CN1111272C - 集中供热系统使用热水表计量采暖用户用热量的方法 - Google Patents

Abstract

用热水表计量集中供热系统中用户用热量的方法，是在采暖用户中设一换热器，使用户构成一个独立采暖系统，再通过一个设有阀门和热水表的开关计量箱连入外网，形成一个可分户供热和分户计量热量的集中供热系统。在系统外网按量调节方式运行并保持供、回水温度不变的条件下，外网热媒流经用户换热器向采暖系统供热、并由设于入户管上的温控流量调节阀调节其流量，这时，热水表所计量的热媒流量数即可表示为采暖用户的用热量数。

Description

集中供热系统使用热水表计量采暖用户用热量的方法

本发明涉及一种使用热水表对集中供热系统中热用户的用热量进行计量的方法，并由此设定的一种分户供热和分户计量热量的供热系统形式。

目前，我国集中供热系统中采暖用户的用热量计量和收费，还不能像自来水、煤气等用水表、煤气表来计量并依此收取水费、煤气费一样，而是根据居住面积平均收取采暖费。这种计量收费办法不适应供热企业向市场经济(商品化经营)转化的要求。为此，国内现有不少单位正积极开展采暖系统热量计量方法的研究。但至今还没有一项成熟的技术应用到工程实践中来。为解决这一难题，近期引进了国外以若培·卡彻公司研制的热分配表法为代表的采暖用户热量计量技术。它是一种间接热量测量法，是在双管采暖系统中的每组散热器上，安装一个盛有某种特定液体介质的量热表，靠量热表中的液体介质因接受散热器的传热量而蒸发，并依其在整个采暖季里蒸发量的多少，来换算出该组散热器的散热量，为了计算不同组型散热器的散热量，须预先对各种不同组型的散热器在实验室中确定出一个热量换算系数c，c值确定的是否正确，直接关系着这一热量计量方法的正确性。这一热量计量方法，在国外是成熟的技术，但用来解决我国采暖用户的热量计量尚存在下面几个问题：(1)这种计量方法，只适用于双管采暖系统，我国绝大部分是单管系统，应用这一方法技术改造量太大。(2)计量是以每组散热器为单位，不是以户为单位，且在每组散热器上安装一个温控阀和量热表，不但管理较为麻烦，而且也给用户带来不便。(3)我国散热器的标准不统一，各生产厂家的制造工艺也不统一，使得各种组型散热器换算系数c的确定难度大、误差大，影响热量计量的正确性。(4)温控阀和量热表要由国外引进，价格贵、成本高国内普及难以承受。

本发明方法是提供一种像用水表、媒气表来计量水量、媒气量一样，用一个热水表来计量采暖用户的用热量。

本发明方法是这样实现用热水表来计量采暖用户的用热量的：在每个采暖用户内设置一个三流道双参数水-水换热器，该换热器的一个中间流道连接集中供热一级热媒，其它两边两个流道分别连接到用户的采暖系统和热水应用系统，所述一级热媒通过所述水-水换热器同时对用户的采暖系统和热水应用系统供热，把用户的水力系统与集中供热的水力系统分开，所述一级热媒入户管道上安装有热水表，在所述集中供热一级热媒采用定温、量调节工艺运行时，该热水表计量热媒流量，该流量可用来计量和表示采暖用户的用热量。在每个用户换热装置的一级热媒入户引入管上设置一个热水表，在集中供热系统按量调节方式运行，并保持其热媒供、回水温度值不变时，其热水表所计量的、流过每个用户换热装置的热媒数量即可表示为该采暖用户的用热量，这一计量原理是根据热媒供给采暖用户的热量Q是：

      Q＝C·G(t1-t2)

       ＝C·G·Δt其中：Q-热媒的供热量  W

  C-热媒介质的比热  C＝4187J/Kg·℃

  G-流入用户的热媒流量  Kg/h

  t1-热媒的供水温度  ℃

  t2-热媒的回水温度  ℃

  Δt-热媒供、回水温度差  ℃在T1、T2为定值条件下，Δt为定值，则：

   Q＝C·G·Δt

    ＝K·f(G)

   K＝C·Δt即Q为流量G的一次函数，热媒流量G的大小关系着热量Q的多少，用户的用热量则等于上式随时间的积分，即：

   Q＝K∫f(G)

而此积分值正是热水表所计量的热媒流量值与一常数K的乘积。因此说明，这里可用热水表计量的热媒流量值来计算和表示用户的用热量。

本发明方法的热水表热量计量法，可由下面的供热系统原理图式看出，该系统包括：1、2截止阀，3热水表，4温控流量调节阀，5家庭供暖系统用管道泵，6用户采暖系统管道，7温度传感元件，8用户房间采暖散热器，9用户生活热水装置，10家庭供暖系统用水-水换热器，11风量调节阀，12燃料调节装置，13锅炉，14温度传感器，15无级变速泵，16压力传感器，17集中供热系统热网管道，18自力式温度调节阀，等设施。其构造功能原理如下：家庭供暖系统用水-水换热器10的一个流道，通过入户供、回水管道与户外供、回水主管相连接，其中入户供水管上安装有截止阀2、热水表3、温控阀4，回水管上安装有截止阀门1，可将热水表3与截止阀1、2设置在一个箱内(如图中虚线方框所示)作为一个分户‘热量计量仪表’来使用管理。换热器的另外两个流道：一个与由家庭用管道泵5、用户采暖管道6、用户房间散热器8等组成的用户采暖系统相连接；另一个与由生活用水管道、调节阀、淋浴器等组成的用户生活热水应用系统9相连接，这样把用户的水力系统与集中供热外网的水力系统分开，形成一个间接供热系统。集中供热外网水力系统中的热媒为一级热媒，用户采暖系统中的热媒为二级热媒，一级热媒流过换热器并以换热器作为用户的热源同时对用户的采暖系统和热水应用系统供热，其流量由热水表3同一计量。设与热源锅炉13系统中的：风量调节阀11、燃料调节装置12、温度传感器14、无级变速泵15、压力传感器16、自力式温度调节阀18等设施，用来实施和保正集中供热系统一级热媒按照定温、量调节工艺运行。这样，根据上述热量计量原理，热水表3所计量的热媒流量即可用来计算和表示用户的用热量。

本方法发明的热水表热量计量实施方式如下：设于用户内的水-水换热器将用户内的采暖管网和集中供热系统外网分成两个各自独立的水力系统，其水力工况也就相应独立、互不相干，这样两个系统可各按自己的优化工况条件运行，当用户采暖系统为了取得最佳采暖质量、采用质调节工艺运行时，集中供热外网系统为了达到最佳节能效果、可采用量调节工艺运行，从而使整个集中供热系统处于最优工艺方案运行，并取得最佳技术经济效益。设在用户换热器一级热媒入户管上的温控调节阀4、将根据用户设定的房间采暖温度通过温度传感元件7来调控一级热媒的流量，既适应了一级热媒的量调节工艺技术要求，又保证了按照用户要求的采暖温度供热。设在热源锅炉13中的风量调节阀门11和燃料调节装置12，将通过安装在供水干管17上的温度传感器14、来调控一级热媒的供水温度t1，一级热媒的回水温度t2由设在回水干管上的自力式温度调节阀控制。由于用户温度调节带来的一级热媒流量变化而引起集中供热外网的水力工况变化，将借助设在供热干管17上的压力传感器16来控制无级变速泵15给以调节，以保持外网的水力工况稳定运行。这样，在一级热媒供、回水温度t1、t2保持不变运行时，热水表3所计量的热媒流量就可用来计算和表示用户的用热量，这就十分简便的解决了集中供热系统采暖用户用热量计量问题。为了实现分户供热和分户热量计量，在一级热媒入户供、回水管上设置了截止阀1、2，由于用户的采暖系统都是独立的水力系统，所以，通过截止阀1、2的开和闭，会方便的将用户采暖系统并入集中供热系统运行、或从其中隔断出来终止对用户的供热，它们和热水表3结合在一起，统一解决了集中供热的分户供热和分户热量计量问题。如把截止阀1、2和热水表3设置于一个箱中使用，它就具备了‘一户一表’热量计量功能的一种分户供热和分户热量计量装置，大大方便了供热企业的经营管理。为了和采暖一起同时解决用户的生活热水应用问题，用户内设置的换热器为一个三流道双参数水-水换热器，依附其第三个流道增设了一套生活热水应用系统装置9，与用户的采暖系统相对应并平行运行，这样就统一解决了用户的采暖和热水应用问题。

由此看来，用热水表计量采暖用户用热量的方法，不是简单的在用户的采暖管道上安装一个热水表就能实现的，它是一个系统工程，它须要一个特定的供热系统形式和其特定的运行调节方式，还要求供热系统外网的供、回水温度不变，而这些条件又决定了：(1)集中系统的外网必须按量调节方式运行，(2)集中供热系统的热源锅炉必须在定温工况下运行。这里须要说明的是，所有这些条件，不但没有制约集中系统技术经济效益的发挥，反而相辅相成的促进了集中供热技术的发展和进步。正如方法发明所表明的：它不但实现了用热水表直接计量采暖用户的用热量问题，而且它所确定的系统外网按量调节运行工艺，为供热系统最有效的节能和取得良好的技术经济效益奠定了基础。同时，它实施的分户供热和分户热量计量方法，是以户为单位，特别适宜于供热企业经营机制转变、实行商品经营的需要。这里应特别指出的是：适应市场经营机制的要求和节能，是当今供热技术进步的主体，从这个意义上讲，用热水表计量采暖用户用热量的方法、和由其设定的集中供热系统形式，集中体现和丰富了近代供热技术的进步成果。

上述热水表热量计量法与若培·卡彻热分配表热量计量法相比，有下列一些特点：(1)它是通过直接测量热媒的流量来进行热量计量，计量更为准确。(2)它是以户为单位进行热量计量，方法更简便适用。(3)它的计量方法直观，便于管理，也宜为用户欢迎和接受。(4)它价格便宜、投资少、成本低，适合国情。尤其应该强调指出的一点是；它实现的分户供热和分户热量计量方法，完全适应了供热企业进行商品化经营的需要，因此，必将会给企业带来更大的经济效益和受到企业的欢迎。当然，它也必将会迎来广阔的市场开发前景。

Claims (2)

1.一种利用热水表计量集中供热系统采暖用户用热量的方法，其特征是在用户内设置一个三流道双参数水-水换热器，该换热器的中间一个流道连接集中供热一级热媒，其它两边两个流道分别连接到用户的采暖系统和热水应用系统，所述一级热媒通过所述水-水换热器同时对用户的采暖系统和热水应用系统供热，把用户的水力系统与集中供热的水力系统分开；所述一级热媒入户管道上安装有热水表，在所述集中供热一级热媒采用定温、量调节工艺运行时，该热水表计量热媒流量，该流量可用来计量和表示采暖用户的用热量。

2，根椐权利要求1所述的热量计量方法，其特征是在一级热媒入户管道的供水管上安装有一个温控阀和截止阀，回水管上安装有一个截止阀，以此实现按用户的需热量进行分户供热，并和热水表一起构成具有热量表功能的‘一户一表’热量计量装置。