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【摘 要】本文在具体介绍了通断时间面积法的特点，以及在既有建筑热量改造的技术方案，法计量准确性的因素，通过实际的处理和分析，提出了对应的解决方案和策略。
【关键词】通断时间面积法；既有建筑热计量改造
一、实施热计量改造的意义
既有居住建筑供热计量及节能改造是落实“十一五”节能减排任务的重要内容。我市既有居住建筑采暖能耗占全社会能耗的20%左右，是建筑节能工作的重点。开展既有居住建筑供热计量及节能改造，推进按用热量计量收费，可以有效降低采暖能耗，提高能源使用效率，改善室内热环境质量，促进居民行为节能，实现建筑节能目标，并可大量减少由于燃煤取暖产生的CO2和污染物排放，对于实现“十一五”节能减排目标具有重要的作用。
分户热计量不但可以使每一个用热终端（住户或单位）全面关注和参与供热节能的实施，调动和促进用户的节能意识，也可以促进建筑的外墙保温、材料保温和门窗保温等建筑节能的措施和手段的积极应用，在保证经济、舒适、高效的供热基础上，最终实现老百姓节约热费，供热单位节约能源的双赢目标。因而，实施分户热计量和室温调节改造是一项利国利民的好事。
二、通断时间面积法的特点
由于中国供热现状的特殊性，在国外应用较为广泛的户用热计量表法在实施应用过程中出现了很大的困难。主要的问题有2个，一方面是户用热计量表法对于建筑位置不利用户和建筑位置有利用户的计量模式相同，造成了热计量的不公平；另外一方面是我国地区分布广泛，情况多样，各地水质差异很大，在使用过程中很容易造成热量表的堵塞。基于上述原因，我国学者最先提出了利用通断时间计量热量的方法[1]，也就是通断时间面积法解决了户用热计量表法的计量不公平和设备易堵等问题，同时又能够实现分户的控制、调节和计量，经济实用，是一种适应我国国情的热计量方法。目前，通断时间面积法已经成为《供热计量技术规程》（JGJ 173-2009）所提供的4种分户热计量方法之一，并已经进入到了实际应用阶段。
通断时间面积法是以是以每户的供暖系统通水时间为依据，分摊建筑的總热量。其具体做法是，对于接户分环的水平供暖系统，在各户的分支支路上安装室温通断控制阀，对该用户的循环水进行通断控制来实现该户的室温调节。同时在各户的代表房间里放置室温控制器，用于测量室内温度和供用户设定温度，并将这两个温度值传输给室温通断控制阀。室温通断控制阀根据实测室温与设定值之差，确定在一个控制周期内通断阀的开停比，并按照这一开停比控制通断调节阀的通断，以此调节送入室内热量，同时记录和统计各户通断控制阀的接通时间，按照各户的累计接通时间结合供暖面积分摊整栋建筑的热量。
该方法应用的前提是住宅每户必须为一个独立的水平串联式系统，设备选型和设计负荷要良好匹配，不能改变散热末端设备容量，户与户之间不能出现明显水力失调，户内散热末端不能分室或分区控温，以免改变户内环路的阻力。该方法能够分摊热量、分户控温，但是不能实现分室的温控。该方法不适合用于采用传统垂直系统的既有建筑采暖系统的改造，另外，这种方法也需要对住户位置进行修正。
按照国家和省委、省政府“三年大变样”关于既有居住建筑供热计量及节能改造的要求，衡水市区在2010年底前要完成60万平米的改造任务。衡水恒通热力公司选择了丽景名都、怡水花园等八个小区。拟改造小区建筑围护结构均按照50%或65%节能标准设计施工，所以围护结构不需要再进行改造，只需进行供热管网和热源、分户热计量改造。
三、项目实施的具体方案
改造工程小区一次侧热媒为市政集中供热系统提供的高温水，经小区换热站换热后提供85℃/60℃的采暖热水，通过小区二级管网向用户供热，管网采用直埋敷设。室外管网热力入口：小区二次管网为双管异程式，每个单元设一个热力入口，管井内设置一供一回两根立管。热力入口装置在室外阀门井，现供回水管安装有蝶阀。室内采暖系统：室内采暖系统为散热器采暖。楼梯间管井内供水管安装有锁闭阀、闸阀及过滤器，回水管安装有锁闭阀、闸阀及手动调节阀。
3.1、室内采暖系统改造
楼梯间管道井安装具有远传功能的温控式热分配表（型号GFP，双外丝，具有手动关断功能），温控器安装于用户内。采暖系统过程中，用户可根据自身用热需求通过温控器来设定室内温度，热分配表上的开关球阀根据室内温控器信号来进行开关动作，既能满足用户热需求，又能避免因用户内温度过高造成的热浪费，从而达到节能目的。分配表测出的数据通过双绞线传输到设单元顶层楼梯间的集中器，集中器负责抄录该楼各户的分配表数据，并将每户分摊总表数据发送到上位机上。并且热分配表能够实时显示用户分配热量，采用温度修正保证分配准确度，具备无线远传集抄功能及远传控制功能。3.2、室外管网部分改造
本工程各住宅楼建筑类型、维护结构及建成时间均相同，在实施供热计量及分户控温改造后，采暖系统变成了变流量系统，用户的主动温度调节回导致采暖管网的压力变化，从而会间接影响到其他用户的压力、流量。根据供热系统变流量运行的要求，在热力入口均设置可调式自力式压差控制阀，管井内的压差控制阀采用回水型装在采暖回水管道上，以满足供热系统变流量运行的要求，从而保证热用户的水力稳定性，要求自力式压差控制阀的压差调节范围为15-80KPa。同时需要对室外采暖管网的水力平衡状况进行测试和计算，依据计算和测试结果对室外管网进行水力平衡改造，从而保证供热系统安全高效的运行。在热力入口设置自力式压差控制的改造示意图2如下，将自力式压差控制阀安装在热力入口的回水管道上，将其测压孔安装在邻近的供水管道上。
图2 典型单元热力入口自力式压差控制阀安装示意图
根据室外管网的特点在整栋楼的供回水管上安装超声波热量表，以计量每栋楼供热运行情况，并把数据传输到设在楼梯间的集中器。要求热量表最大阻值力值不大于25 KPa，放水等级为IP65。 3.3換热站节能及自动控制改造方案
3.3.1 结合改造后采暖系统的管网特性，对采暖循环水泵的性能参数进行评估测试，确定是否更换水泵。换热站增设循环水泵变频控制装置，水泵变频由二次网侧的供水压力差控制，满足供热系统计量改造后变流量运行的要求，保证系统节能运行，减少循环水泵电耗。
3.3.2 安装气候补偿装置，实现供热量根据热负荷的变化自动调节，保证系统节能运行。
3.3.3热力站内一次网回水管道上安装总热量表、一级网供水管道上安装压差控制器、温度传感器。总热量表具有数据远传功能、上述设备控制采用换热站DDC自动控制装置集中控制，实现最大节约热量和减少电耗。系统原理图如图3所示
图3 换热站自动控制系统示意图
四、改造的效果和存在问题
2010年取暖季衡水恒通热力公司对改造小区热计量进行了试运行监控，节能效果明显。综合节能效果达14%，平均每户退费195元。供热质量明显改善，供热区域远端供热效果改善，实现高精度的室温控制，提高了房间的舒适度。促进了用户行为节能，调节闲置房间，降低房间温度，减少不必要浪费。同时管理便捷，具备无线远传集抄功能及远程控制功能，防盗热性好。
通断法的不足在于，它测量的不是供热系统给予房间的供热量，而是根据供暖的通断时间再分摊总热量，二者存在着差异，如散热器大小匹配不合理，或者散热器堵塞，都会对测量结果产生影响，造成计量误差。所以采用通断时间面积法时，应注意以下问题：①通断执行器应安装在每户的入户管道上，温度控制器宜放置在住户房间内不受日照和其他热源影响的位置；②通断执行器和中央处理器之间应实现网络连接控制；
五、总结
通断时间面积法是一种适应我国国情的供热计量方法，对于既有建筑的计量改造，特别是低温地板辐射供暖的建筑，因为其供热设备改动困难，基本能够满足准确计量的前提条件，最适合采用通断面积时间法进行供热计量。同时由于存在诸多的影响因素，仅仅用开启比来分配热费，难免会出现不公平，要积累经验利用已有的数据对其进行修正以改善其准确性。
由于通断时间面积法是新型的计量方法，在实际应用中或多或少会出现一些问题，但实践证明，这种方法能基本满足我国现阶段的供热计量需求，是一种潜力很大的计量模式。
参考文献：
[1] 夏国强，孙春华，齐承英，杨华 通断时间面积法的应用性分析
[2] 中国建筑科学研究院，JGJ 173-2009供热计量技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[3]中国建筑工业出版社，2009
【关键词】通断时间面积法；既有建筑热计量改造
一、实施热计量改造的意义
既有居住建筑供热计量及节能改造是落实“十一五”节能减排任务的重要内容。我市既有居住建筑采暖能耗占全社会能耗的20%左右，是建筑节能工作的重点。开展既有居住建筑供热计量及节能改造，推进按用热量计量收费，可以有效降低采暖能耗，提高能源使用效率，改善室内热环境质量，促进居民行为节能，实现建筑节能目标，并可大量减少由于燃煤取暖产生的CO2和污染物排放，对于实现“十一五”节能减排目标具有重要的作用。
分户热计量不但可以使每一个用热终端（住户或单位）全面关注和参与供热节能的实施，调动和促进用户的节能意识，也可以促进建筑的外墙保温、材料保温和门窗保温等建筑节能的措施和手段的积极应用，在保证经济、舒适、高效的供热基础上，最终实现老百姓节约热费，供热单位节约能源的双赢目标。因而，实施分户热计量和室温调节改造是一项利国利民的好事。
二、通断时间面积法的特点
由于中国供热现状的特殊性，在国外应用较为广泛的户用热计量表法在实施应用过程中出现了很大的困难。主要的问题有2个，一方面是户用热计量表法对于建筑位置不利用户和建筑位置有利用户的计量模式相同，造成了热计量的不公平；另外一方面是我国地区分布广泛，情况多样，各地水质差异很大，在使用过程中很容易造成热量表的堵塞。基于上述原因，我国学者最先提出了利用通断时间计量热量的方法[1]，也就是通断时间面积法解决了户用热计量表法的计量不公平和设备易堵等问题，同时又能够实现分户的控制、调节和计量，经济实用，是一种适应我国国情的热计量方法。目前，通断时间面积法已经成为《供热计量技术规程》（JGJ 173-2009）所提供的4种分户热计量方法之一，并已经进入到了实际应用阶段。
通断时间面积法是以是以每户的供暖系统通水时间为依据，分摊建筑的總热量。其具体做法是，对于接户分环的水平供暖系统，在各户的分支支路上安装室温通断控制阀，对该用户的循环水进行通断控制来实现该户的室温调节。同时在各户的代表房间里放置室温控制器，用于测量室内温度和供用户设定温度，并将这两个温度值传输给室温通断控制阀。室温通断控制阀根据实测室温与设定值之差，确定在一个控制周期内通断阀的开停比，并按照这一开停比控制通断调节阀的通断，以此调节送入室内热量，同时记录和统计各户通断控制阀的接通时间，按照各户的累计接通时间结合供暖面积分摊整栋建筑的热量。
该方法应用的前提是住宅每户必须为一个独立的水平串联式系统，设备选型和设计负荷要良好匹配，不能改变散热末端设备容量，户与户之间不能出现明显水力失调，户内散热末端不能分室或分区控温，以免改变户内环路的阻力。该方法能够分摊热量、分户控温，但是不能实现分室的温控。该方法不适合用于采用传统垂直系统的既有建筑采暖系统的改造，另外，这种方法也需要对住户位置进行修正。
按照国家和省委、省政府“三年大变样”关于既有居住建筑供热计量及节能改造的要求，衡水市区在2010年底前要完成60万平米的改造任务。衡水恒通热力公司选择了丽景名都、怡水花园等八个小区。拟改造小区建筑围护结构均按照50%或65%节能标准设计施工，所以围护结构不需要再进行改造，只需进行供热管网和热源、分户热计量改造。
三、项目实施的具体方案
改造工程小区一次侧热媒为市政集中供热系统提供的高温水，经小区换热站换热后提供85℃/60℃的采暖热水，通过小区二级管网向用户供热，管网采用直埋敷设。室外管网热力入口：小区二次管网为双管异程式，每个单元设一个热力入口，管井内设置一供一回两根立管。热力入口装置在室外阀门井，现供回水管安装有蝶阀。室内采暖系统：室内采暖系统为散热器采暖。楼梯间管井内供水管安装有锁闭阀、闸阀及过滤器，回水管安装有锁闭阀、闸阀及手动调节阀。
3.1、室内采暖系统改造
楼梯间管道井安装具有远传功能的温控式热分配表（型号GFP，双外丝，具有手动关断功能），温控器安装于用户内。采暖系统过程中，用户可根据自身用热需求通过温控器来设定室内温度，热分配表上的开关球阀根据室内温控器信号来进行开关动作，既能满足用户热需求，又能避免因用户内温度过高造成的热浪费，从而达到节能目的。分配表测出的数据通过双绞线传输到设单元顶层楼梯间的集中器，集中器负责抄录该楼各户的分配表数据，并将每户分摊总表数据发送到上位机上。并且热分配表能够实时显示用户分配热量，采用温度修正保证分配准确度，具备无线远传集抄功能及远传控制功能。3.2、室外管网部分改造
本工程各住宅楼建筑类型、维护结构及建成时间均相同，在实施供热计量及分户控温改造后，采暖系统变成了变流量系统，用户的主动温度调节回导致采暖管网的压力变化，从而会间接影响到其他用户的压力、流量。根据供热系统变流量运行的要求，在热力入口均设置可调式自力式压差控制阀，管井内的压差控制阀采用回水型装在采暖回水管道上，以满足供热系统变流量运行的要求，从而保证热用户的水力稳定性，要求自力式压差控制阀的压差调节范围为15-80KPa。同时需要对室外采暖管网的水力平衡状况进行测试和计算，依据计算和测试结果对室外管网进行水力平衡改造，从而保证供热系统安全高效的运行。在热力入口设置自力式压差控制的改造示意图2如下，将自力式压差控制阀安装在热力入口的回水管道上，将其测压孔安装在邻近的供水管道上。
图2 典型单元热力入口自力式压差控制阀安装示意图
根据室外管网的特点在整栋楼的供回水管上安装超声波热量表，以计量每栋楼供热运行情况，并把数据传输到设在楼梯间的集中器。要求热量表最大阻值力值不大于25 KPa，放水等级为IP65。 3.3換热站节能及自动控制改造方案
3.3.1 结合改造后采暖系统的管网特性，对采暖循环水泵的性能参数进行评估测试，确定是否更换水泵。换热站增设循环水泵变频控制装置，水泵变频由二次网侧的供水压力差控制，满足供热系统计量改造后变流量运行的要求，保证系统节能运行，减少循环水泵电耗。
3.3.2 安装气候补偿装置，实现供热量根据热负荷的变化自动调节，保证系统节能运行。
3.3.3热力站内一次网回水管道上安装总热量表、一级网供水管道上安装压差控制器、温度传感器。总热量表具有数据远传功能、上述设备控制采用换热站DDC自动控制装置集中控制，实现最大节约热量和减少电耗。系统原理图如图3所示
图3 换热站自动控制系统示意图
四、改造的效果和存在问题
2010年取暖季衡水恒通热力公司对改造小区热计量进行了试运行监控，节能效果明显。综合节能效果达14%，平均每户退费195元。供热质量明显改善，供热区域远端供热效果改善，实现高精度的室温控制，提高了房间的舒适度。促进了用户行为节能，调节闲置房间，降低房间温度，减少不必要浪费。同时管理便捷，具备无线远传集抄功能及远程控制功能，防盗热性好。
通断法的不足在于，它测量的不是供热系统给予房间的供热量，而是根据供暖的通断时间再分摊总热量，二者存在着差异，如散热器大小匹配不合理，或者散热器堵塞，都会对测量结果产生影响，造成计量误差。所以采用通断时间面积法时，应注意以下问题：①通断执行器应安装在每户的入户管道上，温度控制器宜放置在住户房间内不受日照和其他热源影响的位置；②通断执行器和中央处理器之间应实现网络连接控制；
五、总结
通断时间面积法是一种适应我国国情的供热计量方法，对于既有建筑的计量改造，特别是低温地板辐射供暖的建筑，因为其供热设备改动困难，基本能够满足准确计量的前提条件，最适合采用通断面积时间法进行供热计量。同时由于存在诸多的影响因素，仅仅用开启比来分配热费，难免会出现不公平，要积累经验利用已有的数据对其进行修正以改善其准确性。
由于通断时间面积法是新型的计量方法，在实际应用中或多或少会出现一些问题，但实践证明，这种方法能基本满足我国现阶段的供热计量需求，是一种潜力很大的计量模式。
参考文献：
[1] 夏国强，孙春华，齐承英，杨华 通断时间面积法的应用性分析
[2] 中国建筑科学研究院，JGJ 173-2009供热计量技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[3]中国建筑工业出版社，2009