摘要：既有建筑內的采暖系統以單管順流式為主。該系統由于自身的特點,進行供熱量計量適合采用的儀表種類較少.本文針對既有建筑采暖系統的特點,根據電子式計量儀表的工作原理,分析了管道散熱對測量結果的影響,探討了如何在保證測量精度的條件下,減少溫度傳感器的問題。研究結果表明，利用較少的水溫敏感元件，對單管順流式采暖系統房間供熱量計量，是完全可行的。無跨越管的單管順流式采暖系統，進出水溫敏感元件可減少40？帶跨越管的水平式采暖系統，溫度傳感器的數量可以減少30？這不但減少設備投資，而且減少安裝工程量。
關鍵詞：建筑采暖 熱計量
在計劃經濟時期，我國北方地區建設了大量的不節能建筑，這些既有建筑內的采暖系統以單管順流式為主。由于單管順流式系統的用戶，一戶內有若干個立管，每根立管中的熱水自上而下流過每一層的散熱器后進入回水管，與大家設想的熱量計量條件不同：即每一戶只有一個給水入口和一個回水出口，具有測量流量和溫差的條件。因此有人認為單管順流式系統不可計量。實際上，不同的采暖系統形式，需采用不同的工作原理制造的計量儀表。為解決既有建筑采暖系統的計量問題，我們在96年開始的中加合作項目——既有建筑節能改造中，對該問題進行了探討。
1 單管順流式系統供熱量計量的基本原理及方法
采用單管順流式系統的建筑物，在每一戶內，是以相互獨立的每一組散熱器來進行供熱的。戶內各房間的散熱器的相互獨立特點，可采用按照原理制造的計量儀表。
。測量t P）制造的儀表有兩種，一種是蒸發式儀表，一種是電子式儀表。
2 在既有建筑改造試點項目中，采用的電子式計量儀表就是通過測量散熱器的進出水溫度和室內溫度的方法，進行熱量計量的。散熱器的進出水溫度傳感器安裝在每組散熱器的進出水的支管上。這樣對于一個具體房間來說，房間供熱量QZ應是散熱器的散熱量與管道散熱量之和。即：
QZ =Q + QL （2式中 Q——散熱器散熱量，J ——管道散熱量，J理論分析表明，由于水溫不同，每層房間的管道散熱量不同。表1根立管的5層建筑物的管道散熱量占房間供熱量的百分比情況。采暖系統為異程式帶跨越管的單管順流式系統，兩根立管的間距為3.3m,建筑物層高為3.0m,為最遠立管。由表1可知，不同樓層不同立管管道散熱量是不一樣的。近主立管處管道散熱量占房間供熱量的5.2%～10.1%,～7.0% ,。如果僅計算散熱器散熱量，則房間的供熱量將少計6.35%
表1管道散熱量占房間供熱量的百分比單位:%
立管
層數
1
2
3
4
5
6
一
9.9
9.0
8.5
7.8
7.5
7.0
二
6.1
5.7
5.7
5.8
5.5
5.5
三
5.4
5.4
5.4
5.2
5.0
5.0
四
5.2
5.2
4.9
4.9
4.5
4.3
五
10.1
9.3
8.4
7.2
6.0
5.2
對于單管順流式采暖系統來說，房間供熱量應是散熱器的散熱量與管道散熱量之和。由于每個房間內的管道規格不同，水溫不同，因此每層房間的管道散熱量不同。對于圖2所示的立管來說，各層房間的供熱量應為：
À = （Q3L+Q3+Qg3+Q3L0）+）+） W（2）
、Q2L── 第3、2層管道散熱量，W；
、Q2── 第3、2層散熱器的散熱量，W；
、（Q1L0── 、1層編號為0；
Qg3、Qh1── 、1層供水（回水）管道散熱量，W上述公式中，未知量太多，無法求解。需依據溫度敏感元件的設置情況，在補充若干個方程后，即可利用計算機求出各個房間的供熱量。
3 結果分析
）無跨越管的單管順流式采暖系統
層的建筑物來說，理論分析表明，無跨越管的單管順流式采暖系統，進出水溫敏感元件可減少40%。為了對各種計量方式比較，將考慮管道散熱量以后，傳感器不減少時的測得的房間供熱量，計為方案1；將考慮管道散熱量以后，傳感器減少40%時測得的房間供熱量，計為方案1時的測得的房間供熱量，計為方案3由此可知：
A、計算管道散熱量以后，方案1相比，水溫敏感元件減少前后，測得的每個房間供熱量基本相同。每根立管上各個房間供熱量之和的最大誤差為-0.33% 。整棟樓各個房間供熱量之和的平均誤差為-0.25% 。
B、如果不考慮管道散熱量，方案1相比，水溫敏感元件減少前后，得出的每個房間供熱量相差較大。每根立管上各個房間供熱量之和的最大誤差為8% 。整棟樓各個房間供熱量之和的平均誤差為7.3% 。這表明采用此法，整棟樓各個房間供熱量之和要少計算7.3% 。
C、表3和水溫敏感元件不減少，但不考慮管道散熱量時（方案/D），得出的每個房間供熱量誤差。由表3可知，如果不考慮管道散熱量，每根立管上各個房間供熱量之和的最大誤差為10.8% 。整棟樓各個房間供熱量之和的平均誤差為6.62% 。
D、表4和方案1相比，得出的每個房間供熱量誤差。由表4可知：靠近主立管的立管①所在的頂層和底層房間，由于不考慮管道散熱量，最大誤差為12.2%。其余房間最大誤差為10.4%由此可知，利用較少的水溫敏感元件，對無跨越管的單管順流式采暖系統房間供熱量計量，是完全可行的。同時使水溫敏感元件減少40%。這不但減少設備投資，而且減少安裝工程量。
（2） 按照人們的習慣做法，帶跨越管的單管順流式采暖系統房間供熱量計量方法與無跨越管的單管
表2無跨越管的單管順流式采暖系統房間供熱量單位：W
立管
樓層
1
2
3
4
5
總計
方案1
一~五層供熱量A
10838.7
10867.9
1106108
11032.9
11072.5
54873.8
方案2
一~五層供熱量合計B
11098.7
11130.4
11310.8
11350.1
11433.4
56323.4
A-B/A %
-2.4
-2.4
-2.3
-2.9
-3.3
-2.64
方案3
一~五層供熱量合計C
9975.4
10073.5
10242.6
10266.2
10358.0
50915.7
A-C/A %
8.0
7.5
7.4
6.9
4.8
7.23
立管
樓層
1
2
3
4
5
平均
（A-C）/A
一
-2.9
-1.7
-1.2
0.2
0.8
二
2.3
2.3
2.7
2.7
2.7
三
3.1
3.1
3.1
3.0
3.3
四
3.3
3.1
3.1
3.0
3.3
五
-2.6
-1.4
0.0
1.4
2.6
合計
3.2
5.4
7.7
10.3
12.7
1.57
為了對各種計量方式比較，將考慮管道散熱量以后，傳感器不減少時的測得的房間供熱量，計為方案5；將考慮管道散熱量以后，傳感器減少30%時測得的房間供熱量，計為方案6時的測得的房間供熱量，計為方案7中。
由表5表5 帶跨越管的單管順流式采暖系統房間供熱量
立管
樓層
1
2
3
4
5
總計
方案5
一~五層供熱量E
10972.4
10911.0
10873.1
10780.9
10885.8
54423.2
方案6
一~五層供熱量合計F
10954.1
10880.2
10839.7
10743.0
10834.6
54251.6
（E-F）/E %
0.17
0.28
0.31
0.35
0.47
0.32
方案7
一~五層供熱量合計G
10067.7
10050.4
10059.2
10037.8
10197.7
50512.4
（E-G ）/E %
8.2
7.9
7.5
6.9
5.4
7.19
A和方案6相比，水溫敏感元件減少前后，測得的每個房間供熱量基本相同。整棟樓各個房間供熱量之和的平均誤差為0.32% 。
B、如果不考慮管道散熱量，方案5相比，整棟樓各個房間供熱量之和的平均誤差為7.19% 。這表明采用此法，整棟樓各個房間供熱量之和要少計算7.19% 。
C、表6和水溫敏感元件不減少，但不考慮管道散熱量時（方案/M），得出的每個房間供熱量誤差。由表6可知，如果不考慮管道散熱量，整棟樓各個房間供熱量之和的平均誤差為7.02% 。
D、表7和方案5相比，得出的每個房間供熱量誤差。由表7可知：靠近主立管的立管①所在的頂層和底層房間，由于不考慮管道散熱量，最大誤差為11.4%。其余房間最大誤差為10.9%由此可知，這不但減少設備投資，而且減少安裝工程量。
不計量管道散熱量時房間供熱量誤差 %
立管
樓層
1
2
3
4
5
平均
（F-M）/F
一
10.9
9.8
9.3
8.5
7.6
二
6.3
6.3
6.3
6.3
6.0
三
6.0
6.0
5.7
5.7
5.4
四
5.4
5.4
5.4
5.2
5.0
五
10.9
9.7
8.8
7.4
6.3
7.02
表7 不計量管道散熱量時房間供熱量誤差 %
立管
樓層
1
2
3
4
5
平均
（E-G ）/E
一
10.9
9.8
9.3
8.5
7.6
二
6.2
6.2
6.2
6.2
5.9
三
5.8
5.8
5.6
5.6
5.4
四
5.3
5.3
5.3
5.1
4.9
五
11.4
10.9
9.9
8.3
7.3
7.194通過以上分析，可以看到：
本研究所提出的少測點房間供熱量計量方法，用于順流式采暖系統房間供熱量的計量，是完全可行的。與目前國外采用的同類方法相比，具有利用敏感元件少，計量精度高，設備投資少，安裝工程量小等優點。
