摘要：既有建筑內(nèi)的采暖系統(tǒng)以單管順流式為主。該系統(tǒng)由于自身的特點(diǎn),進(jìn)行供熱量計(jì)量適合采用的儀表種類較少.本文針對既有建筑采暖系統(tǒng)的特點(diǎn),根據(jù)電子式計(jì)量儀表的工作原理,分析了管道散熱對測量結(jié)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(jié)果表明，利用較少的水溫敏感元件，對單管順流式采暖系統(tǒng)房間供熱量計(jì)量，是完全可行的。無跨越管的單管順流式采暖系統(tǒng)，進(jìn)出水溫敏感元件可減少40？帶跨越管的水平式采暖系統(tǒng)，溫度傳感器的數(shù)量可以減少30？這不但減少設(shè)備投資，而且減少安裝工程量。 
關(guān)鍵詞：建筑采暖  熱計(jì)量 
在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期，我國北方地區(qū)建設(shè)了大量的不節(jié)能建筑，這些既有建筑內(nèi)的采暖系統(tǒng)以單管順流式為主。由于單管順流式系統(tǒng)的用戶，一戶內(nèi)有若干個(gè)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(jìn)入回水管，與大家設(shè)想的熱量計(jì)量條件不同：即每一戶只有一個(gè)給水入口和一個(gè)回水出口，具有測量流量和溫差的條件。因此有人認(rèn)為單管順流式系統(tǒng)不可計(jì)量。實(shí)際上，不同的采暖系統(tǒng)形式，需采用不同的工作原理制造的計(jì)量儀表。為解決既有建筑采暖系統(tǒng)的計(jì)量問題，我們在96年開始的中加合作項(xiàng)目——既有建筑節(jié)能改造中，對該問題進(jìn)行了探討。
1 單管順流式系統(tǒng)供熱量計(jì)量的基本原理及方法
采用單管順流式系統(tǒng)的建筑物，在每一戶內(nèi)，是以相互獨(dú)立的每一組散熱器來進(jìn)行供熱的。戶內(nèi)各房間的散熱器的相互獨(dú)立特點(diǎn)，可采用按照原理制造的計(jì)量儀表。
。測量t P）制造的儀表有兩種，一種是蒸發(fā)式儀表，一種是電子式儀表。
2 在既有建筑改造試點(diǎn)項(xiàng)目中，采用的電子式計(jì)量儀表就是通過測量散熱器的進(jìn)出水溫度和室內(nèi)溫度的方法，進(jìn)行熱量計(jì)量的。散熱器的進(jìn)出水溫度傳感器安裝在每組散熱器的進(jìn)出水的支管上。這樣對于一個(gè)具體房間來說，房間供熱量QZ應(yīng)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(tǒng)為異程式帶跨越管的單管順流式系統(tǒng)，兩根立管的間距為3.3m,建筑物層高為3.0m,為最遠(yuǎn)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(jì)算散熱器散熱量，則房間的供熱量將少計(jì)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(shù) 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(tǒng)來說，房間供熱量應(yīng)是散熱器的散熱量與管道散熱量之和。由于每個(gè)房間內(nèi)的管道規(guī)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(yīng)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(hào)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(jù)溫度敏感元件的設(shè)置情況，在補(bǔ)充若干個(gè)方程后，即可利用計(jì)算機(jī)求出各個(gè)房間的供熱量。
 3 結(jié)果分析
 ）無跨越管的單管順流式采暖系統(tǒng)
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(tǒng)，進(jìn)出水溫敏感元件可減少40%。為了對各種計(jì)量方式比較，將考慮管道散熱量以后，傳感器不減少時(shí)的測得的房間供熱量，計(jì)為方案1；將考慮管道散熱量以后，傳感器減少40%時(shí)測得的房間供熱量，計(jì)為方案1時(shí)的測得的房間供熱量，計(jì)為方案3由此可知：
A、計(jì)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(gè)房間供熱量基本相同。每根立管上各個(gè)房間供熱量之和的最大誤差為-0.33% 。整棟樓各個(gè)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(gè)房間供熱量相差較大。每根立管上各個(gè)房間供熱量之和的最大誤差為8% 。整棟樓各個(gè)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(gè)房間供熱量之和要少計(jì)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(shí)（方案/D），得出的每個(gè)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(gè)房間供熱量之和的最大誤差為10.8% 。整棟樓各個(gè)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(gè)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(tǒng)房間供熱量計(jì)量，是完全可行的。同時(shí)使水溫敏感元件減少40%。這不但減少設(shè)備投資，而且減少安裝工程量。
（2）  按照人們的習(xí)慣做法，帶跨越管的單管順流式采暖系統(tǒng)房間供熱量計(jì)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(tǒng)房間供熱量單位：W
立管 樓層 1 2 3 4 5 總計(jì) 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(jì)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(jì)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(jì) 3.2 5.4 7.7 10.3 12.7 1.57
為了對各種計(jì)量方式比較，將考慮管道散熱量以后，傳感器不減少時(shí)的測得的房間供熱量，計(jì)為方案5；將考慮管道散熱量以后，傳感器減少30%時(shí)測得的房間供熱量，計(jì)為方案6時(shí)的測得的房間供熱量，計(jì)為方案7中。
由表5表5     帶跨越管的單管順流式采暖系統(tǒng)房間供熱量    
立管 樓層 1 2 3 4 5 總計(jì) 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(jì)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(jì)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(gè)房間供熱量基本相同。整棟樓各個(gè)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(gè)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(gè)房間供熱量之和要少計(jì)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(shí)（方案/M），得出的每個(gè)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(gè)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(gè)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(shè)備投資，而且減少安裝工程量。
  不計(jì)量管道散熱量時(shí)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(jì)量管道散熱量時(shí)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(diǎn)房間供熱量計(jì)量方法，用于順流式采暖系統(tǒng)房間供熱量的計(jì)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(jì)量精度高，設(shè)備投資少，安裝工程量小等優(yōu)點(diǎn)。