分户计量改造后散热器流量对散热量影响变化分析

　　与国外相比，我国目前既有住宅采暖系统相当落后，具体体现在供热品质差及系统热效率低，致使我国住宅建筑单位面积的采暖能耗为相同气候条件下发达国家的3倍，采暖能耗占全国建筑总能耗的55以上，占采暖地区社会能耗的21. 4以上；而且用户用热不能计量，不能自行调节室温，且采暖费按面积计费，无助于用户的节能意识，使得设计人员及业主尽量加大锅炉、水泵及散热器容量，造成低效率、高能耗的重复浪费。如此之大的高耗能，不仅使我国本已紧张的能源供应雪上加霜，同时排放出大量的废气、粉尘及产生的巨大热量，既加剧了环境污染，又造成了温室效应。

　　既有住宅建筑外墙保温以后，室内热负何减小，在原来供热工况不变的情况下，室内温度必然比原设计温度偏高，为了达到节能的效果，就要对室内的采暖系统进行改造。

　　目前对既有住宅采暖建筑改造有两种观点：一种是废弃旧有系统，改装更适合单户计量的水平双管系统；另一种是对旧有系统进行改造，使其适应计量供热的要求。前一做法不仅改造工作量大、改装困难、新建成本高，也不易得到住户的认可；而后一做法一般在基本不改变原散热器及主要管道的条件下，用安装在每组散热器上的热量表和建筑热力入口的热量总表来实现热量计量，每组散热器上安装温控阀和旁通管配合来实现温度调节，整体改暖系统推荐采用加旁通管的方式，使之由单管顺流式变为单管跨越式系统。

　　1实例改造分析本文以烟台市莱山区三高校小区D2楼为例，介绍既有住宅建筑分户计量节能改造过程。该楼为6层框架结构，层高3m节能建筑面积5248建筑高度18.40平体型系数0.32该小区以清泉热电厂高温热水作为热源，热媒供回水温度为85°C/60°Q该建筑每一单元采暖系统形式相同，均为下供下回水平单管跨越式热水采暖系统。

　　单管系统改造的目的就是使原本不可调节的系统变为可调，其调节是通过控制散热器的进流量来实现的，因此在室内单管系统改造设计中，有两方面问题必须解决：一是进入散热器与旁通管的流量分配，即进流系数的确定；二是旁通管管径的确定和散热量的校核。

　　散热器进流系数是指流经散热器水量和立管总水量的比值。进流系数的确定，一般做法是在建筑物层数变化不多的情形下，取旁通管管径比立管管径小一号的经验方法来设计管径，且按进流系数为0.3的大小进行计算。这样既可保证散热器有较好的调节性，又不至于引起散热量的明显减少。

　　在该系统改造中，旁通管管径根据立管管径确定，当立管管径为以25时，跨越管管径取IN2Q当立管管径为DN20时，跨越管管径取DN15改造后增加旁通跨越管的系统形式如所器似4在散热器进水温度t散热面积F―定时，散热器流量G与散热器散热量Q之间的关系为：2改造后散热器流量对散热量的影响室内热负荷的变化与不同舒适度的要求、室外空气温度、通风换气和户间传热等因素有关，为保证供热质量，满足室内环境要求，需要进行供热调节，常用的方法有改变系统的供回水温度、流量等参数。但对用户来讲，不仅由于气象参数这种客观条件的变化而引起负荷发生变化，还与主观条件有很大关系，用户进行调节能做的是改变其通过散热器的流量。而实际运行调节时，通过散热器的水温并不知道，负荷变化后，流量到底要改变多少，尽管理论上是一一对应的，但对用户来讲，对温控阀来讲也始终是个未知数。

　　以下讨论当流量变化时，散热器散热量的变化情况。

　　在供水温度g散热器面积F―定条件下，进入散热器的流量G与散热器散热量Q之间的关系有：卜h散热器的散热量为：g+h F-散热器的散热面积，m；n―室内温度，°c.散热器的放热方式属于自然对流放热，它的传热系数，K=a（t-n）该工程采用铜铝复合散由可见，在一定的散热器进出口温度下，散热器散热量Q随着流量G的增大而增大，但变化速率随流量G的增加而递减，当流量G增加到一定程度时，散热量Q的变化率是很小的（曲线接近一条直线）即此时流量对散热量的影响不明显。这是因为向四周散热的动力是散热器表面平均温度与周围环境温度的温差，而当供水温度一定时，其温差仅由回水温度决定。在流量相对较小的阶段里，流量的增加会较快提高出水温度，进而提高散热器表面平均温度，增加散热量，而出水温度是受进水温度限制的，供水温度实际上是出水温度的理想上限极值，因而达到一定流量后，散热器平均温度随流量的变化将变得很缓慢，进而导致流量对散热量的改变不敏感。

　　散热量对流量变化的敏感范围是在一定范围内的，当流量达到一定程度时，流量对散热量变化的影响微弱。水平双管并联式系统的散热器工况在敏感流量范围内，水平单管式系统的散热器工况在非敏感区，水平单管跨越式系统的散热器则处于两者之间。加设旁通管就相当于散热器工况从流量不敏感区变化到流量敏感区边缘，由于在流量不敏感区散热量对流量变化反应微弱，所以散热量随流量的减小量是非常有限的，一般情况下与不加旁接受的。单管系统的散热器，一方面，由于进水温度逐层降低，散热器的饱和流量逐渐减小，可调性变差；另一方面，为保证散热器使用的经济性，散热面积在一定范围内也不可能增加很多。故对下层散热器来说，由于供水温度降低减少了的散热量，必然要通过增加进流量来补充不足，而进流量增加又会进一步减弱散热器的可调节性。此外，由于垂直单管系统的强耦合性和准流量特性这个固有特点，无论采用何种控制方式，处于调节立管中的未调节用户总是受到调节用户调节行为的影响，决定了其可调性较双管系统要差一些。因此，建议单管跨越式系统仅适用于既有住宅采暖系统的改造，对于新建系统宜采用双管系统。

　　3结语经过一年的运行实践证明，该小区实行分户计量，既有住宅建筑采暖系统通过增设旁通管和温控阀来调节室温，从而达到节能减排的目的是非常可行的。但是，实行分户计量供热系统的用户根据自己的需求调节温控阀来控制室内温度，这种调节是通过调节散热器的流量大小来调节散热器供热量的多少，从而达到控制室温的目的，随着众多用户不断调节各自的流量，整个热网的流量和供热量将不断变化，这种变化是热源处无法控制和预知的，也就是说热源处只能随着用户的调节而调节，是被动地调节和控制总供热量，热源如何调节才能适应流量和供热量变化将是以后需要解决的一个问题。