【摘要】本文针对住宅计量采暖设计中的新双管系统，通过水力计算，分析其主要特点。提出与之匹配的室外采暖系统的调节控制策略，确保在运行中有稳定的水力工况。
【关键词】计量采暖；双管系统；室外供热；供热调节
采暖计量是建筑节能的一项基本措施，是现行城镇集中采暖的基本要求。城乡建设部提出，在集中采暖建筑物中推行分室控温，分户计量，并已写入现行《采暖通与空气调节设计规范》中。
在《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》中，规定了住宅采暖系统设计。本规程提出，室内应按户分环，分室控温的采暖方式进行设计。采用热量表计量方式时，应采用热表到户，一户一表形式。在多层或高层住宅内，采用双管系统，设共用立管，连接各层户内系统。为与传统设计的双管垂直采暖系统加以区别，本文将这种系统称为“新双管系统”。在采暖设计实践中，这一系统已经逐步被采用。本文通过对新双管系统主要特点的分析，探讨与之匹配的室外采暖系统的调节控制策略，以期在工程实践中使这一系统更加完善。
1 新双管系统分析
1.1 户外系统
户外供暖系统为双管下供下回式，系统的不平衡率KK=(ΔP2-ΔP1)/ΔP2（1）
式中：ΔP1--首层环路的资用压头 Pa
ΔP2--顶层环路的资用压头 Pa
ΔP2=ΔP1-ΔP1k+ΔP2k+ΔPy+ΔPg-Hh
（2）
式中：ΔP1h--首层环路中户内系统的资用压头 Pa
ΔP2h--顶层环路中户内系统的资用压头 Pa
ΔPy--主立管沿程阻力 Pa
ΔPg--主立管局部阻力 Pa
H--顶层散热器与首层散热器之间的高差 m
h--重力水头 Pa/m
取ΔPg =0.5ΔPy，且在85℃/60℃工况下，每米垂直供回水管产生的附加压头为143Pa。
ΔP2=ΔP1+(ΔP2k-ΔP1k)+(1.5ΔPy-143H)
（3）
将（3）代入（1），并且考虑新双管系统户内系统形式一致，资用压头也基本相同。在运行之前，需要对户内系统进行预调节，使ΔP2k≈ΔP1k这时公式可简化为，
K=(1.5ΔPy-143H)/(ΔP1+(1.5ΔPy-143H))
（4）
当主立管阻力与由于温差和高差产生的重力水头相近时，K趋近于0，最利于平衡。
这时，1.5ΔPy=143H，又ΔPy=2HΔPj（ΔPj为主立管上的比摩阻）得出ΔPj=143/3 ≈48P a/m。
新双管系统中，由于户内管道系统的阻力远大于传统中的仅接一组散热器的阻力值。ΔP1比较大，有利于系统平衡。
根据上面分析可知，新双管系统具有良好的稳定性。在设计中要认真进行水力计算，调整管径比摩阻，可彻底解决水力失调问题。避免了传统双管“上热下冷”这种逐层温降的不均匀性。
1.2 户内系统
户内采暖系统采用双管系统。在双管系统中，散热器进出口温差大，流量对散热器的影响大，容易通过温控阀控制散热器的散热量，便于调节。而且，这种系统是个变流量系统，可以根据用户的要求进行量调节。
温控阀除了调节室温外，还可以通过改变阀门的流量大小平衡系统，解决水力失调问题。在双管系统中选有高阻值的自力式温控阀，其调节性好，可以实现室温自动调节。并且系统正常运行之前，可对温控阀进行预调节，提高系统稳定性。正是由于增加了温控阀，热能表等高阻值设备，户内系统水平并联的各组散热器才能保持平衡，新双管系统才能更好运行。
2 运行调节
实施分户热计量后，新双管采暖系统的调节性能大大增强，用户可根据自己的需求调节温控阀，通过改变散热器的流量大小来调节散热量，控制室内温度。由于温控阀的主动调节，使热网水力工况变化很大，室外供热系统要有更完善的调节控制措施和高水平的运行管理，才能适应整个系统变流量运行的需要。
室外供热系统多采用集中式热力站，供热管网分为一次网和二次网。供热系统运行时应是质调节和量调节相结合，根据采暖负荷变化（如室外气温变化）进行质调节，再根据热用户末端负荷变化进行量调节。供热管网系统的稳定运行是保障采暖计量的前提，为避免整个采暖系统的水力失调，要采取各种严格的措施。
2.1 建筑物热力入口
图3热力入口
对于新双管系统，由于温控阀的主动调节，室内系统阻力和流量是随时变化的。如某一用户的温控阀关小，相对应的支管流量减少，造成干管总流量减少，干管上压力损失也相应减少。这样，外网给这个用户所提供的资用压头将增大。在热力入口处设自力式差压控制阀，可以根据压差的变化自动调节，使外网提供的用户资用压头基本保持不变，保证系统有较平衡的水力工况。双管系统散热器间为并联，在定压差控制时，任意调节，流量都可以满足用户需要。
2.2 二次网的调节
由于户内温控阀的主动调节，二次网是个变流量系统，二次网循环水泵应采用变频调速控制，及时调整水泵的流量，以达到节能目的。
为了保证热量充分供应，每个用户都有足够的资用压头，可以采用供回水定压差控制。把供热管网某用户的供回水压差作为压差控制点。当各个用户所要求的资用压头相同时，压差控制点应选在最远用户处。当各个用户所要求的资用压头不同时，压差控制点选在要求资用压头最大的用户处，其压差设定值为所要求的最大资用压头。在运行中应保证控制点用户的供回水压差不变。例如，由于用户的调节导致流量减少，压差控制点的压差升高，此时，需降低循环泵的转速，使控制点压差恢复其设定值。
2.3 一次网的调节
由供热热源至热力站的一级网，宜采用分阶段改变流量的质调节方式。根据采暖期室外气温的变化，将采暖期分为不同阶段。在不同阶段调整锅炉或换热器的运行台数和循环水泵运行台数，分阶段改变一级网循环流量。同时，根据室外气温的变化，改变热源的从回水温度。这样即可保证热源的安全运行，又达到最佳的节能效果。
需要注意的是，我们希望二次网的供水温度只与室外气温有关，不会因某些用户的调节而改变，影响其他用户。这样，热力站内应设置温度自动调节装置。气温补偿器给出随室外气温变化的水温调节曲线，对应一个室外气温，有一个供水温度的给定值。当室内某些温控阀动作时，二次网的供水温度就会发生变化，气温补偿器就会通过信号动作，调节一次网通过换热器流量，使二次网供水温度保持在设定的运行曲线上。
采暖分户计量已经是新建建筑物采暖基本原则，其在节能方面相比传统的采暖方式有明显的优势。本文所分析的新双管采暖系统是分户计量采暖模式之一，在实践中已经得到认可，但还通过不断总结经验，改进完善。记得某采暖企业的领导说过，分户采暖不是为了收费，是为了节能。借用他的话，希望通过我们暖通同人的工作，为国家节能减排作出自己的贡献。
参考文献
[1]陆耀庆主编，采暖通风设计手册。中国建筑工业出版社
[2]新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程，DBJ01-605-2000 北京市建筑设计标准化办公室。