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一、研究背景
現(xiàn)有的收費(fèi)體制為各種形式的按面積收費(fèi)的方法，收費(fèi)的多少和用熱的多少并沒(méi)有直接的聯(lián)系，并且當(dāng)前的系統(tǒng)也不能對(duì)于不交供暖費(fèi)的用戶采取強(qiáng)制措施。收費(fèi)的不合理造成了一方面用戶的供暖費(fèi)昂貴，另一方面供熱公司收費(fèi)困難。據(jù)國(guó)外調(diào)查資料表明：實(shí)行集中供暖按戶計(jì)量后，將會(huì)節(jié)能10%-20%。因此供熱收費(fèi)改為按熱量計(jì)費(fèi)已成為趨勢(shì)。
圖1
圖2
比較成熟的熱計(jì)量方式主要有兩種：一種是用熱量表直接測(cè)量用戶從系統(tǒng)中用的熱量。熱量表是通過(guò)測(cè)量入戶系統(tǒng)的流量和進(jìn)出用戶的供回水溫度，然后用積分儀計(jì)算出每個(gè)用戶用的熱量的，因此這種形式要求系統(tǒng)是共用的供回水立管和室內(nèi)獨(dú)立系統(tǒng)相結(jié)合的系統(tǒng)形式，如圖1現(xiàn)有住宅的室內(nèi)采暖系統(tǒng)大都是垂直單管順流式，如改造成如圖1所示的具有共用立管且分戶成環(huán)的系統(tǒng)，不僅改造較困難，而且改造造價(jià)高。我國(guó)采暖地區(qū)現(xiàn)有住宅約11億平方米，從目前改造的實(shí)例統(tǒng)計(jì)分析，每平方米的改造費(fèi)用約為18元，如全部改造成共用立管且分戶成環(huán)的系統(tǒng)則需要約200億元的投資，這無(wú)論從投資的可能性還是從投資的經(jīng)濟(jì)性分析都是不盡合理。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是便于收費(fèi)管理，同時(shí)這種計(jì)量方式的優(yōu)點(diǎn)是讀數(shù)明了。雖戶用熱量表價(jià)格略高，但共用立管分戶成環(huán)的系統(tǒng)對(duì)新建住宅還是比較適用的，而對(duì)于舊有樓房的改造則不甚適用。
另外一種是通過(guò)測(cè)定用戶散熱設(shè)備的散熱量來(lái)確定用戶的用熱量的，所用的熱計(jì)量裝置是熱分配表加熱量表。既在一棟樓或一個(gè)小區(qū)的總?cè)肟谔幵O(shè)一個(gè)樓用熱計(jì)量表(一般用超聲波式熱量表)，然后在每個(gè)散熱器上裝熱分配表，如圖2。其熱量計(jì)量的原理是根據(jù)樓用熱計(jì)量表計(jì)量整棟樓的熱量，然后再根據(jù)熱分配表的讀數(shù)確定每個(gè)散熱器的散熱量。這種形式對(duì)系統(tǒng)形式?jīng)]有特殊要求，傳統(tǒng)的順流式單管(需改造)和雙管式都可適用，這種形式特別適合舊有采暖系統(tǒng)的改造。這種形式不僅改造費(fèi)用低，而且具有價(jià)格便宜、維護(hù)簡(jiǎn)單等熱計(jì)量成本低的優(yōu)點(diǎn)。熱分配表有蒸發(fā)式和電子式兩種，其中蒸發(fā)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、無(wú)須電源，已在歐洲國(guó)家被廣泛使用，但熱量計(jì)量計(jì)算比較復(fù)雜。本文將對(duì)蒸發(fā)式熱分配表的工作原理、結(jié)構(gòu)、計(jì)算方法等作一介紹。
二、蒸發(fā)式熱分配表
蒸發(fā)式熱分配表是依靠測(cè)量該玻璃管內(nèi)液體的蒸發(fā)量來(lái)計(jì)算散熱量的，所以測(cè)量液體的蒸發(fā)速度應(yīng)適中。液體的選擇必須保證在采暖期內(nèi)該液體不蒸發(fā)完，因此不能蒸發(fā)速度過(guò)快，但同時(shí)蒸發(fā)速度也不能過(guò)慢，否則會(huì)影響計(jì)量的精度；而且該液體還必須無(wú)毒、無(wú)味，對(duì)人體健康無(wú)害。鉛封是為了防止人為影響計(jì)量結(jié)果而設(shè)置的，它的設(shè)計(jì)是只要分配表被打開(kāi)或卸下，鉛封就會(huì)被徹底的破壞。
2.蒸發(fā)式熱分配表的工作原理及計(jì)算方法
蒸發(fā)式熱分配表固定在散熱器表面上，熱分配表內(nèi)的測(cè)量液體由于散熱器表面的熱效應(yīng)而蒸發(fā)。對(duì)于某一確定的測(cè)量液體，其蒸發(fā)速度與散熱器的表面溫度密切相關(guān)，散熱器表面溫度越高液體蒸發(fā)越快。某一段時(shí)間內(nèi)測(cè)量液體的蒸發(fā)量表征了散熱器表面溫度對(duì)時(shí)間的積分值，實(shí)際上也是反映了散熱器的散熱量的相對(duì)大小，但是其讀數(shù)并不能直接得出散熱器的散熱量值。因此必須把樓用熱量表的熱量讀數(shù)和該樓用熱量表計(jì)量單元中的所有熱分配表的讀數(shù)聯(lián)系起來(lái)，才能得到每個(gè)散熱器的實(shí)際散熱量。
散熱器的散熱功率和散熱器表面的平均溫度關(guān)系如下式：
(1)
散熱器在一段時(shí)間的散熱量是(1)式該時(shí)間段內(nèi)的積分，如散熱器1和散熱器2在一段時(shí)間內(nèi)散熱量的比值為
(5)
從蒸發(fā)式熱分配表上的讀數(shù)大小是(4)式在該時(shí)間段的積分。則兩個(gè)散熱器上的蒸發(fā)式分配表的讀數(shù)之比為：
(6)
由于所選擇的測(cè)量液體的蒸發(fā)特性曲線和散熱器的散熱率曲線相似，即：
=常數(shù)，所以，即熱分配表讀數(shù)占總的讀數(shù)值的比例代表了它所測(cè)量的散熱器散熱量占整棟樓總的散熱量的比例。因此用樓用熱量表計(jì)量整棟樓的耗熱量，然后根據(jù)各個(gè)散熱器的熱分配表讀數(shù)就可以計(jì)算出各個(gè)散熱器的耗熱量，即：
(7)
式中，Q----樓用熱量表的讀數(shù)
Qi----第i散熱器的散熱量
Zi----第i散熱器上熱分配表的讀數(shù)
N----樓用熱量表計(jì)量單元中的熱分配表的個(gè)數(shù)