基于供熱計(jì)量系統(tǒng)計(jì)算民用建筑的耗熱量

劉 旭 光

(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司第三供熱分公司,山西 太原 030001)

1 概述

我國(guó)北方地區(qū)的供熱能耗占建筑能耗的65%以上，有的地區(qū)甚至高達(dá)90%。隨著人民生活水平的日益提高，用戶對(duì)用熱個(gè)性化和舒適性的要求越來(lái)越高。在傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)中，用戶的室內(nèi)溫度由供熱單位進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)節(jié)，這種單一的調(diào)節(jié)方式往往難以滿足用戶的不同需要。

現(xiàn)在由于熱源緊張，供需矛盾突出，再加上現(xiàn)有大部分熱用戶沒(méi)有可調(diào)節(jié)溫度的裝置(手動(dòng)或溫控閥)，即使有節(jié)能意識(shí)的人也無(wú)法調(diào)節(jié)溫度。因此，通過(guò)供熱計(jì)量收費(fèi)系統(tǒng)的精細(xì)化管理，鼓勵(lì)行為節(jié)能，實(shí)現(xiàn)按需供熱、避免遠(yuǎn)端用戶熱量不夠，而近端用戶通過(guò)開(kāi)窗戶浪費(fèi)熱量的行為，是減少能源消耗的有效措施。最終把這部分節(jié)約的熱量提供給熱源滿足不了的用戶，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益最大化。

2 供熱計(jì)量的實(shí)施情況

供熱計(jì)量是以集中供熱或區(qū)域供熱為前提，以適應(yīng)用戶熱舒適需求、增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)、保障供熱和用熱雙方利益為目的，通過(guò)一定的供熱調(diào)控技術(shù)、計(jì)量手段和收費(fèi)政策，實(shí)現(xiàn)按戶計(jì)量和收費(fèi)。

2.1 熱計(jì)量實(shí)施情況簡(jiǎn)介

第三供熱分公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)三供熱)裝表面積總計(jì)5 097 426.46 m2，其中公建面積為787 941.38 m2，住宅面積為4 309 485.08 m2。實(shí)行供熱計(jì)量收費(fèi)的計(jì)量面積為648 590.84 m2；試行用戶本采暖季仍按面積收費(fèi)，面積總計(jì)148 028.64 m2。分公司熱計(jì)量設(shè)施中站表0塊，樓表510塊，戶表33 433塊，遠(yuǎn)控閥17 168塊。

實(shí)行供熱計(jì)量收費(fèi)的有2個(gè)住宅小區(qū)(計(jì)量面積259 773.87 m2)、3個(gè)公建單位(計(jì)量面積388 816.97 m2)。其中住宅包括國(guó)信嘉園、山大附中5號(hào)住宅樓；公建包括山大附中(計(jì)量)、太原南站、南站站前廣場(chǎng)。山大附中5號(hào)住宅樓未裝戶表，故按樓表結(jié)算。

試行供熱計(jì)量收費(fèi)的有3個(gè)住宅小區(qū)(計(jì)量面積 236 892.58 m2)，1個(gè)公建單位(計(jì)量面積11 136.06 m2)。其中住宅包括山大附中(家屬樓高層)、龍城天悅一期、龍城天悅二期，山大附中(家屬樓高層)未裝戶表，故按樓表結(jié)算；公建包括山大附中協(xié)議(初教、圖書(shū)館、學(xué)生公寓)。

2.2 熱計(jì)量的精細(xì)化管理

供熱計(jì)量管理系統(tǒng)可以直接對(duì)每個(gè)終端熱用戶的供(回)水溫度、流量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這為供熱系統(tǒng)的進(jìn)一步精確調(diào)節(jié)提供了數(shù)據(jù)支持。

1)對(duì)具備實(shí)施熱計(jì)量的熱用戶要求其安裝熱計(jì)量設(shè)施。2)供熱運(yùn)行期，時(shí)刻關(guān)注熱用戶運(yùn)行參數(shù)(供回水溫度、流量)的狀態(tài)。對(duì)于運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的水力失調(diào)度偏差大的部分熱用戶，通過(guò)遠(yuǎn)程控制閥的開(kāi)度控制，逐步調(diào)節(jié)至正常范圍，最后根據(jù)熱量表的累積流量調(diào)節(jié)熱力站內(nèi)循環(huán)泵的頻率，達(dá)到運(yùn)行所需要的流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。3)對(duì)于能耗較大的熱用戶，建議其進(jìn)行節(jié)能改造，并告知其節(jié)能降耗的措施。4)對(duì)于偏離實(shí)際運(yùn)行溫度的小區(qū)，對(duì)其進(jìn)行庭院管網(wǎng)的平衡調(diào)節(jié)。5)對(duì)于能耗較大的熱用戶，分公司已告知山大附中，建議其對(duì)5號(hào)宿舍樓的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能改造；已告知站前廣場(chǎng)，對(duì)相應(yīng)出入口做好封閉措施，以減少能耗。

3 供熱計(jì)量系統(tǒng)

太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司計(jì)量管控系統(tǒng)主要面向供熱單位及計(jì)量用戶，具備表計(jì)管理，數(shù)據(jù)管理，能耗分析，運(yùn)維管理等實(shí)用功能；為供熱單位及熱用戶提供了方便的軟件平臺(tái)及互通工具；在提高工作效率及規(guī)避計(jì)量風(fēng)險(xiǎn)方面提供了更多保障。

3.1 系統(tǒng)的菜單

該系統(tǒng)由首頁(yè)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)、問(wèn)題管理、統(tǒng)計(jì)分析等五大菜單組成。

本文主要用到的是歷史數(shù)據(jù)這個(gè)菜單，該菜單主要功能有站表歷史數(shù)據(jù)、樓表歷史數(shù)據(jù)、戶表歷史數(shù)據(jù)。

3.2 熱量表法住戶歷史數(shù)據(jù)

該功能可查詢戶表的歷史數(shù)據(jù)并在歷史數(shù)據(jù)中進(jìn)行故障/報(bào)警的篩查；還可以進(jìn)行高級(jí)查詢，如設(shè)定供水溫度范圍，查詢符合條件的結(jié)果，查詢條件可根據(jù)用戶需求制定。查詢結(jié)果可點(diǎn)擊“導(dǎo)出”按鈕導(dǎo)出Excel表格。戶用閥門(mén)數(shù)據(jù)也可在此頁(yè)面進(jìn)行查詢，由于每日每塊表抄表次數(shù)至少4次，故可通過(guò)勾選右側(cè)“每日首記錄”按鈕，選擇僅顯示每日第一條記錄。戶用閥門(mén)也可通過(guò)相同方式操作。站表/樓表歷史數(shù)據(jù)頁(yè)面及功能與戶表一致。戶用閥門(mén)為遠(yuǎn)程控制鎖閉閥，在生產(chǎn)運(yùn)行期可以遠(yuǎn)程進(jìn)行全開(kāi)、全關(guān)或者固定百分比調(diào)節(jié)。

3.3 供熱計(jì)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄

1)熱力站熱量表初始數(shù)據(jù)及每月、每個(gè)采暖期的運(yùn)行數(shù)據(jù)；2)樓棟熱量表初始數(shù)據(jù)及每月、每個(gè)采暖期的運(yùn)行數(shù)據(jù)；3)戶用熱量表初始數(shù)據(jù)及每月、每個(gè)采暖期的運(yùn)行數(shù)據(jù)；4)運(yùn)行調(diào)節(jié)調(diào)控裝置日常運(yùn)行維護(hù)及維修記錄；5)供熱計(jì)量系統(tǒng)日常維護(hù)及維修記錄。

3.4 供熱計(jì)量系統(tǒng)的建議

為充分發(fā)揮供熱計(jì)量管理系統(tǒng)為供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)的潛力，結(jié)合實(shí)際工作需要，提出以下優(yōu)化建議：

現(xiàn)有的供熱計(jì)量管理系統(tǒng)僅為用戶用熱信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，為使整個(gè)供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的節(jié)能和控制方式得到整體提升，建議將該系統(tǒng)參照運(yùn)行調(diào)度中心的控制系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)顯示，即按照“熱力站—系統(tǒng)分區(qū)—樓棟—戶表”這一邏輯關(guān)系進(jìn)行逐級(jí)顯示，并能匯總出各級(jí)的實(shí)際能耗。

供熱計(jì)量管理系統(tǒng)最終將達(dá)到“可調(diào)節(jié)、可計(jì)量、信息化”的要求，作為“智慧供熱”的基礎(chǔ)系統(tǒng)，通過(guò)建設(shè)供熱輸配過(guò)程的信息系統(tǒng)，將會(huì)起到供熱系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)的作用，節(jié)約的能源最終由熱用戶、熱企、國(guó)家共同來(lái)分享節(jié)能的收益，真正實(shí)現(xiàn)互利共贏。

4 民用建筑物的實(shí)際耗熱量

建筑耗熱量，是對(duì)建筑本體節(jié)能性能以及建筑樓內(nèi)運(yùn)行調(diào)節(jié)性能的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，是指為滿足冬季室內(nèi)溫度舒適性要求，在一個(gè)完整供暖期內(nèi)需要向室內(nèi)提供的熱量除以建筑面積所得到的能耗指標(biāo)，用以考核建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身的能耗水平及樓內(nèi)運(yùn)行調(diào)節(jié)狀況。

經(jīng)過(guò)對(duì)2017年11月～2018年3月采暖季39 666.45 m2的民用建筑和399 953.03 m2的公建建筑進(jìn)行節(jié)能數(shù)據(jù)分析，節(jié)約了共計(jì)5 752 507.3元的熱費(fèi)，其中民用建筑退費(fèi)2 009 194.73元。表1為該采暖季民用建筑的運(yùn)行能耗匯總表。

表1 民用建筑量運(yùn)行能耗匯總表

通過(guò)對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出民用建筑2017—2018采暖季每個(gè)月平均實(shí)際耗熱量，見(jiàn)表2。

表2 民用建筑逐月平均實(shí)際耗熱量 W/m2

通過(guò)表2，可以得出該采暖季民用建筑的平均耗熱量為20.67 W/m2，最大耗熱量出現(xiàn)在2017年12月，為25.82 W/m2，最小耗熱量出現(xiàn)在2018年3月，為12.89 W/m2。

根據(jù)G=0.86Q/Δt，Δt實(shí)際運(yùn)行溫差為5 ℃，可以得出11月～次年3月每萬(wàn)平方米供熱面積的流量分別為29.98 m3/h,44.41 m3/h,42.45 m3/h，38.73 m3/h，22.17 m3/h。在以后的生產(chǎn)運(yùn)行期，可參考上述流量來(lái)確定每月實(shí)際運(yùn)行所需要的流量。

5 結(jié)語(yǔ)

建筑供暖能耗不僅與建筑本體的熱工性能有關(guān)，還與建筑內(nèi)人的使用行為、熱力管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)狀況、輸配管網(wǎng)效率以及熱源設(shè)備效率密切相關(guān)。對(duì)于既有建筑，因其建筑形式、供暖系統(tǒng)形式已是既成事實(shí)、難以改變。

通過(guò)確定建筑物的實(shí)際供暖能耗，可以規(guī)范集中供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)，也可為供暖能耗考核指標(biāo)提供數(shù)據(jù)參考，以達(dá)到降低建筑物的實(shí)際運(yùn)行能耗的最終目旳。