平衡阀在热网运行中的应用研究

近年来，集中供热事业发展之快，住宅小区及各种商贸区的大力建设，使得供热规模越来越大。现在各小区用户端大都无平衡调节，造成用户水力失调及热力失调的现象越来越明显。在供热系统运行时，近端热用户阻力损失小，接收的流量大，而远端热用户阻力损失大，接收的流量小，近端用户室温髙，远端用户室温低的现象较为严重。往往采用加大换热器和循环水泵流量的方法来缓解矛盾。结果导致工程投资、运行费用、电力消耗、热量损失增加，在热源供热量相同的情况下，供水温度提不上去，回水温度降不下来，热量得不到充分利用等不良的运行。
    在大型的供热管网系统中，只有安装具有调节功能，实现动态平衡的控制元件，才能彻底解决水力及热力失调的现象，确保全系统的供热质量。
    平衡阀是一种特殊功能的阀门，它具有良好的流量特性。利用专用智能仪表，测得的压差信号可直接显示出流经该平衡阀的流量值，只要在各支路及用户入口装上适当规格的平衡阀，进行一次性调试，自动调整水流量，水温高时，通过阀门的流量变小，甚至关闭；水温低时，水流量变大，甚至阀门完全打开。保证供水管路中的热水能够到达远端，充分利用热能，节约能源。平衡阀的作用是为了调节系统内各个分配点的预定流量。可以使供暖系统的总流量得到合理分配。
    1 热计量改造目标
    1.1 分户计量
    供热管理部门能对每户用热情况分户计量，并能集中处理数据，计算和打印每户热费账单。
    1.2 方便管理
    采用“一卡通”预付费管理系统，便于热力公司对居民的用热管理。
    1.3 安全供热
    采用对供热系统阻力影响最小的方案，适应目前老化较严重的管网系统。同时，采用技术手段最大限度地防止计量、控制设备被偷盗及用户盗热。
    2 改造实施方案
    热量按楼计量，热费按住户分摊
    2.1 改造主要设备
    建筑物入口处的设备主要包括：热量表（DN50或DN65）、过滤器各1个、截止阀2个。
    户内设备主要包括：温控型IC卡预付费热分摊通断控制阀（平衡阀），温度控制器各1个。
    热能计控系统软件主要包括：若干个读卡器（取决于费用结算网点的数量）、系统软件1套。
    2.2 计量方案
    在各户的分支支路上安装室温通断控制阀，对用户循环水进行通断控制来实现该户的室温调节。
    同时在各户的房间里放置室温控制器，用于测量室内温度和用户设定温度，并将这两个温度值传输给室温通断控制阀。
    室温通断控制阀根据实测室温与设定值之差，确定在一个控制周期内通断阀的开停比，并按这一开停比控制通断调节阀，以调节送入室内热量，同时记录和统计各户通断控制阀的接通时间，按各户累计接通时间结合供暖面积分摊整栋建筑的热量。热量按楼计量，热费按住户分摊是以每一个楼为计量目标的，作为一栋楼内的一个住户，没有可能去左右整个楼的供热量。因此，这种热计量方式是公司主动地确定流量或改变流量供热系统。
    3 一卡通供热收费管理系统
    采用了“IC卡一卡通”的技术方案，便于收费、管理，很好地把IC卡预付费、节能、有效热分摊统一到一套系统中。
    系统由两大部分组成，第一部分是硬件系统，第二部分是软件系统。
    硬件系统主要包括：温控型IC卡预付费热分摊通断控制阀、室内温度控制器、用户IC卡、收费管理软件、计算机硬件（读卡器、服务器）、楼栋表。在用户预交一定费用的情况下，热力部门给予采暖用户一定期限的使用时间（不超过3200h），根据不同户型，热力公司可给予热费分配系数的建议。在限制的使用时间到期后，需在规定的日期范围内（超过规定日期后阀将自动关闭，终止供热），用户将所用时间采用回读方式将阀内的使用信息读入用户卡内，回到热力公司进行结算（有条件的地方可根据此数据返还用户节能后的热费）并充入新的使用权限。当然，用户也可把数据存储到温控器里面，第二年继续使用。热力部门通过读卡器将用户使用信息读入计算机数据库，管理软件依据楼栋热量表本期的读数和热用户本期累计的小时数，采用加权平均法核算出本期每平方建筑每小时所消耗的热量，并且以此为依据核算每个热用户的耗热量。
    此方案中，考虑到供热企业普遍面临供热收费难的问题，在系统里引入了IC卡预付费技术，有效保障了供热单位与管理部门的基本利益，实现了科学管理和收费的主动权，保障了财务的安全。
    4 热计量改造特点
    4.1 楼栋计量、按户分摊
    符合通断时间面积法的要求，集温度控制、预付费以及热分摊功能为一体。
    4.2 主动反馈、便于管理
    采暖结束后用户通过刷卡，采暖数据转存至IC卡上，并将温控器中存储的数据清零，用户需要主动到费用结算点回读数据进行结算，否则按照最高使用量进行结算。避免入户抄表所带来的种种不便，便于供暖管理、降低人工成本和财务风险。
    4.3 多重加密、防止解密盗热
    本IC卡的内存为1K，且一卡一阀唯一配对，解密成本高昂，能有效抑制不法分子恶意解密盗热。
    4.4 施工简单、成本低
    “一户一循环的水平串联系统”，施工简单、改造工作量小、成本低，对用户居家装修破坏性小。