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　　1我国供热计量技术发展历程

　　从我国供热计量技术发展的重点方向来看，可以将我国近十年的供热计量技术发展划分为3个主要阶段:第1个阶段:2003～2008年，供热计量技术方法研究阶段。这一阶段，在我国政府主管部门的推动下热计量进行了大量的试点研究，从户用热量表为主导到户用热量表与“楼栋计量、按户分摊”全面发展。2003年、2004年，户用热量表法在部分城市进行了大量试点;2003年10月由中国建筑设计研究院和哈尔滨工业大学等单位联合开发的“温度法热计量系统”通过建设部鉴定;2008年4月由北京众力德邦智能机电科技有限公司研发的“流温法热分配系统”通过住房和城乡建设部科技发展促进中心组织的评估;2008年5月由清华大学等单位研究的通断时间面积法热计量产品通过住房和城乡建设部科技发展促进中心科技成果评估。可以说，这一阶段，几种主要的计量方法已经完成初步研究实验。第2个阶段:2009～2012年，供热计量技术内涵挖掘阶段。2009年由中国建筑科学研究院主编的行业标准《供热计量技术规程》(JGJ173-2009)发布实施，将热计量的内涵延展，由“单纯的用户热量计量、分摊”转变为“热源和热力站、楼栋、用户3级热量计量，水电分项计量，调控技术”，楼栋计量、水力平衡等被重点强调，已将热计量提升为系统工程的高度。另外，这一时期，各种计量方法的行业标准也陆续发布。第3个阶段:2013年至今，供热计量技术信息化发展阶段。2013年开始，供热计量信息化发展迈出了重要一步，城市级供热计量管理平台应用开始在各城市升温。与此同时，计量服务商的软件平台建设全面发展。从数据远传到系统诊断、运行建议、故障报警，供热计量技术信息化全面发展。如何充分利用海量计量数据来指导供热系统优化运行(如通过楼栋热量表的日供热量和日平均室外温度评价气候补偿效果，通过换热站热量表和楼栋热量表评价管网的输送效率等)是供热计量技术信息化时代的重要课题。

　　2我国供热计量技术应用现状

　　2.1计量产品研发

　　国产热量表在厂家规模和性能参数上有了较快发展。我国自主研制热量表工作始于20世纪90年代，比欧洲晚了约20年。从1997年热量表研发工作在国内科研院所开始，到2000年城镇建设标准《热量表》(CJ128-2000)的发布实施，再到2011年热量表“国家监督抽查”，经过近20年的发展，我国热量表经历了从0厂家到300厂家、机械式为主到超声波式为主的跨越发展。经过大量的实验研究工作，国产热量表的可靠性已有了较大提高，其显示参数上也随着各地要求的提高而不断扩充，如北京要求热量表存储数据至少应包含日期、累计热量、累计流量、瞬时热量、瞬时流量等值。目前，绝大多数国内企业都已经在研发、生产超声波热量表，研发重点多在流量计的基表机械结构(包括反射器和测量管段)设计，少量涉及传感器输出信号处理。值得一提的是，影响热量表精度和可靠性的重要部件之一换能器显然被明显忽视了，目前国产热量表的换能器主要依赖进口。另外，基于几年的应用实践，关于热量表网络自动校时、表外仪器校验、积分仪和流量计的防水等性能也在研发完善中。制约热分配表发展的重要因素人为干扰的影响研究有了新的进展。热分配表由于价格低廉、安装方面在欧洲受到推崇，而在我国由于应用环境多样且复杂，受人为干扰影响较大而应用受到一定限制。近几年，由于人们发现户用热量表应用中受到实际水质、施工质量的影响也出现了一些问题，热分配表又迎来了新机遇。在技术方面，近些年关于热分配表的人为干扰误差影响是关注的焦点之一。一方面，国内学者研究表明，人们原本认为会对热分配表有较大影响的人为干扰因素的实际影响并没有想象中那么高。另一方面，国外不少热分配表的误差影响因素(如聚热、外部热量或人为操纵)识别和修正功能有了新的提高，如某些品牌热分配表会设定室内温度的范围，一旦越过范围边界，将统一按照某一室内温度进行热量计算。众所周知，温控阀*突出的2大问题是堵塞和安装。我国2007年发布实施的建筑工业行业标准《散热器恒温控制阀》(JG/T195-2007)要求，温控阀应具有在线带水带压清洗阀芯或更换阀芯的功能。这一要求，推动了大批行业厂家加快研发具有更易清洗功能的温控阀。在安装方面，为适应新型散热器及一些安装位置受限的场合应用，不少温控阀厂家研发了多种角度的阀体，如常规直通型温控阀阀体是温控阀进水与出水角度为180°，而角型温控阀阀体可满足温控阀进水与出水角度为90°，立体温控阀阀体可满足温控阀进水、出水及阀芯各成90°夹角，类似于X、Y、Z坐标。值得一提的是，尽管产品可靠性上还有待提升，但是不少产品在人性化和智能化方向上的确有了快速发展，如图1～3所示。

　　2.2计量技术研究

　　从国家“九五”科技技术实施阶段了解国外计量技术、“十五”阶段研究供热计量的公平性(计量热量/热费是否修正、如何解决邻室传热)、“十一五”阶段挖掘热计量技术的节能调控内涵，我国供热计量技术在计量技术路线、计量调控技术等方面有了一定研究。相关研究概述如下:1)研究供热系统形式，普遍认为新建建筑宜采用水平按户分环双管系统、既有建筑单管供暖系统宜改造为单管跨越式系统的供热系统形式;2)散热器温控阀调节的实验测试研究表明，由于建筑巨大的热惯性，“人走停暖”的调节方式节能效果并不如人们想象得那么显著。应纠正对供暖系统过度进行“行为节能”的片面宣传。温控阀的效果在于挖掘自由热节能潜力，通过人为或自动控制室温，在提高室内舒适度的同时，防止过热节省能源;3)计量是一个系统工程，用户行为节能的实现与供热系统调控运行水平有密切关系;4)热量的正确计量不等于热费的正确收取，邻室传热、空房率、供暖不利用户、公共面积供暖等都会影响用户消耗的热量;5)供热计量价格的合理制定，普遍认为当前这一阶段的供热计量主要以引导一定比例用户行为节能为原则，根据城市住宅和公建的年平均供暖能耗以及当地的能源结构和价格制定;6)计量信息化数据的挖掘对于实现从点到区甚至城的节能具有重要意义(如通过实时上传的室内温度结合其他参数可评价建筑保温水平、水力平衡效果、供热系统动态调节等)，某些地方已经将信息化数据的收集列入管理规定中，如北京市的技术措施规定每两小时实际测量部不少于6次的室温，并取平均值记录上传[13]。技术研究推动标准制定。目前我国已经发布的供热计量相关技术产品标准包括:《供热计量技术规程》(JGJ173-2009)、《通断时间面积法热计量装置技术条件》(JG/T379-2012)、《流量温度法热分配装置技术条件》(JG/T332-2011)、《热量表》(CJ128-2007)、《电子式热分配表》(CJ/T260-2007)、《蒸发式热分配表》(CJ/T271-2007)、《温度法热计量分摊装置》(JG/T362-2012)、《热量表检定装置》(CJ/T357-2010)、《散热器恒温控制阀》(GB/T29414-2012)等标准。除此之外，不少地方也根据当地实际情况，制定了供热计量相关的地方标准。

　　2.3技术产品检测

　　计量产品的检测在我国仍是难题。国内计量产品的检测一般分为出厂检验、安装调试验收、国检抽查几个环节。目前，我国已发布国家计量检定规程《热能表检定规程》(JJG225)、《标准表法流量标准装置》(JJG643)以及城镇建设标准《热量表检定装置》(CJ/T357)等几本有关热量表检定的标准规范。近几年，我国对热量表的显示参数、强度和密封性、准确度、压力损失、重复性、安全要求、运输及电气环境等项目进行检验，国家质量监督检验检疫总局产品质量监督司每年发布热量表产品质量国家监督抽查结果，2011年热量表国检不合格率为10.9%，2012年不合格率为2.5%。尽管不合格率逐年降低，但是我国热量表的检定仍然存在大口径热量表检定困难、检定周期长等问题。目前，对于其他计量方法的集成装置尚没有国检标准和机制，不过部分相关科研机构已具有一定的检测能力。

　　2.4计量技术应用

　　计量方法应用呈现地域性。尽管各种供热计量方法都是各有千秋，但实际调研工作发现:在各地的供热计量技术方法选择上，不少地方呈现出了地域性特征，如户用热表法在山东、天津应用较多，河北和北京以通断时间面积法为主等。热源电耗分项和水耗计量工作严重滞后。从2008年的0.5亿m2到2012年8.05亿m2，计量供热收费面积快速增加，但是在实际工程中，热源计量的比例并不高，热源电耗的分项计量和水耗的计量也几乎没有，这些都影响了总能耗的统计以及节能潜力的挖掘。楼栋热量表的应用主要在防水和远传通讯方面存在问题。一些企业注重了积算仪防水而忽略了流量计防水，还有的企业积算仪罩上了防水罩后不能按键操作。由此可见，热量表的防水问题需要两个途径一起解决，一方面提高产品自身防水等级，同时需要依靠室外管井防水处理。另外，由于一些热表没有设定定期存储功能，导致通讯中断后部分数据丢失，再者没有网络自动对时功能导致热表显示数据与实际时间不匹配，这些都造成了数据失真，也给相关分析工作带来了困难。温控器的应用受到了供热企业的欢迎，为供热企业掌握用户室内温度、系统运行状况提供了重要支撑，但是部分工程由于实际安装时选定位置不合理(比如外门正上方)导致数据失真。行业对水力平衡阀产品的认识还存在差距。近两年，水力平衡阀在供热计量工程中得到了普遍应用，但仍有少量工程安装自力式流量控制阀或自力式压差控制阀用以替代水力平衡阀。遗憾的是，不少项目都没有组织好水力平衡调试，有的不配合厂家调试，有的只在系统堵塞或排气未尽阶段调试，还有的认为平衡阀增加阻力导致堵塞而自行拆卸，以上种种表明，行业对水力平衡阀产品的认识还存在差距，水力平衡阀的应用效果还有不小的提升空间。

　　2.5计量节能技术应用

　　国内研究机构组织有关单位开展供热计量项目应用节能技术调研。总计调研2008～2012年实施计量的274个项目，地域涵盖北京市、天津市、河北省等在内的13个省(直辖市、自治区);计量方法涵盖户用热量表法、通断时间面积法、热分配计法、流温法、温度法在内的共计5种方法;计量范围涵盖锅炉房级、换热站级、小区级、楼栋级等各级计量项目。调研分析显示，绝大多数调研项目同步进行了2项及以上节能措施改造，主要为围护结构保温、水力平衡调节、供热运行调节、水泵变频、提高运行管理水平等5项内容，各单项内容的应用比例详见图4。从图4可以看出，水力平衡技术是计量改造中的重点，也是行业标准《供热计量技术规程》(JGJ173-2009)的强制要求，目前实施的比例相对较高，但也并非全部热计量项目都依据规程进行了水力平衡调试。围护结构保温也是支撑热计量取得效果的重要措施之一，但目前实施效果并不理想。供热运行调节、水泵变频、提高运行管理水平这几项措施只有部分项目采用了。在另一项调研中，气候补偿装置安装率才不到17%，即使是安装了气候补偿装置的项目，大多也并没有真正自动运行。值得注意的是，提供本次调研项目的技术集成商属于行业内相对水平较高的企业，分析出的节能技术应用比例要比行业平均水平略高一些。也就是说，行业实际的节能措施应用比例并不理想。

　　3当前存在问题

　　3.1产品质量问题

　　产品质量问题是制约我国供热计量发展的*明显问题之一。国外热量表质量相对稍好一些，但目前大量应用的热计量产品装置质量良莠不齐，在计量精度、数据远传、可靠性方面仍有待提高，尤其是部分产品一旦脱离了实验室环境，性能衰减很快，例如换能器表面结垢或锈斑影响其精度，即使安装前强检合格，但使用一两年后计量**度也将明显下降[14]。目前只有某一口径范围内的热量表有国家强检，大量装置和产品没有统一的检定方法和检定机制，应加大这方面的投入，完善产品质量监督机制。

　　3.2系统问题

　　供热系统本身问题是制约我国供热计量发展的*重要问题之一。国内供热系统水质较差、易结垢，恒温阀常堵塞;部分城市供热管网设备陈旧、老化，用户室内平均温度低，计量供热用户行为节能可能性不大;特别是供热管网水力平衡严重失调，甚至高达30%左右[15]，而某市2012年供暖季改造项目中，只有30%的项目进行了水力平衡调试;气候补偿技术是按需供热动态调节的重要技术，在一项调查中，气候补偿装置安装率才不到17%，即使安装了运行效果也不好。供热计量是一个系统工程，在供热系统仍然存在大量问题的前提下，供热计量的节能效果很难挖掘。

　　3.3围护结构保温问题

　　围护结构身问题也是制约我国供热计量发展的*重要问题之一。尽管《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ26-2010)和《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)都对建筑围护结构保温提出了要求，但是实际测试工程发现，不少新建建筑和既有建筑改造工程围护结构保温水平仍然堪忧，笔者调研的一个2005年后新建住宅项目甚至根本没有保温。良好的围护结构保温效果是供热计量节能的重要支撑，围护结构保温问题应引起足够的重视。

　　3.4计量技术应用的细节工作被明显忽视

　　技术应用的细节问题是制约我国供热计量发展的*易被忽视的重要功能问题之一。细节工作重点体现在两方面:一是技术产品本身的细节问题，如有些计量表箱里面板上显示大量参数，但是用户很难看清看懂，而有些表箱直接刷卡语音播报，得到了不少用户尤其是老年用户的肯定;二是施工和运行过程中的细节问题，这方面的案例数不胜数，以至于供回水管道接反、水力平衡阀始终全开、变频水泵调到手动挡、温控阀需要拆卸清洗、楼道表箱被物业停电等等问题频频出现。施工质量、宣传教育、物业协调等大量细节工作都对计量效果具有重要影响，计量供热技术应用的良好效果需要做好大量细节工程。

　　3.5待研究问题

　　供热计量技术装置的可靠性。不同的计量方法可能有不同的结果，即使同一种方法也可能有不同的计量结果。这些问题都反映出我们供热计量技术装置的可靠性上仍然有大量工作待研究和开展。供热计量的投入产出关系。欧盟2006/32/EC和2012/27/EU指令，在要求安装计量装置时，都强调“技术可行、经济合理”，即使目前对供热计量持怀疑态度的英国也进行了大量基础研究;而我国尚缺乏这方面的全面研究资料，从而导致一些供热企业对计量的经济性缺乏信心。供热计量价格制定。笔者曾对46个城市的计量热价做过分析，发现其中将近70%的城市热价制定依据的城市耗热量指标不合理。计量价格是供热企业和用户利益调整的重要杠杆，也是推动供热计量工作的关键问题之一，应继续加大研究力度。

　　4未来发展趋势

　　计量技术方法、装置产品更可靠。计量技术方法、装置产品的可靠性一直是人们关注的焦点，也必将是未来一段时间内的发展趋势。计量检测技术更全面、实用。随着我国供热计量收费面积的快速增加，计量表的快速检测以及检测范围的拓宽是计量发展的必然要求。计量技术应用质量提升。计量供热是一个系统工程，其节能效果的体现除涵盖居民的行为节能外，也要以供热系统的优化运行、管网水力平衡、气候补偿等基本措施为支撑。计量供热同时也是一个细节工程，施工质量、宣传教育、物业协调等大量细节工作都对计量效果具有重要影响。未来，计量技术应用质量提升也将是国家和行业发展的重点之一。动态调控技术发展。按需供热和节能到源是供热计量对调控技术的重要要求。用户主动调节室温、温控装置动态调节系统循环水量、气候补偿装置自动调节供水温度、变频水泵自动调节循环水量等供热计量工作要求整个供热系统的调控必然是动态的，这也是未来发展方向之一。信息化及海量数据挖掘。信息化是目前各个计量厂家的一个主推方向，信息化的应用使得供热企业甚至城市供热管理部门可以从大量监控的计量数据中分析水力平衡效果、气候补偿效果、系统运行故障问题等内容成为可能性，这方面的研究工作目前仍在起步阶段，但是发展动力很足，未来一段时间将会得到较快发展。

　　5结论

　　近十年，我国供热计量技术发展较快，标准规范逐步完善、计量技术方法经过大量实践检验、计量装置产品可靠性有了一定提升、计量收费面积有了一定增加。尽管供热计量发展较快，但是计量方法的可靠性和一致性、计量产品质量、供热系统节能技术措施、供热系统运行管理水平、用户行为节能意识等方面仍有相当的提升空间，需要各方面不断努力，共同推动供热计量技术应用效果的提高。

　　作者：徐伟 袁闪闪 单位：中国建筑科学研究院 建筑环境与节能研究院

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