài)控制的重要環(huán)節(jié)，也是水泵節(jié)電的重要手段。

水泵變頻調(diào)速技術(shù)日前普及很快，但是水泵變頻調(diào)速技術(shù)并不能解決水泵設(shè)計選型不合理的問題，對水泵的設(shè)計選型不能因為有了變頻調(diào)速控制而予以忽視。

水泵變頻調(diào)速技術(shù)日前普及很快，但是水泵變頻調(diào)技術(shù)并不能解決水泵設(shè)計選型不合理的問題，對水泵的設(shè)計選型不能因為有了變頻調(diào)速控制而予以忽視。

調(diào)送水泵的性能曲線采用陡降型有利于調(diào)速節(jié)能。

目前，變頻調(diào)速控制方式主要有以下三種:

1 控制熱力站進(jìn)出口壓差恒定:該方式簡便易行，但流量調(diào)節(jié)幅度相對較小，節(jié)能潛力有限。

2 控制管網(wǎng)最不利環(huán)路壓差恒定:該方式流量調(diào)節(jié)幅度相對較大，節(jié)能效果明顯;但需要在每個熱力入口都設(shè)置壓力傳感器，隨時檢測、比較、控制，投資相對較高。

3 控制回水溫度;這種方式響應(yīng)較慢，滯后較長，節(jié)能效果相對較差。

4.2.4 本條文的目的是將住宅和公建等不同用熱規(guī)律的建筑在管網(wǎng)系統(tǒng)分開，實現(xiàn)獨立分時分區(qū)調(diào)節(jié)控制，以節(jié)省能量。對于系統(tǒng)管網(wǎng)能夠分開的系統(tǒng)，可以在管網(wǎng)源頭分開調(diào)節(jié)控制，對于無法分開的管網(wǎng)系統(tǒng)，可以在熱用戶熱力入口通過調(diào)節(jié)閥分別調(diào)節(jié)。

4.2.5 過去由于熱力站的人工值守要求和投資成本的增加限制了熱力站的小型化，如今隨著自動化程度的提高，熱力站已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守，同時，組裝式熱力站的普及也使得小型站的投資和占地大幅度下降，開始具備了推廣普及的基礎(chǔ)。隨著建筑節(jié)能設(shè)計指標(biāo)的不斷提高，特別是在居住建筑實行三步節(jié)能之后，小型站和分級泵將成為一個重要的發(fā)展方向。