摘要：闡述了熱量計(jì)量收費(fèi)的必要性及其引起的變化，分析了熱量計(jì)量收費(fèi)后直連網(wǎng)、間連網(wǎng)和混連網(wǎng)的不同調(diào)節(jié)方案，并介紹了按戶計(jì)量收費(fèi)對(duì)供熱造成的各方面影響。
    1 前言
    我國(guó)現(xiàn)行的按建筑面積計(jì)算熱費(fèi)的供熱收費(fèi)體制，違背了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的客觀規(guī)律，其弊病顯而易見。首先，由于用戶用熱多少和用戶付費(fèi)多少無關(guān)，用戶不會(huì)關(guān)心供熱能耗問題，抑制了用戶節(jié)能的積極性，不利于建筑的可持續(xù)發(fā)展；其次，用戶由于沒有供熱的調(diào)節(jié)手段，無法根據(jù)自己的需要來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，不利于人們生活水平的進(jìn)一步提高；第三，由于目前的種種原因，供熱公司收取熱費(fèi)成為一個(gè)難題，使供熱公司正常運(yùn)行難以進(jìn)行，不利于供熱公司的技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步；第四，這種收費(fèi)體制不利于激勵(lì)供熱公司進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益，容易產(chǎn)生壟斷性掩蓋競(jìng)爭(zhēng)性、政策性虧損掩蓋經(jīng)營(yíng)性虧損的傾向。這一問題已引起各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)管理部門的高度重視，依照熱量計(jì)量收費(fèi)勢(shì)在必行。根據(jù)建設(shè)部2000年發(fā)布的《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》，從2000年10月起，所有利用集中供熱的新建住宅，“推行溫度調(diào)節(jié)和戶用熱量計(jì)量裝置，實(shí)行供熱計(jì)量收費(fèi)”。在按戶依照熱量計(jì)量收費(fèi)后，收費(fèi)體制將發(fā)生根本變化，“熱”成為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的一種商品，雖然上述問題將迎刃而解，但又會(huì)帶來新的問題。
    2 按供熱面積收費(fèi)體制下熱網(wǎng)調(diào)節(jié)方案
    在現(xiàn)有的按面積收費(fèi)體制下用戶無法調(diào)節(jié)流量，供熱公司以定流量或分階段變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)方案進(jìn)行運(yùn)行，調(diào)節(jié)的主動(dòng)權(quán)在供熱公司。因此，從技術(shù)角度看熱網(wǎng)正常供熱只要做到：
    * 保證流量分配均勻：在初調(diào)節(jié)時(shí)把用戶的水流量調(diào)整到所要求的設(shè)計(jì)流量，即流量按供熱面積分配均勻即可；
    * 保證合適的供水溫度：對(duì)于一次網(wǎng)，根據(jù)室外溫度控制熱源出口的供水溫度；對(duì)于二次網(wǎng)，只要熱力站設(shè)計(jì)及初調(diào)節(jié)合理，在一次網(wǎng)供水溫度調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)那闆r下即可保證二次網(wǎng)的合適供水溫度。
    正常供熱時(shí)熱源的供熱總量變化僅僅和室外溫度有關(guān)，供熱總量可以預(yù)知且由其控制。
    3 依據(jù)熱量計(jì)量收費(fèi)后所引起的變化
    在熱量計(jì)量收費(fèi)后每組散熱器上安裝溫控閥，用戶將根據(jù)自己的需求調(diào)節(jié)溫控閥來控制室內(nèi)溫度。這種調(diào)節(jié)本質(zhì)上是通過調(diào)節(jié)散熱器的流量、即散熱器的供熱量而控制室溫。當(dāng)眾多用戶調(diào)節(jié)流量后，整個(gè)熱網(wǎng)的流量和供熱量也將隨之變化，而這個(gè)流量和供熱量的變化是供熱公司無法控制和預(yù)知的，這也就是說，分散的眾多用戶成為主動(dòng)的調(diào)節(jié)者，而供熱公司由主動(dòng)變?yōu)楸粍?dòng)的適從者。這種變化必然帶來新的課題：
    * 在供熱公司不可能再維持熱網(wǎng)定流量質(zhì)調(diào)節(jié)的方式下，熱網(wǎng)流量如何調(diào)節(jié)？
    * 在保證用戶供熱質(zhì)量的前提下，供熱公司如何運(yùn)行才能降低運(yùn)行費(fèi)用、提高經(jīng)濟(jì)效益？
    4 依據(jù)熱量計(jì)量收費(fèi)后熱網(wǎng)調(diào)節(jié)方案
    在熱量計(jì)量收費(fèi)后熱量成為一種商品，為保證充分供應(yīng)，就要在任何時(shí)候用戶都要有足夠的資用壓頭。為此可以采用下兩種控制方法：
    * 供水定壓力控制：把熱網(wǎng)供水管路上的某一點(diǎn)選作壓力控制點(diǎn)，在運(yùn)行時(shí)使該點(diǎn)的壓力保持不變（注意，非熱網(wǎng)恒壓點(diǎn)，為避免誤解，稱作壓力控制點(diǎn)）；
    * 供回水定壓差控制：把供熱網(wǎng)某管路的供回水壓差作為壓差控制點(diǎn)，保持該點(diǎn)的供回水壓差不變。
    無論那種控制方法，都要涉及到以下幾個(gè)問題：
    A． 控制點(diǎn)選在什么位置；
    B． 控制點(diǎn)的設(shè)定值應(yīng)取多大；
    C． 供水溫度如何調(diào)節(jié)；
    控制點(diǎn)位置及設(shè)定值大小的選擇主要是考慮運(yùn)行降低能耗和保證熱網(wǎng)調(diào)節(jié)性能的綜合效果。在設(shè)定值大小相同的條件下，控制點(diǎn)位置離熱網(wǎng)循環(huán)泵出口越近，調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，但越不利于節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用；離熱網(wǎng)循環(huán)泵出口越遠(yuǎn)，情況正好相反。在控制點(diǎn)位置確定的條件下，控制點(diǎn)的壓力（壓差）設(shè)定值取得越大，越能保證用戶在任何工況下都有足夠的資用壓頭，但運(yùn)行能耗及費(fèi)用也就越大；反之如取值過低，運(yùn)行能耗及費(fèi)用雖然較低，但有可能在某些工況下保證不了用戶的要求。

 4.1 直連網(wǎng)的調(diào)節(jié)

 4.1.1 供水壓力控制點(diǎn)的位置及設(shè)定值大小
    如圖1所示直連網(wǎng)，采用供水壓力控制方法，為保證在任何時(shí)候都能滿足所有用戶的調(diào)節(jié)要求，把壓力控制點(diǎn)確定在最遠(yuǎn)用戶n的供水入口處，該用戶供水入口處的壓力設(shè)定值P_n為：
    P_n＝P₀＋△P_r＋△P_y  （1）
    P₀：熱源恒壓點(diǎn)的壓力值，設(shè)恒壓點(diǎn)在循環(huán)泵的入口；
    △P_r：在設(shè)計(jì)工況下從n用戶到熱源恒壓點(diǎn)的回水干管壓降；
    △P_y：用戶的資用壓頭。

    4.1.2 壓差控制點(diǎn)的位置和設(shè)定值
    壓差控制方法的原理如圖2示。如同供水壓力控制點(diǎn)的原理一樣，當(dāng)各個(gè)用戶所要求的資用壓頭相同時(shí)，壓差控制點(diǎn)可以選在最遠(yuǎn)用戶處，當(dāng)各用戶所要求的資用壓頭不相同時(shí)，壓差控制點(diǎn)選在要求資用壓頭最大的用戶處，其壓差設(shè)定值為所要求的最大資用壓頭。    
    4.1.3 供水溫度及總流量的調(diào)節(jié)
    一般情況下，熱源的供水溫度tg僅隨 室外溫度tw而變化，這個(gè)變化與現(xiàn)行的運(yùn)行曲線相同，也就是相當(dāng)于質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行方式下的供水溫度調(diào)節(jié)曲線，即：             （2）         式中：t_n、t’_w分別為室內(nèi)、外設(shè)計(jì)溫度
    t’_g、t’_h分別為設(shè)計(jì)供/回水溫度
    b為散熱器傳熱系數(shù)函數(shù)的一個(gè)參數(shù)。
    熱源處循環(huán)泵的總流量用變頻控制，根據(jù)壓力控制點(diǎn)的壓力變化而控制變頻泵的轉(zhuǎn)速。假如1、2等用戶調(diào)小流量導(dǎo)致干管總流量下降，而干管的阻力系數(shù)未變，因此干管上的壓力損失降低而導(dǎo)致壓力控制點(diǎn)（例如P點(diǎn)）的供水壓力升高。該壓力值的升高反饋給循環(huán)泵，使泵的轉(zhuǎn)速降低，一直降到壓力控制點(diǎn)的壓力值到設(shè)定值為止，這樣，就可以保證壓力控制點(diǎn)的供水壓力值不變。     4.2 間連網(wǎng)的調(diào)節(jié)
    4.2.1 二次網(wǎng)的調(diào)節(jié)
    壓力控制和壓差控制的原理相同，以下僅以壓力控制為例說明。
    把間連網(wǎng)的換熱站看成一個(gè)熱源，這樣間連網(wǎng)的每一個(gè)二次網(wǎng)就相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的直連網(wǎng)，則二次網(wǎng)的調(diào)節(jié)中關(guān)于控制點(diǎn)位置及設(shè)定值大小的選取也就和直連網(wǎng)相同，且二次網(wǎng)的循環(huán)泵也要變頻控制。但此時(shí)的差別在于換熱站二次網(wǎng)供水溫度控制。換熱站的換熱面積不變，當(dāng)換熱站所帶的其中一個(gè)用戶調(diào)節(jié)流量后，則換熱器的二次側(cè)流量發(fā)生變化，但換熱器的一次側(cè)流量、供水溫度并沒有發(fā)生變化，這樣，如換熱器沒有溫度調(diào)節(jié)手段，換熱器的二次側(cè)供水溫度就要隨之發(fā)生變化。當(dāng)二次網(wǎng)的供水溫度發(fā)生變化后，對(duì)室溫沒有進(jìn)行調(diào)節(jié)的用戶，雖然其散熱器流量沒有變化，但由于供水溫度變化則室內(nèi)溫度也要發(fā)生變化，這是我們所不希望的。因此二次網(wǎng)供水溫度只能與室外溫度有關(guān)，而不應(yīng)當(dāng)隨用戶調(diào)節(jié)流量而有所改變。這樣，換熱站二次網(wǎng)的供水溫度t_g由該站的一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥V1控制，調(diào)節(jié)該站一次網(wǎng)閥門V1，使二次網(wǎng)的供水溫度t_g保持在所需值，如圖3。     4.2.2 一次網(wǎng)的調(diào)節(jié)
    把換熱站看為是一次網(wǎng)的一個(gè)用戶，由于上述二次網(wǎng)供水溫度的調(diào)節(jié)要求，一次網(wǎng)調(diào)節(jié)V1的動(dòng)作，使一次網(wǎng)也成為變流量運(yùn)行而不是定流量運(yùn)行。這樣一次網(wǎng)的調(diào)節(jié)、熱源的調(diào)節(jié)方案完全與直連網(wǎng)相同。
    需要特別指出，間連網(wǎng)的一次、二次網(wǎng)在水力工況上相互獨(dú) 立的，因此需要分別在一次、二次網(wǎng)上設(shè)置控制點(diǎn)和變頻泵，以便分別進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
    4.3 混連網(wǎng)的調(diào)節(jié)
    4.3.1 控制點(diǎn)的位置及設(shè)定值     間連網(wǎng)的一次、二次網(wǎng)水力工況相互獨(dú)立、互不干擾，但混連網(wǎng)的一次、二次網(wǎng) 水力工況并不相互獨(dú)立，因此混連網(wǎng)的壓力控制點(diǎn)位置和控制壓力值的選取不能與間連網(wǎng)那樣在一次、二次網(wǎng)分別設(shè)置，而應(yīng)該只設(shè)置一套壓力控制點(diǎn)和控制值。此時(shí)可以不考慮混連網(wǎng)中的混連站而與直連網(wǎng)的一樣來設(shè)置一套壓力控制點(diǎn)和控制值，如圖4。
    4.3.2 混連站出水溫度及其流量的調(diào)節(jié)
    混水站后的流量與混水比有關(guān)， 當(dāng)某一用戶調(diào)節(jié)其流量后，混水站后的流量即發(fā)生變化，為保證用戶有足夠的壓力（壓差），在用戶處設(shè)置壓力控制點(diǎn)Pg，調(diào)節(jié)混水泵的轉(zhuǎn)速，保持壓力控制點(diǎn)Pg不變。而混水站的出水溫度tg應(yīng)僅與室外溫度有關(guān)而不隨用戶的調(diào)節(jié)而變化，因此調(diào)節(jié)混水站前的閥門V，使出水溫度tg達(dá)到要求，如圖4。
    總之，混連網(wǎng)的主網(wǎng)壓力控制點(diǎn)的壓力值由熱源處變頻循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速所控制，而混連站的出水溫度由主網(wǎng)上的閥門V控制，混水站后的壓力值由變頻混水泵的轉(zhuǎn)速所調(diào)整。
    5 熱入口調(diào)節(jié)裝置
    以上為供熱網(wǎng)的計(jì)算機(jī)整體調(diào)節(jié)，由于投資問題，不可能控制到每個(gè)熱入口。因此，對(duì)于每個(gè)供暖系統(tǒng)的熱入口，為保證供熱質(zhì)量，可在適當(dāng)位置裝一些非計(jì)算機(jī)控制的調(diào)節(jié)裝備，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)揮了有效作用。在裝溫控閥、變流量運(yùn)行的情況下，這些調(diào)節(jié)裝置的使用和定流量運(yùn)行時(shí)有很大不同，必須正確裝設(shè)才能發(fā)揮作用。否則，會(huì)使系統(tǒng)達(dá)不到調(diào)節(jié)要求，有時(shí)還會(huì)起負(fù)作用。
    5.1 垂直雙管系統(tǒng)
    裝溫控閥后散熱器的流量將隨著室內(nèi)負(fù)荷的變化而自動(dòng)變化，這就意味著熱網(wǎng)的流量隨時(shí)都在變化。
    5.1.1 自力式流量控制閥
    自力式流量控制閥的功能是在工況發(fā)生變化時(shí)盡量保持該管路的流量不變。裝溫控閥后管路流量在主動(dòng)不斷變化，顯然與自力式流量控制閥的作用相矛盾。如果在裝溫控閥的管路上再裝自力式流量控制閥，對(duì)溫控閥的調(diào)節(jié)作用有害而無一利，如圖5。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷減少時(shí)，溫控閥自動(dòng)關(guān)小，則相應(yīng)管路流量應(yīng)減少；但如果該管路有自力式流量控制閥，則自力式流量控制閥感知流量減少后會(huì)自動(dòng)開大，從而使管路流量增加達(dá)到其保持管路流量不變的目的。這時(shí)管路流量的相對(duì)增大（實(shí)際是保持流量不變），又導(dǎo)致溫控閥的進(jìn)一步關(guān)小，如此形成循環(huán)，最后導(dǎo)致溫控閥關(guān)到最小，而室內(nèi)溫度仍可能高于要求，反之依然。因此，在裝溫控閥的垂直雙管系統(tǒng)不能再裝自力式流量控制閥。     5.1.2 平衡閥
    平衡閥實(shí)際上起一種初調(diào)節(jié)的作用。平衡閥初始調(diào)整時(shí)，是根據(jù)設(shè)計(jì)工況下各個(gè)管路的流量來調(diào)節(jié)的。當(dāng)全部平衡閥初始調(diào)整完成后、且在管路阻力系數(shù)不再發(fā)生變化的情況下，各管路的流量分配比例保持不變。當(dāng)?shù)苈纷枇ο禂?shù)變化 后，則流量分配比例也隨之發(fā)生變化。在溫控閥動(dòng)作后，本質(zhì)上講是溫控閥的阻力系數(shù)發(fā)生了變化，這時(shí)相應(yīng)管路流量也就發(fā)生了變化。因此，溫控閥和平衡閥的作用并不發(fā)生矛盾。
    裝溫控閥后，溫控閥的實(shí)際開度隨著負(fù)荷的變化而變化。假如圖5中B管路上的用戶負(fù)荷增加，則該管路上對(duì)應(yīng)的溫控閥開大，導(dǎo)致該管路流量增大。但若除B管路外的其它所有用戶負(fù)荷都沒有變化，按理說它們所對(duì)應(yīng)的溫控閥和其所要求的流量都不應(yīng)變化。但由于B管路流量發(fā)生變化，必然要影響到總流量增大，從而又導(dǎo)致其它管路如A、N的流量發(fā)生變化。前面已假設(shè)除B外的用戶負(fù)荷都沒有變化，因此A、N管路上的溫控閥本不應(yīng)動(dòng)作。但由于受B管路流量變化的影響，A、N管路上的溫控閥也必須動(dòng)作，進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)。也就是說，裝了平衡閥后管路之間還存在著相互影響，促使平衡閥不斷動(dòng)作調(diào)整。

  另一方面，如果除N管路外的用戶都要求流量增大，將有可能總流量過大而導(dǎo)致在N用戶處的資用壓頭不夠，即使N管路上溫控閥都開到最大，也有可能滿足不了要求。
    總之，裝平衡閥進(jìn)行初調(diào)節(jié)比盲目的手動(dòng)初調(diào)節(jié)能更好的保持溫控閥發(fā)揮正常作用。但是平衡閥不能消除支路之間的相互耦合影響，同時(shí)有時(shí)還不能滿足溫控閥的調(diào)節(jié)要求。     5.1.3 自力式壓差控制閥
    自力式壓差控制閥和溫控閥相配合能夠很好的保證溫控閥正常發(fā)揮作用。圖5對(duì)應(yīng)的用戶A負(fù)荷減少時(shí)其溫控閥關(guān)小，相對(duì)應(yīng)的管路流量減少，因此造成總流量減少，系統(tǒng)水壓圖發(fā)生變?nèi)鐖D6。圖中實(shí)線表 示溫控閥沒有調(diào)整之前的水壓分布，虛線表示溫控閥調(diào)整之后的水壓分布。由于總流量減少，干管上壓力損失也減少，外網(wǎng)給A用戶處所提供的資用壓頭提高。如果A用戶沒有裝自力式壓差控制閥，則由于外網(wǎng)提供的資用壓頭增大，溫控閥又會(huì)進(jìn)一步關(guān)小，如此反復(fù)形成正反饋，使溫控閥無法正常發(fā)揮其功能。但如果裝自力式壓差控制閥，自力式壓差控制閥可以根據(jù)壓差的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，使外網(wǎng)提供的用戶資用壓頭基本保持不變，這樣就不會(huì)對(duì)溫控閥形成正反饋的影響。
    5.2 帶跨越管的垂直單管系統(tǒng)
    帶跨越管的垂直單管系統(tǒng)，由于溫控閥的作用，使通過散熱器的流量隨室內(nèi)負(fù)荷變化而變化，但跨越管的分流作用使得立管的總流量卻保持基本不變。因此，此時(shí)熱網(wǎng)實(shí)際上是在定流量運(yùn)行。這樣，該系統(tǒng)對(duì)使用調(diào)節(jié)閥的要求，如同前面所述的定流量運(yùn)行系統(tǒng)一樣，使用自力式流量控制閥是最合適的。
    6 結(jié)論
    6.1 按戶計(jì)量收費(fèi)后對(duì)熱網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)帶來新的要求；熱網(wǎng)既要裝備適用的調(diào)節(jié)設(shè)備，又要有正確的調(diào)節(jié)策略，兩者缺一不可。
    6.2 熱網(wǎng)應(yīng)保持壓力（壓差）控制點(diǎn)的壓力（壓差）不變、使用變速泵運(yùn)行；同時(shí)應(yīng)控制供水。
    6.3 帶跨越管的垂直單管系統(tǒng)使用自力式流量控制閥更為恰當(dāng)。
    6.4 垂直雙管系統(tǒng)應(yīng)裝自力式壓差控制閥，而不能使用自力式流量控制閥。