1 引 言
供热计量的主要目的之一就是在保证供热质量的同时实现节能降耗。事实证明，我们现在的供热系统，能耗浪费的主因是水力失调。因为水力失调是引起热力失调的主因，所以，现在供热质量差的主因也是水力失调。目前，我们供热系统的水力失调、热力失调是普遍存在的，又是非常严重的，成了我们供热行业的“常见病”、“多发病”，成了摆在我们面前的“老大难问题”。造成了我们现在供热质量差、能耗浪费严重的现状。有关这方面的情况，国内文献多有登载，在这里就不再赘述。如何才能破解这一难题呢？国内外的实践证明，只要对集中供热计量系统认真地搞好调控，就能消除或大大地减轻水力失调，达到水力平衡、热力平衡。对集中供热计量系统的调控，是实行热计量重要的前提条件，也是体现热计量节能效果的基本手段。实际情况是，我们现在的调控工作不尽如人意。有的系统不能调控，有的不认真调控，有的又调控不当。其结果是既浪费了能源，又影响了供热质量。怎么样才能搞好集中供热计量系统的调控呢？下面我们就从四个方面概略地来谈谈这个问题。---大同市热力公司 项志刚 项志强 项 明
2 略谈对集中供热计量系统的调控
2.1 水力平衡计算是调控的前提和基础。
目前在我国，很多集中供热系统依然没能做到水力平衡。究其原因，首要是在集中供热系统的设计中，未进行或未认真地进行水力平衡计算。如：热网的最不利环路最大的比摩阻和压力损失未按循环水泵耗电输热比不大于《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26限值的原则经计算而确定；仅计算最不利环路的压力损失，而忽略了其他环路的平衡计算；未计算和标明每一建筑入口的资用压差；各室内并联环路之间未达到压力损失差值不大于15％的水力计算的平衡要求；在工程竣工验收时也多未进行水力平衡检测；对既有供热系统，在进行系统改、扩建或热计量改造时，未对系统进行认真的水力平衡及其资用压头的校核，易造成水力失调和系统资用压差的不足……。水力平衡计算、校核和检测的过程，实质上也是水力平衡调控的过程。水力平衡计算、校核和检测是系统进行调控的极其重要的也是不可替代的基础性工作。供热系统只有在具备了水力平衡的前提条件下，其它装置的调控才能起到节能作用。不进行或不认真进行水力计算、校核和检测，在水力失调非常严重的情况下，系统的一切调控都不会取得效果。所以，《供热计量技术规程》（JGJ173—2009）（以下简称《规程》）作出了“集中供热工程设计必须进行水力平衡计算，工程竣工验收必须进行水力平衡检测”的强制性规定。下述各调控装置的实施，都离不开水力平衡这个基础性的工作和前提条件。也就是说，在水力失调的系统，是不能实施平衡阀、供热量自动控制装置、气候补偿和变流量等的调控的。
2.2 散热器在只有安装恒温阀并进行了认真的调控，方可保证房间的舒适度并且节能降耗。
当集中供热系统实行了供热计量后，用户就要根据自身的用热需求，主动调节室温、有效地控制室温，以满足房间的舒适度并实现节能降耗和节费的要求。主动调节室温、有效控制室温，这是实施供热计量收费的重要的前提条件和必要条件。国内外的实践都说明，只有在散热器上合理地选择、安装恒温阀并正确地加以调控，就能满足这一要求。所以，《规程》强制性地规定：凡新建、改扩建的居住建筑和公共建筑的室内供暖系统都应在每组散热器上安装恒温阀来实现室内温控。
为什么一定要安装恒温阀呢？
因为恒温阀，一是具有人为主动调节并设定室温的行为节能功能，二是具有室温的自动恒温控制并利用自由热的节能功能，还具有消除常见的垂直失调和水平失调所造成的冷热不均的功能，从而可避免采用“大流量、小温差”等不经济的运行方式，达到节省室内热量的目的。手动调节阀虽然也能起一定的调节作用，但是达不到这样的效果，因其缺乏感温元件及自力式动作元件，无法对供热量进行自动调节，也无法有效地利用室内的自由热。这样，供热质量和节能效果就会大打折扣。所以，散热器上应安恒温阀，不能用手动调节阀和所谓的由记忆合金原理制造的“恒温阀”等来替代。
恒温阀要根据作用压差和所通过的流量来确定其规格。要求其实际作用压差必须大于等于正常工作的最小允许压差，且不能超过其正常工作的最大允许压差，否则，恒温阀就会关的很小，产生频繁的振荡和噪声（阀前后压差大于60kPa时，就容易产生噪声和振动），不能正常工作。而且也不能超过其允许作用压差的波动范围，即不能超过它的压差的波动范围的推荐值（厂家的选型样板应提供上述有关数值）。一般情况下，建筑内不必过多地安装恒温阀以外的其他调节阀，但当室内各并联环路之间的压力损失差值大于15％时，则应在并联环路（如住宅分户支路）上设平衡阀，并经调试达到平衡的要求。如果出现噪声，则应调节平衡阀或者增设压差控制阀。
恒温阀只有在水力平衡和变流量的前提下才能正常的工作。也应在气候补偿器正常作用的系统里工作，这有利于恒温阀在比例带内正常工作。
恒温阀一般应安装在每组散热器的供水支管上。当室内系统为垂直、水平单管跨越式系统时，在其每组散热器上安装低阻力（非预设阻力）两通恒温阀或安装低阻力三通恒温阀，这样系统就成了定流量系统；当室内系统为垂直、水平双管系统时，则在其每组散热器上安装有预设阻力功能的两通恒温阀，这样系统就成了变流量系统。地暖可采用分户自动控温、分路（室）调节。自动控温可安恒温阀，也可以用温控器加电动阀的感温调节装置。如经济允许，可对每个支路（室）进行自动控温。一般是在室内设温控器，分支上安装热电阀，也可在每个房间安装恒温阀。
温包内置式恒温阀应水平安装。
对于散热器非要设罩的恒温阀，应采用温包外置式恒温阀。
在工程竣工之前，恒温阀一定要按设计的要求完成阻力预设定和温度限定的调控工作。
在集中供热计量系统中，恒温阀是主调节阀，其它的调控装置都是为恒温阀完成其功能而服务的。下面所谈到的热力入口的调控装置（必须经过调控），就既为使站内各建筑物达到水力平衡，也为室内恒温阀提供正常工作所必须的作用压差、流量和热量。
2.3 在热力入口，只有安装合适的调节阀并进行认真的调控，才能保证站内各建筑的水力平衡和室内恒温阀的正常工作。
由于设计和施工中存在着的种种原因（如，只通过环路布置和调整管径，往往就很难达到水力平衡的要求），所以，水力失调是不可避免的。水力失调主要是由于静态失调引起的。这就要求根据各热力入口不同的资用压头、室内不同的系统而安装不同的调节阀（如，静态水力平衡阀、自力式流量控制阀和自力式压差控制阀等），并必须通过竣工前调试，将水力平衡度调到0.9-1.2的范围之内。这样，就既能保证各建筑物之间的水力平衡，又能保证室内各恒温阀的正常工作。
安装静态水力平衡阀（以下简称为平衡阀）就是解决水力失调的有效措施。平衡阀具备开度显示、压差和流量的测量，线性调节和限定开度的功能。通过专业人员或专业公司进行手工调试，是能够实现设计所要求的水力平衡。当水泵处于设计流量或者系统根据气候变化而改变循环流量时，我们要求所有热力入口能按照设计的要求分配流量，而彼此间的比例维持不变，平衡阀基本上能够实现远近各个热用户等比例的分配流量，不会出现失调。闸阀和截止阀这类阀门，他们只能起关断作用，其调节性能很差，不具备平衡阀的调节功能。对没有测压孔和专用智能仪表的阀门等假冒的平衡阀，也不要使用。
在一般情况下，无论是变流量系统，还是定流量系统，只在建筑物（无论规模大小）热力入口处安装平衡阀（外网则没必要过多地安装平衡阀），并通过与其配套的专用智能仪表来进行水力平衡调节，消耗多余的资用压头，就能满足各建筑物之间水力平衡和室内各恒温阀正常工作的要求。
通过安装平衡阀解决供热系统水力失调和系统节能问题，这是供热系统的重点工作和基础性工作。
平衡阀应据其每个热力入口环路的设计流量、压差（不能超过其使用压差范围）的水力平衡计算结果和产品说明书而合理选择其口径与开度，不能按管径选。为了能正常发挥调节控制流量的作用，近泵端阀径一般要比管径小1到2号。对既有系统的改造，当设计资料不全时，可配用相同口径的平衡阀，以取代原有的闸阀和截止阀。但同时应做压降校核计算，必要时应调整阀径，直到使其流经平衡阀设计水量时的压降，达到大于等于2—3kＰａ时为止。
对于定流量系统，自力式流量控制阀能起很好的恒定流量的作用，在建筑物热力入口处也可只安自力式流量控制阀，但是因其流阻大，最好还是安装平衡阀。对变流量系统，当用户需要改变室温而调节流量时，自立式流量控制阀具有恒定流量特性，与用户要求改变流量的作用相抵触。所以，对变流量系统，在建筑物热力入口处不应安装自力式流量控制阀。
在一般情况下，供暖系统的压差变化达不到对恒温阀的影响程度，即使压差波动一些也没关系。一些用户调节恒温阀对其他用户的影响也没有想象中的那么严重。有的专家经过调节后的测试发现，即使在很多恒温阀关闭之后，整栋楼的入口压差也没有发生明显的变化，系统压差没有出现想象中的明显波动。除非在没有水泵变频控制或变频不足以消除压差增幅的情况下（变流量系统在压差很大时，会使恒温阀的阀权度减小、调节性能变差，并在关闭过程中会产生噪音），才应该采用自力式压差控制阀来消除压差波动，且只在热力站、一些主干管或在个别热力入口设置自力式压差控制阀即可，根本没必要在每个热力入口都设置，更没必要在楼内每根立管上都安装，因为这样做，不但会增加投资，还会增加管网阻力、增加水泵电耗。
应通过计算热力入口的压差变化幅度，而确定是否安装自力式压差控制阀。据所需控制的压差和厂家的设计选型样板而确定其规格，同时应确保其流量不小于设计所需的最大值。
在热力站出口的总管上，不应安装自力式流量控制阀。当有多个分环路时，为了初调节，各分环路总管上可据水力平衡的要求设置平衡阀。
对于自力式流量控制阀，也必须根据其设计流量、工作压力及阀门允许压降不能超出其允许的压差范围等参数而进行设计选型。
既有供热系统，在进行室温调控和热计量改造时，常会增加阻力，造成水力失调和系统资用压差的不足。当校核其资用压差不足时，则需要提高循环泵的扬程或在热力入口增安加压泵。实践证明，增安加压泵后，确实能解决供热系统资用压差不足的问题。
在既有集中供热系统中，
如果存在着严重的水力失调（经调查，这种现象在我国是非常普遍的），但暂不进行分户热计量改造时，为保证供热质量和节能，要优先在建筑物热力入口处安装平衡阀，以进行平衡调试，这也可为今后进行分户热计量改造工作打下良好的基础。
在这里，还是要再强调一下：对各建筑物热力入口处所安装的调节阀，为达到所要求的资用压差，就必须进行认真的调试（包括初调节和运行调节），不经调试的调节阀没有平衡作用，安装多少也等于没安。
为保证能向各热用户按需供热，首先要求热源或热力站在供暖期的任何时候都能保证对各建筑物的按需供热。
2.4 热源或热力站必须安装供热量自动控制等装置，并进行认真的调控，以保证其各建筑物的按需供热。
实行供热计量后，在运行中的热源或热力站就要根据气候的变化和热用户调节恒温阀对热量需求的变化而自动调节供热量（调节供水温度或流量）来实现各建筑物的按需供热，并实现大温差、小流量的优化运行。
据近年来的试点实践证明，供热能耗浪费并不是主要浪费在严寒期，而是浪费在初寒、末寒期。这主要是由于热源或热力站未据气候变化而调节供热量，造成了能耗的大量浪费。所以，《规程》强制性规定：“热源或热力站必须安装供热量自动控制装置。”热力站主要是安装气候补偿器、电动调节阀等调控装置。因锅炉的影响因素多，所以，气候补偿器一般不直接控制锅炉。对变流量系统的一、二次循环水泵，还应采用调速控制。
供热量自动控制装置，使热源或热力站能够根据室外气候的变化和负荷的变化，结合供热参数的反馈，通过相关设备的执行动作，自动调节供热量（供水温度和流量），实现优化运行和按需供热。
对不同的供热系统，应采用不同的气候补偿系统。对于锅炉直供系统，可采用带有混水器（均压罐）或混水泵、电动三通调节阀的二级泵系统。气候补偿器可通过监测室外温度、代表房间的室温、回水温度，并通过电动三通调节阀控制混水量，以保证供水温度，满足建筑物的按需供热。
对于锅炉间供系统，站内的气候补偿器可通过监测室外温度、二次网的代表房间的室温、回水温度，通过调节换热器一次侧加装的电动三通阀或电动两通阀，
来控制进入换热器一次侧的流量，以保证二次网的供水温度，满足建筑物的按需供热。当换热站多于三处时，为了节电，可采用分布式二级泵系统。
气候补偿器还可通过监测室外温度、代表房间的室温、二网回水温度，通过控制变频调速水泵（水泵的性能曲线宜为陡降型，以利于调速节能）来控制热力站内二网的进出口压差恒定（简易，流量调幅相对较小，节能潜力有限），或控制二网最不利环路末端热力入口压差恒定（流量调幅相对较大，节能效果明显，需每个热入口设压力传感器，投资相对较高）或控制热力站二网回水温度（响应较慢，滞后较长，节能效果相对较差），以满足热用户变流量运行的要求，从而实现为各建筑物的按需供热，并大量节能。但前提是循环水泵的设计选型必须合理。
气候补偿器应在静态水力平衡的基础上应用。当住户室温存在近处过高远处过低的情况下，这时如果依据室外温度或者回水温度的升高而调低了供水温度，那么末端不利户的室温很可能就不会达标了。气候补偿器只有调试好了，才能正常使用，才可节能。
气候补偿器还可以根据热用户的需要实现独立的分时分区调控。对在热力站无法分开的管网系统，只能在热入口通过调节阀分别调节，以便节能。
在电动调节阀的使用过程中，常会出现调节效果不理想，甚至无法进行正常调节、电动调节阀损坏过快等情况，这常是由于设计选型不当所造成的。电动调节阀应经过设计计算而正确选型。当热力站的资用压头过大，调节阀即使在很小的开度下仍然出现超流量、调节性能变的很差，这应当通过采用电动调节阀串联压差控制阀或串联手动调节阀，来提高其阀权度、改善其可调性的措施来加以解决。
对于既有的大型城市集中供热系统，应用微机监控系统，可通过采用同方的“间连热网全网平衡软件”，监测各热力站二次网的供、回水平均温度的变化，及时而又不间断地调节全网各站内热源侧的电动调节阀（进行初调节和运行调节），从而使二网全网始终处在一个动态的水力平衡和热力平衡的工况之中。这种调节属于“均匀性调节”，在按面积收费时应用的很成功。在按热量收费时，则只要在热力站内再安装气候补偿器，将循环水泵改为变频调速水泵。如上所述，通过气候补偿器对变频调速水泵进行的调控，保证末端最不利热用户的压差，来满足各建筑物热用户变流量和按需供热的要求。而当在既有按面积收费又有按热量收费的情况下，则既要对按面积收费的热用户采用均匀性调节，同时也要保证按热量收费热用户有足够的压差。
为了便于调控和节能，根据需要和可能而在混水站或热力站的一次网上应用二级泵的分级水泵调控技术，以便节电。当系统要求定流量运行时，循环水泵宜采用同型号多台泵并联或单台变频；当系统要求变流量运行时，应采用变频调速水泵，必须由同型号的水泵并联运行，并宜同时变频、保持同频运行，而不宜采用“一工一变”并联运行的方式；当系统要求分阶段变流量质调节运行时，循环水泵宜采用大、小泵分别运行的方式。
为了便于调控和节能，根据需要和可能而设无人值守小型热力站或混水站。
为了减少地暖系统长距离输送的高能耗，宜在楼栋热力入口设独立的热交换站或混水站。
对既有集中供热系统的热计量及节能改造，要优先实行水力平衡和在热力站中安装气候补偿、进行优化运行，并在系统调控达标的基础上再进行改造。
热源的按需供热，这是供热计量的必备条件和先决条件。如果热源实现不了向热力站的按需供热，也就没有了实现供热计量的基本条件。
3 结束语
以上概略地谈了谈对集中供热计量系统的调控。由于各集中供热计量系统存在着差异，所以，在实际的调控工程中，会与以上所述不尽相同或者很不相同，应该是各具特色的。我们一定要根据各自系统的实际情况，采用适合自己的调控方式，才能把调控工作做好。
由于集中供热计量系统调控工程，是一个极其复杂的节能系统工程，它在我国是一个正在不断发展、不断改进、不断完善的高新科技工程。要搞好集中供热计量系统的调控，首先必须在思想上要高度重视。在具体的工作中：就必须将调控工作始终贯穿于集中供热计量系统的设计、施工、安装、验收、维护和检修等各个过程之中；就必须将调控工作始终贯穿于热源、热网、热力站和热用户的各部分的调控工作之中；就必须将调控工作始终贯穿于热的生产、输配、散热和耗热等各个环节之中……只有在科学发展观的指导下，在具备高素质人员和科学管理的前提下，在精心维护和不断的学习、实践中，才可能做到全系统的平衡。
对于运行中的水质问题（应有可靠的水质保证措施）和热源按需供热的保证问题上要高度重视，并要做好调控的应急预案工作。否则，很可能会影响集中供热计量系统的正常调控和系统安全、稳定的运行。
上述各种调控装置在供热计量的调控工程中，具有举足轻重的作用。所以，在选用调控装置时，一定要符合其产品标准，并具备产品合格证、使用说明书和技术监督部门出具的性能检测报告，其调节特性等指标应符合产品标准的要求。决不能以次顶好，以假当真；也不能不合理地压价，尽拣便宜的买；在购买产品的同时，切记：一定要通过厂家的服务，尽量掌握其设计选型、调控维护等相关技术。以上所述，有的单位可能经历过，我们一定要吸取他们的经验教训。
上面所述，仅供参考。错误缺点，在所难免。望同行们提出批评、指正。
