一.热量表在中国的应用状况
在中国已经作为商品提供给用户的热量表,从应用状况上,分别属于或运行在四个层次水平上。
1.安装,通过试运行
在系统上安装户用热量表。目的仅仅是通过符合建设部规定的监察;使集中供暖的新建筑得以通过验收;或者作为增加新建筑促销时的“卖点”。初期运行中只要不堵塞,没影响供热;就认为是没问题的。几年前,很大一部分热量表处于这样一种运行状态。其实有很多的问题在运行初期尚未发现,而仅此就认为是“正常运行”,很可能留下巨大的隐患。
2.运行并观察显示
安装上热表后,不定期地、间断地观察了显示读数情况;但并不做计量、记录、分析和判断,仅作为未来的准备。
如果这种运行状况下,已发现了问题(堵塞,流量计停转,无显示或明显错误显示等),可以认为这批产品的实际故障率可能是已发现的四倍以上。
3.系统计量运行
系统上安装了户用表和楼宇总表,定期观测显示数据,分析其合理性和可信度。一般在热计量试点工作中,是这种运行状况。能发现一些稳定性、可靠性方面的问题;但仍不足以对其精度(准确性),特别是长期运行的可靠性进行确切的评价。遗憾的是一些试点工作的经验已发现:尽管送来参加试点工作的厂家认真地挑选了认为是合格的产品;试点现场在安装运行条件上,也进行了包括安装前冲管、加过滤器、定期清污排渣,等等周到、细致的工作;国产的户用热量表故障率仍达到30%以上!相同条件下,进口表现了相对好的质量。
4.计量并作为收费依据
在试点阶段,却有一些地方,认真地进行了包括实施计量收费的工作。在热量表运行中,发现了表具可靠性、适应性的问题,包括户用表之间,和户用表与总表之间不合理的偏差过大的问题。由于任何一只户用表的故障和误差都会影响到整个系统,而且必须在两个以上的供暖季结束后才能总结分析;这是对表的稳定性和准确性的双重检验。今后的若干年里,将逐渐形成;要求绝大多数的热量表,都必须在第四个层次上可靠正常的运行。显然,对于热量表的设计和生产者来说:你们的产品,是否有把握长期在作为计量收费依据的层次上符合要求?作为热量表的使用和管理者,是否应考虑所采购或监管的热量表,目的是什么?确实准备在哪一个层次上运行,以及如何考核、确保在作为计量收费依据的层次运行?
二.针对热计量问题的系统化思考
所谓系统化解决方案,援引于通信和计算机行业针对问题的解决思路。我们将高科技行业解决问题的思路应用于传统的行业中,寻找一个全新的分户计量解决方案,是值得我们重新思考的一个问题。整个暖通系统的一个供热区间称之为一个子系统,单位用户作为这个系统的最终节点。我们在进行分户计量改造的时候,只是简单的对最终节点进行相应的改造,而忽略了整个子系统的变化,乃至影响到整个暖通系统的变化。如果我们不考虑整个子系统,只是进行简单的热计量改造,将必然带来以下几个方面的问题:
1) 计量的公平性、合理性的问题
2) 计量的热损失问题
3) 系统的稳定性问题
4) 系统长期运行过程中的维护、管理的问题
而以上几个方面的问题很大程度上阻碍了我国热计量改革的进程。如果我们能够发现系统运行过程中的规律性,并为之所用,再考虑分户计量改造问题,那诸如前面所提到的很多困难便迎刃而解了。
目前市场上分户计量的仪表,都是着眼于对每一户进行简单的数据计量,然后根据计量仪表的读数来对用户进行计费;而忽视了,热是一种非常特殊的商品,而热计量不能简单的量化实现,并因此来作为收费的依据。
我们不得不考虑这样一些问题:实现分户计量,就要对暖通系统的末端用户进行相应的改造,而这种简单的改造对于整个暖通系统的稳定性有什么样的影响?这种影响是否会波及到用户用热计量的公平性、合理性?是否使得以节能为目的的热改最终陷入一个运行不良的循环怪圈?是否考虑到相关设备运行维护、管理工作的高成本和繁重工作量的问题?
这些问题不仅关系到分户计量系统是否能够持续、稳定、可靠的运行,还影响到热计量是否公平、合理,同时供热和取热双方都能否有效的从节能中体现经济效益。根据多年来各个级别的试点经验,总结出以下几方面影响到目前分户计量设备不能够广泛应用的原因,而这些问题更多集中体现在系统运行管理问题中:
1. 系统稳定性受到影响,户间用热影响过大问题
根据《居民住宅节能管理规范》,在新建居住建筑需要安装温控装置和热计量装置。系统安装温控装置以后,为用户提供了室内温度调节的手段,整个暖通系统由原来的静流量系统(我国采暖二次水系统)成为现在的变流量系统。用户在进行室温调节的时候,必然会使得整个系统的阻力发生变化,而当多个用户都进行调节的时候,这种影响是不可忽视的。由于用户的调节而带来的系统阻力发生变化,影响到系统的流量也发生相应的变化,甚至形成死水,从而带来户间影响加大。不仅引起计量纠纷,而且也不利于节能。
暖通系统在设计之初,会根据供热要求,制定相应的阻力和压损设计标准,同时会根据系统的运行情况进行相应的压力补偿和流量补偿。而目前的分户计量装置仅仅是为了实现简单的计量,而不是从系统解决的思路出发考虑这种变化给整个暖通系统带来的不良影响。这种不良影响会很大程度上影响供热质量,浪费能源。同时过大的户间影响也会带来计费的极大不公平。这些都是实现供热商品化和节能效益良性循环的障碍,不容忽视。
2. 缺乏从整个供热系统来考虑供热的计量问题
我们通常考虑分户计量的时候,着眼于对单位用户采集相关的数据,然后在积分仪中再根据热量公式进行热量计算。但是,热作为一种特殊的商品,其本身具有的辐射性,和传导性,使得热这种商品,不能进行简单的计量计费,而应该考虑到户间传导、房屋位置等因素带来的影响。这就使得,我们在实现分户计量更加公平、合理,从而真正实现用热商品化目标的道路上,就不得不从整个系统的角度出发,考虑到两方面的问题:
1)系统稳定性调节
对于一个末端用户可调节的动态水力系统,系统的稳定性直接影响到供热质量,供热计量的公平性等问题。我们很难想像,通过一个相对稳定性得不到保证的系统,能够高效、高质量的根据末端用户的需求,提供相应的供热服务。供热的服务质量和供热成本问题,是实现真正商品化之前,需要非常慎重考虑的问题。
因此,值得注意的是,在提供用户室温调节的手段之后,保证末端节点用户在进行室温调节时,对系统的阻力和压力变化的影响控制在最小的范围内,这样就能够保持系统水力的相对稳定性;这在很大程度上减少了多个用户进行调节时的户间影响,以及随之带来的能源浪费。
2)水力平衡调节
目前供热系统普遍存在着水力失调的问题。因为系统本身水力失调的问题,系统不能够真正的持续的将均衡的热量送至所有末端用户,造成了不同位置用户受热的存在很大的区别。而为了满足最不利受热位置用户的取暖情况,锅炉就不得不加大出水的流量,同时也造成了最有利位置用户多余热量的浪费。所以,解决层间平衡问题是实现公平计量的基础,同时通过层间平衡的调节,将受热过量用户多余的热量搬移到受热不利的用户,也实现了系统的节能。
3. 计量仪表的最大障碍“流量计问题”
目前市场上所有的热计量表普遍存在着“流量计问题”,这也成为热量表在中国广泛推行的瓶颈。由于成本低,结构简单,目前市场上的户用热表的流量计主要采用的是机械式转子流量计,而这种机械式流量计在多年的不断试点中运行也凸现了其问题所在。
1) 在我国供热系统水质环境极其恶劣的情况下,流量计非常容易堵塞,在经过一个供热季之后,就发生流量计的损坏或者堵塞,需要清洗或更换过滤网。
2) 供热期间流量计持续运转工作,叶轮的磨损状况也非常严重,造成了一个供热季结束以后,热表计量偏差过大或损坏的情况很严重。
3) 由于流量计的计量误差,以及温度传感器的误差等等,使得户用热表的计量和总表的计量数偏差过大,甚至高达30%以上,造成很大的计量纠纷。
4) 流量计损坏后,为了保证维修后计量的准确度,都要返回生产厂上去维修,很大程度上加大了售后系统维护的成本。
4. 系统的维护、管理问题
我国是个人口众多的大国,热计量改造是涉及到千家万户的一项工程。因此,不仅仅在改造前期要花费大量的人力物力去深入到各个用户家进行安装调试,在之后的系统运行维护上,同样涉及到的用户数量是非常巨大的,系统维护的难度不容忽视。因此提高设备运行的稳定性,可靠性的同时,也要考虑到如何帮助供热企业尽可能减少维护的工作量和维护成本。而我们目前所面临的系统管理的难题主要包括:
a) 热表的年检验问题。所有的热计量仪表在用一段时间以后,都必须进行运行后的检验,校验其准确度,运行的可靠性等。在欧洲,一般采用的方式5年更换一次,而我国的具体国情决定,我们不可能进行频繁更换,所以我国采取的方式是每3-5年对热表进行一次检验。而这个检验的工作量和工作难度是可想而知的。同时还存在年检费用从120——180不等,该有谁来承担的矛盾。
b) 流量计寿命短,容易损坏或计量不准确。根据目前各地试点的工作情况,经过一个供暖季之后,热表由于流量计问题而损坏率达到30%,进行更换和维修的工作量的巨大工作量以及相关费用,都是我们进行热计量改造需要考量的问题。
c) 电池的匮电问题。热表的供电绝大部分使用的是锂电池供电,由于热表本身承担了热量计算和缓存的功能,工作负担相对繁重,对于电池的消耗量比较大。目前市场上的热表并非如同其所宣传能达到5年以上,很多在用过一个供暖季以后就没电了,不仅影响了用户的用热计量,而且也给维护工作带来了很大负担。