分户计量技术

第四节　分户计量技术

分户计量是指以住宅的户(套)为单位，通过增加锁闭调节阀门及热计量装置分别计量向户内供给的供暖热量。《中华人民共和国节约能源法》第三十八条明确规定:国家采取措施，对实行集中供热的建筑分步骤实行供热分户计量、按照用热量收费的制度。新建建筑或者对既有建筑进行节能改造，应当按照规定安装用热计量装置、室内温度调控装置和供热系统调控装置。在传统供热系统中，用户处于被动状态，室内温度由供热单位进行调节，这种单一调节不能满足用户的不同需要。实施供热计量就可以满足用户根据自身要求，利用室内温度控制装置(如暖气温控阀)在一定温度范围内自主调节所需室温。

图4－10　土壤源热泵地板供热系统示意图

一、分户计量概述

1.分户计量的目的

分户计量可以满足用户对热量的个性化需求，合理地设定与保持室内的热环境水平，激励、提高人们的节能意识，促进行为节能的发展，取得最大的节能效果，并且确保供暖费用公平合理的分摊，并对供热单位实现有效的监督及合理的结算。当然由于供暖的特殊性，导致了计量的分摊性。它无法像水、电和气那样精确计量其用量，因此收费的合理性只是大致的、相对的。

2.分户计量供暖系统的基本设计原则

分户计量的实质，是如何公平、合理地对建筑物的总热费在用户间进行分摊的问题。因此同一栋建筑物内的用户，如果供暖面积相同，在相同的时间内，若保持基本相同的室内热环境和舒适度，应缴纳相同的热费。如果供给建筑物的热量是所有用户共同消耗的，则热费的支付应由建筑物内所有用户共同承担，此时需要在建筑物的每个供暖入口，必须设置楼前热量表，作为与供热单位结算的依据。设计集中供暖系统时，必须设置分户计量(热量分摊)装置，暂无安装条件时，应顶留安装该装置的位置。室内供暖散热器的接管上，应设置恒温控制阀，或调节性能优良的手动阀，以确保散热器的散热量可以任意设定和调节，室内供暖系统则可以采用任何供暖制式。特别提出的是，分户计量所计的量并不一定要单一地按供暖系统直接消耗的热量来计费。例如在两部热价法的结构下，总热费等于固定热费与实耗热费之和。

3.分户计量方式

分户计量常用方法包括有:楼前热表法、分户热表法、分户热水表法、分配表法、温度法等。

(1)楼前热表法。在建筑物的供暖入口处设置楼前热量表，通过该表测量水的流量与供、回水温度，计算出该供暖系统入口处的总供热量，该系统的用户统一按此总供热量并结合各户的建筑面积进行热费分摊。由于建筑物的朝向、楼层数等会有差异，因此入口所负担的建筑(单元)不应过多。这种方法的优点是简单易行、初投资省，容易实现。缺点是存在一定的平均主义，不利于行为节能的充分发挥。

(2)分户热表法。除在建筑物供暖入口处设置楼前热量表外，在楼内各户的供暖入口处再设置分户热量表。即使面积相同，保持同样的室温，热表上显示的数字会因用户所处位置的不同而不相同，如顶层住户因有屋顶耗热、端头用户因有山墙耗热，在保持同样室温时，散热器必须提供比中间层更多的热量。因此，采用分户用热量表进行分摊时，需将各住户热量表显示的数值，根据最大限度地保持“相同面积的用户，在相同的舒适度的条件下，缴纳相同的热费”的原则，折算为当量热量，并按当量热量进行收费。这种方法的优点是有利于行为节能的发挥与实现，缺点是涉及难以解决的户间传热计算问题，而且供暖系统必须设计成每户一个独立系统的分户循环模式，限制了其他供暖制式的应用与发展。至今我国尚未制定出具体的折算办法，从而造成了热费分摊上的实际困难与混乱。

(3)分户热水表法。这种方法与分户热表法基本相同，差异仅在于以热水表替代了热量表，能节省一定的初投资费用。这种方法的优点是有利于行为节能的发挥与实现，缺点是涉及难以解决的户间传热计算问题，而且供暖系统必须设计成每户一个独立系统的分户循环模式，限制了其他供暖制式的应用与发展。

(4)分配表法。蒸发式分配表充分利用了“分摊”的概念，抓住了影响散热器散热量的最主要因素“散热器平均温度与室温之差”这个关健，以散热器平均温度的高低来近似代表散热器散热量的大小，使问题得到了简化。采用分配表法的主要优点是:①计量值基本不受户间传热的影响，可以免去户间传热的修正。②初投资低。③可适用于任何散热器户内采暖系统形式。采用分配表时的主要缺点是:①安装较复杂，且需要厂家进行热费计算。②计量值不直观，需要入户安装和抄表，电子式热分配表可以数据传送，但价格较高。③每组散热器每年需要更换液管，增加更换费用。

(5)温度法。在建筑物的供暖入口处设置楼前热量表，通过测量热媒水的流量与供、回水温度，计算出该供暖入口的供暖总热量。在每个用户户内各室的内门上部安装一个温度传感器，用来测量室内温度，并通过采集器采集的室内温度经通信线路送到热量采集显示器，热量采集显示器接收来自采集器的信号。并将采集器送来的用户室温送至热量计算分配器。热量计算分配器按收采集显示器、热量表送来的信号后，按照现定的程序将热量进行分摊。

这种方法的出发点是:按照住户等舒适度分摊热费，认为室温与住户的舒适是一致的，如果供暖期的室温维持较高，那么该住户分摊的热费也应该较多。遵循的分摊的原则是，同一栋建筑物内的用户，如果供暖面积相同，在相同的时间内，相同的舒适度应缴纳相同的热费。它与住户在楼内的位置没有关系，不必对住户位置进行修正。

温度法的主要优点是:①计量出的每户热量，是在实际舒适度下的热用户的折算热量，消除了建筑物的位置差别对计量结果的影响。②每户分摊的热量之和等于结算热表计量的结果，不需要考虑管道散热损失的热量。③避免了难以解决的户间传热的计算问题，不管用户是否采暖，均应根据室温的分摊结果缴纳热费。④不需每户测量流量，避免了小口径机械式热量表易堵塞的问题。⑤设备简单、初投资低、使用可靠，易于管理，既适合于新建建筑中应用，也适用于既有建筑改造。

二、分户计量技术要点

1.热负荷的确定

实行分户计量的建筑，供暖热负荷的确定方法与常规系统并无原则上的区别。不过，有些计量方式如分户热表/热水表，在选择确定散热器的散热能力时，应考虑和计算邻室间的传热扳失。

影响邻室传热量的因素很多，而且大多数是随机的，没有固定的变化规律，因此很难进行精确的分析计算，尤其是不供暖房间的自然(原始)温度，更是一个受制于众多因索的变数，根据一般的热平衡概念，几乎无法准确地计算出邻室温度。目前工程设计中，普遍按面积估算法或体积估算法进行近似估算。

(1)面积估算法。

其中: P——同时产生传热的概率系数。一面楼板或隔墙时取0.8;两面楼板或隔墙，一面楼板另一面为隔墙取0.7;两面楼板及一面隔墙，两面隔墙及一面楼板取0.6;两面楼板及两面隔墙0.5;

k_i——室间楼板、隔墙等的传热系数，W/(m²·℃);

Δt——室间传热温差，宜取5～6℃。

(2)体积估算法。

其中: P——同时产生传热的概率系数。一面楼板或隔墙时取2.64;两面楼板或隔墙、一面楼板另一面为隔墙取4.62;两面楼板及一面隔墙、两面隔墙及一面楼板取5.94;两面楼板及两面隔墙6.60;

V——轴线包围的房间体积，m³。

特别指出的是:邻室传热量不应大于房间热负荷的50%，并且邻室传热量仅作为散热器所需提供散热量的增量考虑，不应计入供暖系统热负荷。而且大量的测试证明:邻室间的温差传热量并没有想象的那么大，这是由于存在自然(原始)室温的缘故，所以实测传热量普遍小于按上述两种方法估算得出的数值。

(3)计量装置——分配表。常用的热分配表有两种类型:蒸发式热分配表和电子式热分配表。

1)蒸发式热分配表。表内蒸发液是一种带颜色的无毒化学液体，装在细玻璃管内密闭的容器中，容器表面是防雾透明胶片，上面标有刻度与导热板组成一体，紧贴散热器安装，散热器表面将热量传给导热板，导热板将热量传递到液体管中，管中的液体会逐渐蒸发而减少，可以读出与散热器热量有关的蒸发量。

蒸发式热分配表构造简单，成本低廉，适用于任何供暖系统制式，但测量结果不直观，依靠入口总热量表计量的热量。按每组散热器的蒸发表的液柱高度进行按比例分配换算得出耗热量，且管理工作量大，每年需更换部件。

用蒸发式热分配表计量时，一定要在楼栋入口安装总热量装置，应安装于散热器正面的平均温度处，垂直偏上1/3地方，安装时采用夹具或焊接螺栓的方式将导热板紧贴在散热器表面，散热器外部不能设暖气罩。

2)电子式热分配表。电子式热分配表是在蒸发式分配表的基础上发展起来的计量仪表，它需要同时测量室内温度和散热器的表面温度，利用两者的温差确定其散热量。其造价虽然高于蒸发式分配表，但计量准确，适用于任何供暖系统制式，并且可将多组散热器的温度数据引至户外存储器显示热量读数，因此管理方便，也不需要每年更换部件。

和蒸发式热分配表相同，用电子式热分配表计量时，一定要在楼栋入口安装总热量装置，应安装于散热器正面的平均温度处，垂直偏上1/3地方，安装时采用夹具或焊接螺栓的方式将导热板紧贴在散热器表面，散热器外部不能设暖气罩。

(4)计量装置——热量表。热量表由流量传感器、温度传感器、积分仪三部分组成。流量传感器可测量热介质流过热循环系统体积值，温度传感器可测量计算热循环系统进出口热介质的温差，积分仪可根据流量传感器的体积信号和配套温度传感器的温差信号计算出消耗的热最值。热量表根据流量传感的测量原理分为机械式、超声波式和电磁式3种。

1)机械式。机械式热量表通过叶轮的转速测量热介质的流量。按规格分为小口径(≤40mm)和大口径(≥50mm)两种，大口径的有水平螺翼式和垂直螺翼式;按内部构造分为小口径的有单流束式、多流束式和标准机芯型多流束式三种;按传感器的计数器是否与热水挂触分为干式和湿式两种，干式的叶轮转速是通过磁耦合的方式传递给计数器，而湿式是通过机械连接方式传动，计数器浸在水中。

机械式热量表是应用比较广泛的一种热量表，其存在的缺点是:当系统流量超过热量表公称流量时对表机械有损伤的危险，而且垂直螺翼式仅能够水平安装，热介质不清洁会导致堵塞，并且系统如有气体会影响测量精度。

机械式热量表前保持6～12倍表称直径的直管段，表前应安装过滤器，并尽量安装在回水管上以延长使用寿命。

2)超声波式。超声波式热量表是通过波在热介质中的传输速度按顺水流和逆水流的差异，即“速度差法”而求出热介质流速的方法来测量流量。

超声波式热量表可按表的最大流量进行选型，小流量时精度高。由于表面无可动部件，因此使用寿命长，适用于测量大流量供热系统，但管道中的气泡对测量准确度带来极大的干扰。

超声波式热量表前应有20～30倍表公称直径的直管段，表后10倍直管径，安装在供水、回水管上均可，安较时要求有良好的排气措施。

3)电磁式。电磁式热量表是按法拉第定律，即水流过电磁式产生感应电动势的原理来测量其截止的流量。电磁式热量表与介质的电导率关系很大，对电和电磁干扰十分敏感，信号线不应采用绕圈的方式缩短，并远离干扰源，表内无可动部件，使用寿命长。但脉动流影响非常大，而且气泡和铁锈水含量均会引起测量误差。

电磁式热量表表前后直管段分别不小于表公称直径的10倍和5倍。由于口径缩小1mm会引起1%的测量误差，因此需要严格保证密封垫不得突入管道内，并且安装上要求有排气装置。

(5)计量装置——温度法热量表。温度法热量表是由室温传感器、数据采集器、单元显示器、热量分配器及热力入口的热量表组成。采集器采集的室内温度数据送到热量采集显示器，并将采集器送来的用户室温送至热量计算分配器，按照规定的程序将热量进行分摊。

温度法热量表同时可实时显示每户的平均室温及累计用热量，该法计算出的每户热量是在实际舒适度下热用户的折算热量，消除了建筑物位置差别对计量结果的影响。因此不需要计算户间传热量，设备简单、使用方便、可靠、稳定、容易，适用于公寓式的既有或新建居住建筑中应用，同时为居住小区数字化系统的理想配套设备。但是长时间开窗对计量有影响。

如图4－11所示，设计时数据采集器每户一个，最多可按7个温度传感器，采集器仪表箱可分一梯两户用，采集器如在公共空间明装，应采用带锁箱挂装或嵌墙安装。单元显示器每个单元一个，最多可按24个数据采集器，装在有可视察的仪表中，安装在单元入口便于观察的位置。室温传感器宜嵌墙安装于房间门上方300～500mm处，且应避开阳光直射及其他热源。

(6)水力计算。水力计算与传统方法相同。户内系统包括调节阀和户用热量表在内的计算压力损失，宜控制在15～30kPa范围内。共用立管的自然循环附加压力应计入水力平衡计算，其值可取设计供、回水温度下附加压力值的1/2～2/3。