摘要：針對分戶計量供熱系統(tǒng)，介紹房間設計熱負荷、熱力站熱負荷計算方法，對室內系統(tǒng)及建筑物內系統(tǒng)、熱力入口、熱力站的設計要點進行了探討。

關鍵詞：分戶計量供熱系統(tǒng)；  熱負荷；  室內系統(tǒng)；  建筑物內系統(tǒng)；  熱力入口；  熱力站

Problems Needing Attention in Design of Individual Metered Heating System

Abstract: Aimed at the individual metered heating system，the calculation methods of design heat loads of rooms and substation are introduced. The design considerations of indoor and building systems，building heating entry and substation are discussed.

Key words: individual metered heating system；heat load；indoor system；building system；building heating entry；substation

從事供熱工程的設計人員、運行管理工作者，應認真學習貫徹落實《國務院關于加強節(jié)能工作的決定》(國發(fā)[2006]28號)和建設部《關于推進供熱計量的實施意見》(城建[2006]59號)文件精神，對城市居住建筑供暖系統(tǒng)按照分室控制、分戶計量的原則進行設計，由傳統(tǒng)的按面積收費轉變?yōu)橛嬃渴召M，從而提高人們的行為節(jié)能意識，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。實施分戶計量供熱的主要目的是節(jié)能，這需要對整個供熱系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)進行節(jié)能分析，針對分戶計量供熱系統(tǒng)的特點進行設計。分戶計量供熱的基本要求之一是用戶可根據(jù)個人需要調節(jié)室內溫度，這要求供熱質量較高，僅靠安裝熱量計量裝置、溫控閥等調控裝置是不夠的。我國學者對分戶計量技術及熱計量收費方法進行了廣泛研究^[1-4]。本文對分戶計量供熱系統(tǒng)設計中應注意的問題進行探討。

1 熱負荷計算

①房間設計熱負荷

GB 50736-2012《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》第5.2.1條(強制條文)規(guī)定：“集中供暖系統(tǒng)的施工圖設計，必須對每個房間進行熱負荷計算。”對于居住建筑，房間設計熱負荷應包括：圍護結構耗熱量(基本耗熱量、附加耗熱量)、建筑(除樓梯間外)的圍護結構高度附加耗熱量、加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣耗熱量。

圍護結構基本耗熱量Φ_b的計算式為：

式中 Φ_b——圍護結構基本耗熱量，w

     α——圍護結構溫差修正系數(shù)，按GB50736-2012表5.2.4選取

     A——圍護結構的面積，m²

     K——圍護結構的傳熱系數(shù)，W／(m²·K)

     t_in,_d——供暖室內設計溫度，℃,

     t_out,c——供暖室外計算溫度，℃,

圍護結構的附加耗熱量應按其占圍護結構基本耗熱量的比例進行計算，附加項一般包括：朝向、風力、外門，各附加項的修正率或附加率按GB50736-2012第5.2.6條選取。值得注意的是，圍護結構高度附加耗熱量應附加于圍護結構基本耗熱量與附加耗熱量之和的基礎上。

在計算房間設計熱負荷時，GB 50736-2012第5.2.5條規(guī)定，與相鄰供暖房間的溫差大于或等于5℃，或通過隔墻和樓板等的傳熱量大于該房間熱負荷的l0％時，應計算通過隔墻或樓板等的傳熱量。這里的“房間熱負荷”應理解為未考慮戶間傳熱前的房間設針熱負荷。

②熱力站設計熱負荷

熱力站設計熱負荷西。為熱力站供熱范圍內各建筑物總設計熱負荷與管網(wǎng)輸送效率之比，計算式為：

式中 Φ_sta——熱力站設計熱負荷，w

     Φ_sum——熱力站供熱范圍內各建筑物的總設計熱負荷，W

     η——管網(wǎng)輸送效率，一般取0.92～0.95

2 室內及建筑物內系統(tǒng)

2.1 室內系統(tǒng)

①室內供暖設備及管道

GB 50736-2012第5.2.10條規(guī)定，在確定分戶計量供熱系統(tǒng)的戶內供暖設備容量及戶內管道時，應考慮戶間傳熱對房間設計熱負荷的附加，但附加量不應超過房間設計熱負荷的50％，且不應統(tǒng)計在供熱系統(tǒng)的總設計熱負荷中。條文說明的第5.2.10條進行了如下說明，戶間傳熱對房間設計熱負荷的附加量不影響外網(wǎng)、熱源的造價，在實施室內溫度可調和計量供熱收費后也對運行能耗的影響較小，只影響到室內供暖系統(tǒng)的造價。附加量取得過大，易導致室內供暖系統(tǒng)造價增加較多。依據(jù)模擬分析和運行經(jīng)驗，戶間傳熱對房間設計熱負荷的附加量不宜超過50％。

DB 29-26-2008《集中供暖住宅計量供熱設計規(guī)程》的相關條款也規(guī)定：戶間熱負荷與房間設計熱負荷之和為散熱設備熱負荷，僅作為選擇散熱設備的依據(jù)。并在附錄B中推薦了兩種戶間熱負荷的計算方法：按面積傳熱計算方法、按體積熱指標計算方法。

采用按面積傳熱計算方法時，戶間熱負荷Φ_s的計算式為：

式中 Φ_s——采用按面積傳熱計算方法時的戶間熱負荷，W

      N——戶間樓板及隔墻同時發(fā)生傳熱的概率系數(shù)

      n——戶間樓板及隔墻數(shù)量

      K_i——第i個戶間樓板或隔墻的傳熱系數(shù)，W／(m²·K)

      A_i——第i個戶間樓板或隔墻的傳熱面積，m²

      Δt——戶間熱負荷計算溫差，℃，一般取5℃

N的取值條件為：當有一面可能發(fā)生傳熱的樓板或隔墻時，N取0.8。當有兩面可能發(fā)生傳熱的樓板或隔墻，或一面樓板另一面為隔墻時，N取0.7。當有兩面可能發(fā)生傳熱的樓板及一面隔墻，或兩面隔墻及一面樓板時，N取0.6。當有兩面可能發(fā)生傳熱的樓板及兩面隔墻時，N取0.5。

采用按體積熱指標計算方法時，戶間熱負荷Φ_v的計算式為：

式中 Φ_s——采用按體積熱指標計算方法時的戶間熱負荷，W

     β——房間溫度修正系數(shù)，一般取3.3

     q_n——房間供暖體積熱指標，W／(m³·K)，一般取0.5 W／(m³·K)

     V——房間體積，m³

     M——戶間樓板及隔墻數(shù)量修正率

式(2)中N的取值條件與式(1)相同。M的取值條件為：當有一面可能發(fā)生傳熱的樓板或隔墻時，M取0.25。當有兩面可能發(fā)生傳熱的樓板或隔墻，或一面樓板另一面為隔墻時，M取0.5。當有兩面可能發(fā)生傳熱的樓板或一面隔墻，或兩面隔墻一面樓板時，M取0.75。當有兩面可能發(fā)生傳熱的樓板及兩面隔墻時，M取1。

②室內溫度調節(jié)控制裝置

為實現(xiàn)分室控制和分戶計量，每組散熱器上均應設置溫控閥，并選用鑄鐵無砂型或鋼質散熱器，以免堵塞溫控閥、熱量表。每組散熱器均應明裝，外表不得設置影響散熱的散熱器罩等裝置^[5]。

應通過設計計算對溫控閥進行選型，不宜過大，以免調節(jié)失靈，并避免壓差過大產(chǎn)生噪聲。為避免溫控閥全關時可能導致的室內管道凍裂，溫控閥最小相對開度應能滿足室內值班溫度(不低于5℃)。溫控閥應設置在確保能正確感知室內溫度的地方^[6]。

2.2建筑物內系統(tǒng)

建筑物內供回水干管及戶內供暖系統(tǒng)入口裝置應設置在樓梯間的管道井內，便于檢修、維護和抄表。對于高層建筑，戶內供暖系統(tǒng)的水平支管與干管連接處宜采取軟連接(金屬軟管)，以防止由于干管發(fā)生熱脹冷縮導致接口開裂。戶內供暖系統(tǒng)的入口宜設泄水裝置，以便維修及裝修時，將戶內供暖系統(tǒng)排空。

3 熱力入口

由于建筑物熱力入口設計熱負荷不需要考慮戶間傳熱負荷，因此熱力入口管子管徑及管道附件應以各房間設計熱負荷之和作為選型依據(jù)。熱力入口應設置總熱量表、壓力表、溫度計、過濾器及自力式差壓控制閥等裝置。為滿足總熱量表流量傳感器的工作條件，流量傳感器宜設在叫水管道上。為便于熱力公司的管理，建議采用具有遠傳功能的總熱量表。

4 熱力站

熱力站的一二級側均應設置熱量計量裝置，一二級管網(wǎng)循環(huán)泵須采用變頻泵。熱力站應配備氣候補償器，根據(jù)氣候補償器內置的隨室外溫度變化的調節(jié)曲線，當二級管網(wǎng)實際供水溫度偏離設定值時，自動調節(jié)一級管網(wǎng)的流量，使二級管網(wǎng)的供水溫度符合要求^[7]。應根據(jù)建筑物的形式(如多層、高層)，分區(qū)設置熱力站，供熱面積一般控制在(5～10)×10⁴ m²，供熱半徑控制在0.5 km。

5 結語

對于計量供熱系統(tǒng)，與之配套的供熱系統(tǒng)和設備必須適應變流量運行的特點，建立完備的自動控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。全面推廣節(jié)能建筑并對既有建筑進行節(jié)能改造，采用分戶計量供熱系統(tǒng)，全面實施計量收費，促進人們的行為節(jié)能意識，是實現(xiàn)建筑節(jié)能的關鍵。

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本文作者：紀凱師

作者單位：大唐青島熱力有限公司