熱量計量收費管理精選論文
摘要：闡述了熱量計量收費的必要性及其引起的變化，分析了熱量計量收費后直連網(wǎng)、間連網(wǎng)和混連網(wǎng)的不同調節方案，并介紹了按戶(hù)計量收費對供熱造成的各方面影響。
1前言
我國現行的按建筑面積計算熱費的供熱收費體制，違背了市場(chǎng)經(jīng)濟的客觀(guān)規律，其弊病顯而易見(jiàn)。首先，由于用戶(hù)用熱多少和用戶(hù)付費多少無(wú)關(guān)，用戶(hù)不會(huì )關(guān)心供熱能耗問(wèn)題，抑制了用戶(hù)節能的積極性，不利于建筑的可持續發(fā)展；其次，用戶(hù)由于沒(méi)有供熱的調節手段，無(wú)法根據自己的需要來(lái)調節室內溫度，不利于人們生活水平的進(jìn)一步提高；第三，由于目前的種種原因，供熱公司收取熱費成為一個(gè)難題，使供熱公司正常運行難以進(jìn)行，不利于供熱公司的技術(shù)創(chuàng )新和技術(shù)進(jìn)步；第四，這種收費體制不利于激勵供熱公司進(jìn)一步提高經(jīng)濟效益，容易產(chǎn)生壟斷性掩蓋競爭性、政策性虧損掩蓋經(jīng)營(yíng)性虧損的傾向。這一問(wèn)題已引起各級領(lǐng)導管理部門(mén)的高度重視，依照熱量計量收費勢在必行。根據建設部2000年發(fā)布的《民用建筑節能管理規定》，從2000年10月起，所有利用集中供熱的新建住宅，“推行溫度調節和戶(hù)用熱量計量裝置，實(shí)行供熱計量收費”。在按戶(hù)依照熱量計量收費后，收費體制將發(fā)生根本變化，“熱”成為市場(chǎng)經(jīng)濟中的一種商品，雖然上述問(wèn)題將迎刃而解，但又會(huì )帶來(lái)新的問(wèn)題。
2按供熱面積收費體制下熱網(wǎng)調節方案
在現有的按面積收費體制下用戶(hù)無(wú)法調節流量，供熱公司以定流量或分階段變流量的質(zhì)調節方案進(jìn)行運行，調節的主動(dòng)權在供熱公司。因此，從技術(shù)角度看熱網(wǎng)正常供熱只要做到：
*保證流量分配均勻：在初調節時(shí)把用戶(hù)的水流量調整到所要求的設計流量，即流量按供熱面積分配均勻即可；
*保證合適的供水溫度：對于一次網(wǎng)，根據室外溫度控制熱源出口的供水溫度；對于二次網(wǎng)，只要熱力站設計及初調節合理，在一次網(wǎng)供水溫度調節適當的情況下即可保證二次網(wǎng)的合適供水溫度。
正常供熱時(shí)熱源的供熱總量變化僅僅和室外溫度有關(guān)，供熱總量可以預知且由其控制。
3依據熱量計量收費后所引起的變化
在熱量計量收費后每組散熱器上安裝溫控閥，用戶(hù)將根據自己的需求調節溫控閥來(lái)控制室內溫度。這種調節本質(zhì)上是通過(guò)調節散熱器的流量、即散熱器的供熱量而控制室溫。當眾多用戶(hù)調節流量后，整個(gè)熱網(wǎng)的流量和供熱量也將隨之變化，而這個(gè)流量和供熱量的變化是供熱公司無(wú)法控制和預知的，這也就是說(shuō)，分散的眾多用戶(hù)成為主動(dòng)的調節者，而供熱公司由主動(dòng)變?yōu)楸粍?dòng)的適從者。這種變化必然帶來(lái)新的課題：
*在供熱公司不可能再維持熱網(wǎng)定流量質(zhì)調節的方式下，熱網(wǎng)流量如何調節？
*在保證用戶(hù)供熱質(zhì)量的前提下，供熱公司如何運行才能降低運行費用、提高經(jīng)濟效益？
4依據熱量計量收費后熱網(wǎng)調節方案
在熱量計量收費后熱量成為一種商品，為保證充分供應，就要在任何時(shí)候用戶(hù)都要有足夠的資用壓頭。為此可以采用下兩種控制方法：
*供水定壓力控制：把熱網(wǎng)供水管路上的某一點(diǎn)選作壓力控制點(diǎn)，在運行時(shí)使該點(diǎn)的壓力保持不變（注意，非熱網(wǎng)恒壓點(diǎn)，為避免誤解，稱(chēng)作壓力控制點(diǎn)）；
*供回水定壓差控制：把供熱網(wǎng)某管路的供回水壓差作為壓差控制點(diǎn)，保持該點(diǎn)的供回水壓差不變。
無(wú)論那種控制方法，都要涉及到以下幾個(gè)問(wèn)題：
A．控制點(diǎn)選在什么位置；
B．控制點(diǎn)的設定值應取多大；
C．供水溫度如何調節；
控制點(diǎn)位置及設定值大小的選擇主要是考慮運行降低能耗和保證熱網(wǎng)調節性能的綜合效果。在設定值大小相同的條件下，控制點(diǎn)位置離熱網(wǎng)循環(huán)泵出口越近，調節能力越強，但越不利于節約運行費用；離熱網(wǎng)循環(huán)泵出口越遠，情況正好相反。在控制點(diǎn)位置確定的條件下，控制點(diǎn)的壓力（壓差）設定值取得越大，越能保證用戶(hù)在任何工況下都有足夠的資用壓頭，但運行能耗及費用也就越大；反之如取值過(guò)低，運行能耗及費用雖然較低，但有可能在某些工況下保證不了用戶(hù)的要求。
4.1直連網(wǎng)的調節
4.1.1供水壓力控制點(diǎn)的位置及設定值大小
如圖1所示直連網(wǎng)，采用供水壓力控制方法，為保證在任何時(shí)候都能滿(mǎn)足所有用戶(hù)的調節要求，把壓力控制點(diǎn)確定在最遠用戶(hù)n的供水入口處，該用戶(hù)供水入口處的壓力設定值Pn為：
Pn＝P0＋△Pr＋△Py（1）
P0：熱源恒壓點(diǎn)的壓力值，設恒壓點(diǎn)在循環(huán)泵的入口；
△Pr：在設計工況下從n用戶(hù)到熱源恒壓點(diǎn)的回水干管壓降；
△Py：用戶(hù)的資用壓頭。
4.1.2壓差控制點(diǎn)的位置和設定值
壓差控制方法的原理如圖2示。如同供水壓力控制點(diǎn)的原理一樣，當各個(gè)用戶(hù)所要求的資用壓頭相同時(shí)，壓差控制點(diǎn)可以選在最遠用戶(hù)處，當各用戶(hù)所要求的資用壓頭不相同時(shí)，壓差控制點(diǎn)選在要求資用壓頭最大的用戶(hù)處，其壓差設定值為所要求的最大資用壓頭。
4.1.3供水溫度及總流量的調節
一般情況下，熱源的供水溫度tg僅隨
室外溫度tw而變化，這個(gè)變化與現行的運行曲線(xiàn)相同，也就是相當于質(zhì)調節運行方式下的供水溫度調節曲線(xiàn)，即：
�。�2）式中：tn、t’w分別為室內、外設計溫度
t’g、t’h分別為設計供/回水溫度
b為散熱器傳熱系數函數的一個(gè)參數。
熱源處循環(huán)泵的總流量用變頻控制，根據壓力控制點(diǎn)的壓力變化而控制變頻泵的轉速。假如1、2等用戶(hù)調小流量導致干管總流量下降，而干管的阻力系數未變，因此干管上的壓力損失降低而導致壓力控制點(diǎn)（例如P點(diǎn)）的供水壓力升高。該壓力值的升高反饋給循環(huán)泵，使泵的轉速降低，一直降到壓力控制點(diǎn)的壓力值到設定值為止，這樣，就可以保證壓力控制點(diǎn)的供水壓力值不變。
4.2間連網(wǎng)的調節
4.2.1二次網(wǎng)的調節
壓力控制和壓差控制的原理相同，以下僅以壓力控制為例說(shuō)明。
把間連網(wǎng)的換熱站看成一個(gè)熱源，這樣間連網(wǎng)的每一個(gè)二次網(wǎng)就相當于一個(gè)獨立的直連網(wǎng)，則二次網(wǎng)的調節中關(guān)于控制點(diǎn)位置及設定值大小的選取也就和直連網(wǎng)相同，且二次網(wǎng)的循環(huán)泵也要變頻控制。但此時(shí)的差別在于換熱站二次網(wǎng)供水溫度控制。換熱站的換熱面積不變，當換熱站所帶的其中一個(gè)用戶(hù)調節流量后，則換熱器的二次側流量發(fā)生變化，但換熱器的一次側流量、供水溫度并沒(méi)有發(fā)生變化，這樣，如換熱器沒(méi)有溫度調節手段，換熱器的二次側供水溫度就要隨之發(fā)生變化。當二次網(wǎng)的供水溫度發(fā)生變化后，對室溫沒(méi)有進(jìn)行調節的用戶(hù)，雖然其散熱器流量沒(méi)有變化，但由于供水溫度變化則室內溫度也要發(fā)生變化，這是我們所不希望的。因此二次網(wǎng)供水溫度只能與室外溫度有關(guān)，而不應當隨用戶(hù)調節流量而有所改變。這樣，換熱站二次網(wǎng)的供水溫度tg由該站的一次網(wǎng)調節閥V1控制，調節該站一次網(wǎng)閥門(mén)V1，使二次網(wǎng)的供水溫度tg保持在所需值。
4.2.2一次網(wǎng)的調節
把換熱站看為是一次網(wǎng)的一個(gè)用戶(hù)，由于上述二次網(wǎng)供水溫度的調節要求，一次網(wǎng)調節V1的動(dòng)作，使一次網(wǎng)也成為變流量運行而不是定流量運行。這樣一次網(wǎng)的調節、熱源的調節方案完全與直連網(wǎng)相同。
需要特別指出，間連網(wǎng)的一次、二次網(wǎng)在水力工況上相互獨立的，因此需要分別在一次、二次網(wǎng)上設置控制點(diǎn)和變頻泵，以便分別進(jìn)行調節控制。
4.3混連網(wǎng)的調節
4.3.1控制點(diǎn)的位置及設定值
間連網(wǎng)的一次、二次網(wǎng)水力工況相互獨立、互不干擾，但混連網(wǎng)的一次、二次網(wǎng)
水力工況并不相互獨立，因此混連網(wǎng)的壓力控制點(diǎn)位置和控制壓力值的選取不能與間連網(wǎng)那樣在一次、二次網(wǎng)分別設置，而應該只設置一套壓力控制點(diǎn)和控制值。此時(shí)可以不考慮混連網(wǎng)中的混連站而與直連網(wǎng)的一樣來(lái)設置一套壓力控制點(diǎn)和控制值。
4.3.2混連站出水溫度及其流量的調節
混水站后的流量與混水比有關(guān)，當某一用戶(hù)調節其流量后，混水站后的流量即發(fā)生變化，為保證用戶(hù)有足夠的壓力（壓差），在用戶(hù)處設置壓力控制點(diǎn)Pg，調節混水泵的轉速，保持壓力控制點(diǎn)Pg不變。而混水站的出水溫度tg應僅與室外溫度有關(guān)而不隨用戶(hù)的調節而變化，因此調節混水站前的閥門(mén)V，使出水溫度tg達到要求。
總之，混連網(wǎng)的主網(wǎng)壓力控制點(diǎn)的壓力值由熱源處變頻循環(huán)泵的轉速所控制，而混連站的出水溫度由主網(wǎng)上的閥門(mén)V控制，混水站后的壓力值由變頻混水泵的`轉速所調整。
5熱入口調節裝置
以上為供熱網(wǎng)的計算機整體調節，由于投資問(wèn)題，不可能控制到每個(gè)熱入口。因此，對于每個(gè)供暖系統的熱入口，為保證供熱質(zhì)量，可在適當位置裝一些非計算機控制的調節裝備，在實(shí)際運行中發(fā)揮了有效作用。在裝溫控閥、變流量運行的情況下，這些調節裝置的使用和定流量運行時(shí)有很大不同，必須正確裝設才能發(fā)揮作用。否則，會(huì )使系統達不到調節要求，有時(shí)還會(huì )起負作用。
5.1垂直雙管系統
裝溫控閥后散熱器的流量將隨著(zhù)室內負荷的變化而自動(dòng)變化，這就意味著(zhù)熱網(wǎng)的流量隨時(shí)都在變化。
5.1.1自力式流量控制閥
自力式流量控制閥的功能是在工況發(fā)生變化時(shí)盡量保持該管路的流量不變。裝溫控閥后管路流量在主動(dòng)不斷變化，顯然與自力式流量控制閥的作用相矛盾。如果在裝溫控閥的管路上再裝自力式流量控制閥，對溫控閥的調節作用有害而無(wú)一利，如圖5。當室內負荷減少時(shí)，溫控閥自動(dòng)關(guān)小，則相應管路流量應減少；但如果該管路有自力式流量控制閥，則自力式流量控制閥感知流量減少后會(huì )自動(dòng)開(kāi)大，從而使管路流量增加達到其保持管路流量不變的目的。這時(shí)管路流量的相對增大（實(shí)際是保持流量不變），又導致溫控閥的進(jìn)一步關(guān)小，如此形成循環(huán)，最后導致溫控閥關(guān)到最小，而室內溫度仍可能高于要求，反之依然。因此，在裝溫控閥的垂直雙管系統不能再裝自力式流量控制閥。
5.1.2平衡閥
平衡閥實(shí)際上起一種初調節的作用。平衡閥初始調整時(shí)，是根據設計工況下各個(gè)管路的流量來(lái)調節的。當全部平衡閥初始調整完成后、且在管路阻力系數不再發(fā)生變化的情況下，各管路的流量分配比例保持不變。當但管路阻力系數變化后，則流量分配比例也隨之發(fā)生變化。在溫控閥動(dòng)作后，本質(zhì)上講是溫控閥的阻力系數發(fā)生了變化，這時(shí)相應管路流量也就發(fā)生了變化。因此，溫控閥和平衡閥的作用并不發(fā)生矛盾。
裝溫控閥后，溫控閥的實(shí)際開(kāi)度隨著(zhù)負荷的變化而變化。假如圖5中B管路上的用戶(hù)負荷增加，則該管路上對應的溫控閥開(kāi)大，導致該管路流量增大。但若除B管路外的其它所有用戶(hù)負荷都沒(méi)有變化，按理說(shuō)它們所對應的溫控閥和其所要求的流量都不應變化。但由于B管路流量發(fā)生變化，必然要影響到總流量增大，從而又導致其它管路如A、N的流量發(fā)生變化。前面已假設除B外的用戶(hù)負荷都沒(méi)有變化，因此A、N管路上的溫控閥本不應動(dòng)作。但由于受B管路流量變化的影響，A、N管路上的溫控閥也必須動(dòng)作，進(jìn)行必要的調節。也就是說(shuō)，裝了平衡閥后管路之間還存在著(zhù)相互影響，促使平衡閥不斷動(dòng)作調整。
另一方面，如果除N管路外的用戶(hù)都要求流量增大，將有可能總流量過(guò)大而導致在N用戶(hù)處的資用壓頭不夠，即使N管路上溫控閥都開(kāi)到最大，也有可能滿(mǎn)足不了要求。
總之，裝平衡閥進(jìn)行初調節比盲目的手動(dòng)初調節能更好的保持溫控閥發(fā)揮正常作用。但是平衡閥不能消除支路之間的相互耦合影響，同時(shí)有時(shí)還不能滿(mǎn)足溫控閥的調節要求。
5.1.3自力式壓差控制閥
自力式壓差控制閥和溫控閥相配合能夠很好的保證溫控閥正常發(fā)揮作用。圖5對應的用戶(hù)A負荷減少時(shí)其溫控閥關(guān)小，相對應的管路流量減少，因此造成總流量減少，系統水壓圖發(fā)生變如圖6。圖中實(shí)線(xiàn)表
示溫控閥沒(méi)有調整之前的水壓分布，虛線(xiàn)表示溫控閥調整之后的水壓分布。由于總流量減少，干管上壓力損失也減少，外網(wǎng)給A用戶(hù)處所提供的資用壓頭提高。如果A用戶(hù)沒(méi)有裝自力式壓差控制閥，則由于外網(wǎng)提供的資用壓頭增大，溫控閥又會(huì )進(jìn)一步關(guān)小，如此反復形成正反饋，使溫控閥無(wú)法正常發(fā)揮其功能。但如果裝自力式壓差控制閥，自力式壓差控制閥可以根據壓差的變化而自動(dòng)調節，使外網(wǎng)提供的用戶(hù)資用壓頭基本保持不變，這樣就不會(huì )對溫控閥形成正反饋的影響。
5.2帶跨越管的垂直單管系統
帶跨越管的垂直單管系統，由于溫控閥的作用，使通過(guò)散熱器的流量隨室內負荷變化而變化，但跨越管的分流作用使得立管的總流量卻保持基本不變。因此，此時(shí)熱網(wǎng)實(shí)際上是在定流量運行。這樣，該系統對使用調節閥的要求，如同前面所述的定流量運行系統一樣，使用自力式流量控制閥是最合適的。
6結論
6.1按戶(hù)計量收費后對熱網(wǎng)的運行調節帶來(lái)新的要求；熱網(wǎng)既要裝備適用的調節設備，又要有正確的調節策略，兩者缺一不可。
6.2熱網(wǎng)應保持壓力（壓差）控制點(diǎn)的壓力（壓差）不變、使用變速泵運行；同時(shí)應控制供水。
6.3帶跨越管的垂直單管系統使用自力式流量控制閥更為恰當。
6.4垂直雙管系統應裝自力式壓差控制閥，而不能使用自力式流量控制閥。
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