计量收费范文10篇

计量收费范文篇1

关键词供热单位面积耗热量热计量收费修正系数

1前言

《民用建筑节能管理规定》指出："新建居住建筑的集中供暖系统应使用双管系统，推行温度调节和户用热量计量装置，实行供热计量收费"以及《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》JGJ26-95（以下简称节能标准）规定：在各地1980～1981年住宅通用设计能耗水平基础上节能50%的节能目标。而在现今购房的房价中只考虑楼层的高低、阳光、潮湿等因素的差别对居住条件的影响，并没有考虑在同一建筑中各住房的单位面积耗热量存在差异而引起的住房在今后居住年限内支付的热费的差异。具体的说，由于山墙、顶、地面等公共建筑部分的耗热量客观存在而使具有山墙、顶、地面的房间的耗热量要比没有公共建筑部分的房间耗热量大，而这部分耗热量理应由建筑物内所有用户共同承担。

2计费修正的分析

各住房的实际耗热量包括太阳辐射和温差作用下通过维护结构的传热耗热量和冷风渗透耗热量。传热耗热量可根据节能标准计算。冷风渗透耗热量在节能标准中是对整栋楼的耗热量的估算，至今仍没有较成熟的计算方法来计算各户的冷风渗透耗热量，且住户冷风渗透量大，室内得到的新鲜空气也多。所以，这里只讨论对传热耗热量的修正。

基于公共耗热量共担原则，每个住户的供热费用可表示成以下公式：

（1）

式中：hi----某住户的采暖费，元/a；

c----热价，元/kWh；

----该栋建筑的单位面积平均耗热量，kWh/m2；

si----某住户建筑面积m2。

其中（2）

在式（1）等号右边乘以，将其变型为：

（3）

式中：ωi----某住户单位面积耗热量，kWh/m2；

qi----某住户实际耗热量，即si*ωi，kWh；

βi----某住户传热耗热量修正系数，即。

这样，可根据节能标准计算出某栋建筑平均单位面积耗热量及各个住户的单位面积耗热量从而确定各住户耗热量修正系数，带入公式（3）既可得到各个住房应交的供热费用。

而城市供热是由热源、热网、热用户（室内采暖系统）组成的庞大、封闭、复杂的循环系统，无论用户是否用热或用热量多少，都要进行维修和管理。供热系统建设、维修、管理而投入的资金以用户热费中固定费用来收取。供热系统向用户供热，还要消耗一定量的燃料、电力、水和劳动力，供热部门为此投入资金以变动费用的形式向用户收取。这样，用户热费分为两部分：固定比例费用和变动比例费用。固定比例越大对供热企业保证运营有利，变动比例越大对用户节能有利。根据国外经验，固定比例一般取30%～50%，变动比例一般取70%～50%。那么，供热收费的计算公式可表示为：

（4）

将公式（4）变型为：（5）

即（6）

式中：H----该栋楼总的采暖费，元/a；

----某住房按平均单位面积耗热量计算出的耗热量，kWh；

n----固定费用比例百分数，%。

从式（6）可看出：固定比例费用是某栋建筑n%的总供热费用按住户面积分摊得出的部分，而这部分费用不存在由于房间楼层、位置不同而引起的单位面积耗热量差异的影响。变动比例费用则是某栋建筑1-n%的总供热费用按住户实际耗热量分摊而得出。显然，处于不利位置的住户与处于有利位置的住户保持相同室内温度时，单位面积耗热量存在较大差异，而这一差异是建筑本身的特点造成的。

与（3）式相比，固定比例费用部分是已修正了的住户实际耗热量，也就是说，固定比例费用的收取宏观而言是供热系统建设、维修、管理投入资金的回收，而对收费系统客观的充当了住房实际供热费的修正。但它仅是部分修正。那么，在实际操作过程中，修正与否又如何取值？下面举个例子进行说明：

3实例分析

天津市某节能住宅，南北朝向，六层，三个单元，标准层平面图如图1。

图1某住宅标准层平面图

每户建筑面积为76.56m2，层高2.8m，外墙平均传热系数为0.77，屋面传热系数为0.74，外窗采用的是塑钢单框双玻中空玻璃。固定比例假设位50%，则供热计量收费修正系数计算结果见表1。

供热计量收费修正系数表表1住户编号建筑面积

（m2）耗热量

（W）单位面积耗热量

（W/m2）平均单位面积耗热量

（W/m2）修正系数

βi计算耗热量

n=50%

10176.561764.512315.240.661465.8

10276.561258.7116.4415.240.931212.9

201～50176.561193.5115.5915.240.981180.3

202～50276.56787.2110.2815.241.48977.1

60176.562154.7128.1415.240.541660.9

60276.561748.4122.8415.240.671457.7

3.2根据节能标准，计算得出各住房的传热耗热量及单位面积耗热量。并带入公式（2）可算出整栋楼房平均单位面积耗热量。

3．3由βi的定义，计算各住户的修正系数。

当n=50%时，在不修正的前提下，根据公式（6）可得出各住户热费分两部分收取后实际计算的耗热量。将以上所得数据填入供热计量收费修正系数，见表1。

从表1可以看出，各个房间因所处建筑物位置的不同修正系数不同。有的房间修正系数接近1（如102、201～501），当用户热费分为两部分时，这类房间不需要再进行修正。有的房间修正系数并不接近1（如101、202～502、601、601），即使用户热费分固定热费和变动热费两部分，它与修正后的值仍会有一定的差距。然而，由于供热费用本身是一项复杂系统工程，现在，仍处于初级阶段，为便于实际操作可简化处理，统一不予修正。但可以给予适当的补偿。

4结论

（1）由于供热计费分为固定比例费用和变动比例费用两部分，n%的耗热量所交的费用相当于对实际耗热量按面积平均分析在各住户中。

（2）进行修正时，由于n的存在，房间耗热量大的住户比表计热量少计算了热量，而房间耗热量小的住房比表计热量多计算了热量，并趋于平均。

（3）在计量收费初级阶段，由于建筑物结构多样化，认识上也有很大的分歧，修正总是变得更加复杂，可以暂用固定热费部分来弥补并在特殊情况进采取减免等其他措施。

参考文献

1陆耀庆，实用供热空调设计手册。北京：中国建筑工业出版社，1994

2杨善勤，民用建筑节能设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1997

3中国建筑科学研究院主编，民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（JGJ26-95），1995

4吴继承，采暖耗热量分户计量对房价影响的分析，《哈尔滨建筑大学学报》，2000

计量收费范文篇2

关键词：供热系统计量收费遗传算法

供热系统计热量收费势在必行。然而由于社会、管理等因素，在实施过程中必然会碰到不少必须解决的难题。但就基础工作而言，我认为就一些关键的技术问题，取得同行的共识，更具重要意义。因此计量收费，应建立在高技术含量的基础之上。这里，我想就大家比较关心的几个技术问题，谈一些看法，以便求得深入讨论。一、系统流量变化对室温的影响

供热系统按热量收费，前提条件是供热效果要优于按面积收费的情形。理想状况应该是室温能按用户要求灵活进行调节。这里提出了一个理论问题：即要想达到用户不同的室温要求，系统流量应该在多大的范围内变化？当室内无人时，一般要求值班采暖，此时室温在6～8℃之间，那么这时系统流量减小到最小，其数值是多少？再如在单管顺流系统上，改装跨越管后，由于跨越管的分流，进入散热器的流量减少，此时室温如何变化？要回答这类问题，就必需研究系统流量变化对室温的影响。亦即要研究系统水力工况对热力工况的影响。

一般而言，对系统供热、散热器散热、建筑物耗热建立如下6个联立方程：

Qn=Ws(tg-th)(1)

Qn=εnWs(tg-tn)(2)

Qn=qv(tn-tw)(3)

(4)

(5)

(6)

式中Qn--供热系统的供热量，散热量，耗热量（W/h）；

tg--供热系统的供水温度（℃）

th--供热系统的回水温度（℃）

Ws--供热系统的流量热当量（KJ/h·℃），可视为流量的函数；

εn--供热系统的有效系数，无量纲，为0～1.0之间的数值；

ωn--供热系统工况系数，无量纲；

tn--用户室内温度（℃）

tω--室外温度（℃）

上式中带角码''''′''''的为相应参数的设计值；，为运行参数、设计参数之比值。

K′--散热器设计状态传热系数（KJ/m2h℃）

F--散热器散热面积（m2）；

t′0--供热系统设计供、回水温度的平均值（℃）；

B--散热器传热指数，一般0.17～0.37。

上述前5个独立的联立方程中，有7个未知数，即Qn，tg，th，tn，Ws，εn，ωn，其中通常视Ws（流量）为已知（室外温度tω为已知），当分别给定Qn，tg，即可解出其它参数，进而获得系统流量与用户室温之间的关系。

为了便于编程，上机计算，上述5个联立方程可以进一步简化为如下矩阵方程：

Ta=[A0[G]A0T-Ain[G]H·A0]-1Ain[G]W(7)

式中Ta--供热系统节点温度向量；

G--系统支路流量矩阵；

A0、Ain--分别为系统流出、流入关联矩阵；

H、W--分别表示系统不同热部件特性的系数矩阵，主要反映热源、管道、换热器、散热器等不同热部件中εn，

ωn的影响因素。

运行根据（7）式编制的SHIWEN程序，算出供热系统各节点温度，即可求得散热器的散热量以及室温对应于流量的变化关系。

供热系统流量、散热量与室温关系计算

用户名称

运行流量kg/(m2h)

现举实例加以说明，一个地处北京的有5个热用户的供热系统，设定设计供回水温度为75/55℃，单位建筑面积的设计流量为2.25kg/m2h，选用813型铸铁四柱散热器。在设计外温-9℃下，各用户流量与室温、散热量之间的关系为表1所示：当运行流量只有设计流量的16～31%时，室温只有4.4～11.3℃；当室温维持值班采暖时（即+6℃），此时运行流量是设计流量的19%，实际散热量只有设计散热量的55.5%；当运行流量是设计流量的31%时，室温为11.3℃，实际散热量是设计散热量的75.2%。

这一计算结果，与美国SHRAE手册系统篇给出的关系曲线完全一致（见图1、图2）。该曲线横坐标为相对流量，纵坐标为散热器相对散热量，图1表示≤1.0的情形，图2表示>1.0的情形。在图中，供水温度为90℃，曲线1、2、3、4分别表示供、回水温差为10、20、30、40℃。不难发现，对于图1即≤1.0时，供回水温差愈大，曲线愈接近于线性；供回水温度愈小，流量与散热量的关系愈接近上抛物线。对于图2，>1.0，即大于设计流量的状态下，散热量增加并不多。

关系曲线图关系曲线图

图1中的曲线1、2，其供回水温降分别为10、20℃，比较符合我国目前的供暖现状。从中可以得到一个明晰的概念：即当流量在设计流量±20～30%范围内变动时，散热量的波动只有±10%左右；而当流量减小到设计流量的±20～30%时，散热量明显减少，只有设计值的50～80%，室温只能维持在5～14℃之间。

系统流量与散热量的上述关系，完全是由于散热器的热力特性决定的，这一关系正好说明了供热系统之所以存在冷热不均现象的本质。如果认为流量减少到设计流量的30%时，散热量还始终不低于设计散热量的90%，也就是室温不低于16℃，这样就会得出供热系统始终不会发生冷热不均的失调状况，这是与事实不相符的。

对于单管顺流改装跨越管的情形，若分流比按3：7考虑，进入散热器的流量是设计流量的30%，此时从同一根立管的总散热量来计算的话，其减少量仍然会大于10%。但还需要指出的是，各层房间的散热量的减少不是均匀分配的，对于上分系统，愈是低层，吃亏愈多，室温过冷现象愈严重（下节细述）。假如把散热器与跨越管的3：7分流比作为设计条件，这就意味着加大了供回水温差，增加了房间散热器面积，不同的设计条件，进行流量与散热量的比较是无意义的。二、室内单双管系统的比较与改造

为了适应于计量收费，对于室内供热系统人们普遍倾向于今后都设计为双管系统，旧有单管系统逐渐改造为双管系统。然而我国现有住宅，绝大多数是采用单管系统。然而我国现有住宅绝大多数是采用单管系统。粗略统计也有十几亿建筑面积。如果全部改为双管系统，其难度可能大到几乎成为不可能，甚至可能导致计量收费中途夭折。因此，在适应计量收费的前提下，通过全面分析比较单双管系统的特性，提出经济可行的设计改造方案，就显得十分有意义。

众所周知，单、双管系统有如下一些优缺点：

1．双管系统比单管系统易于和温控阀配套使用。由于双管系统每个散热器自成一个回路，很容易在每个散热器安装一个温控阀。其优点是各个房间，都可按用户的要求调节到所需要的室温，这是顺应计量收费，人们普遍看好双管系统的主要原因。而单管系统因为是"串糖葫芦"式的，如果每个散热器前都装温控阀，必然造成互相"扯皮"，使系统失控，满足不了室温要求，这也是单管系统被判"死刑"的主要原因。

2．双管系统的调节特性优于单管系统。通过双管系统每个散热器的供、回水温度就是供暖系统的总供回水温度，因此供回水温差比较大，一般都在15～25℃之间。而单管系统对于同一根立管而言，各个散热器供回水温差的总和才与双管系统每个散热器的供回水温差相等。也就是说，单管系统每个散热器的供回水只有几度的温差。从ASHRAE手册给出的图1曲线可知，当供回水温差愈大时，散热器的散热量与流量之间的关系愈接近于线性特性；当供回水温差愈小时，散热特性愈接近于快开特性。这就是说，对于双管系统，调节性能较好，配套的调节阀（如温控阀）接近线性特性就能使室温调节到位；而对于单管系统，由于调节特性不如双管系统，配套的调节阀，要求接近等百分比特性才能达到理想的调节目的。

3．单管系统比双管系统也有明显的优点，这就是系统少一根立管（当垂直布置）或少一根水平干管（当水平布置即水平串连）。由于系统结构简单，造价低，便于房间布置，这也是我国历来习惯多采用单管系统的主要原因。特别当人们生活水平逐渐提高、室内装修愈趋考察的情况下，为了美观起见，供暖系统布置在地板内或踢脚板里的呼声愈来愈高。在这种情况下，单管系统比双管系统又体现出了明显的优势。

综上所述，简单地全盘否定单管系统是片面的。正确作法应针对单管系统的特点，扬长避短，提出一种合理的结构形式，既保留单管系统的优点，又能与温控阀配套使用，适应计量收费的要求。

为了提出在单管系统上能安装温控阀的合理结构形式，有必要对单管系统散热量与流量之间的变化规律进行更深层次的分析。还是利用SHIWEN程序，对一个五层楼的上分式单管顺流系统进行计算，其结果见表2、表3。表2为供热量恒定的情况，表3为供水温度给定的情况。分析数据可以得到一个很有趣的现象：不论哪一种情况，凡实际流量小于设计流量的（在设计外温下），均出现上层热、下层冷的现象；凡实际流量大于设计流量的，都发生上层冷、下层热的情形。表2上分式单管顺流系统供暖量恒定时流量与室温变化相对流量（%）室温（℃）5层4层3层2层1层1.8017.517.717.918.318.61.0018.318.117.917.917.80.5220.018.917.817.116.10.2823.220.317.615.513.3表3上分式单管顺流系统供水温度恒定时流量与室温变化相对流量（%）室温（℃）5层4层3层2层1层1.8018.418.618.919.219.51.0018.318.118.017.917.80.4817.916.815.814.813.90.2417.014.312.09.98.0

注：供水温度81℃

上述室温与流量之间的变化规律，具有普遍性。当室外温度不等于设计外温时，这种变化规律仍然存在，所不同的只是在设计外温，即气温最冷时，系统垂直失调最严重，也就是最高层与最低层之间的室外温偏差最大；随着气温变暖，垂直失调也逐渐趋缓。这种变化规律，不仅存在于单管系统，对于双管系统，也一样适用。只是单、双管系统发生垂直失调的原因不同：单管系统，是由于流量变化引起散热器平均温度的变化所致；而双管系统则是由于自然循环作用压头的变化而造成的。

由于单管系统的垂直失调有上述规律可循，我们就可以提出现有住宅单管顺流系统与温控阀配套的既简单又适用的改造方案：方法是只在每一根立管的最低层散热器前装一个温控制阀，便可以实现对住宅各室温的自动控制。这个方法之所以可行，就因为在最底层，室温过低与流量过小（同样，室温过高与流量过大也一致）是一致的。而温控阀的作用，正好是在室温偏低时能增大流量（过热时减少流量），调节的结果是底层室温提高，上层室温降低。这种方法，只用一个温控阀，就可以使同一根立管的所有房间的室温得到控制。如果再与水表或热量分配相配套，就可以使现有住宅单管系统的节能改造成为可能。当然，这种改造方案，与双管系统比较还有不足之处，主要是室温的调节灵活性不够，但它毕竟为旧有单管系统的发行开拓了新的途径。

综合以上分析，为适应计量收费，提出室内供暖系统可供选择的几种形式：

1．旧有单管系统的改造，只在底层散热器前装一个温控阀，仍保留顺流式，不必加装跨越管；

2．新建住宅，采暖标准高的，优先采用双管系统；采暖标准要求的一般的，仍可采用单管系统。当选择顺流单管系统时，温控阀安装方案同旧有单管系统的改造方案，当采用带有跨越管式的单管系统时，跨越管与支管管径应与立管同管径，每个散热器上宜安装三通温控阀，目的是保证散热器的流量能在设计流量的0～100%的范围内调节。

3．无论是双管系统还是单管系统，为了便于按户计量和暗管敷设，都宜采用水平布置，即供暖系统只有总立管和水平干管。三、压差调节器的使用范围

在国外的供热系统中，与热量计、温控阀相配套的主要设备还有压差调节阀。通常要求，不但在热力站、热力入口安装，甚至要求室内和各立管上都要安装压差调节阀。由于这种压差调节阀，价格很贵，因此，研究其合理的使用范围就显得非常必要。

安装压差调节器的基本功能是消耗掉多余压头，保证要求的资用压头，以满足配套设备正常工作。如在换热器前安装硬度差调节器，可防止换热器内水流速过大，超过允许压降。在限流器（亦称自力式温控阀、流量调节阀），平衡阀（调节阀），温控阀前安装压差调节器，一般有三个作用：（1）保证工作压差不超过最大允许压差；（2）保证通过的流量限制在最大流量范围以内；（3）保证不产生噪音和气蚀现象。

了解了压差调节器的上述作用后，就应该适当、有效地设计安装压差调节器，以防滥设乱装。

对于热力站（含热入口）中的换热器，应在换热器允许压降的前提下，尽量由换热器自身克服管网的多余压头；只在换热器无法消耗额外压头时，才设置压差调节器。目前，我国在换热器设计中，普遍存在换热器设计压降偏小的倾向，通常为0.07Mpa。由于允许压降受到限制，使换热器（主要指板式换热器）流速只能达到0.2～0.3m/s，导致传热系数过小，只有2000～3000W/m2，造成换热器传热面积普遍选择过大。形成了一平方米传热面积传热面积只带500平方米供热面积的错误概念，无谓增加了投资。而真正发挥板式换热器强化传热的优势，应该一平方米的传热面积带到800平方米供热面积才对。此时，通过换热器的流速应在0.5～0.6m/s之间，传热系数5000～6000W/m2，相应压降在0.1～0.12Mpa的范围之内。根据这些数据分析，换热器允许压降从目前的0.07Mpa，提高到0.1～0.12Mpa，不但可以提高换热器的性能价格比，而且可以少装或不装压差调节器，具有明显的经济意义。

但是在提高换热器允许压降的工作中，目前存在二方面的认识问题：一是怕增大系统阻力，提高循环水泵扬程，多耗电能；二是一、二次管网流速难以同时满足要求。对于第一个问题，纯粹属于认识上的误区：我们所说的提高换热器压降，是为了克服管网提供的多余压头，这种情况一般发生在供热系统的中、前端。因此，不会增大循环水泵的扬程。对于第二问题，可以采用不等截面的板式换热器，目前能够做到一、二次管网流量比为1：4的范围。因此，技术上是完全可行的。

对于温控阀，一般有两种调节功能；第一种是室温调节功能。根据对室温的不同要求，用户可以自行设定，这种操作通常都很方便。第二种调节称不预置调节，主要目的是限定温控阀的最大流量，保证不产生噪音。具体操作是根据房间热负荷，和压降为0.1Mpa时的最大流量，设定温控阀的流量系统Kv(m3/h·m0.5)。从温控阀的预置调节可以发现，这种温控阀本身实际上就是一个限流器或自力式平衡阀。

在正常情况下，温控阀两端的工作压降应为0.01～0.03Mpa，此时通过温控阀的实际流量远比温控阀的预置值Kv（压降为0.1Mpa时的最大流量）小。多数温控阀，由于防止噪音的限制，其工作压降最大不许超过0.06～0.1Mpa，因此0.1Mpa是温控阀工作压降的最大极限。

对于一个8层带有跨越管安装有二通温控阀的管径为DN20的立管，其总流量系统Kv为3.95(m3/hm0.5)。当只有一个房间供暖，其它7个房间的温控阀全部关死，此时该立管的流量系数Kv为1.41(m3/h·m0.5)。当供暖房间温控阀未调时，该房间室温必然过热；当该温控阀关小，直至室温合格时，温控阀才停止调节，这时该立管的流量系数将≥0.5(m3/hm0.5)，即通过该立管的流量接近设计流量的1/8。如果给定该供热系统的总资用压头为0.1Mpa，则该立管调节前后的总压降从0.09Mpa增大到0.096Mpa。对于同一个系统，只把二通温控阀，换为三通温控阀，立管总流量系数Kv为0.6(m3/hm0.5)，但在同上的调节过程中Kv值几乎不变，亦即立管压降也波动很小。

根据上述分析，可以得出如下结论：

1．对于室内供热系统，除对温控阀进行预置设定外，每一立管无需另装压差调节器。因为对于一个有8组散热器的单管系统（如水平布置，一户超过8组散热器的不多），在极限调节下，立管压降波动都不超过0.01Mpa，完全在温控阀允许范围内。

2．采用新的室内系统水力计算方法。从设计阶段即消除了各立管之间的压降不平衡。这样可以避免温控阀的大幅度的调节，进而减少立管压降的波动。

3．在每个建筑物的热入口，优先安装限流器或自力式平衡阀，使每个建筑物的热入口的资用压头限制在设定范围之内，心量减少压差调节器的装设。

4．二次管网采用最佳调节方法即质量并调方法。系统循环流量采用循环水泵的调频调速控制。根据热负荷的变动，调节系统总流量，可以使温控阀都工作在微调的状态下。四、新的室内系统水力计算方法

为了减少温控阀的大幅度调节，进而避免在各立管上安装压差调节器，室内供热系统水力计算应采用不等温降法。但传统的不等温降法存在二个致命的缺点：一是在多环路中，要进行繁杂的流量压降和温降的修正；二是在允许的立管温降下，难以实现最佳立管管径的寻优。由于这些缺点较难克服，导致这种水力计算方法长期不能在设计中广泛推广使用。

本文所提出的新的水力计算方法，正是基于不等温降法的基本原理，应用图论网络理论和新兴的遗传算法，十分理想地解决了上述二个难题。

1．管网流量压降的平衡

按照图论、图络理论，可建立如下的矩阵方程：

Bf(S|G|G-DH)=0

式中Bf--管网基本回路矩阵；

S--管网阴力系数矩阵；

DH--系统资用压头向量；

|G|--管网支路流量矩阵；

G--管网支路流量向量。

式中，Bf、S皆为系统结构（含管径、管长、管网走向）的函数，DH为管网流量的函数，当Bf、S已知时，解（8）矩阵方程，即可求得管网流量与相应的压力降。

在室内供热系统系统的水力计算中，根据热负荷和系统布置，先按等温降法，计算系统各支路的流量、压降。由于矩阵方程的数值求解，是对整个管网一次性完成的，因此，管网各支路和流量、压力降将自动达到平衡，无需进行各环路的流量、压降修正。

2、最佳立管管径的寻优

上述矩阵方程的一次性求解，通常并不能完成水力计算的任务，因为所选择的各立管管径还必须符合规定的温降要求：

Δtmin≤Δti≤Δtmax（9）

此约束条件指出，当各立管温降Δti满足允许最大、最小温降时，水力计算的任务才算完成。

上述约束条件的满足，传统作法是靠试凑法进行。实践证明，这种方法实际上是"碰运气"，短时间内很难得到理想方案。

本文采用的遗传算法，十分成功地实现了立管管径寻优的问题。遗传算法是近年来国内外广泛兴起的一种并行寻优算法。它的基本原理是模拟生物遗传的优胜劣汰法则。在迭代寻优过程中，仿真生物繁殖通过杂交、变异方式，使子代优于父代，逐渐接近全局最优。

遗传算法是通过二进制编码来表示待选方案的。如一个供热系统，有20个立管，则用一个40位二进制数来表示，每二位代表一个立管，如00可表示该立管径为DN15，01表示管径DN20，10对应DN25，11即为DN32等。而且每次迭代，可同时选择多个待选方案，这种并行寻优算法，不但速度快，而且容易找到全局最优方案。

应用这种方法，计算机自动给出最佳立管管径配置，十分方便。

本课题在应用遗传算法时，为提高收敛性，还要用了其它运算技巧。详细论述可参阅论文"遗传算法在室内供热系统水力计算中的应用"。

3．程序简介

该程序流程图如下：

4．工程实例

北京地区某一建筑物，楼层为5层，供热系统共有20根立管，供回水设计温度为95/70℃。各立管热负荷见表4，立管管径计算结果见表5。表中NB为立管编号，QL为立管热负荷，DT为立管温降（℃），IBD为立管管径负荷，S为立管阻力系数（h2/m5），G为立管流量（kg/h）。

该工程实例中，Δtmin=10℃，Δtmax=35℃，经过17次迭代，即得表5结果，其中只有立管编号29，其温降为37.3℃，略大于允许值，其它立管均符合约束条件，说明计算结果还是比较理想的。

对于双管系统，该水力计算方法同样适用。表4立管热负荷NB24252627282930QL（W）1722912425.614053.6157692245.21292615915NB31321233343536QL（W）118971189011890.412456.816163.214205.620594NB3738394041231QL（W）114541054412068.611850.511849.511890.4表5计算结果NB24252627282930DT30.9726.1629.7828.0513.4837.2725.79IBD25252525152025S0.930.930.930.9311.882.960.93G556.4475.07471.88562.09166.6346.85617.17NB31321233343536DT33.313130.7423.6329.3425.3134.6IBD20202025252525S3.413.413.410.930.930.930.93G357.12383.57386.79527.23550.92561.27578.48NB3738394041231DT31.9528.6134.8632.1129.6329.38IBD202020202020S2.952.963.413.413.413.41G358.55368.49346.16369.08399.91404.73五、系统循环水泵的变流量调节

无论单管系统还是双管系统，最佳调节方式都是质量并调，即随着室外气温的变化，不但要调节供水温度，而且要调节系统流量，这样才能真正消除系统的水平失调和垂直失调。当散热器前安装有温控阀时，系统在整个供暖期中，实际上是按变流量的方式运行。此时如果二次网的循环水泵仍按定流量（即质调节）运行，那么，必然会引起：（1）温控阀大幅度的调节和系统压降的波动；（2）循环水泵提供的电能，相当部分无谓地消耗在温控阀的节流上，浪费能源。因此，为与温控阀配套，合理的运行方式应该是二次网循环水泵，也进行变流量调节。

1．循环水泵的设置形式

对于二次网系统，在运行期间，换热器对循环流量大小无严格限制。因此，二次网系统采用一级泵系统即换热站循环泵与热用户循环泵合二为一的方式为宜。

对于热源为锅炉房的一次网系统，锅炉循环流量一般不应小于额定流量的70%，这是因为：（1）流量过小，会引起锅炉浸热管水量分配不均，出现热偏差，导致锅炉爆管等事故；（2）流量过小，会导致回水温度过低，造成锅炉尾部腐蚀。为克服这一矛盾，一次网循环水泵常采用双级泵系统，即一级泵为锅炉循环泵，二级泵为热网循环泵。具体形式，如图3所示：

图3双级泵系统

2．节电分析

对于图3中A型双级泵系统，一般热源循环泵0，采用定流量运行，而热网循环泵1采用变流量运行。这种双级泵变流量系统与传统的一级泵流量系统相比较，节电效果明显，其计算公式如下：

（10）

式中--A型双级泵变流量系统与一级泵定流量系统耗电比值；

E'''',E--分别为一级泵和二级泵的全年运行耗电量；

H''''o--热源循环泵的额定扬程；

H''''1--热网循环泵的额定扬程；

Hall--供热系统全年运行小时数；

ho--室外温度低于设计外温的延续小时数；

--热网设计流量与实际运行流量的比值。

对于图3中的B型双级泵系统，循环泵2和循环泵3额定扬程分别为：

H2=ΔP0（11）

H3=ΔP0+ΔP1（12）

式中ΔP0--锅炉房的额定压降；

ΔP1--热网的额定压降；

H2，H3--分别为循环泵2，循环泵3的额定扬程。

B型双级泵系统在运行中，循环泵2、循环泵3都可进行变流量调节。设Go为通过锅炉的循环流量，一般在运行期间保持定流量不变。则循环泵2、循环泵3的循环流量G2、G3按如下关系运行：

G2max=Go-G1min(13)

G2min=Go-G1max=0(14)

显而易见，无论A型和B型双及泵系统，锅炉循环泵的额定扬程皆取锅炉房的设计压降为宜。而B型双级泵的热网循环泵的额定扬程则是锅炉房和热网设计压降的总和，大于A型双级泵系统的热网循环泵额定扬程（后者额定扬程为热网设计压降）。无论哪一种循环泵，额定流量都是设计流量。因此，从初投资考虑，B型双级泵系统要大于A型双级泵系统。但B型双级泵系统在运行中的节电效果好于A型双级泵系统，通过计算，

在北京地区：

（15）

在哈尔滨地区：

（16）

实际工程选用哪一种方案，需通过经济比较确定。

但经过粗略计算，对于二次管网，在循环水泵采用变流量调节时，当平均运行流量是设计流量的80%时，节电约49%；平均运行流量是设计流量的70%时，节电66%。对于一次管网，选用A型双级泵系统，在热网泵平均流量是设计流量的70%时，节电44%；平均流量是设计流量的50%时，节电57%。

3．循环泵的调节方法

对于大功率的循环泵，由于投资原因，宜采用液力偶合方式调速。在功率小于150KW以下的循环泵，皆可采用变频调速。变频调速比起其它调速方法，最大的优点是调速过程转差率小，转达差损耗小，能使电机实现高效调速。在变频的同时，电源电压可以根据负载大小作优化调节。在调频过程，能使功率因素保持在80%以上。此外，还可以在额定电流下起动电机，从而降低配用变压器的容量。变频器体积小巧，运行平稳，可靠性高。变频调速应用于循环水泵的变流量调节，已逐渐被人们所认识。

对于多台泵并联的循环水泵，可以采用每台泵皆由变频调速控制，也可采用其中的一台循环泵实行变频调速速，其它各台循环泵都为定流量运行。采用后一种调速控制方案时，变频调速泵，起着峰荷的调节作用。当热负荷较小时，只有变频调速泵运行。随着热负荷的增大，变频控制柜可自动起动第二台、第三台……并联循环泵的满负荷运行；当热负荷减少时，定流量循环泵依次可自动停运。在电机功率为75KW以下时，定流量循环泵的启动可由变频控制柜直接启动；当电机功率超过75KW以上时，采用降压启动。

采用单泵变频调速方案，可大大降低初投资，由于节电效果明显，投资一年左右即可回收。参考文献：

1．石兆玉，《供热系统运行调节与控制》，清华大学出版社，1994，1。

2．石兆玉，《流体网络分析与综合》，校内教材，1993，8。

计量收费范文篇3

关键词供热单位面积耗热量热计量收费修正系数

1前言

《民用建筑节能管理规定》指出："新建居住建筑的集中供暖系统应使用双管系统，推行温度调节和户用热量计量装置，实行供热计量收费"以及《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》JGJ26-95（以下简称节能标准）规定：在各地1980～1981年住宅通用设计能耗水平基础上节能50%的节能目标。而在现今购房的房价中只考虑楼层的高低、阳光、潮湿等因素的差别对居住条件的影响，并没有考虑在同一建筑中各住房的单位面积耗热量存在差异而引起的住房在今后居住年限内支付的热费的差异。具体的说，由于山墙、顶、地面等公共建筑部分的耗热量客观存在而使具有山墙、顶、地面的房间的耗热量要比没有公共建筑部分的房间耗热量大，而这部分耗热量理应由建筑物内所有用户共同承担。

2计费修正的分析

各住房的实际耗热量包括太阳辐射和温差作用下通过维护结构的传热耗热量和冷风渗透耗热量。传热耗热量可根据节能标准计算。冷风渗透耗热量在节能标准中是对整栋楼的耗热量的估算，至今仍没有较成熟的计算方法来计算各户的冷风渗透耗热量，且住户冷风渗透量大，室内得到的新鲜空气也多。所以，这里只讨论对传热耗热量的修正。

基于公共耗热量共担原则，每个住户的供热费用可表示成以下公式：

（1）

式中：hi----某住户的采暖费，元/a；

c----热价，元/kWh；

----该栋建筑的单位面积平均耗热量，kWh/m2；

si----某住户建筑面积m2。

其中（2）

在式（1）等号右边乘以，将其变型为：

（3）

式中：ωi----某住户单位面积耗热量，kWh/m2；

qi----某住户实际耗热量，即si*ωi，kWh；

βi----某住户传热耗热量修正系数，即。

这样，可根据节能标准计算出某栋建筑平均单位面积耗热量及各个住户的单位面积耗热量从而确定各住户耗热量修正系数，带入公式（3）既可得到各个住房应交的供热费用。

而城市供热是由热源、热网、热用户（室内采暖系统）组成的庞大、封闭、复杂的循环系统，无论用户是否用热或用热量多少，都要进行维修和管理。供热系统建设、维修、管理而投入的资金以用户热费中固定费用来收取。供热系统向用户供热，还要消耗一定量的燃料、电力、水和劳动力，供热部门为此投入资金以变动费用的形式向用户收取。这样，用户热费分为两部分：固定比例费用和变动比例费用。固定比例越大对供热企业保证运营有利，变动比例越大对用户节能有利。根据国外经验，固定比例一般取30%～50%，变动比例一般取70%～50%。那么，供热收费的计算公式可表示为：

（4）

将公式（4）变型为：（5）

即（6）

式中：H----该栋楼总的采暖费，元/a；

----某住房按平均单位面积耗热量计算出的耗热量，kWh；

n----固定费用比例百分数，%。

从式（6）可看出：固定比例费用是某栋建筑n%的总供热费用按住户面积分摊得出的部分，而这部分费用不存在由于房间楼层、位置不同而引起的单位面积耗热量差异的影响。变动比例费用则是某栋建筑1-n%的总供热费用按住户实际耗热量分摊而得出。显然，处于不利位置的住户与处于有利位置的住户保持相同室内温度时，单位面积耗热量存在较大差异，而这一差异是建筑本身的特点造成的。

与（3）式相比，固定比例费用部分是已修正了的住户实际耗热量，也就是说，固定比例费用的收取宏观而言是供热系统建设、维修、管理投入资金的回收，而对收费系统客观的充当了住房实际供热费的修正。但它仅是部分修正。那么，在实际操作过程中，修正与否又如何取值？下面举个例子进行说明：

3.2根据节能标准，计算得出各住房的传热耗热量及单位面积耗热量。并带入公式（2）可算出整栋楼房平均单位面积耗热量。

3．3由βi的定义，计算各住户的修正系数。

当n=50%时，在不修正的前提下，根据公式（6）可得出各住户热费分两部分收取后实际计算的耗热量。将以上所得数据填入供热计量收费修正系数，见表1。

从表1可以看出，各个房间因所处建筑物位置的不同修正系数不同。有的房间修正系数接近1（如102、201～501），当用户热费分为两部分时，这类房间不需要再进行修正。有的房间修正系数并不接近1（如101、202～502、601、601），即使用户热费分固定热费和变动热费两部分，它与修正后的值仍会有一定的差距。然而，由于供热费用本身是一项复杂系统工程，现在，仍处于初级阶段，为便于实际操作可简化处理，统一不予修正。但可以给予适当的补偿。

4结论

（1）由于供热计费分为固定比例费用和变动比例费用两部分，n%的耗热量所交的费用相当于对实际耗热量按面积平均分析在各住户中。

（2）进行修正时，由于n的存在，房间耗热量大的住户比表计热量少计算了热量，而房间耗热量小的住房比表计热量多计算了热量，并趋于平均。

（3）在计量收费初级阶段，由于建筑物结构多样化，认识上也有很大的分歧，修正总是变得更加复杂，可以暂用固定热费部分来弥补并在特殊情况进采取减免等其他措施。

参考文献

1陆耀庆，实用供热空调设计手册。北京：中国建筑工业出版社，1994

2杨善勤，民用建筑节能设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1997

3中国建筑科学研究院主编，民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（JGJ26-95），1995

4吴继承，采暖耗热量分户计量对房价影响的分析，《哈尔滨建筑大学学报》，2000

计量收费范文篇4

1前言

我国现行的按建筑面积计算热费的供热收费体制，违背了市场经济的客观规律，其弊病显而易见。首先，由于用户用热多少和用户付费多少无关，用户不会关心供热能耗问题，抑制了用户节能的积极性，不利于建筑的可持续发展；其次，用户由于没有供热的调节手段，无法根据自己的需要来调节室内温度，不利于人们生活水平的进一步提高；第三，由于目前的种种原因，供热公司收取热费成为一个难题，使供热公司正常运行难以进行，不利于供热公司的技术创新和技术进步；第四，这种收费体制不利于激励供热公司进一步提高经济效益，容易产生垄断性掩盖竞争性、政策性亏损掩盖经营性亏损的倾向。这一问题已引起各级领导管理部门的高度重视，依照热量计量收费势在必行。根据建设部2000年的《民用建筑节能管理规定》，从2000年10月起，所有利用集中供热的新建住宅，“推行温度调节和户用热量计量装置，实行供热计量收费”。在按户依照热量计量收费后，收费体制将发生根本变化，“热”成为市场经济中的一种商品，虽然上述问题将迎刃而解，但又会带来新的问题。

2按供热面积收费体制下热网调节方案

在现有的按面积收费体制下用户无法调节流量，供热公司以定流量或分阶段变流量的质调节方案进行运行，调节的主动权在供热公司。因此，从技术角度看热网正常供热只要做到：

*保证流量分配均匀：在初调节时把用户的水流量调整到所要求的设计流量，即流量按供热面积分配均匀即可；

*保证合适的供水温度：对于一次网，根据室外温度控制热源出口的供水温度；对于二次网，只要热力站设计及初调节合理，在一次网供水温度调节适当的情况下即可保证二次网的合适供水温度。

正常供热时热源的供热总量变化仅仅和室外温度有关，供热总量可以预知且由其控制。

3依据热量计量收费后所引起的变化

在热量计量收费后每组散热器上安装温控阀，用户将根据自己的需求调节温控阀来控制室内温度。这种调节本质上是通过调节散热器的流量、即散热器的供热量而控制室温。当众多用户调节流量后，整个热网的流量和供热量也将随之变化，而这个流量和供热量的变化是供热公司无法控制和预知的，这也就是说，分散的众多用户成为主动的调节者，而供热公司由主动变为被动的适从者。这种变化必然带来新的课题：

*在供热公司不可能再维持热网定流量质调节的方式下，热网流量如何调节？

*在保证用户供热质量的前提下，供热公司如何运行才能降低运行费用、提高经济效益？

4依据热量计量收费后热网调节方案

在热量计量收费后热量成为一种商品，为保证充分供应，就要在任何时候用户都要有足够的资用压头。为此可以采用下两种控制方法：

*供水定压力控制：把热网供水管路上的某一点选作压力控制点，在运行时使该点的压力保持不变（注意，非热网恒压点，为避免误解，称作压力控制点）；

*供回水定压差控制：把供热网某管路的供回水压差作为压差控制点，保持该点的供回水压差不变。

无论那种控制方法，都要涉及到以下几个问题：

A．控制点选在什么位置；

B．控制点的设定值应取多大；

C．供水温度如何调节；

控制点位置及设定值大小的选择主要是考虑运行降低能耗和保证热网调节性能的综合效果。在设定值大小相同的条件下，控制点位置离热网循环泵出口越近，调节能力越强，但越不利于节约运行费用；离热网循环泵出口越远，情况正好相反。在控制点位置确定的条件下，控制点的压力（压差）设定值取得越大，越能保证用户在任何工况下都有足够的资用压头，但运行能耗及费用也就越大；反之如取值过低，运行能耗及费用虽然较低，但有可能在某些工况下保证不了用户的要求。

4.1直连网的调节

4.1.1供水压力控制点的位置及设定值大小

如图1所示直连网，采用供水压力控制方法，为保证在任何时候都能满足所有用户的调节要求，把压力控制点确定在最远用户n的供水入口处，该用户供水入口处的压力设定值Pn为：

Pn＝P0＋△Pr＋△Py（1）

P0：热源恒压点的压力值，设恒压点在循环泵的入口；

△Pr：在设计工况下从n用户到热源恒压点的回水干管压降；

△Py：用户的资用压头。

4.1.2压差控制点的位置和设定值

压差控制方法的原理如图2示。如同供水压力控制点的原理一样，当各个用户所要求的资用压头相同时，压差控制点可以选在最远用户处，当各用户所要求的资用压头不相同时，压差控制点选在要求资用压头最大的用户处，其压差设定值为所要求的最大资用压头。

4.1.3供水温度及总流量的调节

一般情况下，热源的供水温度tg仅随

室外温度tw而变化，这个变化与现行的运行曲线相同，也就是相当于质调节运行方式下的供水温度调节曲线，即：

（2）

式中：tn、t’w分别为室内、外设计温度

t’g、t’h分别为设计供/回水温度

b为散热器传热系数函数的一个参数。

热源处循环泵的总流量用变频控制，根据压力控制点的压力变化而控制变频泵的转速。假如1、2等用户调小流量导致干管总流量下降，而干管的阻力系数未变，因此干管上的压力损失降低而导致压力控制点（例如P点）的供水压力升高。该压力值的升高反馈给循环泵，使泵的转速降低，一直降到压力控制点的压力值到设定值为止，这样，就可以保证压力控制点的供水压力值不变。

4.2间连网的调节

4.2.1二次网的调节

压力控制和压差控制的原理相同，以下仅以压力控制为例说明。

把间连网的换热站看成一个热源，这样间连网的每一个二次网就相当于一个独立的直连网，则二次网的调节中关于控制点位置及设定值大小的选取也就和直连网相同，且二次网的循环泵也要变频控制。但此时的差别在于换热站二次网供水温度控制。换热站的换热面积不变，当换热站所带的其中一个用户调节流量后，则换热器的二次侧流量发生变化，但换热器的一次侧流量、供水温度并没有发生变化，这样，如换热器没有温度调节手段，换热器的二次侧供水温度就要随之发生变化。当二次网的供水温度发生变化后，对室温没有进行调节的用户，虽然其散热器流量没有变化，但由于供水温度变化则室内温度也要发生变化，这是我们所不希望的。因此二次网供水温度只能与室外温度有关，而不应当随用户调节流量而有所改变。这样，换热站二次网的供水温度tg由该站的一次网调节阀V1控制，调节该站一次网阀门V1，使二次网的供水温度tg保持在所需值，如图3。

4.2.2一次网的调节

把换热站看为是一次网的一个用户，由于上述二次网供水温度的调节要求，一次网调节V1的动作，使一次网也成为变流量运行而不是定流量运行。这样一次网的调节、热源的调节方案完全与直连网相同。

需要特别指出，间连网的一次、二次网在水力工况上相互独

立的，因此需要分别在一次、二次网上设置控制点和变频泵，以便分别进行调节控制。

4.3混连网的调节

4.3.1控制点的位置及设定值

间连网的一次、二次网水力工况相互独立、互不干扰，但混连网的一次、二次网

水力工况并不相互独立，因此混连网的压力控制点位置和控制压力值的选取不能与间连网那样在一次、二次网分别设置，而应该只设置一套压力控制点和控制值。此时可以不考虑混连网中的混连站而与直连网的一样来设置一套压力控制点和控制值，如图4。

4.3.2混连站出水温度及其流量的调节

混水站后的流量与混水比有关，

当某一用户调节其流量后，混水站后的流量即发生变化，为保证用户有足够的压力（压差），在用户处设置压力控制点Pg，调节混水泵的转速，保持压力控制点Pg不变。而混水站的出水温度tg应仅与室外温度有关而不随用户的调节而变化，因此调节混水站前的阀门V，使出水温度tg达到要求，如图4。

总之，混连网的主网压力控制点的压力值由热源处变频循环泵的转速所控制，而混连站的出水温度由主网上的阀门V控制，混水站后的压力值由变频混水泵的转速所调整。

5热入口调节装置

以上为供热网的计算机整体调节，由于投资问题，不可能控制到每个热入口。因此，对于每个供暖系统的热入口，为保证供热质量，可在适当位置装一些非计算机控制的调节装备，在实际运行中发挥了有效作用。在装温控阀、变流量运行的情况下，这些调节装置的使用和定流量运行时有很大不同，必须正确装设才能发挥作用。否则，会使系统达不到调节要求，有时还会起负作用。

5.1垂直双管系统

装温控阀后散热器的流量将随着室内负荷的变化而自动变化，这就意味着热网的流量随时都在变化。

5.1.1自力式流量控制阀

自力式流量控制阀的功能是在工况发生变化时尽量保持该管路的流量不变。装温控阀后管路流量在主动不断变化，显然与自力式流量控制阀的作用相矛盾。如果在装温控阀的管路上再装自力式流量控制阀，对温控阀的调节作用有害而无一利，如图5。当室内负荷减少时，温控阀自动关小，则相应管路流量应减少；但如果该管路有自力式流量控制阀，则自力式流量控制阀感知流量减少后会自动开大，从而使管路流量增加达到其保持管路流量不变的目的。这时管路流量的相对增大（实际是保持流量不变），又导致温控阀的进一步关小，如此形成循环，最后导致温控阀关到最小，而室内温度仍可能高于要求，反之依然。因此，在装温控阀的垂直双管系统不能再装自力式流量控制阀。

5.1.2平衡阀

平衡阀实际上起一种初调节的作用。平衡阀初始调整时，是根据设计工况下各个管路的流量来调节的。当全部平衡阀初始调整完成后、且在管路阻力系数不再发生变化的情况下，各管路的流量分配比例保持不变。当但管路阻力系数变化

后，则流量分配比例也随之发生变化。在温控阀动作后，本质上讲是温控阀的阻力系数发生了变化，这时相应管路流量也就发生了变化。因此，温控阀和平衡阀的作用并不发生矛盾。

装温控阀后，温控阀的实际开度随着负荷的变化而变化。假如图5中B管路上的用户负荷增加，则该管路上对应的温控阀开大，导致该管路流量增大。但若除B管路外的其它所有用户负荷都没有变化，按理说它们所对应的温控阀和其所要求的流量都不应变化。但由于B管路流量发生变化，必然要影响到总流量增大，从而又导致其它管路如A、N的流量发生变化。前面已假设除B外的用户负荷都没有变化，因此A、N管路上的温控阀本不应动作。但由于受B管路流量变化的影响，A、N管路上的温控阀也必须动作，进行必要的调节。也就是说，装了平衡阀后管路之间还存在着相互影响，促使平衡阀不断动作调整。

另一方面，如果除N管路外的用户都要求流量增大，将有可能总流量过大而导致在N用户处的资用压头不够，即使N管路上温控阀都开到最大，也有可能满足不了要求。

总之，装平衡阀进行初调节比盲目的手动初调节能更好的保持温控阀发挥正常作用。但是平衡阀不能消除支路之间的相互耦合影响，同时有时还不能满足温控阀的调节要求。

5.1.3自力式压差控制阀

自力式压差控制阀和温控阀相配合能够很好的保证温控阀正常发挥作用。图5对应的用户A负荷减少时其温控阀关小，相对应的管路流量减少，因此造成总流量减少，系统水压图发生变如图6。图中实线表

示温控阀没有调整之前的水压分布，虚线表示温控阀调整之后的水压分布。由于总流量减少，干管上压力损失也减少，外网给A用户处所提供的资用压头提高。如果A用户没有装自力式压差控制阀，则由于外网提供的资用压头增大，温控阀又会进一步关小，如此反复形成正反馈，使温控阀无法正常发挥其功能。但如果装自力式压差控制阀，自力式压差控制阀可以根据压差的变化而自动调节，使外网提供的用户资用压头基本保持不变，这样就不会对温控阀形成正反馈的影响。

5.2带跨越管的垂直单管系统

带跨越管的垂直单管系统，由于温控阀的作用，使通过散热器的流量随室内负荷变化而变化，但跨越管的分流作用使得立管的总流量却保持基本不变。因此，此时热网实际上是在定流量运行。这样，该系统对使用调节阀的要求，如同前面所述的定流量运行系统一样，使用自力式流量控制阀是最合适的。

6结论

6.1按户计量收费后对热网的运行调节带来新的要求；热网既要装备适用的调节设备，又要有正确的调节策略，两者缺一不可。

6.2热网应保持压力（压差）控制点的压力（压差）不变、使用变速泵运行；同时应控制供水。

计量收费范文篇5

关键词：计量收费单管跨越系统分流系数供回水参数

1单管跨越系统的设计

室内单管采暖系统改造方案是指在现有的单管顺流式系统的基础上，在各层散热器的供回水间增加跨越管，散热器供水支管上安装温控阀，由此构成新的垂直串连单管跨越式系统。这种安装跨越管和温控阀的办法同样适用于单管形式的新建系统。其中，跨越管分流系数对于系统整体特性的影响较大，是问题的核心。

1.1分流系数的选择对系统调节特性的影响

分流系统的大小直接影响流入散热器流量的大小、进出口温差，进而影响散热器的调节特性。图1显示了随分流系数变化，散热器相对流量和相对热量之间的关系。（横轴为相对流量）

图1分流系数对系统调节性能的影响

表1在不同的分流系数下6个房间所需的散热器片数

分流系数90%80%70%50%30%10%

散热器片数1208981767474

从图中可以看出，分流系数对调节性能的影响是非线性的。随着分流系数的增加，散热器调节特性逐渐向线性逼近。但是，为了使室内温度达到设计温度，室内设计散热器片数要随分流系数增加而增多。如表1所示某一建筑6个房间在不同分流系数下所需散热器的片数。

1.2单管顺流改造成跨越管系统的设计

最有代表性的单管系统改造是加分流系数为70%的跨越管。如图2所示一实例，五层住宅的立管上有五组散热器，原来为单管顺流系统，现在改造为单管跨越系统。各个参数如表2、3所示。我们根据加跨越管后系统流量的变化、散热器散热量的变化情况等性质分别讨论单管跨越系统的系统改造设计问题。

表2各个房间热负荷

楼层12345

围护传热系数W/℃55.2953.0453.8553.8559.12

房间热负荷W1492.831432.081453.951453.951596.24

1.2.1加跨越管后系统阻力的变化

表3改造系统设计参数

室外设计温度室内计算温度供水温度回水温度分流系数

-9℃18℃95℃70℃0.31

如图3加跨越管后，管路的总阻力系数发生了变化，设为S。设S1为散热器一侧阻力数，S2为旁通管一侧的阻力数。则有：

表4旁通前后阻力变化

管段号流量Kg/h长度m管径mm总压降Pa阻力数Pa/(m3/h)2总阻力数Pa/(m3/h)2温降℃

1194.1312076.622033.081117320.9

261.4322076.5920296.48

1255.56220323.44952.00949525.02

表4为计算所得的数值。其中，1’为原单管顺流系统的管段。1和2是单管跨越系统中的散热器管段和旁通管段。2管段的长度为2m，1管段的长度为1m。可以看出加跨越管后，阻力数和压降都减少到原来的23.69%。从一个计算单元推广到整个系统，系统阻力减少到原来的25%左右。

1.2.2加跨越管后散热器散热量的变化

加跨越管后，散热器流量减少，出口温度降低，导致散热量降低。但是散热器的供回水温差加大，抵消了部分流量减少所带来的散热量减少。从图4中各楼层散热量的变化可以看出：在设计工况下，加设跨越管，散热器的水流量减少了70%，可是散热量最多也只降低了8%。其原因主要是因为进出口水温的大温差弥补了因为水流量的大量减少而降低的热量散失。

1.2.3加跨越管后室内温度的变化

根据散热量的变化来计算各层室内温度。原设计室内温度为18℃，计算结果发现，改造后各层温度都在16.5℃左右，全都不符合标准，偏离室内设计温度近2℃。

表5改造后室内温度（在改造前散热面积和流量富余量不同的条件下）

1.001.021.041.061.081.101.12

1.0016.3416.5917.0817.3117.5017.8518.20

1.5017.0317.4117.7818.1518.5118.8719.22

2.0017.4617.8318.2018.5718.9419.2019.45

目前实际在系统设计时都偏于保守，设计散热面积偏大，而且运行单位也一般采用大流量运行，因此现在较为保守的散热器设计可以弥补散热量的轻微减少而保证室温达到设计要求。由表5表示了在大于设计流量和设计面积的条件下，增加分流系数70%的跨越管后，室内温度的变化情况。可以看出，当实际散热面积超过理论设计面积的10%以上，即使系统循环水量不变，改造后的室内温度也可以满足要求。

1.2.4加跨越管后同程系统的稳定性

单管顺流加跨越管后，系统的流通面积大大提高。根据实际系统的水力计算，跨越安装前后立管阻力会减少80%以上。立管阻力过小，会造成严重的水平失调现象。在设计时，需要对系统进行认真的校核计算。

1.3单管跨越管系统的新建设计

实现计量收费之后，系统必须具备可调节性，双管系统调节性优于单管系统。但是单管系统占用空间少，管道简单，适用性较广。如图5，左边系统入户干管布置在天花板下，各组散热器顺次连接，可以避免系统管道过门。右面系统管道可以布置在下一层天花板上，或埋入用户水泥垫层内，管道布置简单美观。从经济上分析，虽然散热器片数比双管系统要多，但是少使用了一根管道，所以总体造价少。

图5单管跨越系统室内布置图

1.3.1跨越管管径的选择

对跨越管管径的选择有两种意见，一种认为应该比散热器支路管径小一号，一种认为两者的管径应该保持一致。使用不等温降进行分析计算，观察这两种方案下的散热器温降。

表7调整管径满足不同负荷

房间编号12345

20（同号）19.4518.737.8818.9520.8

调整后的温降19.4518.722.1518.9520.8

表6负荷如表2时不同方案下散热器温降

跨越管管径12345

15（小一号）13.613.0513.2513.2514.55

20（同号）21.620.7212123.1

通过计算，如表6，可以看出小一号选择的温降小，这会使散热器流量变大（与其他分流系数情况比较），热调节特性不好。而选择同管径，其温降合适，调节特性改善。负荷同时增加或减少时，各散热器的温降不变，仍然使用同号管径最合适。

当部分散热器负荷改变（如第三组热负荷增加一倍），若仍按同管径设计，各个散热器温降如表7第一列所示，第三组散热器温降过大。所以，对于第三组散热器必须选择小一号的旁通管。调整后，温降如下表第二行所示。

因此，对于实际设计而言，选择什么样的跨越管管径，应该具体问题具体分析。

1.3.2温控阀选择

目前温控阀有两种形式，一种是普通的高阻力阀门，一种是新兴的低阻力单管用温控阀。选择的标准是看是否满足阻力和温降的要求。

表8使用高阻力温控阀散热器温降

房间编号12345

负荷一致25.824.725.125.127.5

负荷不一致21.5520.7422123

当负荷不一致，即同一立管上各组散热器热负荷相差很大，如表7中负荷大于其他散热器一倍的散热器3选择同号管径的温降为37.88℃。而如表8，选择温控阀系统无法实现。因此，对于单管系统，尽量使用低阻力单管用温控阀是必要的。

2室内设计温度的选择

实现计量收费后，供热系统要满足用户的各种调节需要，对于室内设计温度的选择，现在有两种观点，一种是应该提高室内设计温度，以满足用户的调节要求。另一种观点认为不需改变，不同用热量的要求可以通过流量的变化来弥补调节。

从满足用热要求的角度来考虑，作为大多数的乙类住宅，供热系统保证的室内温度为18℃，最高时可达21℃，这是所有供热用户都在使用时的情况。实际上，还存在大量和用户作息时间相反的公共建筑，例如学校以及一些社区服务机构。同时，计量收费后，用户自己控制热量消耗，为了节省费用，常常只打开部分房间的散热器。而且即使用户打开自己房间内所有的散热器，也不一定就要求每个房间室内温度都在18℃以上（例如厨房、卫生间和储藏室等）。这样不需要正常供热的用户的流量会向其他需要正常供热的用户分配，而分配的数量和外网和用户的水力特性有关。假若散热器流量能增加2倍，室内温度可以提高3℃左右。采用增大系统循环流量和这种用户之间的流量互补现象，可以满足用户的部分需要。但是为了系统安全设计考虑，可以根据热网热用户的用热时间特征，提高设计室内设计温度1-2℃，

从恢复室内温度的时间来考虑。当在不同时间段内设定不同室内温度时，例如上班时家中温度设定为10℃，下班后希望升到18℃，此时必须考虑室内温度的恢复时间。在不同的室内设计温度情况下（周围房间的温度为18℃，墙体为普通内墙），30分钟内室内空气温度都能恢复到15-16℃左右，并且恢复时间相差不大。这主要由于室内空气的热容较小，升温速度比较快，而家具墙壁等固态密实物体的升温比较慢。所以完全恢复到室内设计温度可能需要2-3个小时，而恢复到15-16℃的只需要半个小时。当然原室内设计温度选取的越高，恢复到18℃室内温度所需要的时间就越短。所以适当提高室内设计温度可以加快室内温度的恢复到18℃左右的速度。

以上提到可以适当提高室内设计温度以满足计量收费的新情况。但是如果一味的提高室内设计温度必将造成系统初投资的大量增加，所以应该按照系统的实际情况选择室内设计温度。

3供回水参数的选择

供热系统沿用供回水温度95/70℃的设计模式多年，但实际运行时供水温度一般不超过80℃。对于这种情况，有人认为设计温度不应选择95/70℃，不仅浪费能源，而且造成输配系统的热损失增加，应该选择75/50℃左右的温度作为热媒设计参数。另外，还有人认为应该降低回水温度以提高经济效益。

3.1供水温度的降低对系统的影响

表9和图6显示了供回水温度降低对散热器片数和系统调节能力的影响。可以看出，降低供回水温度，对散热器的调节特性改善很有限，并且是以增加系统初投资即散热器片数为代价的。同时，对于现在的低温运行情况，是由于系统设计不合理、过分保守的设计造成的，和设计参数无关。至于输送热消耗的问题，完全和系统管理以及维护水平有关。所以，降低供回水温度没有必要。

3.2降低回水温度对系统的影响

如果系统采取大流量运行会使运行效率低下。因此，为了使系统高效运行，增大供回水设计温度，采用小流量运行比较可行。

表9不同供回水温度时散热器片数(热负荷1500W)

供水温度（℃）95857565

回水温度（℃）70605040

四柱散热器片数9111418

图6供回水温度对散热器调节性能的影响

计量收费范文篇6

关键词：供暖分户计量计量收费收缴模式

1.引言

在供热行业推广和应用“分户计量、分室调温”技术，可以促使用户按需合理用热，节约能源，并按实际用热量缴纳热费，避免了吃“大锅饭”现象和由此引起的矛盾，也为热费的收缴管理带来了方便。但是热费的收缴并不能简单地按热表读数乘以热价计算，还要考虑户间传热、公摊热量等因素影响，以建立公平合理的收费机制。本文提出一种考虑上述因素的热费收缴模式，供参考。

2.户间传热

住宅供暖分户计量收费的基础是各户用热量的准确计量，采用适宜计量的供暖系统和足够精度的热表，问题基本上得到了解决。但实际情况比较复杂，可归结为以下三种情况：

2.1标准用户

标准用户是指在供暖期实际用热天数d≥d0(当地供暖天数)的用户,实际用热量q1i可用各户热表上的读数q1i′表示，q1i′为热费收缴的主要依据。

2.2不供暖用户

不供暖用户是指在供暖期不居住也不用热,实际用热天数d=0的用户,因热表相对读数q1i′=0,不能按“表”计量收费.此时应计算由相邻各户传入的热量(即户间传热)[1],作为收缴热费的依据。

对户间传热,考虑其传热特性,按稳定传热方式只计算围护结构基本耗热量，文献[2]给出了按不供暖用户（房间）室内空气温度tb或按温差修正系数α计算得热量的方法，但使用上不够方便。

实际上，标准用户和不供暖用户，若结构、面积、楼层和朝向均相同即边界条件相同，二者差异仅在于tn或Δt即（tn－tw）的不同。设不供暖用户室内空气温度为tb，当传热边界条件相同时，若室温相等认为供暖效果相同，则可把不供暖用户的用热量表示为同类型标准用户用热量的函数，即

q1i=ξq1i′（1）

式中q1i——不供暖用户的计算热量；

q1i′——同类型标准用户的热表读数；

ξ——热效系数，表示供暖效果与同类型标准用户的接近程度，0≤ξ≤1。

由围护结构基本耗热量计算公式可导出

ξ=Δt/Δt0=（tb－tw）/（tn－tw）（2）

经实测确定Tb后，用（1）、（2）式可算出不供暖用户由邻户传入的热量。表1为根据tn=18℃，tw=-5℃和不同tb计算的ξ值

表1热效系数表tb181614121086420-5

ΔT（℃）232119171513119750

ξ10.910.830.740.650.570.480.39.0300.220

2.3部分供暖用户

部分供暖用户是指在供暖期某些天不居住、不用热的用户。实际用热天数0＜d＜90%d0，热表读数q1i′≠0，介于以上两种情况之间。用热量既要计入热表读数，又要计算邻室传入的热量，可表示为

①长安大学环境工程学院。邮编：710061FEL：029-2377329

q1i=q1i′＋ξ(q1i′－q1i″)（3）

式中q1i′为第i个部分供暖用户的热表读数，q1i″为同类型标准用户的热表读数，ξ(q1i′－q1i″)为扣除q1i′后应计算的由邻室传入的热量。

2.4用热量一般公式

以上三种情况，无论用热天数多少及热表读数大小，均可用（3）式表示用热量，即q1i=q1i′＋ξ(q1i′－q1i″)（3）

式中q1i′——本户热表读数，GJ；

q1i″——同类型标准用户的热表读数，GJ，当各户q1i″不同时取平均值。

ξ——热效系数。

由上式知，对标准用户，若(q1i′－q1i″)≈0，则可忽略式中第二项（当该值较大时不得忽略），q1i=q1i′；对不供暖用户，q1i′=0，q1i=ξq1i″；对部分供暖用户，q1i′及ξ(q1i′－q1i″)均不为0，q1i=q1i′＋ξ(q1i′－q1i″)。

3.热量分配

3.1邻室传热量

某一用户从邻室获得的热量是由相邻各用户共同负担的，并计在了邻户的热表读数之中，显然，这部分热费不应当由“供热方”负担，而应由“受热方”支付。根据图1分析，几种典型用户向其它用户的传热情况见表2。

注：（1）+表示得热，－表示失热；（2）右户与左户对称

因此各类用户凡是有向邻户传热的，均应从q1i′中扣除所占份额，例如n分之一q1i′或ξ(q1i′－q1i″)。考虑到热流方向，传热面积和围护结构的不同，进行必要修正后，向不供暖用户传热应扣减：

（q1i）A=（mKAεkξq1i″/n）A（4）

向部分用户传热应扣减（q1i）B=[mKAεkξ(q1i′-q1i″)/n]B（5）

式中（q1i）A、（q1i）B——第i户应扣减的向不供暖用户和向部分供暖用户的传热量；

m、n——分别为第i户的得热户数及共同向某一用户传热的户数；

KA——传热面积修正系数，与各向传热面积有关，KA=Fi/Fp（Fi、Fp分别为第i户临室的传热面积和各户总传热面积的平均值）；

εk——传热修正系数，与各向围护结构传热系数K值有关，εk=Ki/Kp（Ki、Kp分别为第i户通过围护结构向邻室的传热系数和各户传热的平均值）。

综合式（3），（4）和式（5），有

q1i=q1i′+ξ(q1i′－q1i″)－[（q1i）A+（q1i）B]（6）

显然，不供暖用户和部分供暖用户通常是由邻户得热的，一般不扣减后两项。式（6）即为计算各户用热量的一般公式。

3.2公摊热量

一般地，建筑物总表热量大于各分表热量的代数和，这是因为实际存在着公用面积的耗热量及管道散热损失，设其值为Q2，Q2应由楼内全体住户负担并按建筑分摊，即Q2=∑q2i=∑(Q2/A)Ai（7）

令qA=Q2/A,qA为面积公摊指标(GJ/m2),则

Q2=∑q2i=qA·Ai（8）

式中A、Ai分别为总建筑面积和各户建筑面积（m2）。

4.热费收缴模式

4.1各户应缴热费的热量

qi=q1i+q2i=q1i′+ξ(q1i′－q1i″)－[（q1i）A+（q1i）B]+qAAi（9）

4.2各户应缴热费

Fi=qf·qi（10）

式中qf——热价（元/GJ）。其它符号意义同上。

4.3总热费

由热平衡总表热量=∑分表热量+∑分摊热量

即Q=Q1+Q2=∑q1i+∑q2i（11）

总热费Fi=qf·Q=∑Fi=∑qf·qi（12）

5.应用举例

西安市某四层住宅（见图2）共12户，建筑面积均为86m2,其中202为不供暖用户，301为部分供暖用户，其它为标准用户。已知总表热量为411GJ，各分户热表读数（见表3），经实测不供暖用户室内空气温度tB=5℃，西安地区热价20元/GJ，供暖期101天，求各户应缴热费和每m2每月热价。

各户供暖状态见表3，计算取KA和εK=1（过程略），结果见表4。从本例看，总热费=20×411=8220元，各户热费=8220/12=6851.17元，不供暖用户（202）应缴热费为平均热费的56.13%，占总热费的4.86%，小于平均百分数1/12=8.33%。部分供暖用户（301）应缴热费为平均热费的86.67%，占总热费的7.22%，略小于平均百分数（8.33%）。

6.结语

6.1标准用户的用热量以热表计量，非标准用户热表未计入的用热量按等效法计算。

6.2各户缴费的热量，应计入公摊热量并相应增减户间传热量。

6.3文中方法有待于在实践中进一步总结、完善和简化。

6.4本文未考虑朝向、楼层等对热计量的影响。

参考文献

计量收费范文篇7

关键词：供热系统计量收费遗传算法

供热系统计热量收费势在必行。然而由于社会、管理等因素，在实施过程中必然会碰到不少必须解决的难题。但就基础工作而言，我认为就一些关键的技术问题，取得同行的共识，更具重要意义。因此计量收费，应建立在高技术含量的基础之上。这里，我想就大家比较关心的几个技术问题，谈一些看法，以便求得深入讨论。

一、系统流量变化对室温的影响

供热系统按热量收费，前提条件是供热效果要优于按面积收费的情形。理想状况应该是室温能按用户要求灵活进行调节。这里提出了一个理论问题：即要想达到用户不同的室温要求，系统流量应该在多大的范围内变化？当室内无人时，一般要求值班采暖，此时室温在6～8℃之间，那么这时系统流量减小到最小，其数值是多少？再如在单管顺流系统上，改装跨越管后，由于跨越管的分流，进入散热器的流量减少，此时室温如何变化？要回答这类问题，就必需研究系统流量变化对室温的影响。亦即要研究系统水力工况对热力工况的影响。

一般而言，对系统供热、散热器散热、建筑物耗热建立如下6个联立方程：

Qn=Ws(tg-th)(1)

Qn=εnWs(tg-tn)(2)

Qn=qv(tn-tw)(3)

(4)

(5)

(6)

式中Qn--供热系统的供热量，散热量，耗热量（W/h）；

tg--供热系统的供水温度（℃）

th--供热系统的回水温度（℃）

Ws--供热系统的流量热当量（KJ/h·℃），可视为流量的函数；

εn--供热系统的有效系数，无量纲，为0～1.0之间的数值；

ωn--供热系统工况系数，无量纲；

tn--用户室内温度（℃）

tω--室外温度（℃）

上式中带角码''''′''''的为相应参数的设计值；，为运行参数、设计参数之比值。

K′--散热器设计状态传热系数（KJ/m2h℃）

F--散热器散热面积（m2）；

t′0--供热系统设计供、回水温度的平均值（℃）；

B--散热器传热指数，一般0.17～0.37。

上述前5个独立的联立方程中，有7个未知数，即Qn，tg，th，tn，Ws，εn，ωn，其中通常视Ws（流量）为已知（室外温度tω为已知），当分别给定Qn，tg，即可解出其它参数，进而获得系统流量与用户室温之间的关系。

为了便于编程，上机计算，上述5个联立方程可以进一步简化为如下矩阵方程：

Ta=[A0[G]A0T-Ain[G]H·A0]-1Ain[G]W(7)

式中Ta--供热系统节点温度向量；

G--系统支路流量矩阵；

A0、Ain--分别为系统流出、流入关联矩阵；

H、W--分别表示系统不同热部件特性的系数矩阵，主要反映热源、管道、换热器、散热器等不同热部件中εn，

ωn的影响因素。

运行根据（7）式编制的SHIWEN程序，算出供热系统各节点温度，即可求得散热器的散热量以及室温对应于流量的变化关系。

供热系统流量、散热量与室温关系计算

用户名称

运行流量kg/(m2h)

失调度X

单位供暖面积散热量

平均室温tn(℃)

q(w/m2℃)

(%)

1-5

2.25

1.0

52.4

100

18

1

0.35

0.43

0.16

0.19

26.0

29.1

49.6

55.5

4.4

6.0

2

0.70

0.31

39.4

75.2

11.3

3

1.60

0.71

51.4

98.1

17.5

4

3.20

1.42

56.1

107.1

19.9

5

5.40

2.40

56.7

108.2

20.2

现举实例加以说明，一个地处北京的有5个热用户的供热系统，设定设计供回水温度为75/55℃，单位建筑面积的设计流量为2.25kg/m2h，选用813型铸铁四柱散热器。在设计外温-9℃下，各用户流量与室温、散热量之间的关系为表1所示：当运行流量只有设计流量的16～31%时，室温只有4.4～11.3℃；当室温维持值班采暖时（即+6℃），此时运行流量是设计流量的19%，实际散热量只有设计散热量的55.5%；当运行流量是设计流量的31%时，室温为11.3℃，实际散热量是设计散热量的75.2%。

这一计算结果，与美国SHRAE手册系统篇给出的关系曲线完全一致（见图1、图2）。该曲线横坐标为相对流量，纵坐标为散热器相对散热量，图1表示≤1.0的情形，图2表示>1.0的情形。在图中，供水温度为90℃，曲线1、2、3、4分别表示供、回水温差为10、20、30、40℃。不难发现，对于图1即≤1.0时，供回水温差愈大，曲线愈接近于线性；供回水温度愈小，流量与散热量的关系愈接近上抛物线。对于图2，>1.0，即大于设计流量的状态下，散热量增加并不多。

关系曲线图关系曲线图

图1中的曲线1、2，其供回水温降分别为10、20℃，比较符合我国目前的供暖现状。从中可以得到一个明晰的概念：即当流量在设计流量±20～30%范围内变动时，散热量的波动只有±10%左右；而当流量减小到设计流量的±20～30%时，散热量明显减少，只有设计值的50～80%，室温只能维持在5～14℃之间。

系统流量与散热量的上述关系，完全是由于散热器的热力特性决定的，这一关系正好说明了供热系统之所以存在冷热不均现象的本质。如果认为流量减少到设计流量的30%时，散热量还始终不低于设计散热量的90%，也就是室温不低于16℃，这样就会得出供热系统始终不会发生冷热不均的失调状况，这是与事实不相符的。

对于单管顺流改装跨越管的情形，若分流比按3：7考虑，进入散热器的流量是设计流量的30%，此时从同一根立管的总散热量来计算的话，其减少量仍然会大于10%。但还需要指出的是，各层房间的散热量的减少不是均匀分配的，对于上分系统，愈是低层，吃亏愈多，室温过冷现象愈严重（下节细述）。假如把散热器与跨越管的3：7分流比作为设计条件，这就意味着加大了供回水温差，增加了房间散热器面积，不同的设计条件，进行流量与散热量的比较是无意义的。

二、室内单双管系统的比较与改造

为了适应于计量收费，对于室内供热系统人们普遍倾向于今后都设计为双管系统，旧有单管系统逐渐改造为双管系统。然而我国现有住宅，绝大多数是采用单管系统。然而我国现有住宅绝大多数是采用单管系统。粗略统计也有十几亿建筑面积。如果全部改为双管系统，其难度可能大到几乎成为不可能，甚至可能导致计量收费中途夭折。因此，在适应计量收费的前提下，通过全面分析比较单双管系统的特性，提出经济可行的设计改造方案，就显得十分有意义。

众所周知，单、双管系统有如下一些优缺点：

1．双管系统比单管系统易于和温控阀配套使用。由于双管系统每个散热器自成一个回路，很容易在每个散热器安装一个温控阀。其优点是各个房间，都可按用户的要求调节到所需要的室温，这是顺应计量收费，人们普遍看好双管系统的主要原因。而单管系统因为是"串糖葫芦"式的，如果每个散热器前都装温控阀，必然造成互相"扯皮"，使系统失控，满足不了室温要求，这也是单管系统被判"死刑"的主要原因。

2．双管系统的调节特性优于单管系统。通过双管系统每个散热器的供、回水温度就是供暖系统的总供回水温度，因此供回水温差比较大，一般都在15～25℃之间。而单管系统对于同一根立管而言，各个散热器供回水温差的总和才与双管系统每个散热器的供回水温差相等。也就是说，单管系统每个散热器的供回水只有几度的温差。从ASHRAE手册给出的图1曲线可知，当供回水温差愈大时，散热器的散热量与流量之间的关系愈接近于线性特性；当供回水温差愈小时，散热特性愈接近于快开特性。这就是说，对于双管系统，调节性能较好，配套的调节阀（如温控阀）接近线性特性就能使室温调节到位；而对于单管系统，由于调节特性不如双管系统，配套的调节阀，要求接近等百分比特性才能达到理想的调节目的。

3．单管系统比双管系统也有明显的优点，这就是系统少一根立管（当垂直布置）或少一根水平干管（当水平布置即水平串连）。由于系统结构简单，造价低，便于房间布置，这也是我国历来习惯多采用单管系统的主要原因。特别当人们生活水平逐渐提高、室内装修愈趋考察的情况下，为了美观起见，供暖系统布置在地板内或踢脚板里的呼声愈来愈高。在这种情况下，单管系统比双管系统又体现出了明显的优势。

综上所述，简单地全盘否定单管系统是片面的。正确作法应针对单管系统的特点，扬长避短，提出一种合理的结构形式，既保留单管系统的优点，又能与温控阀配套使用，适应计量收费的要求。

为了提出在单管系统上能安装温控阀的合理结构形式，有必要对单管系统散热量与流量之间的变化规律进行更深层次的分析。还是利用SHIWEN程序，对一个五层楼的上分式单管顺流系统进行计算，其结果见表2、表3。表2为供热量恒定的情况，表3为供水温度给定的情况。分析数据可以得到一个很有趣的现象：不论哪一种情况，凡实际流量小于设计流量的（在设计外温下），均出现上层热、下层冷的现象；凡实际流量大于设计流量的，都发生上层冷、下层热的情形。

表2上分式单管顺流系统供暖量恒定时流量与室温变化相对流量（%）

室温（℃）

5层4层3层2层1层

1.8017.517.717.918.318.6

1.0018.318.117.917.917.8

0.5220.018.917.817.116.1

0.2823.220.317.615.513.3

表3上分式单管顺流系统供水温度恒定时流量与室温变化相对流量（%）

室温（℃）

5层4层3层2层1层

1.8018.418.618.919.219.5

1.0018.318.118.017.917.8

0.4817.916.815.814.813.9

0.2417.014.312.09.98.0

注：供水温度81℃

上述室温与流量之间的变化规律，具有普遍性。当室外温度不等于设计外温时，这种变化规律仍然存在，所不同的只是在设计外温，即气温最冷时，系统垂直失调最严重，也就是最高层与最低层之间的室外温偏差最大；随着气温变暖，垂直失调也逐渐趋缓。这种变化规律，不仅存在于单管系统，对于双管系统，也一样适用。只是单、双管系统发生垂直失调的原因不同：单管系统，是由于流量变化引起散热器平均温度的变化所致；而双管系统则是由于自然循环作用压头的变化而造成的。

由于单管系统的垂直失调有上述规律可循，我们就可以提出现有住宅单管顺流系统与温控阀配套的既简单又适用的改造方案：方法是只在每一根立管的最低层散热器前装一个温控制阀，便可以实现对住宅各室温的自动控制。这个方法之所以可行，就因为在最底层，室温过低与流量过小（同样，室温过高与流量过大也一致）是一致的。而温控阀的作用，正好是在室温偏低时能增大流量（过热时减少流量），调节的结果是底层室温提高，上层室温降低。这种方法，只用一个温控阀，就可以使同一根立管的所有房间的室温得到控制。如果再与水表或热量分配相配套，就可以使现有住宅单管系统的节能改造成为可能。当然，这种改造方案，与双管系统比较还有不足之处，主要是室温的调节灵活性不够，但它毕竟为旧有单管系统的发行开拓了新的途径。

综合以上分析，为适应计量收费，提出室内供暖系统可供选择的几种形式：

1．旧有单管系统的改造，只在底层散热器前装一个温控阀，仍保留顺流式，不必加装跨越管；

2．新建住宅，采暖标准高的，优先采用双管系统；采暖标准要求的一般的，仍可采用单管系统。当选择顺流单管系统时，温控阀安装方案同旧有单管系统的改造方案，当采用带有跨越管式的单管系统时，跨越管与支管管径应与立管同管径，每个散热器上宜安装三通温控阀，目的是保证散热器的流量能在设计流量的0～100%的范围内调节。

3．无论是双管系统还是单管系统，为了便于按户计量和暗管敷设，都宜采用水平布置，即供暖系统只有总立管和水平干管。

三、压差调节器的使用范围

在国外的供热系统中，与热量计、温控阀相配套的主要设备还有压差调节阀。通常要求，不但在热力站、热力入口安装，甚至要求室内和各立管上都要安装压差调节阀。由于这种压差调节阀，价格很贵，因此，研究其合理的使用范围就显得非常必要。

安装压差调节器的基本功能是消耗掉多余压头，保证要求的资用压头，以满足配套设备正常工作。如在换热器前安装硬度差调节器，可防止换热器内水流速过大，超过允许压降。在限流器（亦称自力式温控阀、流量调节阀），平衡阀（调节阀），温控阀前安装压差调节器，一般有三个作用：（1）保证工作压差不超过最大允许压差；（2）保证通过的流量限制在最大流量范围以内；（3）保证不产生噪音和气蚀现象。

了解了压差调节器的上述作用后，就应该适当、有效地设计安装压差调节器，以防滥设乱装。

对于热力站（含热入口）中的换热器，应在换热器允许压降的前提下，尽量由换热器自身克服管网的多余压头；只在换热器无法消耗额外压头时，才设置压差调节器。目前，我国在换热器设计中，普遍存在换热器设计压降偏小的倾向，通常为0.07Mpa。由于允许压降受到限制，使换热器（主要指板式换热器）流速只能达到0.2～0.3m/s，导致传热系数过小，只有2000～3000W/m2，造成换热器传热面积普遍选择过大。形成了一平方米传热面积传热面积只带500平方米供热面积的错误概念，无谓增加了投资。而真正发挥板式换热器强化传热的优势，应该一平方米的传热面积带到800平方米供热面积才对。此时，通过换热器的流速应在0.5～0.6m/s之间，传热系数5000～6000W/m2，相应压降在0.1～0.12Mpa的范围之内。根据这些数据分析，换热器允许压降从目前的0.07Mpa，提高到0.1～0.12Mpa，不但可以提高换热器的性能价格比，而且可以少装或不装压差调节器，具有明显的经济意义。

但是在提高换热器允许压降的工作中，目前存在二方面的认识问题：一是怕增大系统阻力，提高循环水泵扬程，多耗电能；二是一、二次管网流速难以同时满足要求。对于第一个问题，纯粹属于认识上的误区：我们所说的提高换热器压降，是为了克服管网提供的多余压头，这种情况一般发生在供热系统的中、前端。因此，不会增大循环水泵的扬程。对于第二问题，可以采用不等截面的板式换热器，目前能够做到一、二次管网流量比为1：4的范围。因此，技术上是完全可行的。

对于温控阀，一般有两种调节功能；第一种是室温调节功能。根据对室温的不同要求，用户可以自行设定，这种操作通常都很方便。第二种调节称不预置调节，主要目的是限定温控阀的最大流量，保证不产生噪音。具体操作是根据房间热负荷，和压降为0.1Mpa时的最大流量，设定温控阀的流量系统Kv(m3/h·m0.5)。从温控阀的预置调节可以发现，这种温控阀本身实际上就是一个限流器或自力式平衡阀。

在正常情况下，温控阀两端的工作压降应为0.01～0.03Mpa，此时通过温控阀的实际流量远比温控阀的预置值Kv（压降为0.1Mpa时的最大流量）小。多数温控阀，由于防止噪音的限制，其工作压降最大不许超过0.06～0.1Mpa，因此0.1Mpa是温控阀工作压降的最大极限。

对于一个8层带有跨越管安装有二通温控阀的管径为DN20的立管，其总流量系统Kv为3.95(m3/hm0.5)。当只有一个房间供暖，其它7个房间的温控阀全部关死，此时该立管的流量系数Kv为1.41(m3/h·m0.5)。当供暖房间温控阀未调时，该房间室温必然过热；当该温控阀关小，直至室温合格时，温控阀才停止调节，这时该立管的流量系数将≥0.5(m3/hm0.5)，即通过该立管的流量接近设计流量的1/8。如果给定该供热系统的总资用压头为0.1Mpa，则该立管调节前后的总压降从0.09Mpa增大到0.096Mpa。对于同一个系统，只把二通温控阀，换为三通温控阀，立管总流量系数Kv为0.6(m3/hm0.5)，但在同上的调节过程中Kv值几乎不变，亦即立管压降也波动很小。

根据上述分析，可以得出如下结论：

1．对于室内供热系统，除对温控阀进行预置设定外，每一立管无需另装压差调节器。因为对于一个有8组散热器的单管系统（如水平布置，一户超过8组散热器的不多），在极限调节下，立管压降波动都不超过0.01Mpa，完全在温控阀允许范围内。

2．采用新的室内系统水力计算方法。从设计阶段即消除了各立管之间的压降不平衡。这样可以避免温控阀的大幅度的调节，进而减少立管压降的波动。

3．在每个建筑物的热入口，优先安装限流器或自力式平衡阀，使每个建筑物的热入口的资用压头限制在设定范围之内，心量减少压差调节器的装设。

4．二次管网采用最佳调节方法即质量并调方法。系统循环流量采用循环水泵的调频调速控制。根据热负荷的变动，调节系统总流量，可以使温控阀都工作在微调的状态下。

四、新的室内系统水力计算方法

为了减少温控阀的大幅度调节，进而避免在各立管上安装压差调节器，室内供热系统水力计算应采用不等温降法。但传统的不等温降法存在二个致命的缺点：一是在多环路中，要进行繁杂的流量压降和温降的修正；二是在允许的立管温降下，难以实现最佳立管管径的寻优。由于这些缺点较难克服，导致这种水力计算方法长期不能在设计中广泛推广使用。

本文所提出的新的水力计算方法，正是基于不等温降法的基本原理，应用图论网络理论和新兴的遗传算法，十分理想地解决了上述二个难题。

1．管网流量压降的平衡

按照图论、图络理论，可建立如下的矩阵方程：

Bf(S|G|G-DH)=0

式中Bf--管网基本回路矩阵；

S--管网阴力系数矩阵；

DH--系统资用压头向量；

|G|--管网支路流量矩阵；

G--管网支路流量向量。

式中，Bf、S皆为系统结构（含管径、管长、管网走向）的函数，DH为管网流量的函数，当Bf、S已知时，解（8）矩阵方程，即可求得管网流量与相应的压力降。

在室内供热系统系统的水力计算中，根据热负荷和系统布置，先按等温降法，计算系统各支路的流量、压降。由于矩阵方程的数值求解，是对整个管网一次性完成的，因此，管网各支路和流量、压力降将自动达到平衡，无需进行各环路的流量、压降修正。

2、最佳立管管径的寻优

上述矩阵方程的一次性求解，通常并不能完成水力计算的任务，因为所选择的各立管管径还必须符合规定的温降要求：

Δtmin≤Δti≤Δtmax（9）

此约束条件指出，当各立管温降Δti满足允许最大、最小温降时，水力计算的任务才算完成。

上述约束条件的满足，传统作法是靠试凑法进行。实践证明，这种方法实际上是"碰运气"，短时间内很难得到理想方案。

本文采用的遗传算法，十分成功地实现了立管管径寻优的问题。遗传算法是近年来国内外广泛兴起的一种并行寻优算法。它的基本原理是模拟生物遗传的优胜劣汰法则。在迭代寻优过程中，仿真生物繁殖通过杂交、变异方式，使子代优于父代，逐渐接近全局最优。

遗传算法是通过二进制编码来表示待选方案的。如一个供热系统，有20个立管，则用一个40位二进制数来表示，每二位代表一个立管，如00可表示该立管径为DN15，01表示管径DN20，10对应DN25，11即为DN32等。而且每次迭代，可同时选择多个待选方案，这种并行寻优算法，不但速度快，而且容易找到全局最优方案。

应用这种方法，计算机自动给出最佳立管管径配置，十分方便。

本课题在应用遗传算法时，为提高收敛性，还要用了其它运算技巧。详细论述可参阅论文"遗传算法在室内供热系统水力计算中的应用"。

3．程序简介

该程序流程图如下：

4．工程实例

北京地区某一建筑物，楼层为5层，供热系统共有20根立管，供回水设计温度为95/70℃。各立管热负荷见表4，立管管径计算结果见表5。表中NB为立管编号，QL为立管热负荷，DT为立管温降（℃），IBD为立管管径负荷，S为立管阻力系数（h2/m5），G为立管流量（kg/h）。

该工程实例中，Δtmin=10℃，Δtmax=35℃，经过17次迭代，即得表5结果，其中只有立管编号29，其温降为37.3℃，略大于允许值，其它立管均符合约束条件，说明计算结果还是比较理想的。

对于双管系统，该水力计算方法同样适用。

表4立管热负荷NB24252627282930

QL（W）1722912425.614053.6157692245.21292615915

NB31321233343536

QL（W）118971189011890.412456.816163.214205.620594

NB3738394041231

QL（W）114541054412068.611850.511849.511890.4

表5计算结果NB24252627282930

DT30.9726.1629.7828.0513.4837.2725.79

IBD25252525152025

S0.930.930.930.9311.882.960.93

G556.4475.07471.88562.09166.6346.85617.17

NB31321233343536

DT33.313130.7423.6329.3425.3134.6

IBD20202025252525

S3.413.413.410.930.930.930.93

G357.12383.57386.79527.23550.92561.27578.48

NB3738394041231

DT31.9528.6134.8632.1129.6329.38

IBD202020202020

S2.952.963.413.413.413.41

G358.55368.49346.16369.08399.91404.73

五、系统循环水泵的变流量调节

无论单管系统还是双管系统，最佳调节方式都是质量并调，即随着室外气温的变化，不但要调节供水温度，而且要调节系统流量，这样才能真正消除系统的水平失调和垂直失调。当散热器前安装有温控阀时，系统在整个供暖期中，实际上是按变流量的方式运行。此时如果二次网的循环水泵仍按定流量（即质调节）运行，那么，必然会引起：（1）温控阀大幅度的调节和系统压降的波动；（2）循环水泵提供的电能，相当部分无谓地消耗在温控阀的节流上，浪费能源。因此，为与温控阀配套，合理的运行方式应该是二次网循环水泵，也进行变流量调节。

1．循环水泵的设置形式

对于二次网系统，在运行期间，换热器对循环流量大小无严格限制。因此，二次网系统采用一级泵系统即换热站循环泵与热用户循环泵合二为一的方式为宜。

对于热源为锅炉房的一次网系统，锅炉循环流量一般不应小于额定流量的70%，这是因为：（1）流量过小，会引起锅炉浸热管水量分配不均，出现热偏差，导致锅炉爆管等事故；（2）流量过小，会导致回水温度过低，造成锅炉尾部腐蚀。为克服这一矛盾，一次网循环水泵常采用双级泵系统，即一级泵为锅炉循环泵，二级泵为热网循环泵。具体形式，如图3所示：

图3双级泵系统

2．节电分析

对于图3中A型双级泵系统，一般热源循环泵0，采用定流量运行，而热网循环泵1采用变流量运行。这种双级泵变流量系统与传统的一级泵流量系统相比较，节电效果明显，其计算公式如下：

（10）

式中--A型双级泵变流量系统与一级泵定流量系统耗电比值；

E'''',E--分别为一级泵和二级泵的全年运行耗电量；

H''''o--热源循环泵的额定扬程；

H''''1--热网循环泵的额定扬程；

Hall--供热系统全年运行小时数；

ho--室外温度低于设计外温的延续小时数；

--热网设计流量与实际运行流量的比值。

对于图3中的B型双级泵系统，循环泵2和循环泵3额定扬程分别为：

H2=ΔP0（11）

H3=ΔP0+ΔP1（12）

式中ΔP0--锅炉房的额定压降；

ΔP1--热网的额定压降；

H2，H3--分别为循环泵2，循环泵3的额定扬程。

B型双级泵系统在运行中，循环泵2、循环泵3都可进行变流量调节。设Go为通过锅炉的循环流量，一般在运行期间保持定流量不变。则循环泵2、循环泵3的循环流量G2、G3按如下关系运行：

G2max=Go-G1min(13)

G2min=Go-G1max=0(14)

显而易见，无论A型和B型双及泵系统，锅炉循环泵的额定扬程皆取锅炉房的设计压降为宜。而B型双级泵的热网循环泵的额定扬程则是锅炉房和热网设计压降的总和，大于A型双级泵系统的热网循环泵额定扬程（后者额定扬程为热网设计压降）。无论哪一种循环泵，额定流量都是设计流量。因此，从初投资考虑，B型双级泵系统要大于A型双级泵系统。但B型双级泵系统在运行中的节电效果好于A型双级泵系统，通过计算，

在北京地区：

（15）

在哈尔滨地区：

（16）

实际工程选用哪一种方案，需通过经济比较确定。

但经过粗略计算，对于二次管网，在循环水泵采用变流量调节时，当平均运行流量是设计流量的80%时，节电约49%；平均运行流量是设计流量的70%时，节电66%。对于一次管网，选用A型双级泵系统，在热网泵平均流量是设计流量的70%时，节电44%；平均流量是设计流量的50%时，节电57%。

3．循环泵的调节方法

对于大功率的循环泵，由于投资原因，宜采用液力偶合方式调速。在功率小于150KW以下的循环泵，皆可采用变频调速。变频调速比起其它调速方法，最大的优点是调速过程转差率小，转达差损耗小，能使电机实现高效调速。在变频的同时，电源电压可以根据负载大小作优化调节。在调频过程，能使功率因素保持在80%以上。此外，还可以在额定电流下起动电机，从而降低配用变压器的容量。变频器体积小巧，运行平稳，可靠性高。变频调速应用于循环水泵的变流量调节，已逐渐被人们所认识。

对于多台泵并联的循环水泵，可以采用每台泵皆由变频调速控制，也可采用其中的一台循环泵实行变频调速速，其它各台循环泵都为定流量运行。采用后一种调速控制方案时，变频调速泵，起着峰荷的调节作用。当热负荷较小时，只有变频调速泵运行。随着热负荷的增大，变频控制柜可自动起动第二台、第三台……并联循环泵的满负荷运行；当热负荷减少时，定流量循环泵依次可自动停运。在电机功率为75KW以下时，定流量循环泵的启动可由变频控制柜直接启动；当电机功率超过75KW以上时，采用降压启动。

采用单泵变频调速方案，可大大降低初投资，由于节电效果明显，投资一年左右即可回收。

参考文献：

1．石兆玉，《供热系统运行调节与控制》，清华大学出版社，1994，1。

2．石兆玉，《流体网络分析与综合》，校内教材，1993，8。

计量收费范文篇8

关键词：供热系统计量收费遗传算法

供热系统计热量收费势在必行。然而由于社会、管理等因素，在实施过程中必然会碰到不少必须解决的难题。但就基础工作而言，我认为就一些关键的技术问题，取得同行的共识，更具重要意义。因此计量收费，应建立在高技术含量的基础之上。这里，我想就大家比较关心的几个技术问题，谈一些看法，以便求得深入讨论。一、系统流量变化对室温的影响

供热系统按热量收费，前提条件是供热效果要优于按面积收费的情形。理想状况应该是室温能按用户要求灵活进行调节。这里提出了一个理论问题：即要想达到用户不同的室温要求，系统流量应该在多大的范围内变化？当室内无人时，一般要求值班采暖，此时室温在6～8℃之间，那么这时系统流量减小到最小，其数值是多少？再如在单管顺流系统上，改装跨越管后，由于跨越管的分流，进入散热器的流量减少，此时室温如何变化？要回答这类问题，就必需研究系统流量变化对室温的影响。亦即要研究系统水力工况对热力工况的影响。

一般而言，对系统供热、散热器散热、建筑物耗热建立如下6个联立方程：

Qn=Ws(tg-th)(1)

Qn=εnWs(tg-tn)(2)

Qn=qv(tn-tw)(3)

(4)

(5)

(6)

式中Qn--供热系统的供热量，散热量，耗热量（W/h）；

tg--供热系统的供水温度（℃）

th--供热系统的回水温度（℃）

Ws--供热系统的流量热当量（KJ/h·℃），可视为流量的函数；

εn--供热系统的有效系数，无量纲，为0～1.0之间的数值；

ωn--供热系统工况系数，无量纲；

tn--用户室内温度（℃）

tω--室外温度（℃）

上式中带角码''''′''''的为相应参数的设计值；，为运行参数、设计参数之比值。

K′--散热器设计状态传热系数（KJ/m2h℃）

F--散热器散热面积（m2）；

t′0--供热系统设计供、回水温度的平均值（℃）；

B--散热器传热指数，一般0.17～0.37。

上述前5个独立的联立方程中，有7个未知数，即Qn，tg，th，tn，Ws，εn，ωn，其中通常视Ws（流量）为已知（室外温度tω为已知），当分别给定Qn，tg，即可解出其它参数，进而获得系统流量与用户室温之间的关系。

为了便于编程，上机计算，上述5个联立方程可以进一步简化为如下矩阵方程：

Ta=[A0[G]A0T-Ain[G]H·A0]-1Ain[G]W(7)

式中Ta--供热系统节点温度向量；

G--系统支路流量矩阵；

A0、Ain--分别为系统流出、流入关联矩阵；

H、W--分别表示系统不同热部件特性的系数矩阵，主要反映热源、管道、换热器、散热器等不同热部件中εn，

ωn的影响因素。

运行根据（7）式编制的SHIWEN程序，算出供热系统各节点温度，即可求得散热器的散热量以及室温对应于流量的变化关系。

供热系统流量、散热量与室温关系计算

用户名称

运行流量kg/(m2h)

失调度X

单位供暖面积散热量

平均室温tn(℃)

q(w/m2℃)

(%)

现举实例加以说明，一个地处北京的有5个热用户的供热系统，设定设计供回水温度为75/55℃，单位建筑面积的设计流量为2.25kg/m2h，选用813型铸铁四柱散热器。在设计外温-9℃下，各用户流量与室温、散热量之间的关系为表1所示：当运行流量只有设计流量的16～31%时，室温只有4.4～11.3℃；当室温维持值班采暖时（即+6℃），此时运行流量是设计流量的19%，实际散热量只有设计散热量的55.5%；当运行流量是设计流量的31%时，室温为11.3℃，实际散热量是设计散热量的75.2%。

这一计算结果，与美国SHRAE手册系统篇给出的关系曲线完全一致（见图1、图2）。该曲线横坐标为相对流量，纵坐标为散热器相对散热量，图1表示≤1.0的情形，图2表示>1.0的情形。在图中，供水温度为90℃，曲线1、2、3、4分别表示供、回水温差为10、20、30、40℃。不难发现，对于图1即≤1.0时，供回水温差愈大，曲线愈接近于线性；供回水温度愈小，流量与散热量的关系愈接近上抛物线。对于图2，>1.0，即大于设计流量的状态下，散热量增加并不多。

关系曲线图关系曲线图

图1中的曲线1、2，其供回水温降分别为10、20℃，比较符合我国目前的供暖现状。从中可以得到一个明晰的概念：即当流量在设计流量±20～30%范围内变动时，散热量的波动只有±10%左右；而当流量减小到设计流量的±20～30%时，散热量明显减少，只有设计值的50～80%，室温只能维持在5～14℃之间。

系统流量与散热量的上述关系，完全是由于散热器的热力特性决定的，这一关系正好说明了供热系统之所以存在冷热不均现象的本质。如果认为流量减少到设计流量的30%时，散热量还始终不低于设计散热量的90%，也就是室温不低于16℃，这样就会得出供热系统始终不会发生冷热不均的失调状况，这是与事实不相符的。

对于单管顺流改装跨越管的情形，若分流比按3：7考虑，进入散热器的流量是设计流量的30%，此时从同一根立管的总散热量来计算的话，其减少量仍然会大于10%。但还需要指出的是，各层房间的散热量的减少不是均匀分配的，对于上分系统，愈是低层，吃亏愈多，室温过冷现象愈严重（下节细述）。假如把散热器与跨越管的3：7分流比作为设计条件，这就意味着加大了供回水温差，增加了房间散热器面积，不同的设计条件，进行流量与散热量的比较是无意义的。二、室内单双管系统的比较与改造

为了适应于计量收费，对于室内供热系统人们普遍倾向于今后都设计为双管系统，旧有单管系统逐渐改造为双管系统。然而我国现有住宅，绝大多数是采用单管系统。然而我国现有住宅绝大多数是采用单管系统。粗略统计也有十几亿建筑面积。如果全部改为双管系统，其难度可能大到几乎成为不可能，甚至可能导致计量收费中途夭折。因此，在适应计量收费的前提下，通过全面分析比较单双管系统的特性，提出经济可行的设计改造方案，就显得十分有意义。

众所周知，单、双管系统有如下一些优缺点：

1．双管系统比单管系统易于和温控阀配套使用。由于双管系统每个散热器自成一个回路，很容易在每个散热器安装一个温控阀。其优点是各个房间，都可按用户的要求调节到所需要的室温，这是顺应计量收费，人们普遍看好双管系统的主要原因。而单管系统因为是"串糖葫芦"式的，如果每个散热器前都装温控阀，必然造成互相"扯皮"，使系统失控，满足不了室温要求，这也是单管系统被判"死刑"的主要原因。

2．双管系统的调节特性优于单管系统。通过双管系统每个散热器的供、回水温度就是供暖系统的总供回水温度，因此供回水温差比较大，一般都在15～25℃之间。而单管系统对于同一根立管而言，各个散热器供回水温差的总和才与双管系统每个散热器的供回水温差相等。也就是说，单管系统每个散热器的供回水只有几度的温差。从ASHRAE手册给出的图1曲线可知，当供回水温差愈大时，散热器的散热量与流量之间的关系愈接近于线性特性；当供回水温差愈小时，散热特性愈接近于快开特性。这就是说，对于双管系统，调节性能较好，配套的调节阀（如温控阀）接近线性特性就能使室温调节到位；而对于单管系统，由于调节特性不如双管系统，配套的调节阀，要求接近等百分比特性才能达到理想的调节目的。

3．单管系统比双管系统也有明显的优点，这就是系统少一根立管（当垂直布置）或少一根水平干管（当水平布置即水平串连）。由于系统结构简单，造价低，便于房间布置，这也是我国历来习惯多采用单管系统的主要原因。特别当人们生活水平逐渐提高、室内装修愈趋考察的情况下，为了美观起见，供暖系统布置在地板内或踢脚板里的呼声愈来愈高。在这种情况下，单管系统比双管系统又体现出了明显的优势。

综上所述，简单地全盘否定单管系统是片面的。正确作法应针对单管系统的特点，扬长避短，提出一种合理的结构形式，既保留单管系统的优点，又能与温控阀配套使用，适应计量收费的要求。

为了提出在单管系统上能安装温控阀的合理结构形式，有必要对单管系统散热量与流量之间的变化规律进行更深层次的分析。还是利用SHIWEN程序，对一个五层楼的上分式单管顺流系统进行计算，其结果见表2、表3。表2为供热量恒定的情况，表3为供水温度给定的情况。分析数据可以得到一个很有趣的现象：不论哪一种情况，凡实际流量小于设计流量的（在设计外温下），均出现上层热、下层冷的现象；凡实际流量大于设计流量的，都发生上层冷、下层热的情形。表2上分式单管顺流系统供暖量恒定时流量与室温变化相对流量（%）室温（℃）5层4层3层2层1层1.8017.517.717.918.318.61.0018.318.117.917.917.80.5220.018.917.817.116.10.2823.220.317.615.513.3表3上分式单管顺流系统供水温度恒定时流量与室温变化相对流量（%）室温（℃）5层4层3层2层1层1.8018.418.618.919.219.51.0018.318.118.017.917.80.4817.916.815.814.813.90.2417.014.312.09.98.0

注：供水温度81℃

上述室温与流量之间的变化规律，具有普遍性。当室外温度不等于设计外温时，这种变化规律仍然存在，所不同的只是在设计外温，即气温最冷时，系统垂直失调最严重，也就是最高层与最低层之间的室外温偏差最大；随着气温变暖，垂直失调也逐渐趋缓。这种变化规律，不仅存在于单管系统，对于双管系统，也一样适用。只是单、双管系统发生垂直失调的原因不同：单管系统，是由于流量变化引起散热器平均温度的变化所致；而双管系统则是由于自然循环作用压头的变化而造成的。

由于单管系统的垂直失调有上述规律可循，我们就可以提出现有住宅单管顺流系统与温控阀配套的既简单又适用的改造方案：方法是只在每一根立管的最低层散热器前装一个温控制阀，便可以实现对住宅各室温的自动控制。这个方法之所以可行，就因为在最底层，室温过低与流量过小（同样，室温过高与流量过大也一致）是一致的。而温控阀的作用，正好是在室温偏低时能增大流量（过热时减少流量），调节的结果是底层室温提高，上层室温降低。这种方法，只用一个温控阀，就可以使同一根立管的所有房间的室温得到控制。如果再与水表或热量分配相配套，就可以使现有住宅单管系统的节能改造成为可能。当然，这种改造方案，与双管系统比较还有不足之处，主要是室温的调节灵活性不够，但它毕竟为旧有单管系统的发行开拓了新的途径。

综合以上分析，为适应计量收费，提出室内供暖系统可供选择的几种形式：

1．旧有单管系统的改造，只在底层散热器前装一个温控阀，仍保留顺流式，不必加装跨越管；

2．新建住宅，采暖标准高的，优先采用双管系统；采暖标准要求的一般的，仍可采用单管系统。当选择顺流单管系统时，温控阀安装方案同旧有单管系统的改造方案，当采用带有跨越管式的单管系统时，跨越管与支管管径应与立管同管径，每个散热器上宜安装三通温控阀，目的是保证散热器的流量能在设计流量的0～100%的范围内调节。

3．无论是双管系统还是单管系统，为了便于按户计量和暗管敷设，都宜采用水平布置，即供暖系统只有总立管和水平干管。三、压差调节器的使用范围

在国外的供热系统中，与热量计、温控阀相配套的主要设备还有压差调节阀。通常要求，不但在热力站、热力入口安装，甚至要求室内和各立管上都要安装压差调节阀。由于这种压差调节阀，价格很贵，因此，研究其合理的使用范围就显得非常必要。

安装压差调节器的基本功能是消耗掉多余压头，保证要求的资用压头，以满足配套设备正常工作。如在换热器前安装硬度差调节器，可防止换热器内水流速过大，超过允许压降。在限流器（亦称自力式温控阀、流量调节阀），平衡阀（调节阀），温控阀前安装压差调节器，一般有三个作用：（1）保证工作压差不超过最大允许压差；（2）保证通过的流量限制在最大流量范围以内；（3）保证不产生噪音和气蚀现象。

了解了压差调节器的上述作用后，就应该适当、有效地设计安装压差调节器，以防滥设乱装。

对于热力站（含热入口）中的换热器，应在换热器允许压降的前提下，尽量由换热器自身克服管网的多余压头；只在换热器无法消耗额外压头时，才设置压差调节器。目前，我国在换热器设计中，普遍存在换热器设计压降偏小的倾向，通常为0.07Mpa。由于允许压降受到限制，使换热器（主要指板式换热器）流速只能达到0.2～0.3m/s，导致传热系数过小，只有2000～3000W/m2，造成换热器传热面积普遍选择过大。形成了一平方米传热面积传热面积只带500平方米供热面积的错误概念，无谓增加了投资。而真正发挥板式换热器强化传热的优势，应该一平方米的传热面积带到800平方米供热面积才对。此时，通过换热器的流速应在0.5～0.6m/s之间，传热系数5000～6000W/m2，相应压降在0.1～0.12Mpa的范围之内。根据这些数据分析，换热器允许压降从目前的0.07Mpa，提高到0.1～0.12Mpa，不但可以提高换热器的性能价格比，而且可以少装或不装压差调节器，具有明显的经济意义。

但是在提高换热器允许压降的工作中，目前存在二方面的认识问题：一是怕增大系统阻力，提高循环水泵扬程，多耗电能；二是一、二次管网流速难以同时满足要求。对于第一个问题，纯粹属于认识上的误区：我们所说的提高换热器压降，是为了克服管网提供的多余压头，这种情况一般发生在供热系统的中、前端。因此，不会增大循环水泵的扬程。对于第二问题，可以采用不等截面的板式换热器，目前能够做到一、二次管网流量比为1：4的范围。因此，技术上是完全可行的。

对于温控阀，一般有两种调节功能；第一种是室温调节功能。根据对室温的不同要求，用户可以自行设定，这种操作通常都很方便。第二种调节称不预置调节，主要目的是限定温控阀的最大流量，保证不产生噪音。具体操作是根据房间热负荷，和压降为0.1Mpa时的最大流量，设定温控阀的流量系统Kv(m3/h·m0.5)。从温控阀的预置调节可以发现，这种温控阀本身实际上就是一个限流器或自力式平衡阀。

在正常情况下，温控阀两端的工作压降应为0.01～0.03Mpa，此时通过温控阀的实际流量远比温控阀的预置值Kv（压降为0.1Mpa时的最大流量）小。多数温控阀，由于防止噪音的限制，其工作压降最大不许超过0.06～0.1Mpa，因此0.1Mpa是温控阀工作压降的最大极限。

对于一个8层带有跨越管安装有二通温控阀的管径为DN20的立管，其总流量系统Kv为3.95(m3/hm0.5)。当只有一个房间供暖，其它7个房间的温控阀全部关死，此时该立管的流量系数Kv为1.41(m3/h·m0.5)。当供暖房间温控阀未调时，该房间室温必然过热；当该温控阀关小，直至室温合格时，温控阀才停止调节，这时该立管的流量系数将≥0.5(m3/hm0.5)，即通过该立管的流量接近设计流量的1/8。如果给定该供热系统的总资用压头为0.1Mpa，则该立管调节前后的总压降从0.09Mpa增大到0.096Mpa。对于同一个系统，只把二通温控阀，换为三通温控阀，立管总流量系数Kv为0.6(m3/hm0.5)，但在同上的调节过程中Kv值几乎不变，亦即立管压降也波动很小。

中国论文联盟-根据上述分析，可以得出如下结论：

1．对于室内供热系统，除对温控阀进行预置设定外，每一立管无需另装压差调节器。因为对于一个有8组散热器的单管系统（如水平布置，一户超过8组散热器的不多），在极限调节下，立管压降波动都不超过0.01Mpa，完全在温控阀允许范围内。

2．采用新的室内系统水力计算方法。从设计阶段即消除了各立管之间的压降不平衡。这样可以避免温控阀的大幅度的调节，进而减少立管压降的波动。

3．在每个建筑物的热入口，优先安装限流器或自力式平衡阀，使每个建筑物的热入口的资用压头限制在设定范围之内，心量减少压差调节器的装设。

4．二次管网采用最佳调节方法即质量并调方法。系统循环流量采用循环水泵的调频调速控制。根据热负荷的变动，调节系统总流量，可以使温控阀都工作在微调的状态下。四、新的室内系统水力计算方法

为了减少温控阀的大幅度调节，进而避免在各立管上安装压差调节器，室内供热系统水力计算应采用不等温降法。但传统的不等温降法存在二个致命的缺点：一是在多环路中，要进行繁杂的流量压降和温降的修正；二是在允许的立管温降下，难以实现最佳立管管径的寻优。由于这些缺点较难克服，导致这种水力计算方法长期不能在设计中广泛推广使用。

本文所提出的新的水力计算方法，正是基于不等温降法的基本原理，应用图论网络理论和新兴的遗传算法，十分理想地解决了上述二个难题。

1．管网流量压降的平衡

按照图论、图络理论，可建立如下的矩阵方程：

Bf(S|G|G-DH)=0

式中Bf--管网基本回路矩阵；

S--管网阴力系数矩阵；

DH--系统资用压头向量；

|G|--管网支路流量矩阵；

G--管网支路流量向量。

式中，Bf、S皆为系统结构（含管径、管长、管网走向）的函数，DH为管网流量的函数，当Bf、S已知时，解（8）矩阵方程，即可求得管网流量与相应的压力降。

在室内供热系统系统的水力计算中，根据热负荷和系统布置，先按等温降法，计算系统各支路的流量、压降。由于矩阵方程的数值求解，是对整个管网一次性完成的，因此，管网各支路和流量、压力降将自动达到平衡，无需进行各环路的流量、压降修正。

2、最佳立管管径的寻优

上述矩阵方程的一次性求解，通常并不能完成水力计算的任务，因为所选择的各立管管径还必须符合规定的温降要求：

Δtmin≤Δti≤Δtmax（9）

此约束条件指出，当各立管温降Δti满足允许最大、最小温降时，水力计算的任务才算完成。

上述约束条件的满足，传统作法是靠试凑法进行。实践证明，这种方法实际上是"碰运气"，短时间内很难得到理想方案。

本文采用的遗传算法，十分成功地实现了立管管径寻优的问题。遗传算法是近年来国内外广泛兴起的一种并行寻优算法。它的基本原理是模拟生物遗传的优胜劣汰法则。在迭代寻优过程中，仿真生物繁殖通过杂交、变异方式，使子代优于父代，逐渐接近全局最优。

遗传算法是通过二进制编码来表示待选方案的。如一个供热系统，有20个立管，则用一个40位二进制数来表示，每二位代表一个立管，如00可表示该立管径为DN15，01表示管径DN20，10对应DN25，11即为DN32等。而且每次迭代，可同时选择多个待选方案，这种并行寻优算法，不但速度快，而且容易找到全局最优方案。

应用这种方法，计算机自动给出最佳立管管径配置，十分方便。

本课题在应用遗传算法时，为提高收敛性，还要用了其它运算技巧。详细论述可参阅论文"遗传算法在室内供热系统水力计算中的应用"。

3．程序简介

该程序流程图如下：

4．工程实例

北京地区某一建筑物，楼层为5层，供热系统共有20根立管，供回水设计温度为95/70℃。各立管热负荷见表4，立管管径计算结果见表5。表中NB为立管编号，QL为立管热负荷，DT为立管温降（℃），IBD为立管管径负荷，S为立管阻力系数（h2/m5），G为立管流量（kg/h）。

该工程实例中，Δtmin=10℃，Δtmax=35℃，经过17次迭代，即得表5结果，其中只有立管编号29，其温降为37.3℃，略大于允许值，其它立管均符合约束条件，说明计算结果还是比较理想的。

对于双管系统，该水力计算方法同样适用。表4立管热负荷NB24252627282930QL（W）1722912425.614053.6157692245.21292615915NB31321233343536QL（W）118971189011890.412456.816163.214205.620594NB3738394041231QL（W）114541054412068.611850.511849.511890.4表5计算结果NB24252627282930DT30.9726.1629.7828.0513.4837.2725.79IBD25252525152025S0.930.930.930.9311.882.960.93G556.4475.07471.88562.09166.6346.85617.17NB31321233343536DT33.313130.7423.6329.3425.3134.6IBD20202025252525S3.413.413.410.930.930.930.93G357.12383.57386.79527.23550.92561.27578.48NB3738394041231DT31.9528.6134.8632.1129.6329.38IBD202020202020S2.952.963.413.413.413.41G358.55368.49346.16369.08399.91404.73五、系统循环水泵的变流量调节

无论单管系统还是双管系统，最佳调节方式都是质量并调，即随着室外气温的变化，不但要调节供水温度，而且要调节系统流量，这样才能真正消除系统的水平失调和垂直失调。当散热器前安装有温控阀时，系统在整个供暖期中，实际上是按变流量的方式运行。此时如果二次网的循环水泵仍按定流量（即质调节）运行，那么，必然会引起：（1）温控阀大幅度的调节和系统压降的波动；（2）循环水泵提供的电能，相当部分无谓地消耗在温控阀的节流上，浪费能源。因此，为与温控阀配套，合理的运行方式应该是二次网循环水泵，也进行变流量调节。

1．循环水泵的设置形式

对于二次网系统，在运行期间，换热器对循环流量大小无严格限制。因此，二次网系统采用一级泵系统即换热站循环泵与热用户循环泵合二为一的方式为宜。

对于热源为锅炉房的一次网系统，锅炉循环流量一般不应小于额定流量的70%，这是因为：（1）流量过小，会引起锅炉浸热管水量分配不均，出现热偏差，导致锅炉爆管等事故；（2）流量过小，会导致回水温度过低，造成锅炉尾部腐蚀。为克服这一矛盾，一次网循环水泵常采用双级泵系统，即一级泵为锅炉循环泵，二级泵为热网循环泵。具体形式，如图3所示：

图3双级泵系统

2．节电分析

对于图3中A型双级泵系统，一般热源循环泵0，采用定流量运行，而热网循环泵1采用变流量运行。这种双级泵变流量系统与传统的一级泵流量系统相比较，节电效果明显，其计算公式如下：

（10）

式中--A型双级泵变流量系统与一级泵定流量系统耗电比值；

E'''',E--分别为一级泵和二级泵的全年运行耗电量；

H''''o--热源循环泵的额定扬程；

H''''1--热网循环泵的额定扬程；

Hall--供热系统全年运行小时数；

ho--室外温度低于设计外温的延续小时数；

--热网设计流量与实际运行流量的比值。

对于图3中的B型双级泵系统，循环泵2和循环泵3额定扬程分别为：

H2=ΔP0（11）

H3=ΔP0+ΔP1（12）

式中ΔP0--锅炉房的额定压降；

ΔP1--热网的额定压降；

H2，H3--分别为循环泵2，循环泵3的额定扬程。

B型双级泵系统在运行中，循环泵2、循环泵3都可进行变流量调节。设Go为通过锅炉的循环流量，一般在运行期间保持定流量不变。则循环泵2、循环泵3的循环流量G2、G3按如下关系运行：

G2max=Go-G1min(13)

G2min=Go-G1max=0(14)

显而易见，无论A型和B型双及泵系统，锅炉循环泵的额定扬程皆取锅炉房的设计压降为宜。而B型双级泵的热网循环泵的额定扬程则是锅炉房和热网设计压降的总和，大于A型双级泵系统的热网循环泵额定扬程（后者额定扬程为热网设计压降）。无论哪一种循环泵，额定流量都是设计流量。因此，从初投资考虑，B型双级泵系统要大于A型双级泵系统。但B型双级泵系统在运行中的节电效果好于A型双级泵系统，通过计算，

在北京地区：

（15）

在哈尔滨地区：

（16）

实际工程选用哪一种方案，需通过经济比较确定。

但经过粗略计算，对于二次管网，在循环水泵采用变流量调节时，当平均运行流量是设计流量的80%时，节电约49%；平均运行流量是设计流量的70%时，节电66%。对于一次管网，选用A型双级泵系统，在热网泵平均流量是设计流量的70%时，节电44%；平均流量是设计流量的50%时，节电57%。

3．循环泵的调节方法

对于大功率的循环泵，由于投资原因，宜采用液力偶合方式调速。在功率小于150KW以下的循环泵，皆可采用变频调速。变频调速比起其它调速方法，最大的优点是调速过程转差率小，转达差损耗小，能使电机实现高效调速。在变频的同时，电源电压可以根据负载大小作优化调节。在调频过程，能使功率因素保持在80%以上。此外，还可以在额定电流下起动电机，从而降低配用变压器的容量。变频器体积小巧，运行平稳，可靠性高。变频调速应用于循环水泵的变流量调节，已逐渐被人们所认识。

对于多台泵并联的循环水泵，可以采用每台泵皆由变频调速控制，也可采用其中的一台循环泵实行变频调速速，其它各台循环泵都为定流量运行。采用后一种调速控制方案时，变频调速泵，起着峰荷的调节作用。当热负荷较小时，只有变频调速泵运行。随着热负荷的增大，变频控制柜可自动起动第二台、第三台……并联循环泵的满负荷运行；当热负荷减少时，定流量循环泵依次可自动停运。在电机功率为75KW以下时，定流量循环泵的启动可由变频控制柜直接启动；当电机功率超过75KW以上时，采用降压启动。

采用单泵变频调速方案，可大大降低初投资，由于节电效果明显，投资一年左右即可回收。参考文献：

1．石兆玉，《供热系统运行调节与控制》，清华大学出版社，1994，1。

2．石兆玉，《流体网络分析与综合》，校内教材，1993，8。

计量收费范文篇9

关键词计量供热蒸发式热分配表热费修正

一、介绍

各城市集中供热普及率有很大提高，为提高城市人民生活水平，改善城市大气环境质量，能源利用率的提高发挥了重要的作用。对于天津大学来说，已经实现100%的集中供热。如何在实现了集中供热这种情况下，制定合理的收费模型式是值得探讨的问题。热计量方式和热计量装置的选择主要有热分配式和热量表式两种热计量方式。热分配式计量方式特别是采用蒸发式分配表进行计量，投资少，免维修并容易修正，（包括将系统沿程热损失由最终热用户承担），不需校正，但抄表和计算热费烦琐，不直观。热量表计量较为直观。但投资大、维修管理校正复杂。根据国情特别是节能效益选择经济合理的热计量装置是必须考虑的问题

为了检验我们自选研制的蒸发式热分配表是否达到欧盟标准EN835-1994，同时为了研究基于蒸发式热分配表的计量收费中遇到的技术经济问题。从2001年2月21日到3月22日的采暖期，在天津大学院士楼进行了自行研制的XH型蒸发式热分配表的集中供热计量现场试验。

二、散热器散热量的测量原理和蒸发式热分配表的测量原理

1．一个散热器的散热量一般可按下式求得：

（1）

式中：ρ热水的密度；CP定压比热；V热水的体积流量；（tv-tr）进水和回水的瞬时温差；Z加热的时间散热器传递给房间空气的热量我们可用下式求得：

（2）

式中：QN在水温为90℃，回水温度为70℃，房间温度为20℃时的散热器散热功率（由标准实验台根据标准对散热器进行检测所得到的散热功率，通常称它为标准功率）。

Δtm散热器中热水平均温度和房间空气温度之间的温差，n：散热器特性指数。

2．蒸发式热分配表的结构及测量原理

蒸发式热分配表由导热板、表管、表罩及蒸发液等组成。蒸发式热分配表属于辅助测量仪表，它不是精确表达物理量，只能用来提供相对的分配份额。蒸发式热分配表的测量本质是对安装在散热器表面一定高度上的热水温度作出反应，它是按照公式（2）来工作的。蒸发式热分配表的运行只与具有特征性的，对散热量起决定作用的散热器表面平均温度（或者说热媒在散热器中的平均温度）有关。未经处理的蒸发表读数只是被测散热器表面特征温度对时间积分的近似值。它所表示的只是一个与采暖散热器实际热耗或整个用户总热耗有关的、无量纲的相对值。

蒸发式热分配表是借助表外壳后背来接受散热器的导热的，通常是用螺丝或粘结剂将其同体现热媒平均温度的散热器表面处相连接。热媒向蒸发液体传热的实现是先由热水向散热器内壁，再由散热器外壁和蒸发表的外壳后背及蒸发液管外壁传向蒸发液体的。

未经处理的蒸发表读数只有经过与被测散热器标准散热功率QN有关的评价因子KQ和蒸发表与散热器表面的热接触特性评价因子KC等其它评价因子处理之后才能反映出被测散热器真正热消耗值的近似值或这个散热器在总热耗量中所占的比例。本次研究自行研制的XH型蒸发表采用统一刻度盘，其反映各组散热器散热在总热耗量中所占的比例。本次研究自行研制的XH型蒸发表采用统一刻度盘，其反映各组散热器散热在总热耗量中所占的比例。它的特点是：尽管各组散热器的片数或型号类型千差万别，但只要测量液体的工作温度和工作时间相同，所得的读数值利用评价因子KQ和KC进行换算处理后，最终得到实耗值。

我们将天大院士楼一幢楼作为一个热计量单位，在其热力入口处安装一块热量表，热用户的每组散热器上安装一块蒸发式热分配表，就组成热量计量系统。热量表计量单位所有热用户的消耗热量，蒸发式热分配表测量没个热用户每组散热器发热量的比例。每个采暖季节开始时，记录每只蒸发式热分配表的初始数值：采暖季节结束后，记录每只蒸发式热分配表的终数值，其差值是表管内液体的蒸发量，即蒸发刻度值。据此进行准确的消耗量计算和公平的热分摊计算，以帐单的形式，将采暖季的实际消耗热量及应付热费通知每个热用户。

三、现场试验基本情况

1．天津大学院士楼的供热系统情况

天津大学院士楼位于天学四季村内，是新建的高档院士住宅。天津大学院士楼为6层砖混结构，楼的建筑面积2520m2。天津大学院士楼设1个入口门，12套房，每套房建筑供热面积172m2。热源是校集中供热锅炉房，供热设计供、回水温度是90/70℃。天津大学院士楼的供暖系统采用上供中回的形式，在散热器的进水管和出水管间加装跨越管，散热器进水支管上装设Danfoss产RTD-G型恒温阀，是单管带跨越管的顺流式系统。散热器采用铸铁TFD700-Ⅲ型。

2．蒸发式热分配表的热量测量系统

蒸发式热分配表的试验系统由楼栋热力入口的热量表和安装在每组散热器上的蒸发式热分配表组成。热量表采用Honeywell产的UltraflowⅡ65-54型热量表，用来测量天津大学院士楼供热量。蒸发式热分配表的安装位置在欧盟标准EN-835中规定，应当选择那些在尽可能广的散热器工作范围内，尽可能准确的体现散热量与表读数的关系的地方。在通常情况下，这个位置在热媒刚好流经了其在散热器中总路径的四分之一的地方。对于垂直穿流的辐射散热器（片式、管式和板式散热器），热分配表的固定位置应位于散热器竖向中轴线上高度的66%～80%之间。由于考虑到热力调节阀的使用，安装位置选择TFD700-Ⅲ型散热器上75%的高度。如图1所示。

四、供热计量结果及各户用热量热费分摊计算

1．供热计量

2001年2月21～2001年3月22日间，天津大学院士楼总供热量37.8MWh。

在2001年2月21日8：00供暖前，对热分配表逐个进行检查，看是否有松动和位置偏差现象：记下各蒸发式热分配表的初读值。在2001年3月22日22：00，采暖季结束时，记下各热分配表的终读值。各计量读值是终读值与初读值的差值。根据各户蒸发式热分配表的读值，并对散热器进行功率修正，按热量分配计算方法，各用户热量计算结果，见表3。

2．用热量热费分摊计算

推广供热计量收费的难关不是"计量"而是"收费"计量。供热前应有一个合理的社会平均供热成本以确定合理的热价。分摊的理由如下：城市供热是由热源、热网、热用户（室内采暖系统）组成的封闭、复杂的循环系统。是根据最不利气象条件下的最大热负荷建设的。供热系统建成后，无论用户是否用热或用热多少，都要有固定投入的人力、物力、财进行运营、维修和管理。这部分费用是固定的，是计算面积热费的主要依据。供热系统在向用户供热时，除固定费用外还会消耗燃料电力，水和劳动力投入相应资金。这部分是变动费用，是计算计量热费的主要依据。合理确定面积热费，计量热费在总热价中的分摊比例十分重要。国外固定热费是总费用30%～60%。变动费用（计量热费）是热费的70%～40%。变动部分比例较大可以鼓励用户节能，但仍需保证定定的固定部分比例以保证供热企业的运行。

根据天津大学供热服务中心提供的2001年2月21日～2001年3月22日间的天津大学院士楼总热费为4158.00元，面积费用分摊比例本次研究定为60%，计量费用分摊比例为40%。

根据我国北方地区采暖的室外气象参数和建筑保温现状在同样条件下，不同楼层、朝向、位置的住宅所消耗的热量会有较大的差别。所以，在计算热费时根据楼层、朝向、位置进行修正是必要的。所以，我们分三种情况作了热费分摊计算：

（1）考虑朝向、位置、层数等修正，按上述热费分摊比例计算；

（2）考虑朝向、位置、层数等修正。按照我国暖通技术人员对房间热负荷影响因素的分析，确定相应的修正系数。其

中：

朝向修正系数北、东北、西北向：-30%；东、西向：-5%；东南、西南向：-15%

墙体修正系数双面外墙：-13%；层数修正系数中间层：0%；顶层：-35%；底层：-20%

（3）按照德国标准考虑朝向、位置、层数等修正，相应的修正系数为：

朝向修正系数南向：0%；东北、西北向：-20%；东南、西南向：-15%

层数修正系数中间层：0%；顶层：-10%；底层：-10%

对朝向、位置、层数等修正系数，按上述三种不同的处理方法，对各户热费计算结果进行比较，见图2所示。

图2：不同朝向，位置，层数修正后热费计算结果

由图2看出，对朝向、位置、层数用其修正系数，按三种不同的处理方法，即不考虑修正、按我国暖通设计修正、按德国标准的修正，对天津大学院士楼各户热费计算结晶进行比较，表明各户热费发生了变化，但其数值相差不大。

五、结论及建议

1．蒸发式热分配表在天津大学院士楼发行后的单跨越式供热系统中运行状况良好，证明单管跨越式顺流系统适合选用蒸发式热分配表作为热计量手段。

2．根据蒸发式热分配表在2001年2月21日～2001年3月22日间的读值进行热量分配计算，该楼12户居民所消耗热量的总数与总热量相一致。证明在室外温度较高，供水温度较低的情况下，通过对蒸发式热分配表蒸发刻度的修正，可以用于较低供水温度条件下。

3．各户热费计算结果与热量分摊计算中的分摊原则和修正系数有关。对朝向、位置、层数及其修正系数，按三种不同的处理方法，即不考虑修正，按我国暖通设计修正、按德国标准的修正，对天津大学院士楼各户热费计算结果进行比较，其数值相关不大。表明对于类似天津大学院士楼这种大户型高档住宅，由于面积较大，面积热费分摊比例大于50%时，面积分摊的热费较多；同时房间较多，房间各种朝向都有，会对计量分摊热费起到中和作用。此时朝向、位置、层数对总热费的影响较小。建议大户型高档住宅可以不附加朝向、位置、层数修正。但对于一般公寓式住宅（少于100m2），同时面积热费分摊比例小于50%时，必须考虑朝向、位置、层数修正。

参考文献：

计量收费范文篇10

1．煤炭是我国供热的基本能源

世界能源资源中，煤炭储量丰富，石油天然气相对不足，而我国更是一个富煤国家。其中1998年中国能源生产中原煤产量占72%，原油18.5%，天然气2.4%。我国现有住宅的采暖年耗量指标是28kg/m·an，例如北京冬季建筑物采暖能耗大约为全市各种生产总能耗的40%，在东北地区所占比例甚至更大。其中仅仅1997年，全国供热用煤就达3876万吨。因此每年消耗在冬季供暖方面的能源非常庞大，只有煤炭才能满足这样的需求。同时，燃油、燃煤气比燃煤的费用分别高出35%和175%左右。因此，我国供热的基本能源以煤为主是必然的选择。

2．集中供热是现在我国最基本的供热方式

1990年全国集中供热面积为2.1亿平方，而到了1998年就已经达到8.6亿平方米。

在八年的时间内集中供热面积增加为原来的4倍多，并且还从三北地区向南方发展，见图1。1999年我国688个城市中，具有集中供热城市已经达到286个。集中供热普及率为29.1%。

图1我国集中供热发展情况

现阶段，国内全部供热锅炉的整体热效率在60%左右。其中供热面积在1万平方米以下的分散锅炉房占国内全部锅炉房总数量的64%，但是只占总供热面积的16%，因此，集中供热占绝对地位，是我国最基本的供热方式。

3．热价及家庭采暖费用

1998年，我国城镇居民人均居住面积达到9.3平方米，若按照建筑面积每平米每年15左右的供暖费，则人均年供暖费支出应该在190元以上。若每户以60平方米建筑面积计算，则每年需交纳900元。当然，热价的高低与当地的气候条件等因素有关。

4供暖费分摊的方式

现在供暖收费是按照面积收费，收缴来源主要以下四种方式。

*单位全部负担，分为明补和暗补两种方式；

*个人负担小部分，单位负担大部分，目前各个城市在逐渐增加个人交费的比例。

*个人负担全部。不在国有单位工作的人员供暖费自己全部负担。例如，个体户、私营业主及其自由职业者等。

*政府负担费用。对于生活极其困难的用户，有的地方政府实行供暖专项调节基金为其全额交纳供暖费。

5收费率

现在我国供热企业不仅整体上收费率偏低，而且还呈持续下降趋势。其中，除社会经济状况良好的城市之外，大部分城市供暖费收费率都从90年代初的90%逐渐减少到现在的60%左右。其中，东北和西北地区的供暖费收费率问题最多。

从表面上看，供暖费收费率过低与我国现在经济转制有关。但是从深层次看，实际上是我国供热企业的运行机制不合理，没把供热服务作为一种商品来运作。其中最关键的就是福利制的供暖收费制度不合理。只有解决了这一关键问题，供热行业才能走上良性循环的轨道上来。

二、供暖按热量计量收费的必要性和意义

1．供暖按热量计量收费必要性

1）供暖按热量计量收费是推动建筑节能工作的原动力之一

至1995年底，全国按节能标准建成的节能建筑共4000多万m2。但大多数数据显示，建成的节能建筑边30%的节能标准都没有实现。其主要原因就是按面积收费的供暖收费制度不合理造成的，因为按面积收费，无法调动人们的供暖节能意识，同时也没有供暖节能的技术手段。在北方大部分地区每年供暖费一般要占到个人收入的15～30%，是生活消费不小的一笔开支。如果供暖按热量计量收费，用户自己购买所用热量，那么买房时，用户才会考虑选择保温好、调温方便的节能住宅。房地产商也才愿意开发节能住宅。所以说，只有实现了供暖按热量计量收费，才能使现在建成的9880多万m2节能建筑真正产生节能的效果，才能推动节能建筑的普及和发展。

2）供暖按热量计量收费可以大量节约能源

实现计量按热量收费后，可以从四个途径节能：

a、调动用户节能意识，实现节能。

b、公用和商业建筑无人时实现值班采暖、

c、低负荷时采用质量并调、降低循环水泵能耗。

d、利用湿控阀，充分利用室内自然得热。

根据发达国家的经验，实行按热量计量收费可以节能20～30%。然而，从我国能源消耗过高的低起点来看，随着热量计量收费带动行业的整体进步、管理和技术水平不断提高，相信按热量计量收费可以节省更多能源。

3）供热服务公司摆脱困境成为现代企业的根本要求

按热量计量收费能提供"热"这种商品公平交易的手段，做到按消费量付款。而供热公司从用户手中直接获得供暖费，商品买卖的双方直接见面，可以使供热企业提高供热服务质量和水平，使用户掏钱买"热"；并且实现按热量计量收费后，逼迫供热企业要进行的成本核算，减少能耗，提高运行管理水平和推动技术进步。

随着市场经济的不断深入，政府、用户和供热企业三者之间的关系已经完全转变。过去的计划经济体制下，政府是供热企业的老板，用户是福利的享有者，而供热企业则是福利制度的执行者，按面积收费的制度成为协调各方面利益的一个合理选择。而市场经济下，用户是"热"的消费者，供热企业是"热"的供应商，政府则是监督管理的协调机构。旧的福利制收费制度成为制约各方面发展的最大障碍。只有实现个人付费的供暖系统按热量计量收费制度后，才能理顺政府、用户和供热企业三者之间的关系。

2．供暖按热量计量收费的重要意义

1）极大促进环境保护

我国是一个燃煤国家，污染源主要是每年的燃煤锅炉。作为一个煤炭能源消耗大国，如果北方冬季供热节省30%的煤炭消耗，那么仅北京一个城市一年就可以节约90万吨左右的标煤，这意味着每年可以减少排放粉尘8970吨、二氧化碳21528吨、二氧化硫12558吨、氮氧化物3588吨。所以说我国按热量计量收费的实施不仅对我国，对世界环境保护也具有重要而深远的意义。

2）推动供热行业整体水平的提高

实现按热量计量收费要求能方便的查看和管理单一用户的用热量，同时方便用户调节。这样，旧有的系统既适合计量也不适合调节，所以就要研究对旧系统如何进行改造以适应按热量计量收费。在这个基础上，需要充分分析各种系统的经济性以及实际运行的特点，提出符合我国国情的系统和解决方案。这些工作将极大的提高供热行业的整体水平，以适应新形式，解决新问题。

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三、国内按热量计量收费试点情况

1．北京市热力公司会城门小区节能示范工程

1993年，北京热力公司在会城门小区，选择了两栋高层和四座多层进行实验。在建筑物的入口安平衡阀，对双管系统直接加温控阀，单管系统加跨越管，热力站实行变频泵运行。该实验是国内最早的按热量计量收费项目，对后面的科研工作有一定的示范作用。

2．天津热力公司滨水里和寿圆里的供暖按热量计量收费实验

1995年，天津热力公司在滨水果和寿圆里进行了按热量计量收费试验。该试验对象为二栋6层楼。室内的原设计单管系统基础上加装散热器恒湿阀。热入口处装热表，散热器上装热分配器，计量每组散热器的耗热量，此外该项研究还做了与实验楼建筑完全相同的对比楼的耗热量测试。结果表明"双管试验系统与对比楼相比节能率25.2%，单管试验系统与对比楼相比节能率为15.6%"。该实验主要实验了热分配表，属于早期的热计量实验。

3．烟台市民生小区按热量计量收费示范项目

1997年，烟台民生供暖公司在民生小区建筑热量计量收费示范点。单管实验选择了8栋楼。在用户入口安装热表，散热器安温控阀和热分配器，并且实验了压差调节器的使用位置。双管系统选择了4栋楼，用户入口安装热表，散热器安装温控阀和热水表，根据通过的水量分摊热量。测试表明：

1）室内系统加装温控阀，改善了原单、双管存在的竖向失调，节约了建筑用热。全采暖季，在没有恒温阀主动调节的情况下，单管控制楼比对比楼节能11.1%，双管系统楼比对比楼节能9.4%。

2）小区近端加装温控阀及入口控制阀，增加系统的稳定性。

3）温控阀适用于单管系统的改造。

该实验较详细的分析了各种系统的水力和热力工况，为以后实验提供了很好的样板。

4．天津南开凯立花园的供暖收费示范项目

1997年，天津市南开供热办公室在凯立花园5万多平米建筑内的散热器上安装温控阀和热分配表。采用单管加跨越管，并对其中100多组散热器进行了热量分析。测试报告显示，经常根据室内需求调节温度的节能效果为30%，常温保持在16℃的节能效果为24%，常温保持在20℃，室温的节能效果为10%。该项目宣传力度比较大，对于推广按热量计量收费的观念起到非常好的作用。

5．长春市热力公司采暖系统分户控制改造

1998年开始，长春热力公司对150栋欠供暖费比较多的住宅楼进行了分户控制改造，将原来的上供下回的垂直系统改为上供下回的并联分户系统，加装调控阀和阀门锁以控制单户的供回水。通过系统分户控制改造，为热力公司带来可观的经济效益和社会效益。回收陈欠款比前一年同期提高32%，本期回收率提高了30%。虽然这项改造实质上是为了清理旧欠提高收费率，不能算实际意义上的按热量计量收费，但是它为按热量计量收费打下了良好的物质基础。并且改造范围广，基本上触及到了实施按热量计量收费很多深层次的社会和经济问题，被国内新闻单位广泛宣传，给供热行业的其它企业以及地方政府以很大的震动和鼓舞。

6．北京市西三旗新康小区节能供热系统示范工程

1998年，北京建筑设计院在西三旗新康小区4栋楼中实施了按热量计量收费试点。该项目中一些用户安装了户用热表，计量单户热耗。一些采用传统双管系统，热入口安热表，散热器安热分配器热量分摊。其测试报告显示，其中安装热表的方式节能36%，回收期为1年。这个项目所有的楼房单独使用一个独立的供热系统，可以从整体上分析按热量计量收费系统的运行和节能情况。由于工期过紧，1999年实验数据部分数据不是直接测定，而是通过间接手段得出。

7．总结

综合上面六个示范小区，所有研究人员都从单双管系统的特点出发研究了实现计量供暖收费后，系统改造需要注意的问题，并且针对按热量计量收费变流量特性提出了一些运行和调节方案。

上述有些项目是为检验温控阀的节能效果及国外的仪表在我国的实用性，对实行按热量计量收费所要解决的许多实质性问题还有待于进一步研究。但是，到现在为止所有试点小区按热量计量收费系统分别都取得了很多宝贵的经验，为今年集中供热系统的按热量计量收费改革奠定了基础。当然，试点工作肯定还有一些地方需要改进：

1．要在一个完整的供热系统进行试点

上述各个示范小区只是对几栋楼进行系统改造和实验，没有在整体热网规模上进行实验，无法体现按热量计量收费变流量系统调节、控制的特点以及整体节能的效益。

2．按热量计量收费体系还没有实施

试点小区的收费制度仍然还是按面积进行，没有真正按热量计量收费。进行按热量计量收费实验的小区由于种种原因的限制，只能试两个样板间，没有大面积实行。因此，在真正实行按热量计量收费后所可能出现的问题还没有充分的暴露出来。

四、国内外按热量计量收费的研究现状

目前，除西欧发达国家已经采用这一措施外，东欧和原苏联地区的国家也纷纷采取按热量计量收费的方法

1．系统流量变化对室温的影响

按热量计量收费的前提条件就是用户可以灵活的调节室内温度，这就需要了解室内系统水力和热力工况的相互关系。这一方面要评估各种系统的可调性，可一方面对于各种调节阀门和设备的调节特性也要有一个比较要求。

单管系统在安装旁通后，对于室内温度的影响，已经研究的非常深入。有关流量和散热量的研究表明，"加装跨越管后，实际室内温度下降1.5℃"。还有人认为安装后流过散热器的水量只要不低于原流量的30%，就可以保证加跨越管后散热器的散热为原设计散热的90%左右。认为"最重要的是即使水量减少了70%，散热量也只降低了8%"。但是，在跨越管管径大小以及各种室内系统中，单个散热器的流量调节对整体立管所控制的室内温度的影响，甚至对于整个室内系统的研究还不够深入。

2．室内单双管系统的比较和改造

目前大家基本形成共识，双管系统应为新系统的首选。反复强调"所有新设计的供暖系统都应该采用双管系统"。而对于旧系统的改造，如何减少投资把不能计量的系统改造成为可以计量和调节的系统，还没有开统一的定论。

新建筑住宅应采用设户型热表的室内双管系统。这样可以一次到位做到每户按热量收费。"双管系统安装了温控阀，加大了系统的水力稳定性"。在单管系统中，应选用流通能力大的恒温阀，提高立管的设计压差和不要对恒温阀作过低调节。还有的提出"新双管系统"。还分析了每种系统应用的优缺点，并且给出了一般性的水力分析。改造系统中，在资金困难的地区，应采用具有调节功能的上下贯通的系统。在收费困难的地方，改成适合设户型热表的系统形式，户内散热器采用简单的水平串联式。在资金好的地方一步到位，采用带有温控阀的双管系统或者改成可以实现分户调节的适合设户型热表的系统形式。

综观整个研究情况，在单管和双管系统的优点和缺点已经分析比较透彻。但是各种系统的模拟运行进行的比较少。

3．调节控制设备的研究

在按热量计量收费中，调节设备如何匹配、设计和使用，对系统的运行有很大的影响。

1）三通温控阀和二通温控阀及其特性

有人建筑对于单管系统安两能阀。原因是，三通阀价格高，而且安装困难，易漏水。

而国内的很多人认为应该安装三通调节阀，认为"三通调节阀，是一种相对合理的解决垂直失调和分室控制温度的方法"。

2）压差调节器的使用位置

在国外的设计要求中，不但热力站、热入户口、甚至于各个立管上也需要安装压差调节器。可是压差调节器的价格比较贵，为了保证按热量计量收费能够开展，对于它的使用范围可以进行研究。有的学者根据详细的室内系统的水力分析提出，对于室内供暖系统，除对温控阀进行预设外，每一个立管无需另行安装压力调节器。另外，采用新的水力设计方法，在设计阶段就消除各个立管之间的不平衡，可以减少在运行时的压力波动。

4．计量仪表和收费方法的研究

1）热量计、热量分配表的研究

现在按热量计量收费主要使用的计量仪表是热量计和热分配表。这些设备的造价不同使得按热量计量收费的方法也不一样。其中，按户按热量计量收费的热表，国外的技术已经非常成熟但产品价格高，国内已有一些单位在研制生产热量计。需要解决的问题是在水质不太好的供热系统中长期使用后热量计测量精度会发生多大变化，还有待于在实际系统中考察。相比较而言，热分配表造价要低一点，但受其自身测量原理的制约，其测量精度的提高有较大限制。

2）收费方法的研究