住宅按户计热控制管理论文

提要本文根据我国按户计热和控制工作的技术进展情况及笔者对一些问题的探讨，进行了一些综合论述。对按户计热所对应的负荷、系统、设备、工程设计等多个问题进行了分析和探讨，提出了一些可行的作法及需要共同探讨的问题，供同行参考。

关键词按户计热控制

住宅按户计热与控制问题，在我国是先由供暖收费问题引起的，随着住宅商品化的进程，现已提升到必须进行的程度。建设部已明令要求自2000年1月1起正式实施。也就是说，我们今后的设计，必然是符合上述要求的设计。至于老的住宅如何改造，那是另一个方面的事情，另有一些解决的办法。应当说，计量与控制的目的在于提高供暖质量，以及在此前提下节省供暖能耗。显然不能以收费作为最终目的，而只能是全项工作的一部分。从技术角度说，计量本身不能节能，控制才有可能节能。下面仅对这一问题结合国内目前的进展情况，作一些分析与综述，以供同行参考。

一、适合住宅按户计热与控制的几种供暖方式

住宅的特点是以户为单位，从而有一户到多户的不同组合，因此，适合单户供暖的方式也是多种多样的。在目前能源多样化的条件下，可行的方式也较多，并不限于集中热水供热供暖系统。但是，由于城市集中供热目前以及今后仍是主流，所以大量的问题是解决集中热水供暖条件下的分户计量。而由于能源及住户要求的多样化，对其它住宅供暖方式，也应当有条件的使用，并进行必要的探讨。笔者认为，目前住宅供暖可用的方式大致有以下几种：

1一户一炉包括燃油、燃气、燃煤炉（某些地区已受到限制）。各户自成小的供暖系统。这实际是近百年来一直存在的住宅供暖方式之一，只是燃料的品种有变化。

2电热供暖包括低温电热辐射供暖、电热散热器供暖等。

3热泵供暖是与空调一机两用，夏季供冷、冬季供热。自然，这种机组对室外空气温度有相应的要求，并不是所有采暖地区都可选用的。

4集中供热的分户供暖包括一户一个热力进口的各种形式，如：

（1）直供式户内可为水平单管、水平双管等各种形式，以保证运行、方便安装为原则。对单元式住宅，采用按单元设公用总立管，各户设一个热力进口的共用立管的分户独立供暖系统，基本得到大家的认同。

（2）间供式一户设一个小型的户用型换热器，器后为独立的（热媒水不与户外热网相通）小系统。

（3）地板辐射供暖由于水温一般要求低于60℃，所以，当户外热网水温高于60℃时，户内应设换热器，成为间供式。

前述的（1）、（2）、（3）方式，各户热计量实际已转化为燃料或电计量，控制方式也相应进行了转换，便于解决，不属于工程设计中量大面广和目前较难处理的问题。所以，下面重点对集中热水供热条件下分户计量与控制问题作进一步阐述。

二单元式住宅中各户供暖热负荷及系统水力计算问题

1负荷计算问题

单元式住宅中，由于入住率不满及各户的自主调节和控制（有可能在一定时间内全关），就可能出现两个问题：一是邻户或本户隔内墙传热问题；二是间歇供热问题。这两个问题不仅很可能出现，并且一旦出现就影响很大。户间传热问题又受住宅档次、入住情况、住户情况等各方面的影响，不同工程的差别太大，难以用简单的办法解决。目前较为一致的看法是应通过计算确定户间传热量，但计算该户间供热量时应取多大的温差以及计算的方法等都缺乏理论及实践上的可靠的依据。有的地区出于设计的需要，作了一些规定，户间传热计算温差对于集中供热采用散热器采暖的房间取6℃，对于地板采暖的房间8℃，单户热源（燃油、气炉等）取10℃；户间传热按50～70%（顶层按70～80%）的概率计算记间内围护结构（内隔墙、楼板）的传热；同时户间供热量不应超过房间常规热负荷的80%，超出部分不再计入。方案阶段也可采用负荷附加系数进行估算，该系数一般取1.2～1.5，护结构较多者取小值，护结构较少而内围护结构较多者取较大值。

2水力计算问题

由于负荷计算一过去常用的按连续供暖计算方法的不同，就使散热器配置量大于按连续供热所需的散热器数量。由间歇供热的调控，会在某些时段达最大值（间歇供热所需）。这就使某一房间、或某一住户在这段时间内的供热量激增。相应要求户内的管道配置应能满足间歇调控的需要，即按最大供热量配置散热器及管道，其它靠调控解决。而户外的多户共用立管，如果仍按各户最大供热量叠加，显然会导致管径过大，实际上也是不需要的。因为不可能各户所有房间都同时达到最大供热量，即存在一个同时使用系统，其数值需要经过实践和分析后才能恰当取定的。笔者认为，可按本立管在连续供暖计算所得水量得基础上乘以1.1～1.2的附加系数即可，这样就能保持一定的调控余地。至于室外外网，也应当分析其运行情况，充分满足各楼、各户调控的需要，避免调控时供热不足（水量长不上去）。

三热计量及收费问题

热计量的方式很多，目前常见的有以下二种试：一是用热量表计算供暖系统的供热量；二是计量户内各散热器的散热量（用蒸发式或电子式热量分配表）。

根据我国目前的情况，较一致的看法是：新建住宅以采用热量表（一户一表）比较适宜，设于各户的总热力进口处（公用管井或专供热表的部位）；蒸发式和电子式热分配表适合于旧供暖系统的改造。随着管理水平的提高，还应辅以微机管理系

统。

由于单元式住宅各户所处的位置不同，会因为屋顶、山墙、地板及朝向的影响，使各户的实耗热量出现很大的差异，此外还有户间传热的问题，所以，在正确的热计量后，还会出现如何合理收费的问题。如有的采用"面积加热表综合收费法"，即按建筑面积收取20～30%的热费作为基本费，其余按热表计量数值收费。国外在这方面积累了不少经验，但如何与中国国情相适应，还是一个需进一步研究的课题。

四管道及散热器安装

这里仅就公用立管的分户供暖系统进行阐述：

1管道安装

（1）一个单元内各户的公用立管，宜设于专门的管井内。管井在楼梯间处，可按建筑情况设一个大管井或两个小管井。小管井的最小尺寸也不应小于500×800mm，并应设检查门（或查表门）。公用立管宜采用下供下回方式，以利于减少自然压头的影响。在这一系统中，各户为独立的小系统，户内系统的总水流阻力较大，使自然压头的影响力减弱，可扩大双管系统适用的楼层数。总立管的顶部应设自动放风阀。

（2）户内管道安装方式，随所选用的系统制式不同而有不同的处理方法：

a、地板辐射采暖及一器（散热器）一管的章鱼式系统管道在地板垫层内敷设（用铝塑管或交联聚乙烯管道等），垫层内不能有接头（有专门的施工安装要求），垫层的厚度一般在70～90mm。

b、水平串联系统可采取局部过门处理，其余沿地板上明装的敷设方式。

c、上行下给式系统上行供水管可沿顶棚下敷设，下部回水管可局部作过门处理或沿墙予留小的管槽。至于管道如何与装修配合，只能随工程而异。

d、双管并联系统多将两根管道均设于下一层的吊顶内（或专门进行装饰处理）。

2散热器的要求及安装

住宅内的散热器不一定强调设于外墙的窗下，可以从尽量减少管道安装困难的要求出发，靠内墙设置。出于热表及高精度控制阀门对水的洁净度要求，散热器内腔要干净。所以铸铁散热器如不是"内腔无粘砂型"就要避免使用，否则容易导致仪表及阀门失灵。其余种类的散热器可参照"安全可靠、轻薄美新"的综合要求选取用。安全可靠指热工性能稳定、足够的承压能力和耐腐蚀年限、能适应供热水质等，只有在这些条件满足后才可以考虑重量轻、厚度薄（少占地）、式样美、造型新颖的问题。根据我国的情况，规范要求换热器系统水的PH≤8.5，锅炉水质的PH为10～12，含氧量0.1mg/L。对钢制散热器来说，能适应水的PH值要求，但氧腐蚀问题还会由于失水量过大而严重存在。目前的产品中，已采取内防腐措施的钢制散热器及用钢管为过水元件的钢制散热器还是可以选用的。至于一户一炉的单户系统，由于水质管理可靠，可不受限制。无内防腐措施措施的铝制散热器，只能用于PH<8.5的热水供暖系统，并且要求水的PH值要稳定，如果波动太大也是很危险的，有可靠防腐处理的铝制散热器，可以用于PH≤12的热水供暖系统；铜铝复合管材的铝制散热器及铜铝对流型散热器，耐腐蚀性能较好，可以用于PH≤12的热水供暖系统。

散热器的选用应按实际的水温（即不同部位的散热器进出口的水温）为依据按实际测定的散热量计算公式计算后决定。对于对流型（串片型）散热器，由于管内水流速的大小对散热量的影响很大，所以必须按实际的水流速计算散热量。目前，多数国产对流散热器尚未给出流速修正系数；国外引进的对流散热量仅给出高流速（0.9m/s）下的散热量，其它情况进行折减。而一般双管系统中每组散热器内的水流速仅0.04m/s上下，这就有可能出现大的计算误造成配片错误。希望设计者注意这一问

题，更希望生产厂家能给出流速修正计算公式，以使选用更可靠。

五热力入口要求

采用分户计量的公用立管分户供暖系统中，每户有一个热力入口，整栋楼或每个单元（当单元立管连接外部热网时）又有一个总热力入口，两者有不同的要求，分别如图1、图2所示。

1-电子式热量表2-铜球阀3-温控阀（当散热器不设时）

4-测温铂电阻5-远传热水表6-水过滤器7-锁闭阀

图1分户热力入口

1-电子式热量表2-关断阀3-测温铂电阻4-远传热水表5-压差调节阀6-水过滤器

图2管网热力入口

在分户入口中，为保护室内温控阀，供水支管必须设网孔较细的水过滤器。远传热水表可设在供水管上，也可设在回水管上。考虑防止热表堵塞及防止用户放水偷热，以紧靠过滤器设置在供水支管上为宜，此时须注意热表的温度使用极限，部分进口产品的最高使用温度为90℃，与热网的95℃供水不相适应，建设部公布行业标准《热量表》已规定热表的最高使用温度应为95℃。热表口径应使用通过的流量不致过小，以免加大测量误差，一般与分户支管的管径相同或小一号。当须在入口设温控阀时，应设在室内方便操作处。

在连接外网的总热力入口中，应设置保证系统水力稳定的装置。在以常规供暖系统为主的热网中，每个热用户入口可以采用的流量调节装置有减压孔板、手动调节阀、平衡阀、流量控制阀等。其中减压孔板易磨损、无法调节；手动调节阀精确度差，无法实施量化调节，上述两种应用已较少。平衡阀属于手动调节阀的一种，但因具有开度指示、开度锁定以及测压小阀等装置，管网平衡调试十分方便，目前应用较为普遍：流量控制阀又称作自力式流量控制器或流量限制器、定流量阀，以控制流量为主，可以不借助外界能源自力地动作，根据系统工况（压差）变化而改变阻力系数，自动锁定流经阀门的水量。几种装置共同的特点是适用于以静平衡为主的定流量系统中。采用分户计量的供暖系统由于用户的主动调节，整个供暖系统已形成变流量系统，系统的平衡为一个动态平衡过程，前述几种装置已不适用，尤其定流量阀。若一个以分户计量为主的热网采用了定流量阀，在变流量工况下，有利环路的流量仍然维持设计流量，超过此时的部分负荷需求，不利于环路的定流量阀全开，但流量仍达不到需求，产生水力失调。采用平衡阀，若热网用户均是要用分户计量系统的住宅，每栋楼的调节状态可以认为基本一致，对于外网来说流量变化是同步的，这种情况与常规热网量调节效果一致，按设计流量设定的每个热用户的平衡阀此时能够按照设计条件下的比例平均进行分配，各个支路的流量同时按比例增减，基本能满足当前状态下的流量需求。但当热网用户不全是住宅，或住宅不全采用分户计量时，普通平衡阀则很难达到系统的平衡，此时较好的办法是采有自力式差压控制阀。与自力式流量控制阀类似，差压控制器可以维持用户压差恒定，从而实现系统的水力稳定。差压控制器一般设在回水管上，前面应设过滤器，此时远传式热水表也可设在回水管上。图3中（a）（b）（c）为热网用户入口差压控制吕的几种安装方式，图中（d）为流量限制器的安装形式。

图3热网用户入口控制方式

六家用换热机组

在分户计量系统中，每户设置一大将独立的换热机组，户内系统与热网隔绝，可大大降低热网补水量；户内系统自备热媒水，水质容易保证，可以使用钢、铝类美观但耐腐蚀性较差的散热器；散热器工作压力极低，可以采用如塑料散热器等承压很低的散热器，大大降低工程造价，提高系统安全性。换热器即可以是单独的供暖换热器，也可以与卫生热水换热合成一体。供暖换热系统宜为开式无压系统，设管道循环泵供水。卫生热水换热器可为承压好热式，靠自来水供水，不再设泵；也可作成无压容积式，根据换热器设置高度，可以设泵或不设泵。换热器宜采用高效的板式、螺旋板式、铜管换热器。换热器可以与热计量设备组合到一起，成为一个换热计量机组，便于用户选用。

以上是对住宅按户计热问题的综合论述，其中有些仅属本文作者的观点，有些是尚待研究的问题，只能供大家参考。就我国目前情况，对于以单元式住宅为主实行按户计热，还需对供暖热负荷计算、分户系统设计及水力计算、热表的可靠度、计量、监督及收费方法等问题进行试验和研究，需要不同行业的人员共同努力，才能取得更好的效果。总之，按户计热是势在必行，作为工程设计人员不能犹豫，而应迎头赶上，深入研究，逐步提高，以适应我国建设事业的发展。

不当之处，望指正。

参考资料

1．董重成，赵立华，赵立智《住宅分户热计量供暖设计指南的探讨》《暖通空调新技术2》中国建筑工业出版社2000.10

2．牟灵泉，宋为民，牟冬《再谈住宅供暖散热器开发》2000年全国采暖散热器行业年会2000.6

3．李向东，牟灵泉《住宅分户计量供暖系统设计》2000年全国城镇供暖技术交流会2000.8

4．牟灵泉牟萌李百萍《从按户计热座住宅供暖散热器开发》《通风除尘》1998.4