采用三通控制阀控制系统实现供热计量热量收费

在集中供热健康发展的同时存在着热费收缴困难和供热计量不准确等问题，这些问题也困扰着供热企业的正常运营。各地供热部分和政府机构也针对收缴热费工作推出一系列行政措施和社会监督机制。

我国北方地区的采暖系统广泛采用单管串联的供热形式，根据分户供热计量收费改造的同时尽量减少管路改动，降低改造费用，同时能够根据用户需求调节供热量，具有安全和方便管理等优点，对单管串联供热分户实行实用可靠的计量系统尤为重要。

一、供热系统改革现状

在供热计量改革的过程中，尽管各地供热部门针对收缴热费工作推出了一系列有效措施，并己经开始进行热网管路等方面的改造，但如果改造为双立管水平系统，则会存在工程量大、成本高、对居室内的破坏较大的问题，虽然解决了热费问题，但没有从根本上解决热计量的问题。

如何进行有效的供热系统改造是一个亟待解决的问题。根据我国北方地区既有建筑的特点，最为广泛的是散热器取暖的供热形式，它具有散热好、热耗小、成本低、安装维修方便等特点，采用散热器采暖的供热系统类型主要有以下几种:

二、双立管水平系统

系统中的双立管分别为供水和回水管，每个用户的全部散热器利用水平管连接。

该系统优点：利于进行分户控制，可利用热量表进行热量计量，而且控制方便。但其改造费用较高，水平管占用室内的空间，不太适用于已经建成的建筑。

三、全双管系统

该系统中的双立管分别为供水和回水管路，分别与每个散热器的进、出水管相连，在散热器的支管上安装调节阀门。

这种系统的优点在于不会因为阀门的开关而产生水力失调，但此系统较为复杂，多利用管道井施工，实际应用的不多。

四、单管串联系统

该系统自上而下利用一根立管与各楼层散热器构成串联形式，它具有结构简单、易于实现、成本低等优点，在城市的供热系统中使用最为广泛。

五、辐射采暖

除利用散热器供暖的形式外，近年来还产生了地热式、辐射式等多种供热形式，由于其具有热舒适性好等特点，已经逐渐得到推广。

从以上比较可以看出，单管串联散热器系统的应用最为普遍，针对该系统的进一步改造和应用是当前急需研究和解决的问题。考虑需要对流过散热器的热媒进行调解，为了不影响立管上其他散热器的热水流量加入跨越管，如图4中虚线所示。当对散热器的热媒流量进行调节时，多余的热水可以通过与散热器并联的跨越管流过。该系统的主要缺点是由于热媒要流经不同的路径，其阻力系数可能发生变化，容易产生水力失调。

六、利用三通控制阀的单管串联系统

针对单管串联系统，可以采用三通控制阀控制系统来实现热量计量，以实现按热量收费的最终目的。三通控制阀的安装位置如图5所示。在每组散热器的入口处安装三通控制阀和跨越管，用来调节进入散热器内热水的流量，进而调整散热器的热量。

该供热分户控制系统如图6所示，该系统由中央数据处理系统、启动装置、三通控制阀等组成，其中启动装置一方面接受中央数据处理系统的信号，另一方面根据中央数据处理系统发出的信号监控三通控制阀的开度，同时实现热量计量的目的。另外，中央数据处理系统还可以提供丰富的接口，可以提供数据采集、数据处理和数据保存等功能。

三通控制阀是该系统的核心部件。为了降低成本和免除用户的自行操作，三通控制阀本身没有动力源和控制结构，其开启和开启量大小的调节依靠人工借助于专用的启动装置分户操作来完成。三通控制阀开启后可实现其阀芯位置的锁定功能，保证在整个供暖期间内阀芯的位置不会受到其它的影响。在供热开始前，三通控制阀处于关闭状态，使得散热器中的积水不能流动，立管中流动的热水经三通控制阀和跨越管流过，不会影响该立管上其它散热器的正常散热。当用户开始供热的时候，将打开三通控制阀，这时热水从散热器中流过，散热器进入正常的工作状况。

三通控制阀开启程度可以根据用户对供热量的需求调整。当三通控制阀部分开启时，随着三通阀开启量的逐渐增大，单位时间内通过散热器的热水流量也将逐渐增大，散热器的温度增高。而对应的从跨越管流过的热水流量将逐渐减少，保证该立管中总的热水流量不变，避免供热系统产生水力失调。

当三通控制阀完全开启时，跨越管段将被完全关闭，立管中的热水全部从散热器中流过。当供暖期结束后，供热系统因为需要放水，管道中的压力急剧下降，管内的压强甚至低于大气压力，这时设置在三通控制阀内的机械式元件将迫使阀芯回转到初始位置，使得三通控制阀处于关闭状态，将没有热水通过散热器。在下一个供暖期供热系统使用时，该三通控制阀元件能够保证阀芯仍处于关闭状态。因此在三通控制阀的设计中考虑到有些用户会自行调整阀门，因此设计有安全装置防止随意开启。

启动装置是控制三通控制阀开启量的专用控制装置，采用便携式结构，根据小区内居民散热器的数量及工作时间的要求可以设置几台启动装置。启动装置中的存储单元分组储存小区内各住户散热器的开启数据，以数字芯片作为核心控制单元。

结论

供热计量收费是供热改革当中的一项重要工作，针对目前已有建筑中最常用的单管串联供热系统，采用三通控制阀来实现供热计量不失为一种好的解决办法，与之配套的控制系统可以起到准确计费、数据采集和安全可靠等优点。通过采用合理的控制方法和装置，可以免除用户对热量准确计量的不利影响。此方法应用于垂直单管系统时，对既有建筑的改造比较小，操作也比较方便，是单管串联系统供热计量改造中一种值得探讨的改造方式。