基于分户热计量的集中供热系统户间热传导分析

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  【摘  要】随着北方居民集中供热系统由集体供热转为分户计量,使得热商品取费由面积收费转为按量收费,收费更加科学合理化。但是,由于热商品的特殊性,热量会形成相邻户主之间的热递与传导,导致热消费的实际损益不均。为此,其必须正确核算热量的互导与传递,形成精确的计算依据。
  【关键词】供热研究;分户计量;热传导;损益研究
  热传导计算的目的,在于科学计量热商品消费,消除用户之间由于热传递而形成的供暖影响。分户计量之后,邻墙户主之间由于自主调节供暖负荷,会导致相互之间的供暖互递,形成住户之间热消费的实际损益。为此,必须从热传导本身以及住宅设施的内外围推护结构等角度来分析热计量的实际损益,形成科学的热传递共识,并采取相应措施避免邻户之间的供暖影响。
  1、相邻住户之间热导量的计算分析
  分户热计量目前在北方某些地区已经有了多年的实施经验,从实际效果来看,邻户之间的热导量是一个不容忽视的问题,对相互之间的供暖损益有明显影响。根据《设计技术规程》的规定,用6℃温差的办法来计算墙邻之间的热导量,并不完全科学。从一个住宅设施的整体考虑,居住方位不一样的的闭暖户主与其墙邻的开暖户主之间所形成的实际温差是不一样的。在实际计量操作过程中,不少工作人员体会到一个同样的现象:住宅设施的东西两端住户,尤其是顶层住户,最不利供暖。其闭暖期间,与墙邻供暖住户相比,其温度差数远远大于6℃(实际超过了10℃)。而东西两端单元之内的内单元墙邻住户之间,它们间的温度差数往往小于6℃(一般在4~5℃之间)。由基于此,出于精确计量考虑,依据稳定传热经热平衡近似来确定户间温差更为科学
  计算公式:tn=A2R1tL+A1R2tW/A2R1+A1R2()
  (tn-非采暖房间可维持的室温;R1=外围护结构平均热阻;R2-内围护结构平均热阻;A1-外围护结构总面积;A2-内推论性结构总面积;tL-供暖邻室室温;tW-室外供暖设计计算温度)
  科学计算与实际应用往往存在一些差距。依照上述公式户间独立计算尽管科学,但实际应用起来,计量烦琐,不方便实际操作;再者,如果闭暖住户与墙邻之间温度差别超限,且邻墙或楼板热阻不能达到热阻标准,往往会导致墙体或楼板形成结露,无法满足卫生标准;另外,如果墙邻之间热导量过度,则会形成明显的供暖损益,同时会加大开暖设备的负担,也会增加相应设备的占用面积。
  从实际计量工作来看,对墙邻之间热导量影响的因素很多,供暖使用的自主调节会形成许多不确定情况而无法正确估量。所以,在实际工程计量中,仍然依照规程上的6℃温差来核定墙邻热导量。对于住宅区域的东西两端的采暖不利户型,如果温差超过了6℃,可以通过调整温控阀的锁针来实现温差调节,以散热器散热及温控阀调节来补充此部分热量,而在热计量收费时,要灵活修正,从而体现合理、公正性。
  2、相邻住户之间围护结构对热导量的影响分析
  热作为一种特殊商品在邻户之间的传递形成了邻里热干扰,作为一种消费购买的商品不仅形成了实际损益,而且在一定程度上影响了公正与合理,使得分户计量收费方式必须尽量考虑邻里间热阻因素。
  从施工结构考虑,减少住户之间热传递的有效方式是增加邻里之间的热阻,设计中提高外围护结构热阻,同时适当提高户间墙及楼板的隔热性能是两个必然方式。从整体热消耗考虑,提高户间维护结构隔热性能可以减少热传递,一定程度上改善墙邻间供暖干扰,但对降低整个建筑的能耗无实际意义,并会增加投资成本,因此,目前的设计,基本是从整体热消耗考虑,更加注重外围护结构的节能效果,相邻之间的热干扰基本没有考虑在内。
  某居民小区住宅结构为典型的北方节能型工程,建筑物外墙首先考虑了保温节能设计,同时采用了内外围维护结构增加热阻,其设计都优越于现行标准。即:外墙=0.85W/M2K,外窗:K=2.50W/M2K,屋面:K=0.80W/M2K,楼梯间隔墙:K=1.47W/M2K,分户隔墙:K=1.20W/M2K;各层楼板:K=1.26W/M2K。如本楼内外围护结构按现行《民用建筑节能设计标准》(下称标准)取值。即外墙K=1.16W/M2K。外窗:K=4.0 W/M2K 屋面:0.80 W/M2K 楼梯间隔墙:K=1.83W/M2K  分户隔墙:K=2.79 W/M2K 各层楼板:K=2.83W/M2K。
  计算比较如下:
  注:Ⅰ型为不计入户间传热。Ⅱ型计入户间传热,传热系数K依现行标准。Ⅲ:外围传热系数K按提高《标准》取值,内围依据现标。Ⅳ:内、外围热传K均按高标取值。
  3、解决不同保温标准的墙邻温差方案
  根据上表数据分析,降低户间传热的基本手段是内外围护结构热阻的增加。单纯的外围结构可以有效降低户间传热,但传热量与基本耗热量比会有增加,理想的方式是内、外围护结构热阻一并施用。从实际情况分析,内外围护结构热阻会导致基础投资扩大,且占用更多实际有效面积。比较务实的做法是首先考虑外围护结构的热阻,在资金投资可能的情况下,考虑户间围护结构热阻,以尽可能降低户间传热影响。
  参考文献
  [1]对集中供暖系统户间传热量问题的分析.《暖通空调》,2001,31(5).
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