通断时间面积法与IC卡采暖计费控制装置_风丛书影_新浪博客

依据建筑结构学,热力学原理,我们把整栋建筑视为一个有限空间,也就是视为一个整体的耗能单位。在这一有限空间内,热能必然由高温向低温运动最终达到平衡。建筑内的局部能耗受整栋建筑温度的影响,当局部温度与整栋建筑的温差加大时,传热速度快,温差越小,传热越慢。因此,我们对同一有限空间内的局部进行的能耗计量和温度调节(分户计量、分室调节),只是计量/调节的这一有限空间(整栋建筑)能耗的局部变量。 因此片面追求xx计量建筑内局部(分户)能耗是不科学的,也是不合理的。
  采暖分户计量,每户必须安装热计量表,规定热计量表的计量精度等级,甚至强调计量结果必须显示到小数点后几位。采用这种计量方式,并将这样的计量结果作为向独立用户,如独栋别墅,工业用热单位等收费的依据无可厚非。但作为对建筑局部采暖的用户(居民楼内的住户)收费的依据,其计量结果不能反应用户实际能耗与整栋建筑能耗的关系。不符合热力学原理,也不准确公平。因此,笔者认为把热计量表作为采暖分户计量的主要工具是不恰当的。

我们的技术观点是:给每栋楼按装一块总热计量表,取得一个{jd1}值;楼内各户安装一个按平方/小时计时控制采暖的装置,取得各局部采暖用户的使用值(平方小时数),并将各局部的使用值合计成一个{jd1}值。用{dy}个{jd1}值除以第二个{jd1}值,平均出一个使用值的合计能耗单价,并作为收费依据。
   这种用两个{jd1}值平均出的相对值,一方面客观的反映出了建筑的实际能耗;一方面体现了局部能耗与整栋建筑能耗的关系;同时也体现出了热用户局部使用调节后的耗能情况。在复杂的建筑热能耗关系中,求得{zd0}的公系数。具有严谨的科学性和合理性,同时也具有可行性。

按“平方小时”作为收费单价的方式是2004年由北京匠人建筑技术有限公司的总工提出的,并设计开发了实现这一方式的计量装置:IC卡采暖计费控制阀。具体的方式就是:将某一地区按面积收费的金额除以当地的采暖天数,再除以24小时,得出每平方米每小时采暖的单价;将这个单价乘以房间面积,就是具体房间采暖一个小时的费用。将采暖季节费用细分成时段的方式,为采暖分户计量开拓了另一个有效途径。2006年初,在内蒙古自治区召集的专家座谈会上,呼和浩特富泰热力公司的总工程师提出:安装一个楼栋表,将IC卡采暖计费控制阀的读数与楼栋表的读数平均,使“平方小时”与整栋建筑能耗建立关联。当时大家给这个方法起名称作:MHR热能均算系统。即:面积-时间-热量均算系统。这种计算方式后来被业内专家概括为:通断时间面积法。这个方法的产生源于我国在采暖分户计量方面十余年的代价;源于业内众多人士对经验教训的总结思考;源于国家对热计量的推动;不应该说是由某个个人或公司发明的,当然也不能对概括总结者的贡献xx否定。

 

供热计量改造窘境催生的结果

我国的热计量推广工作已经有十于年了,但推广进度缓慢,其中原因很多,但是笔者认为主要原因有一下几点:

一、    长期强制推广 “水平连接”加装热计量表和温控阀的单一方式,关闭了探讨其它科学、可靠方式的政策大门。而热量表只是计量工具,本身不具备节能作用和辅助管理功能,特别是针对我国热用户长期欠费问题,没有解决方案。同时其本身对采暖水质要求较高,质量品质良莠难分。实际应用后普遍存在短期内失效的问题。

二、    忽视了热源单位的利益,难以得到供热企业的响应,因而造成步履维艰的局面。熟悉供热的人士都知道,热力企业是“靠两头赚钱”。即:利用每个采暖季节的开始和结束的两个月气温偏高,及每天早、中、晚的气候温差,适当降低采暖水温,从而节省燃料和电耗。这是非常科学和合理的,因此节能设计规范里也要求锅炉房和换热站必须安装气候补偿装置。但是,采用热计量表xx计量各住户采暖能耗,表面上看是用户用多少热交多少钱,似乎公平。但是供热单位不仅不是节能的受益人,反而失去了“靠两头赚钱”的主要生存盈利途径。目前,煤炭和其它燃料价格已经市场化,而各地热价因为涉及到民生问题,难以随市场机制上涨。热力企业本就生存艰难,采用热量表xx计量收取采暖费用的方式无疑断了供热企业的生路。因此,采暖分户计量得不到热力企业的响应乃在情理之中。我们是否有必要考虑一个简单的问题:鸡若亡,焉有卵?

三、    科学和技术的认知与应用。熵增原理、傅立叶定、温度变化曲线、材料导热系数、传热阻等基本的名字、定义、公式,专家教授虽然在课堂上讲得非常流畅透彻。但是在采暖分户计量的问题上,少数学者一方面肯定户间传热现象和建筑边角顶底层用户存在的结构性热贡献问题;一方面著文演说,推荐使用热量表xx计量住户采暖能耗的方式,在一定程度上影响了政府的决策。同时也误导了技术监督部门的检测方式和检测标准,以及误导了很多设计、开发、生产热计量产品的企业,使之全行业片面追求计量精度,和想尽各种修正办法给边角户补偿,以求所谓“准确、公平”。其实,由于建筑年代的不同,结构材料的不同等因素,在同一城市区域内根本无法确定统一的补偿系数。错误的技术思路,导致忽视了建筑业计量器具必须应有:经久耐用,运行稳定,技术方法相对简单成熟,成本价格不高,维修更换方便的基本特性要求。这也是目前很多已经安装的分户计量装置不能发挥做用的重要原因之一。

采暖系统对维护结构空间的加热过程,是一个复杂的热运动/热传递过程。因此,热能耗的计量与水、电、气的计量xx不同,其{zd0}的区别是无法取得合理的{jd1}值。但由于使用习惯和思维习惯,提到热计量普通公众会不自觉地与水、电、气表建立联想,这有待于热计量知识的普及。目前关键的问题是,很多业内人士理论上清楚,实践中模糊,浅意识里依然摆脱不了水、电、气计量的形影。由此造成了理论和实践的错位,也严重地影响了我国热计量技术的发展,从而影响到了建筑节能改造的进度。

笔者因为工作关系,与一些专业学院和热力部门的技术人员常有接触。从05年内蒙的一个专家座谈会,初次谈到“热计量应该适当粗放”。到今年的1月参加山东省住房与城乡建设厅组织的一个科技评估,会间议论起热计量中需要存在“模糊”。几年来,在学术界“热计量宜粗不宜细,应存在适当模糊”的观点已基本达成共识。如果这种学术观点能够通过技术方法实践,无疑将会使我国的热计量前景豁然明朗。从IC卡锁闭阀到“平方小时为单位计费”,再到江亿院士提出“通断时间面积法”,正是这种共识逐步走向实践的过程。“通断时间面积法”的提出并写入《供热计量技术规程》(JGJ 173-2009),在我国的供热改革中具有里程碑的意义,它是采暖分户计量回归科学理性的标志。

四、    技术方法从单一到混乱。推行采暖分户计量之初,政府文件和规范标准基本是:采用双管变流量系统水平式连接,每户入口处安装热计量表,户内散热器加装温控阀;以及热分配表两种方式,技术方法单一。由于前边所叙述的原因,着两种计量方式多年推广不利。同时又出现了多流速的、电子式的、超声波的等多种形式的热计量表,以及流温法、室温法、时间法、分配法等多种方法。又是数字通讯,又是远程抄表,又是无线遥控,又是射频卡、IC卡。一时间各种方法、手段、技术充斥产品市场。政府和热力部门,乃至工程技术人员,了解这些技术方法的{wy}途径,似乎也只有生产厂商夸大的介绍,让人良莠难辨,无从选择。笔者与某省会城市建委的总工程师谈到这种情况时,他无奈地表示:无法证明的事情,只好不做。北京热力集团的负责人曾表示:还没有见到使用5年以上不出问题的技术和产品,目前不敢盲目使用。显然,这种情况也是制约采暖分户计量普及发展的一个重要原因。

五、    资金来源不确定。这个问题也是困扰采暖分户计量推广的重要原因,虽然自07年起国家财政每平方建筑面积给50元的改造补贴,但对既有住宅改造的造价来说,是杯水车薪。 这个问题不在本文要表述的范围,我们提到为止。

前边说到:“通断时间面积法”的提出并写入《供热计量技术规程》(JGJ 173-2009),在我国的供热改革中具有里程碑的意义,它是采暖分户计量回归科学理性的标志。但是如何将这种计量方法通过具体的技术装置付诸应用,我认为应该可以有多种方式。下边我介绍一下采用IC卡采暖计费控制装置实现“通断时间面积法”的热计量系统。

 

IC卡采暖计费控制装置应解决的问题。

(未完待续)
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