田雨辰, 涂光背, 刘剑
(1.天津大学,天津300072;2.天津市供热办公室,天津300060)
摘 要: 阐述了计量供热的特性,探讨了我国实施计量供热的目的及前提条件,分析了我国计量供热发展中所存在的问题。
关键词:计量供热; 节能; 热价; 收费
中国分类号:TU995 文献标识码:B 文章编号:1000-4416(2006)06-0057-04
20世纪90年代,我国有关人士开始关注计量供热,并进行了一系列技术、政策研究及试点工程实践。通过理论研究,实践探索,既积累了一定成功经验,也获得了一些失败教训。本文对计量供热的特性、目的、前提条件及存在的问题进行探索。
1 计量供热的特性
计量供热是以集中供热或区域供热为前提,以满足热用户热舒适需求,增强热拥护节能意识,保证供热调空质量及热双方利益为目的,并通过一定的恭热调空技术、计量手段和收费政策,实现用热量按户计量和收费的供热方式。计量供热是一项综合性较强的系统工程,具有以下4个方面的特性。
1.节能性。节能是供热技术发展的永恒主题,从国外供热发展历程来看,计量供热技术是在技术节能提升空间不大的情况下兴起的,目的是通过经济杠杆,激励热用户采取行为节能。反过来,计量供热又使得变流量运行等调节技术引入供热系统,促进了技术节能。
2.可调空性。计量供热要求末端设备、换热站、热源及供热管网都具有良好、稳定的可调空性。热用户可按照需要调节室内温度和用热量,换热站和热源能够适应热负荷变化(包括由气候改变和热用户调节引起的变化)做出相应调节,供热管网也具备适应变流量运行的调空措施。
3.计量性。实现计量收费一方面要求供热系统形式满足计量要求,另一方面要求实行合理的计量方式。对于供热系统的形式,新建住宅较适合采用工用立管按户分环的系统,既有住宅宜改为水平单管跨越式系统或双管系统。计量方式应因地制宜,可采用户用热量表、户用热水表、热力人口热量表+热分配表等多种计量方式。
4.变流量性。对于装有温控阀的双管系统,当调节温控阀时,系统流量必然改变。对于水平单管跨越式系统,系统流量也会发生变化,只是变化不显著,可认为近似定流量。
2 发展计量供热的目的
2.1 提高热用户热舒适性
随着人民生活水平的日益提高,热用户对用热
(郑杭涛)
的个性化和提高热舒适性的要求也越来越迫切。在传统供热系统中,热用户处于被动供热状态,室内温度由供热单位进行调节,这种单一调节不能满足热用户的特殊需求。实施供量计热应实现热用户根据自身需求利用温控设备(如温控阀)在一定范围内自动调节室内温度,以提高热用户热舒适性。
2.2 节能环保、可持续发展
节能和环保是当今社会发展的主题,走可持续发展之路是人类文明发展的一个新阶段。我国的单位建筑面积能耗远高于同纬度发达国家,而且建筑能耗增长的速度,这成为我国国民经济发展的一个重要制约因素。实施计量供热对促进建筑、供热系统节能都具有积极作用。
(1) 促进建筑节能
我国的建筑节能工作已经开展了逾20a,取得了丰硕的成果。但从建筑实际能耗来考核,建筑节能的工作成效却打了一定的折扣,出现了节能建筑不节能的现象。原因之一是按面积收缴热费的政策不利于用户节能,热了开窗的现象屡见不鲜,节能建筑不节能的效果无从体现。大家都意识到搞好建筑节能必须从改善建筑物维护结构保温性能和提高供热系统能效两方面入手,只有实施“多用热、多交费”的计量供热,才有利于推动建筑节能。
(2) 促进供热系统节能
计量供热是促进供热系统节能的途径之一,热用户可根据需要调节室内温度,尤其对于上班族,白天家中无人时调低室内温度,可节约能源和热费。目前计量供热的节能率已成为关注的焦点国内一些供热单位进行计量供热收费试验,得出了节能率为4%-25%的结论。
1996年,欧洲计量供热联合会编写的《计量供热指南》中列举了不同时期、体型系数的建筑物在不同供热系统下的17项研究结果。研究结果表明,德国的计量供热的节能率为13%-15%,丹麦的计量供热的节能率为11%-34%。法国能源节约局曾做过很多次试验以确定计量供热的节能效果,试验结果表明,在实施计量供热的收费的2a中,计量功热节能率为15%-25%法国政府正式公布的数据是15%,并以此作为投资经济回报率的依据。根据我国建筑物能耗水平和供热状况,笔者认为我国计量供热节能率的范围宜取15%-20%。
2.3 适应社会主义经济需求
目前,我国多数城市现行的供热体制严重阻碍了供热事业的发展,因此供热体制改革应列入社会主义市场经济体制改革的范畴。供热体制改革的目标就是要改变目前福利统包的供热体制,推行供量计热,实现用热商品化、货币化和社会化,以不断满足热用户需求,提高供热行业运行、管理、技术水平,并进一步提高我国建筑节能水平。建立适合我国国情和适应社会主义市场经济要求的供热体制,实现社会与经济及资源与经济的可持续发展,供热收费机制改革成为供热体制改革的突破口,计量收费计热就是实现“谁用热、谁交费,多用热、多交费。”为此,2003年建设部、国家发改委等8个部委发布了《关于城镇供热体制改革试点工作的指示意见》,明确提出我国实施计量供热的目标。
3 实施计量供热的前提条件
(1) 供热系统节能。计量供热的目的是节能,实现计量供热的前提条件为供热系统节能。只有作到供热系统节能,供热单位才能做到降低能耗,提高经济效益。热用户才能从计量供热中得到收益,才能真正实现节能、环保。
由于实施计量供热,供热单位节能收益不明显,同时又要根据热用户节约的用热量进行退费,会造成供热单位对计量供热产生抵触。造成这种状况的根本原因是供热系统节能性差,若实现供热系统节能,供热单位能够从热用户行为节能中得到相应回报,多余热量可用于扩大供热面积,供热单位将成为实行计量供热的收益者。因此,实现供热系统节能是热用户采取行为节能和计量供热的基础。
(2) 保证高品质供热
计量供热使得热用户在一定范围内自主调节温度成为可能,但前提条件为供热单位必须保证高品质供热。但当前我国供热质量不高,室内温度一般维持在18度左右,无法满足对室内温度要求较高的需求。即便有温控装置,室内温度也只能下调而不能下调,更谈不上热舒适。因此,要实现供热计量就要求供热单位提高供热质量。
(3) 合理的计量方式。根据我国的实际情况。选择技术可靠、经济合理的热计量方式非常重要。就目前的计量技术而言,热量计量装置的计量精度很高。但对于供热系统来讲,更应注重计量方式的运行稳定。笔者认为计量方式的选择应遵循“以人为本、注重收益、因地制宜、技术可靠“的原则。
(4) 明确消费主体。实现“谁用热谁交费”明确消费主体是计量供热收费的前提。2002年3月,建设部下发的《关于城镇供热体制改革的通知》明确提出,改革福利统包的供热体制,停止福利供热,改暗补为明补,实施用热商品化。
(5) 建立供热成本核算和评估体系。热价关系到千家万户,其制定基础就是供热成本。目前我国供热的供热成本构成和核算方法还不够明确和完善,一方面供热成本中包含了一些不合理的项目,令一方面设备折旧、管理等费用的核算方法还有待提高。
供热行业属于公用事业,具有一定的垄断性,容易造成供热单位工作效率下降。但因此形成的供热成本不应由热用户来担负。因此建立供热成本核算和评估体系非常重要。
制定科学合理的热价及操作性强的收费方法尤为重要。其中两部制热价的制定既要调动热用户节能的积极性,保护热用户的合法权益,又要考虑供热单位的利益,只有这样才能保证计量供热的顺利实施。
4存在得技术问题
我国很多地区都相继出台了计量供热系统的设计规范、施工质量验收标准。建设部于2004年出台了《城镇住宅供热计量技术指南》,许多城市也建立了计量供热试点。但从实际发展过程看,主要存在一下技术问题。
4.1 温控、计量装置的设计选择
(1)温控阀。温控阀可通过预设保证供热系统水力平衡,特别是有利于解决垂直失调。按照天津和北京的设计规范,温控阀的选型应经过设计计算,从而导致建筑物特别是高层建筑物垂直失调情况比较严重。
(2)热量表。 现在大部分新建住宅采用户用热量表计量用热量,热量表的主要选型参数是流量而不是管径。热量表的流量参数包括额定流量及最大最小流量。最大流量一般为额定流量的2倍,最小流量为额定流量的1%-2%。为了保证热量表的正常工作及测量精度,选定时应使用热量表额定流量与供热介质的实际流量(一般取供热介质设计流量的80%)相近,热量表的最小流量应小于供热介质的最小流量,热量表的最大的流量应大于供热介质饿最大流量。
以天津某新建二部节能建筑为例,其设计供暖热指标为50W/m2,设计供、回水温差按25度计算。对于建筑面积为100㎡的住宅,供热介质设计体积流量为0.172m的立方/h,入户管径为DN20mm。对于建筑面积为200m平方的住宅,供热介质设计体积流量为0.344m3的立方/h,入户管径为DN25mm。
以具有代表性的机械式热量表为例,其最小体积流量、额定体积流量和最大体积流量所对应的公称管径见表1。
表一 热量表参数
|
公称管径/MM |
最小体积流量/(M3.h-1) |
额定体积流量/(M3.h-1) |
最大体积流量/(M3.H-1) |
|
15 |
0.030 |
1.5 |
3.0 |
|
20 |
0.050 |
2.5 |
5.0 |
|
25 |
0.075 |
3.5 |
7.0 |
经计算可知,热量表管径一般要小于入户管管径,但有的设计单位很少进行变径设计。除此之外,为了保证测量精度,机械式热量表表前应有长度为8-10倍管径长的直管径,但设计中很少能有满足表前、表后直管段的长度。
(3)差压控制器。对于变流量系统,设计规范规定建筑物热力入口处应安装差压控制器。现在许多国产差压控制器,但没有明确是否为可调节的差压控制器,按照热用户实际压降调节压差控制器,按照热用户实际压降调节压差和流量。若采用不可调节的压差控制器,应在热力入口处的热用户侧安装静态平衡阀,实现静态调节。
4.2供热系统节能性交差
(1)水力失调较为普遍。由于多种原因,许多新建住宅交付使用时供热系统没有进行水利调节,水平失调和垂直失调情况普遍。此外,更应重视计量供热系统与既有供热系统之间的平衡问题。计量供热系统阻力较大,既有供热系统之间的平衡问题 ,计量供热系统主力较大,既有供热系统阻力较小。与计量供热系统并联的既有供热系统一般都会流量过大,造成过热。计量供热系统所节约的能量部分被消耗在既有供热系统中。
(2)变流量调节理论的研究和实际经验不足。计量供热调节不仅要求热源能适应气候变化,还要适应热用户调节造成的热负荷变化。从当前理论研究和实际情况看,对二级管网、户内系统的设计以及材料设备关注较多,对运行调节的研究和时间较少。
5结语
计量供热是建筑行业实现节能降耗及提高人民生活水平的重要途径,是我国供热行业一个重要发展方向。应该认识到计量供热是一项非常复杂的系统工程,涉及技术、管理政策等多方面的因素,在其发展过程中,必然会出现许多问题。只要不断提高我们的认识,一定能够克服困难,实施计量供热,,实现国家、企业和个人都收益的所盈利局面。