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摘要：随着国内市场经济体制改革的不断推进，实行计量供热是大势所趋，而实现计量供热必须有与之相适应的室内采暖系统形式，本文就住宅，公寓等居住建筑中新双管系统结合实际工作经验，从分户计量采暖系统的形式、负荷计算、水力计算、热表及水力平衡元件以及管材附件选用等方面进行了全面的分析和研究。
关键词：分户计量；采暖系统设计；负荷计算；水力计算；元件选用
Abstract: with the domestic market economic system of the reform of the, a measurement heating is the trend of The Times, and realize the measurement heating must have corresponding indoor heating system form, this paper house, apartment as new residential building two pipe system combining with the working experience, the household metering heating system from the form, load calculation, the hydraulic calculation, heat meter and hydraulic balance components and pipe accessories selection, and so on carries on the comprehensive analysis and research.
Keywords: household metering; Heating system design; Load calculation; The hydraulic calculation; Component selection
中图分类号：TU832.1文献标识码：A文章编号：
引言：
近几年，我国经济的持续发展所面临的瓶颈主要是能源和环境，如何在满足经济增长和人民生活水平提高的前提下，降低能源消耗，减少污染，是当务之急。建筑节能是节能减排的三大领域之一，而供热空调系统的能耗是建筑运行能耗的主要组成部分，也是建筑节能的重点之一。有部门统计，如果在保温性能相同的维护结构条件下如果室内温度高出标准1℃就会增加12%的能耗。所以合理的采暖系统和高效的运行管理以及提高居民的节能意识将会大大降低能源的消耗和不必要的浪费。
1.单体采暖系统形式
1.1户内采暖系统形式
1.1.1散热器采暖
水平双管下供下回式，水平单管跨越式，放射双管式。
1.1.2低温地板辐射采暖系统
低温地板辐射采暖系统，以其室内温度均匀性好，舒适性好，温度梯度小，符合人体生理要求及不影响室内使用面积等优点，广泛应用于别墅、住宅、宾馆大堂、游泳池馆等场所，尤其别墅和住宅使用更为普遍。
设计工作中应注意以下几个问题：
(1)布管方式
采暖热水随着管道水流方向，水温逐渐降低。从便于施工和满足室内温度均匀的前提下尽可能的采用回折型布置，同时在靠近外围护结构的地方加密管间距。
(2)流速
加热管内水的流速不应小于0.25m/s，不超过0.5m/s。值得特别重视，因为盘管为无坡度敷设，容易集气，影响采暖效果。
2.负荷计算
分户计量采暖系统耗热量计算按照规范②的相关规定执行。但是应该注意以下几点：
2.1在确定分户热计量采暖系统的户内采暖设备容量和计算户内管道时，应计人向邻户传热引起的耗热量附加，但所附加的耗热量不应该统计在采暖系统的总热负荷内。
2.2户间传热负荷计算方法l
2.2.1.应计算通过户间楼板和隔墙的传热量；
2.2.2与邻户的温差，宜5~6℃。
2.2.3计算得出的户间传热量，不宜大于按规范的有关规定计算出的设计采暖负荷的50%。
2.3户间传热负荷计算方法2
2.3.1以户内各房间传热量取适当比例的总和，作为户间总传热负荷。该比例应根据住宅人住率情况、建筑围护结构状况及其具体采暖方式等综合考虑。建议对中间层房间取30%~50%，对顶层、底层和端部房间取50~80%。
2.4需要特别注明的是地板辐射采暖负荷的计算应注意：
2.4.1全面采暖时应在规范的计算基础上乘以0. 9~0. 95的系数(寒冷地区0. 9，严寒地区0. 95)或在室内计算温度取值降低2℃。
2.4.2同时应综合考虑家具形式，摆放位置，遮挡比例综合考虑增加附加系数。
2.4.3在施工图设计过程中，应该结合项目实际，落实室内面层形式，无法确定时应该在施工说明中指明设计计算时所拟定的面层材料;或者在设计图纸中注明各房间的计算热负荷，待甲方自行解决。
3.水力计算
值得说明的是:主立管采用下供下回异程式系统可以消除由于采暖水形成的自然作用压力的不利因素，利于各户内系统水力平衡。但是通过实际计算我们发现，不是所有分户计量采暖系统均可以使用的。在供回水温差为25℃，立管中水流速在0. 35m/。左右时，立管比摩阻选用30~35Pa/m(此值也比较接近采暖系统经济比摩阻)时可以完全消除采暖水形成的自然作用压力;但是当采用低温热水地板供暖时由于水温温差较小，经核算此时的水温降形成的自然压力太小(8Pa左右)此值远小于采暖系统的经济比摩阻，此时系统平衡应该以控制立管阻力不平衡为主，系统形式最好为同程式系统(即下供下回同程式或者上供下回同程式)。其具体计算方法本文不再详述。
3.1散热器采暖系统(水平双管下供下回式，水平单管跨越式，放射双管式)
针对以上分析，对散热器采暖系统(采暖供回水温度为:80~60(℃))应该采用下供下回异程式系统。
3.2.低温热水地板辐射采暖系统
对于地板辐射采暖系统(采暖供回水温度为:50~40( 9℃ ))，主立管应该采用同程式系统。
4.热量表及水利平衡元件的选用
4.1.热量表选用
热量表由:流量传感器，温度传感器，积分仪三部分组成。按照流量传感器的测量原理分为:机械式，超声波式，电磁式。其具体设计选用应注意事项如下:
4.1.1机械式
(1)热量表前要保证6~12倍的公称直径的直管段的距离。
(2)热量表安装在回水管上可以延长使用寿命。
(3)热量表前安装过滤器。
(4)当流量超过其额定流量时会损伤热表。
(5)流体中者含有气体会影响测t精度。
4.1.2超声波式
(1)热量表前要保证20~30倍的公称直径的直管段，表后10倍直管段的距离。
(2)安装时应有良好的排气措施。
(3)热量表安装在供水回水管上均可以。
(4)在最大和最小流量运行不会影响测量精度。
(5)表面無可动部件使用寿命长。
4.1.3电磁式
(1)热量表前要保证不小于10倍的公称直径的直管段，表后不小于5倍直管段的距离。
(2)安装时应严格保证密封垫不得突人管道内，口径缩小1㎜会引起1%的误差。
(3)安装时应保证有排气装置。
(4)应远离有电磁干扰的场所。
(5)表面无可动部件使用寿命长。
总之热量表的选型应综合考虑：系统的压力损耗、介质温度、流量大小及波动范围;精度要求;安装空间的大小来确定热表的具体型号和规格。
4. 2.温控阀选用
温控阀是用于供暖系统散热器的流量调节。其具体设计选用应注意事项如下:
4. 2.1.调节温度范围为:8~28℃最大工作压力为1MPa，最大压差为0.1MPa。
4. 2. 2.应根据接管工程直径选择温控阀口径然后通过其压降校核。
其中:Kv阀门阻力系数；G—通过流量(m3/h)；△P阀前后压差(MPa)。
4. 2. 3.户内为双管系统时应采用两通高阻阀；户内为单管跨越系统时，当设在散热器供水支管上时应采用两通低阻阀，当设在三通处时应采用三通低阻阀。
4. 2. 4.恒温阀务必安装在能代表房间实际温度的地方，以免出现感温失误。
4. 3.水力平衡阀选用
4. 3.1静态平衡阀：包括：平衡阀、手动平衡阀、数字锁定平衡阀(常用)等。此类阀门有良好的调节，截止功能，但是不能根据系统压差的变化改变自身的阻力系数，需要手动重新调节。
4.3.2动态平衡阀:包括:自力式流量控制阀、自力式压差控制阀、自力式平衡阀、差压控制器等。自力式压差控制阀可以自动恒定系统压差，有利于被控系统个用户和各末端装置的自主调节，尤其适用分户计量供暖系统；自力式流量控制阀可以自动恒定系统流。
总之，具体应用时在每個单体热力人口(或人户管井处)处安装较多，其原则为:当室内为单管跨越式系统时，应使用自力式流量控制阀;当室内采用双管系统时，应使用自力式压差控制阀。
5.散热器，管材及其附件的选用
5.1.散热器选用：
建设部在《关于推广应用住宅建设新技术新产品的公告》中提出:“依据节能的要求，积极发展节能轻型散热器，提高散热器的金属热强度，散热效率。注重散热器使用功能与装饰效果的统一，增加散热器的装饰性”。所以当前居住建筑散热器选用应该从“铸铁为主，钢制为辅”的观念向“轻型为主，铸铁为辅”的方向上转变。
轻型散热器主要指产品为薄体轻型结构的，室内独立供暖设备材质可以为钢，铝铜以及以上材料的复合材质。
(1)铸铁散热器其具有价格低、耐腐蚀等优点，但传统铸铁散热器又有承压低，体积重，内壁含砂、外形粗陋的缺陷。但最近几年我国已有企业(如河北圣春集团等)充分的发挥了铸铁散热器的长处，扬长避短，科学创新，开发了内腔无砂的外观丰富的轻型结构特征的铸铁散热器。
(2))铜铝复合散热器主要有铜管铝串片和铜铝复合管，两者都为铜质水道，适合各种供暖系统。其优点是铜管的物理性能稳定，可抵抗不同水质的腐蚀。缺点是导热性较弱，铜铝复合管如果结合不紧密，热阻则增大，影响传热。铜铝复合或纯铜等铜水道散热器，会因单管系统中的热水流速高，对铜产生物理侵蚀。
(3)不锈钢散热器有良好的抗腐蚀性，适合各种系统和水质。但要注意区分材质，其中316号等材质好的钢材才具备足够的防腐能力。
5. 2.管材及附件选用
在实际设计中，对于新型管材的使用应根据系统工作压力和使用温度等选用管材及其壁厚。因此在工程设计过程中避免大才小用，造成浪费。
在具体应用时应该注意以下几个问题：
(1)户内或采暖总立管采用塑料管材时应该注意其线性膨胀系数比金属管材大十多倍，安装时应充分注意热膨胀，固定支架间距等问题。
(2)分户计量采暖系统的采暖立管宜采用热镀锌钢管，螺纹连接。避免系统因锈蚀而堵塞热表及水力元件。
(3)采暖系统最低点工作压力的确定:当户内系统管道材质为金属时，不宜大0. 8MPa;当户内系统管道采用塑料管材时，不宜大于0. 6MPa;
总之，分户计量系统要实现按用热收费，分室控温的预期效果，不仅仅要单体系统设计满足规范和相应技术要点的要求外，热源(锅炉房，换热站等)，应提高控制和管理水平，提高供热效率，同时满足供热要求的水质也极其重要。只有从热源，热质输配，热用户几个环节都做到技术先进，相辅相成，落实相应标准，规范，树立能源危机意识，才能让这项利国利民的举措真正发挥效果。
依据标准及参考文献：
[1]国家标准(采暖通风与空气调节设计规范》GB50019 - 2003中国计划出版社，2003年.
[2]行业标准《地面辐射供暖技术规程》JGJ1}2 -2004中国建筑工业出版社，2004年.
[3]《全国民用建筑工程设计技术措施，暖通空调•动力》中国计划出版社，2003年.
[4]《实用供热空调设计手开》险雄庆，中国建筑工业出版社，2007年.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：分户计量；采暖系统设计；负荷计算；水力计算；元件选用
Abstract: with the domestic market economic system of the reform of the, a measurement heating is the trend of The Times, and realize the measurement heating must have corresponding indoor heating system form, this paper house, apartment as new residential building two pipe system combining with the working experience, the household metering heating system from the form, load calculation, the hydraulic calculation, heat meter and hydraulic balance components and pipe accessories selection, and so on carries on the comprehensive analysis and research.
Keywords: household metering; Heating system design; Load calculation; The hydraulic calculation; Component selection
中图分类号：TU832.1文献标识码：A文章编号：
引言：
近几年，我国经济的持续发展所面临的瓶颈主要是能源和环境，如何在满足经济增长和人民生活水平提高的前提下，降低能源消耗，减少污染，是当务之急。建筑节能是节能减排的三大领域之一，而供热空调系统的能耗是建筑运行能耗的主要组成部分，也是建筑节能的重点之一。有部门统计，如果在保温性能相同的维护结构条件下如果室内温度高出标准1℃就会增加12%的能耗。所以合理的采暖系统和高效的运行管理以及提高居民的节能意识将会大大降低能源的消耗和不必要的浪费。
1.单体采暖系统形式
1.1户内采暖系统形式
1.1.1散热器采暖
水平双管下供下回式，水平单管跨越式，放射双管式。
1.1.2低温地板辐射采暖系统
低温地板辐射采暖系统，以其室内温度均匀性好，舒适性好，温度梯度小，符合人体生理要求及不影响室内使用面积等优点，广泛应用于别墅、住宅、宾馆大堂、游泳池馆等场所，尤其别墅和住宅使用更为普遍。
设计工作中应注意以下几个问题：
(1)布管方式
采暖热水随着管道水流方向，水温逐渐降低。从便于施工和满足室内温度均匀的前提下尽可能的采用回折型布置，同时在靠近外围护结构的地方加密管间距。
(2)流速
加热管内水的流速不应小于0.25m/s，不超过0.5m/s。值得特别重视，因为盘管为无坡度敷设，容易集气，影响采暖效果。
2.负荷计算
分户计量采暖系统耗热量计算按照规范②的相关规定执行。但是应该注意以下几点：
2.1在确定分户热计量采暖系统的户内采暖设备容量和计算户内管道时，应计人向邻户传热引起的耗热量附加，但所附加的耗热量不应该统计在采暖系统的总热负荷内。
2.2户间传热负荷计算方法l
2.2.1.应计算通过户间楼板和隔墙的传热量；
2.2.2与邻户的温差，宜5~6℃。
2.2.3计算得出的户间传热量，不宜大于按规范的有关规定计算出的设计采暖负荷的50%。
2.3户间传热负荷计算方法2
2.3.1以户内各房间传热量取适当比例的总和，作为户间总传热负荷。该比例应根据住宅人住率情况、建筑围护结构状况及其具体采暖方式等综合考虑。建议对中间层房间取30%~50%，对顶层、底层和端部房间取50~80%。
2.4需要特别注明的是地板辐射采暖负荷的计算应注意：
2.4.1全面采暖时应在规范的计算基础上乘以0. 9~0. 95的系数(寒冷地区0. 9，严寒地区0. 95)或在室内计算温度取值降低2℃。
2.4.2同时应综合考虑家具形式，摆放位置，遮挡比例综合考虑增加附加系数。
2.4.3在施工图设计过程中，应该结合项目实际，落实室内面层形式，无法确定时应该在施工说明中指明设计计算时所拟定的面层材料;或者在设计图纸中注明各房间的计算热负荷，待甲方自行解决。
3.水力计算
值得说明的是:主立管采用下供下回异程式系统可以消除由于采暖水形成的自然作用压力的不利因素，利于各户内系统水力平衡。但是通过实际计算我们发现，不是所有分户计量采暖系统均可以使用的。在供回水温差为25℃，立管中水流速在0. 35m/。左右时，立管比摩阻选用30~35Pa/m(此值也比较接近采暖系统经济比摩阻)时可以完全消除采暖水形成的自然作用压力;但是当采用低温热水地板供暖时由于水温温差较小，经核算此时的水温降形成的自然压力太小(8Pa左右)此值远小于采暖系统的经济比摩阻，此时系统平衡应该以控制立管阻力不平衡为主，系统形式最好为同程式系统(即下供下回同程式或者上供下回同程式)。其具体计算方法本文不再详述。
3.1散热器采暖系统(水平双管下供下回式，水平单管跨越式，放射双管式)
针对以上分析，对散热器采暖系统(采暖供回水温度为:80~60(℃))应该采用下供下回异程式系统。
3.2.低温热水地板辐射采暖系统
对于地板辐射采暖系统(采暖供回水温度为:50~40( 9℃ ))，主立管应该采用同程式系统。
4.热量表及水利平衡元件的选用
4.1.热量表选用
热量表由:流量传感器，温度传感器，积分仪三部分组成。按照流量传感器的测量原理分为:机械式，超声波式，电磁式。其具体设计选用应注意事项如下:
4.1.1机械式
(1)热量表前要保证6~12倍的公称直径的直管段的距离。
(2)热量表安装在回水管上可以延长使用寿命。
(3)热量表前安装过滤器。
(4)当流量超过其额定流量时会损伤热表。
(5)流体中者含有气体会影响测t精度。
4.1.2超声波式
(1)热量表前要保证20~30倍的公称直径的直管段，表后10倍直管段的距离。
(2)安装时应有良好的排气措施。
(3)热量表安装在供水回水管上均可以。
(4)在最大和最小流量运行不会影响测量精度。
(5)表面無可动部件使用寿命长。
4.1.3电磁式
(1)热量表前要保证不小于10倍的公称直径的直管段，表后不小于5倍直管段的距离。
(2)安装时应严格保证密封垫不得突人管道内，口径缩小1㎜会引起1%的误差。
(3)安装时应保证有排气装置。
(4)应远离有电磁干扰的场所。
(5)表面无可动部件使用寿命长。
总之热量表的选型应综合考虑：系统的压力损耗、介质温度、流量大小及波动范围;精度要求;安装空间的大小来确定热表的具体型号和规格。
4. 2.温控阀选用
温控阀是用于供暖系统散热器的流量调节。其具体设计选用应注意事项如下:
4. 2.1.调节温度范围为:8~28℃最大工作压力为1MPa，最大压差为0.1MPa。
4. 2. 2.应根据接管工程直径选择温控阀口径然后通过其压降校核。
其中:Kv阀门阻力系数；G—通过流量(m3/h)；△P阀前后压差(MPa)。
4. 2. 3.户内为双管系统时应采用两通高阻阀；户内为单管跨越系统时，当设在散热器供水支管上时应采用两通低阻阀，当设在三通处时应采用三通低阻阀。
4. 2. 4.恒温阀务必安装在能代表房间实际温度的地方，以免出现感温失误。
4. 3.水力平衡阀选用
4. 3.1静态平衡阀：包括：平衡阀、手动平衡阀、数字锁定平衡阀(常用)等。此类阀门有良好的调节，截止功能，但是不能根据系统压差的变化改变自身的阻力系数，需要手动重新调节。
4.3.2动态平衡阀:包括:自力式流量控制阀、自力式压差控制阀、自力式平衡阀、差压控制器等。自力式压差控制阀可以自动恒定系统压差，有利于被控系统个用户和各末端装置的自主调节，尤其适用分户计量供暖系统；自力式流量控制阀可以自动恒定系统流。
总之，具体应用时在每個单体热力人口(或人户管井处)处安装较多，其原则为:当室内为单管跨越式系统时，应使用自力式流量控制阀;当室内采用双管系统时，应使用自力式压差控制阀。
5.散热器，管材及其附件的选用
5.1.散热器选用：
建设部在《关于推广应用住宅建设新技术新产品的公告》中提出:“依据节能的要求，积极发展节能轻型散热器，提高散热器的金属热强度，散热效率。注重散热器使用功能与装饰效果的统一，增加散热器的装饰性”。所以当前居住建筑散热器选用应该从“铸铁为主，钢制为辅”的观念向“轻型为主，铸铁为辅”的方向上转变。
轻型散热器主要指产品为薄体轻型结构的，室内独立供暖设备材质可以为钢，铝铜以及以上材料的复合材质。
(1)铸铁散热器其具有价格低、耐腐蚀等优点，但传统铸铁散热器又有承压低，体积重，内壁含砂、外形粗陋的缺陷。但最近几年我国已有企业(如河北圣春集团等)充分的发挥了铸铁散热器的长处，扬长避短，科学创新，开发了内腔无砂的外观丰富的轻型结构特征的铸铁散热器。
(2))铜铝复合散热器主要有铜管铝串片和铜铝复合管，两者都为铜质水道，适合各种供暖系统。其优点是铜管的物理性能稳定，可抵抗不同水质的腐蚀。缺点是导热性较弱，铜铝复合管如果结合不紧密，热阻则增大，影响传热。铜铝复合或纯铜等铜水道散热器，会因单管系统中的热水流速高，对铜产生物理侵蚀。
(3)不锈钢散热器有良好的抗腐蚀性，适合各种系统和水质。但要注意区分材质，其中316号等材质好的钢材才具备足够的防腐能力。
5. 2.管材及附件选用
在实际设计中，对于新型管材的使用应根据系统工作压力和使用温度等选用管材及其壁厚。因此在工程设计过程中避免大才小用，造成浪费。
在具体应用时应该注意以下几个问题：
(1)户内或采暖总立管采用塑料管材时应该注意其线性膨胀系数比金属管材大十多倍，安装时应充分注意热膨胀，固定支架间距等问题。
(2)分户计量采暖系统的采暖立管宜采用热镀锌钢管，螺纹连接。避免系统因锈蚀而堵塞热表及水力元件。
(3)采暖系统最低点工作压力的确定:当户内系统管道材质为金属时，不宜大0. 8MPa;当户内系统管道采用塑料管材时，不宜大于0. 6MPa;
总之，分户计量系统要实现按用热收费，分室控温的预期效果，不仅仅要单体系统设计满足规范和相应技术要点的要求外，热源(锅炉房，换热站等)，应提高控制和管理水平，提高供热效率，同时满足供热要求的水质也极其重要。只有从热源，热质输配，热用户几个环节都做到技术先进，相辅相成，落实相应标准，规范，树立能源危机意识，才能让这项利国利民的举措真正发挥效果。
依据标准及参考文献：
[1]国家标准(采暖通风与空气调节设计规范》GB50019 - 2003中国计划出版社，2003年.
[2]行业标准《地面辐射供暖技术规程》JGJ1}2 -2004中国建筑工业出版社，2004年.
[3]《全国民用建筑工程设计技术措施，暖通空调•动力》中国计划出版社，2003年.
[4]《实用供热空调设计手开》险雄庆，中国建筑工业出版社，2007年.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。