陳菲菲黃 靜

（石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院1）河北石家莊 050041 石家莊鐵道大學(xué)2）河北石家莊 050043）

基于通/斷調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)熱分?jǐn)偡椒ㄑ芯?/p>

陳菲菲1）黃 靜2）

（石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院1）河北石家莊 050041 石家莊鐵道大學(xué)2）河北石家莊 050043）

基于“等舒適度，等熱費(fèi)”的原則，在通斷時(shí)間面積法基礎(chǔ)上進(jìn)行完善，提出一種基于氣候補(bǔ)償?shù)男滦屯ǘ螘r(shí)間面積熱分?jǐn)偡椒?，論述熱量分?jǐn)偟睦碚撘罁?jù)，對(duì)此種熱量分?jǐn)偡椒▽?shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析。

供熱計(jì)量 通斷時(shí)間面積法 氣候補(bǔ)償 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié) 定周期累計(jì)熱分?jǐn)?/p>

1 引言

供熱計(jì)量改革是當(dāng)前我國(guó)供熱節(jié)能工作的重中之重。供熱計(jì)量應(yīng)以“等舒適度，等熱費(fèi)”為原則，充分體現(xiàn)熱費(fèi)收取的公平性和合理性。目前國(guó)內(nèi)已應(yīng)用的熱計(jì)量方式在技術(shù)性、可操作性、社會(huì)可接受性等方面尚存在某些問(wèn)題，有待進(jìn)一步完善。因此，確定適合我國(guó)國(guó)情，同時(shí)能夠?yàn)橛脩?hù)和供熱企業(yè)接受的供熱計(jì)量技術(shù)已成為供熱計(jì)量改革中亟需解決的問(wèn)題[1]。

在我國(guó)現(xiàn)有熱計(jì)量方法中，通斷時(shí)間面積法具有熱計(jì)量和室溫調(diào)控雙重功能，采用通斷兩種調(diào)節(jié)狀態(tài)解決了設(shè)備易堵等問(wèn)題，適合我國(guó)供熱系統(tǒng)水質(zhì)差的特點(diǎn)，熱計(jì)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，發(fā)展較快、應(yīng)用較廣[2-3]。但是通斷時(shí)間面積法以用戶(hù)采暖接通時(shí)間作為熱分?jǐn)偟闹饕罁?jù)，其準(zhǔn)確性主要取決于供熱系統(tǒng)的運(yùn)行條件和狀況。氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)和用戶(hù)通/斷調(diào)節(jié)都會(huì)對(duì)供熱運(yùn)行參數(shù)造成影響，影響熱量分配的公平性。為此，本文在通斷時(shí)間面積法的基礎(chǔ)上，分析了氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)、用戶(hù)通/斷調(diào)節(jié)等因素對(duì)熱分?jǐn)偤侠硇缘挠绊懀槍?duì)現(xiàn)存問(wèn)題對(duì)通斷時(shí)間面積法進(jìn)行完善，提高熱分?jǐn)偡椒ǖ南鄬?duì)公平性。

2 熱分?jǐn)偡椒?/h2>

2.1 影響因素分析

通斷時(shí)間面積法熱分?jǐn)偟臏?zhǔn)確性主要取決于供熱系統(tǒng)的運(yùn)行條件和狀況[4]。在供熱系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行調(diào)節(jié)過(guò)程中，氣候補(bǔ)償器會(huì)依據(jù)室外溫度變化對(duì)供水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，一天24 h供、回水溫度變化較大[5]，供水溫度的改變?cè)斐捎脩?hù)系統(tǒng)總供熱量的時(shí)段性改變，進(jìn)而直接影響著各用戶(hù)在不同時(shí)段所分配的熱量值。通斷時(shí)間面積法在熱量分?jǐn)傆?jì)算中，未對(duì)不同時(shí)段加以區(qū)分，熱量分?jǐn)偛荒荏w現(xiàn)用戶(hù)在各時(shí)段用熱的差異性，影響熱分?jǐn)偟臏?zhǔn)確性。此外，系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中用戶(hù)的通/斷調(diào)節(jié)會(huì)使整個(gè)供熱系統(tǒng)阻力數(shù)發(fā)生改變，對(duì)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行工況造成影響，即系統(tǒng)的流量和總供熱量隨之發(fā)生變化，從而影響熱量分?jǐn)偟臏?zhǔn)確性。

2.2 熱分?jǐn)偫碚撘罁?jù)

氣候補(bǔ)償器根據(jù)室外溫度變化情況，對(duì)供熱量進(jìn)行時(shí)段性調(diào)節(jié)，反映用戶(hù)熱負(fù)荷的動(dòng)態(tài)變化情況，具有一定的規(guī)律性。用戶(hù)根據(jù)采暖需求進(jìn)行通/斷控制調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)次數(shù)較少且具有隨機(jī)性。因此，通斷時(shí)間面積法應(yīng)在充分考慮氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)引起的供熱量時(shí)段性變化的基礎(chǔ)上，結(jié)合用戶(hù)通/斷調(diào)節(jié)問(wèn)題，確定出公平、合理的熱量分?jǐn)偰Ｊ?，提高熱?jì)量的準(zhǔn)確性。

在氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)模式下，系統(tǒng)總供熱量隨用戶(hù)的需熱量發(fā)生相應(yīng)改變，出現(xiàn)時(shí)段性變化特性，供熱量的時(shí)段性變化特征，使得用戶(hù)在各時(shí)段的實(shí)際用熱出現(xiàn)差異性。新型熱量分配方法應(yīng)充分考慮總供熱量的時(shí)段性變化問(wèn)題，對(duì)不同時(shí)段的供熱量予以區(qū)分，根據(jù)氣候補(bǔ)器的調(diào)節(jié)模式來(lái)劃分熱量的分?jǐn)傊芷?，考慮到用戶(hù)的通/斷調(diào)節(jié)對(duì)總供熱量的影響，提出在原有分?jǐn)傊芷趦?nèi)如有用戶(hù)進(jìn)行通/斷調(diào)節(jié)，再次進(jìn)行一次熱量的分?jǐn)偟姆桨?，以保證各時(shí)段內(nèi)的總供熱量不發(fā)生變化。

各分?jǐn)傊芷趦?nèi)的分?jǐn)偰Ｊ较嗤?，以同一分?jǐn)傊芷跒槔瑢?duì)分?jǐn)偰Ｊ竭M(jìn)行說(shuō)明，情況一，在同一個(gè)分?jǐn)傊芷趦?nèi)，所有用戶(hù)正常運(yùn)行，沒(méi)有發(fā)生通/斷調(diào)節(jié)。情況二，在同一個(gè)分?jǐn)傊芷趦?nèi)，用戶(hù)出現(xiàn)通/斷調(diào)節(jié)（通斷控制器閥門(mén)或關(guān)閉、或開(kāi)啟）。這里以情況一作說(shuō)明。

根據(jù)氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)模式下的時(shí)段劃分情況預(yù)先設(shè)定一采集周期 P，即依據(jù)補(bǔ)償時(shí)段[0,4]，[5,9]，[10,12]，[13,17]，[18,19]，[20,23]，一個(gè)時(shí)段即為一個(gè)采集周期。熱量分?jǐn)偛捎眉床杉捶帜Ｊ?，每個(gè)時(shí)段結(jié)束后采集一次供熱數(shù)據(jù)，并將分?jǐn)傄淮慰偀崃勘淼臒崃?。在采集?shù)據(jù)時(shí)，給每次采集和分配編號(hào)為n（n=1,2,3……），對(duì)于整個(gè)采暖季，采集周期確定以后，n也是確定的。對(duì)于第n次采集和分配，分配的熱量是第n-1次到第n次，即上一個(gè)采集周期內(nèi)的熱量。整個(gè)采暖季每戶(hù)n次分配的熱量累積值即為各用在戶(hù)整個(gè)采暖期的總熱量，以該值作為收費(fèi)依據(jù)。

①熱用戶(hù)i第n次分配中，即第在n-1到n次之間這段時(shí)間內(nèi)所分配的熱量

式中，Qi,n——熱用戶(hù)i第n次分配中的熱量(kWh)；

Qz,n——第n次采集后總熱量表所記錄的熱量(kWh)；

Qz,n-1——第n-1次采集后總熱量表所記錄的熱量(kWh)；

Fi——用戶(hù)i的采暖面積(m2)；

τi——用戶(hù)i第n-1次采集到第n次這段采集周期(h)；

i——從第n-1次采集到第n次采集這段時(shí)間內(nèi)閥門(mén)開(kāi)啟的熱用戶(hù)標(biāo)號(hào)；

n——熱量表分配的次數(shù)，n=1,2,……p；

j——參與第n次熱分?jǐn)偟挠脩?hù)數(shù)量，j=1,2,……l。

②熱用戶(hù)i在采暖期間累積分配熱量

式中，Qi,z——熱用戶(hù)i在采暖期間累積分配熱量(kWh)；

Qi,n——熱用戶(hù)i第n次分配中的熱量(kWh)；

n——熱量表分配的次數(shù)，n=1,2,……p。

2 工程實(shí)例

2.1 建筑概況

石家莊雅士名邸小區(qū)中的兩個(gè)單元用戶(hù)為研究對(duì)象。小區(qū)樓為六層建筑，共有九棟樓，每棟樓有兩個(gè)單元，各單元均為一梯兩戶(hù)式格局，共計(jì)274戶(hù)，每戶(hù)建筑面積均為110 m2。該小區(qū)采暖系統(tǒng)由熱電廠(chǎng)直接供給熱水，經(jīng)院內(nèi)換熱站水—水換熱后的熱水通過(guò)二次管網(wǎng)入戶(hù)供暖，換熱站安裝氣候補(bǔ)償器，二次網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)基本維持供水60 ℃~75 ℃，回水45 ℃~55 ℃左右。

2.2 測(cè)試結(jié)果

2.2.1 各時(shí)段熱量分?jǐn)偳闆r對(duì)比分析

選取具有代表性的1單元202、302、402用戶(hù)于1月15日至1月17日每天中各時(shí)段熱量分?jǐn)偳闆r進(jìn)行對(duì)比，如圖1、2所示。

圖1 用戶(hù)各時(shí)段熱量分?jǐn)倢?duì)比示意圖

圖2 日分?jǐn)偀崃恐祵?duì)比

302用戶(hù)在1月15日至1月17日連續(xù)采暖，202用戶(hù)與402用戶(hù)由于個(gè)人情況分別在1月15日的冷晨與晌午各停暖4 h，如圖1所示，除去用戶(hù)停暖時(shí)段，三個(gè)用戶(hù)在各時(shí)段所分?jǐn)偟臒崃炕鞠嗤?02用戶(hù)的熱量分?jǐn)傊底鳛閷?duì)比數(shù)據(jù)，如圖2所示，302用戶(hù)在1月15日的日分?jǐn)偀崃恐禐?48.96 kWh，202用戶(hù)由于在該日冷晨關(guān)閥4 h，日分?jǐn)偀崃恐禐?13.14 kWh，相比同時(shí)段開(kāi)閥采暖的302用戶(hù)少分?jǐn)?5.82 kWh的熱量。402用戶(hù)則在晌午關(guān)閥4 h，日分?jǐn)偀崃恐禐?18.90 kWh，比同時(shí)段開(kāi)閥采暖的302用戶(hù)少分?jǐn)?0.06 kWh的熱量。202與402用戶(hù)由于在一天內(nèi)的停暖時(shí)段不同，分?jǐn)偀崃恐狄蚕嗖?.76 kWh。

新型分?jǐn)偡桨敢罁?jù)熱量分?jǐn)傊芷趯?duì)用戶(hù)熱量進(jìn)行時(shí)段性分?jǐn)?，能夠體現(xiàn)各時(shí)段用戶(hù)的用熱量差別性問(wèn)題，有利于提高熱量分?jǐn)偟臏?zhǔn)確性和公平性。

2.2.2 與通斷時(shí)間面積法熱分?jǐn)偡治鰧?duì)比

采暖季結(jié)束后，采集各用戶(hù)的供熱數(shù)據(jù)，依據(jù)通斷時(shí)間面積法對(duì)其進(jìn)行分析處理并與新型分?jǐn)偡椒ㄋ脭?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比如圖3。

圖3 與原通斷時(shí)間面積法熱量分?jǐn)倢?duì)比示意圖

如圖3所示，圖中熱分?jǐn)偡椒ㄒ粸橥〝鄷r(shí)間面積法，熱分?jǐn)偡椒ǘ榛跉夂蜓a(bǔ)償調(diào)節(jié)模式下的新型熱分?jǐn)偡椒?。多?shù)用戶(hù)在整個(gè)采暖期通斷閥門(mén)處于長(zhǎng)期接通狀態(tài)，關(guān)閉通斷閥的總天數(shù)僅僅約為1-2天，而1-201、1-501、2-301、2-302用戶(hù)由于個(gè)人外出情況出現(xiàn)了短暫的停暖，其中1-201與1-501用戶(hù)接通時(shí)間相近，2-301與2-302接通時(shí)間相同。

選取2-301與2-302用戶(hù)的熱分?jǐn)偳闆r說(shuō)明兩種方法的差異。2-301用戶(hù)和2-302用戶(hù)分別在2月18日~3月5日(末寒期)和1月23日~12月7日（深寒期）停暖16天，兩者的采暖總接通時(shí)間相同。采用方法一兩戶(hù)所分?jǐn)偟臒崃恐迪嗟龋捎梅椒ǘ?，前者所分?jǐn)偀崃恐当群笳叨喑?26 kW。顯然，深寒期的熱負(fù)荷遠(yuǎn)大于初、末寒的熱負(fù)荷。2-301用戶(hù)的實(shí)際耗熱量應(yīng)遠(yuǎn)高于的在深寒期停暖16天的2-302用戶(hù)耗熱量，2-302用戶(hù)采暖熱費(fèi)應(yīng)相對(duì)較少。對(duì)比兩種方法，方法一中2-301用戶(hù)和2-302用戶(hù)由于供暖時(shí)數(shù)相同所繳納的熱費(fèi)相同，這對(duì) 2-302用戶(hù)是不公平的，方法二考慮到了不同時(shí)段熱量差異的影響，更具有公平性。

由于供、回水溫度的差異性，用戶(hù)在采暖期不同時(shí)段內(nèi)，即使采暖接通時(shí)間相同，供熱量卻存在很大的差異，通斷時(shí)間面積法由于依據(jù)用戶(hù)累積接通時(shí)間和采暖面積進(jìn)行熱量分配，無(wú)法反映這一差異，而新型熱分?jǐn)偡椒ǜ鶕?jù)總熱量變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分?jǐn)偅浞挚紤]到不同時(shí)段供熱量差異的影響，顯然更加公平、合理。

3 結(jié)論和展望

基于氣候補(bǔ)償?shù)耐〝鄷r(shí)間面積法熱計(jì)量系統(tǒng)是對(duì)通斷時(shí)間面積法熱計(jì)量系統(tǒng)的進(jìn)一步完善，該系統(tǒng)集調(diào)節(jié)與計(jì)量為一體，能夠?qū)崿F(xiàn)分戶(hù)室溫調(diào)節(jié)，同時(shí)熱計(jì)量方法公平、合理。該系統(tǒng)的核心技術(shù)為依據(jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段確定出熱量分?jǐn)偰Ｊ剑ㄟ^(guò)采用定周期實(shí)時(shí)累計(jì)分?jǐn)?，?duì)總熱量實(shí)施動(dòng)態(tài)分配，反映了供、回水溫度影響所造成的不同時(shí)段，相同時(shí)間用熱量的差異性，解決了因時(shí)段不同造成的熱量分?jǐn)傊蹬c實(shí)際值不符的問(wèn)題。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)熱用戶(hù)的公平、合理收費(fèi)，并達(dá)到易于為熱用戶(hù)所理解和接受，從而推進(jìn)供熱體制改革工作的順利實(shí)施。

[1]李聯(lián)友.建筑設(shè)備運(yùn)行節(jié)能技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2008:1-3.

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Study of the Dynamic Regulation of Heat Allocation Based on the On-off Valve Regulation

CHEN Fei-fei1)HUANG Jing2)
( Shijiazhuang Institute of Railway Technology1）Shijiazhuang Heibei 050041) Shijiazhuang Tiedao University2）Shijiazhuang Hebei 050043 China)

Based on the principle of ‘equal cost for equal comfort’, this paper puts forward a heat allocation of heating time and heating area based on temperature compensation to improve the accuracy of the method. The theoretical basis of the heat sharing is discussed and the practical application of this kind of heat allocation method is analyzed.

heat metering heating time and heating area temperature compensation dynamic regulation cumulative heat allocation of fixed cycle

A

1673-1816(2017)01-0075-05

2016-03-29

陳菲菲（1989-），女，漢，河北石家莊人，碩士，研究方向供熱、供燃?xì)狻⑼L(fēng)及空調(diào)工程。