摘要:一种新型的具备阀控功能的电磁式户用热量表——平衡热量表,历经现场考验,将进入规模化应用。这种以节能为目标的户用热量表,采用电磁测量原理,具有可靠性高、寿命长、适用恶劣水质的特点,内置控制阀提供平衡和温控等节能功能,能有效提升房间取暖舒适度,降低能源消耗和工程造价,提升供热企业的智能化管控能力,促进供热计量的进步。

引言

20086月,住建部制定发布的《民用建筑供热计量办法》,其“总则第六条”规定:“新建建筑和进行节能改造的既有建筑必须按照规定安装供热计量装置、室内温度调控装置和供热系统调控装置,实行按用热量收费的制度。”首次将计量、温控、平衡三项功能确定为供热计量装置的基本技术要求。

如果我们的热量表企业跳出传统热量表结构的框框,从系统上考虑,把计量功能和控制管理功能组合起来设计制造一套仪表装置,可能是即科学合理,又利于被供热公司采纳。”中国科学院物理研究所研究员、住建部专家委员会委员王树铎的一席话,不仅代表着行业专家的观点,也代表着供热企业的期望。

201311月,住建部在北方采暖地区供热计量改革工作会议上指出,将赋予供热企业自主供热计量温控装置采购权和取消各地出台的热量表企业准入门槛制度。国务院在2014年节能减排工作情况的报告中指出:新建建筑百分之百安装计量装置、百分之百按热计量收费。

在此背景下,推广应用新型的平衡热量表,将有力推进供热计量的技术进步,促进供热企业的转型升级,为实现供热节能的远期目标奠定基础。

供热计量系统的现状

供热计量系统采用热量表,其初衷是通过热计量收费来引导用户行为节能,然而,恶劣的供热水质导致热量表极易损坏,预期的行为节能不尽如人意。十年的现场实践证明,无论早期的机械式热量表,还是现今的超声波热量表,均无法适应恶劣的供热水质。热量表必须提高抗污染能力,才能满足现场环境的使用要求。在此情况下,一直束之高阁的电磁式热量表,再次进入人们的视野,但高成本、大功耗困扰着电磁式户用热量表的推广应用。

大量的实践也让人们认识到,单一的计量和温控不能满足供热计量系统的要求,但同时实施计量和温控,采用部件多、施工复杂、性价比太低而缺乏商用价值。如何构造一个满足供热计量系统的要求,同时成本低廉、施工便捷的热网仪控装置,一直困扰着行业人士。

以节能为目标、面向供热企业的平衡热量表

云谷科技长期致力于工业仪表和供热系统的研究,经过多年的探索,终于解决了电磁式热量表的高成本和大功耗问题,以供热节能为目标,推出了世界上第一台具备阀控功能的电磁式户用热量表——平衡热量表。

平衡热量表是一种集计量、温控、平衡于一体的电磁式户用热量表,技术上突破了传统电磁式热量表的结构体系,采用“测量和控制一体化”专利技术,将计量和控制功能有机的结合在一台表中,充分发挥了两者的优势,同时避免单一系统的缺陷。平衡热量表是一台使用成本低、功能强大的新型热量表,代表着热量表的发展方向,它具有如下特点:

l  采用电磁测量原理,适应恶劣的供热水质;

l  可靠性高,寿命满足供热计量系统要求;

l  能量控制技术,达到房间温度可调节;

l  电子平衡技术,代替传统的机械式平衡阀;

l  无需前置过滤器,管道压损可以忽略;

l  结构简单、施工便捷、使用成本低。

平衡热量表的原理和节能技术

众所周知的原因,机械式热量表在恶劣的供热水质下几乎无法使用,而超声波热量表长期运行后极易出现无信号的故障。电磁式热量表虽然一直以来被人们认为具有极好的环境适应性,完全满足供热水质的要求,但高昂的成本和较大的功耗,阻碍了电磁式热量表在户用热量表中应用。

平衡热量表使用一直被人们认为“昂贵”的电磁原理测量流体的流速具有精度高、环境适应性好、流阻小、寿命长等特点。根据供热水质的特点,平衡热量表对电磁式流量计传统结构做了重大革新,通过控制阀和流量传感器一体化结构,以及新型复合材料,简化了电磁式流量传感器的构造结构和制造工艺,使得电磁式户用热量表不再“昂贵”。

由于控制阀和流量传感器采用完全的一体化结构,而不是简单的组合,产品整体尺寸甚至小于普通热量表,并且技术指标上完全遵循CJ128-2007《热量表》行业标准,这使得平衡热量表在功能、性能和安装尺寸上完全兼容普通热量表,有利于工程实施和替换。

平衡热量表本体设计遵循节能的原则,内置控制阀采用高可靠低扭矩低功耗阀门结构,测量单元优化了磁路和信号设计,采用闭合磁路和低噪声前置电路降低了励磁功耗,大大降低了电磁式热量表的整机功耗。平衡热量表采用24V直流供电,整机平均功耗低于0.1瓦,每年耗电量低于1度。

平衡热量表提供能量控制和温度控制两种节能控制模式,并采取小流量大温差控制策略,从而大幅度降低管网流量,解决远端管网供热不足的问题,同时解决普通热量表小温差时无法准确测量热流量的问题。从现场应用分析,平衡热量表的热计量准确度高于普通热量表,是真正能满足热计量准确度的热量表。

平衡热量表以节能为目标,功能上集计量、温控、平衡于一体,是一台功能全面、高技术含量的户用热量表,但却是工程化最简单的热量表。平衡热量表兼容普通热量表的安装,无需安装电子温控阀、机械式平衡阀、前置过滤器,大大简化了供热计量系统的结构,有利于供热企业降低成本,减少维护工作量,提升管控水平,同时降低能源消耗,促进供热企业的转型升级。

以平衡热量表为核心,构建热网管控和节能系统

基于平衡热量表的热网节能系统——智能热网系统,由分户计量平衡系统、换热站平衡控制系统、智能热网管理系统等三个子系统构成,分别实现室温控制和能源计量、换热站无人值守和优化平衡、管网平衡和优化等功能。

分户计量平衡系统是热网系统的二次网控制部分,由平衡热量表、集抄器、热量表集抄管理软件等部件组成。平衡热量表安装于入户端,由有线Enbus通讯网络和集抄器保持通讯,实现温度、流量、热量、阀门开关等信息的交互。热量表集抄管理软件运行于监控中心的数据服务器中,通过3G无线通讯网络和集抄器保持远程数据通讯。

换热站平衡控制系统是热网系统的一次网控制部分,用于换热站的全自动运行。由换热站RTU、换热站监控软件等部件组成,控制器收集管网温度、压力、流量等运行参数,并控制水泵运行,配合分户计量平衡系统和智能热网管理系统,完成整网的优化运行。换热站通过3G网络和监控中心数据服务器保持数据通讯。

智能热网管理系统是热网系统的能量优化和管控部分,由智能热网WEB管理、气候补偿、负荷预测等软件组成,运行于监控中心数据服务器,并且通过3G通讯网络和集抄器、换热站RTU保持数据通讯。系统具有节能算法和优化算法,可以在分户计量平衡系统和换热站平衡控制系统的基础上,通过提升热源效率、换热站站间平衡,进一步提升系统的运行效率,降低系统能耗。

热网节能和管控的收益

供热企业能源消耗占其成本70%以上,是企业经营的主要成本,能源消耗不仅包含煤炭,也包含水、电等间接能耗。平衡热量表的应用将为供热企业带来四大益处。

首先是实现了供热技术的进步。平衡热量表的使用不仅实现了对用户的用热量计量,还实现了供热系统二次网户用供热量的自动调节和变流量运行,更好满足了热用户的需求。同时,该方案在成本方面具有显著优势,总体成本上与安装单纯热量表相比没有明显提高。

其次是减少了能耗,降低了供热企业的运行成本。无论是采用何种收费方式,在实现了室温和户用供热量的自动控制之后,将解决供热的水平和垂直失调,解决房间温度过冷过热问题,减少了热量的浪费,大幅降低供热企业的能源消耗。

再次是能节省供热容量,给供热企业带来“容量收益”。平衡热量表实现了二次网户用热量和水力的调节和平衡,实现小流量大温差控制,大幅度降低水泵负荷。在达到用户满意的供热质量的前提下,相同的供热管网可覆盖更大的范围以供应更多的小区和住户。或者从另外一个角度来讲,与以往相比,用以覆盖相同供热区域的管网建设费用将被大大降低,而此类管网基础建设费用在热力公司开支中占相当比例。

最后是能实现精细化管理,提高企业运营管理水平,从而提高集中供热的竞争力,扩大市场份额。云谷科技提供的基于平衡热量表的全新供热节能综合解决方案——智能热网系统,不仅实现计算机集中抄表读取各住户用热量数据,同时还能实现能量控制、室温控制、欠费停止供热、住户失水自动关阀、故障诊断和报警、运行数据分析和实时数据监控等功能,使供热管理更智能、更方便、也更人性化,提高了管理效率和水平。

系统综合节能效果显著,有望节省煤炭资源30%,节省设备投资30%,节省人工成本50%,节省电费50%,节省水费80%

平衡热量表的应用前景

2012年第一台平衡热量表样机诞生,至今已经过了大量的现场验证,通过现场应用数据的统计和分析,可以确定电磁测量原理完全适用于供热系统恶劣的供热水质,能解决困扰供热计量行业多年的热量表耐久性问题,满足供热企业的热计量要求。同时,平衡热量表所采用的一体化结构技术,彻底解决了电磁原理功耗大、成本高的问题,为平衡热量表走向市场铺平了道路。

平衡热量表的面世,将构建新型、稳定、可靠的供热计量系统,配合合理的热计量收费规则,将促使供热计量走向成功。同时,供热企业构建基于平衡热量表的智能热网系统,不仅顺应了热计量的发展趋势,而且降低了能耗、提升了运营效率,促进供热企业的转型升级。

基于平衡热量表的智能热网系统,将成为符合中国国情、技术领先、具备市场化运作能力的供热节能运行方案。

平衡热量表 ——计量温控平衡三位一体
平衡热量表 ——开创供热计量新纪元

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新型电磁式热量表——平衡热量表,在供热计量中的应用和分析

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