温控采暖计费阀应用方案

一、项目概况及用户需求
      *****项目位于***市***路***号，设计为市政集中供热，户内采用地板辐射采暖系统，由建设单位前期统一施工。经过公司专业技术人员认证，本项目在建筑入口设置超声波热量表用于与供热单位进行贸易结算，每户采用我公司专利产品CHN温控采暖计费阀实现集中供热的分户计量、按量收费。
二、供热计量收费背景
      供热计量是以集中供热或区域供热为前提，以适应用户热舒适需求、增强用户节能意识、保障供热单位和用户双方利益为目的，通过一定的供热调控技术、计量手段和收费政策，实现按需使用、按量收费。简单地说，供热计量就是按用热量的多少收取采暖费，就是用多少热、交多少费。
      按面积收费的用户，不管用多少热都要交纳全额费用，用户购买的是规定的室内温度，热了只能开窗户，这样既浪费能源，又不舒适。供热计量可改变传统供热形式和理念，用户购买的是热量，可根据需求自行调节室内温度。这样不仅可以提高舒适度，也可以少用热，节省热费。但长期的福利供热，导致适用于供热计量的应用理论、节能观、公平观等欠缺乃至是空白，却又被忽略甚至是漠视。初期实践中直接套用、效仿用水、用电等的计量收费理论、技术、方法，单一推行户用热量表法分户计量，使供热收费改革陷入误区。供热计量改革二十年的时间，国家采取措施，对实行集中供热的建筑分步骤实行供热分户计量、按照用热量收费的制度，设计的户用热量表法及与其对应的二部制收费，目的是要“分户计量，按量收费”，但是，实际运作起来，不仅计量的用“热量”决定不了收费，就连“面积、计量”两个参数也决定不了收费，还要再进行楼层、朝向等各种繁杂模糊的修正调整才能决定收费。实际上目前已经全国已安装的90个亿的“智能装置”，无论是试点企业在用的还是“无奈沉睡”的都是摆设；90多亿元的“学费”，计量收费试点企业“亏损严重”的现实和户用热量表法收费遇尴尬的局面，代价已经不能算小。
      要达到供热节能的目的，热计量节能改造的分户热计量装置必须具备“可调、可控、可量化、可防冻、可清洁、可查询、可显示”等七项基本功能。
      1) 可调:可按需选用热量调节技术，实现用户末端变流量供热，消除供热系统垂直失调，满足室温舒适要求。
      2) 可控:可按需本地/远程控制及恒定热用户室内温度控制及欠费禁用；
      3) 可量化:可本地/远程对楼栋贸易结算表计量的热量值进行费用分摊，实现分户计量，按量收费；
      4) 可防冻:可在供暖期按需保持最小的流量，使供热管网保持循环状态，防止管网被冻；
      5) 可清洁:可定期清洁维护，防止水锈、水垢，确保控制器在使用期内正常工作；
      6) 可查询:可本地/远程查询日、周、月、季用热户的采暖温度、采暖热量、采暖费用等；
      7) 可显示:可显示热量、用热时间、室内温度、阀门状态等。
三、供热计量收费的本质
      供热计量改革的目标以及实现的核心理念是“节能”，供热改革的基本目标是使热转变为商品，从而在热供应者和热消费者之间建立明确的商品市场的关系；供热改革的重要的政策目标是通过合理的计量数值、热价和收费方式达到供热“节能”的目的。对于热用户而言，当热被根据该用户的热耗进行单独的计量、控制和计费时，节能很大程度上取决于用户的行为和消费习惯。
      根据《供热计量技术规程》JGJ173-2009的规定，目前国内供热计量方式有户用热量表法、热分配法、流量温度法、通断时间面积法等4种方法。这4种方法各自有其特点、适用条件和优缺点，选择时应从技术可行、经济合理、维护简便、用户接受程度等方面综合考虑。采用的计量方式不同，热价制定和收费模式也应有所考量。
      《中华人民共和国节约能源法》第三十八条规定：“国家采取措施，对实行集中供热的建筑分步骤实行供热分户计量、按照用热量收费的制度。新建建筑或者对既有建筑进行节能改造，应当按照规定安装用热计量装置”。我国的下一个五年计划中提高居住建筑的能效和进行供热改革仍然是重要的政策目标。供热计量和基于热量收费是达到上述两个目标的主要手段。我们研究和推广应用供热分户计量技术的核心理念应该是：供热计量改革是落实建筑节能任务的重点，是最直接、最有效的措施；而计量收费的技术手段必须服务于“节能”的战略目标，才是正确的方向。
      如户用热量表法是专家们认为最准确的计量方法，但“按量收费”时却又面临有效性、楼层、朝向等不合理因素有困扰，于是又加上各种人为修正，追求“准确”地计量加以模糊的修正调整，推崇的“准确”形成悖论，也让 “准确计量”的失去了意义和作用。这里我们重点介绍基于“通断时间面积法”的温控采暖计费阀，对热分配法、流量温度法日应用要点及优劣就不再赘述。
四、通断时间面积法简介
      通断时间面积法是以每户的供暖系统通水时间为依据，分摊建筑的总供热量的供热计量收费方法。通断时间面积法是由“面积、通断时间”两个量决定的。原理是由“设定的温度”决定“通断的时间”，通断时间决定了“耗热量”。但通断时间面积法计量的“耗热量”是一种采暖“名义耗热量”的分摊算法，之所以称其为"名义耗热量"，是因为基于楼栋热计量值和通断时间面积法计算出的热用户分摊热量，不代表该热用户的采暖实际耗热量，而是从"采暖需求相同、缴纳热费应相同"的热计量收费策略上该热用户应缴费的“耗热量”，该分摊“耗热量”与户用热量表测量的热量数值不同，其物理意义与户用热量表测量的耗热量是同一标准下的比例关系。
      通断时间面积法的具体做法是，对于“接户分环”的水平式供暖系统，建筑供热管网的总入口处设置热量表，作为贸易结算点，在各户的入户支路上安装时间通断阀，同时在户内的代表位置安装室温控制器。室温控制器根据用户设定温度和测量的室内温度确定时间通断阀的开启或关闭，通过控制循环水的通断时间来实现室内温度调节，同时记录和统计时间通断控制阀的接通时间，按照所有用户的累计开启时间结合供暖面积分摊整栋建筑的热量。
五、项目配置表及报价

六、CHN温控采暖计费阀工作原理 
      CHN温控采暖计费阀的基本原理就是通断时间面积法。即以每户的供暖系统“有效”通水时间为依据，分摊建筑的总供热量。其具体做法是：对于按户分环的水平式供暖系统，在楼栋入口安装一块楼栋热量表，计量楼栋总供热量，在各户的分支支路上安装CHN温控采暖计费阀，对该用户的循环热水进行通断控制来实现该户的室温调节。同时在各户的代表房间（一般为客厅）里设置室温控制器，用于用户开关控制、设定温度和测量室内温度，根据这两个温度值计算可停比，确定开关指令并传输给时间通断阀。时间通断阀根据开关指令控制通断，以开启时间调节送入室内热量，同时记录和统计各户供水温度达到“有效”要求的开启时间，按照各户的“有效”累计开启时间结合供暖面积分摊整栋建筑的热量及热费。

      基于时间面积法的CHN温控采暖计费阀为用户行为节能与热量分摊计量提供了一种先进、实用的技术手段，其“有效”通水时间的提出为我国供热改革提供了一个与目前国内已有方法都不相同的新方案，在供热计量技术路线选择上有突破性的进展，一方面确保了“热”作为商品的适用性，另一方面又可促使供热单位提高供热效率，可以很好地满足中国热计量改革的技术要求。

七、CHN温控采暖计费阀组成
      CHN温控采暖计费阀由时间通断阀和室温控制器两部分组成，时间通断阀含阀体和执行机构，阀体为HPb57-3铅黄铜锻造，工作压力≤1.0MPa，水温(2～94)℃,阀芯采用丁腈胶密封,截止压力0.2MPa,温度传感器精度±0.5℃。执行器采用磁滞电动开关，内设阀门开度检测、供水温度检测、有效开启计时、开关控制、通讯接口等模块。

      CHN温控采暖计费阀是基于接通时间分摊法原理而开发的产品，它由时间通断阀和室温控制器两部分组成，符合行业标准《通断时间面积法热计量装置技术条件》（JG/T379-2012）要求。
      室温调节和热量分摊由同一设备完成，兼备温度控制与分摊热量功能，耗热量分摊与住户在楼内的位置无关，不必进行住户位置修正，系统各设备之间全部采用通讯联接（有线/无线），用户操作方便，热力公司或供热单位抄表方便管理系统可进行耗热量分摊及热费计算，并具有能耗统计、分析功能、室温控制准确度好，新建建筑及既有建筑改造都可以应用。
      事实证明，CHN温控采暖计费阀计量收费更科学、更合理、更公平，符合供热采暖的自然规律与客观实际，提高了供热采暖耗能、节能、排放数据的真实性和可靠性。更“真实、科学、精细”地反映出住宅、办公、商业等各类不同建筑的耗能实际，是保证交易公平的重要举措，使收费有了更科学地的规矩作依据，减少了人为因素对收费的影响，为把按人为制定的法规收费变为按科学、规范的公式收费奠定了基础，为供暖市场化、商品化奠定了理论与实践基础。可实现采暖舒适、公平、节能，适应了适应供暖市场化、采暖用热商品化的当前需要。
      CHN温控采暖计费阀具有三个突出优点：一是继承和延伸的按面积收费的历史传承；二是成本低，投入少；三是便于控制收费管理；这才是满足供热公司需要和受到欢迎的原因。
八、与户用热量表法的比较
      通断时间面积法是一种“采暖名义耗热量”的分摊算法，之所以称其为“名义耗热量”，是因为基于楼栋热计量和通断时间面积法计算出的热用户分摊热量，不代表该热用户的采暖实际耗热量，而是从“同享受、同热费”的热计量收费策略上来说的该热用户应缴费的热量，该分摊热量与户用热量表测量热量的数值不同，其物理意义相当于当量热量值。
      通断时间面积法与户用热量表法的理论基础不同，户用热量表的理论基础是对热用户按耗热量收费。也就是“同热量、同热费”。这种看似准确的计量，却与合理收费产生悖论（追求精度的户用热量表读出的数据，实践中又不得不采用模糊的位置修正系数加以平衡）。
      “通断时间面积法”的理论基础是对用户按供热需求收费：用户的室内采暖温度代表的是用户的采暖需求，而基于楼栋热计量的“通断时间面积法”实质结果是：采暖热舒适度相同的用户热费相同，不需修正，公平合理。因此，CHN温控采暖计费阀将完全取代户用热量表为供热单位大力推广，并具有以下优势较：
      1、节能方式。热量表只是计量工具，不具备用户端节能操作功能，需要和散热器温控阀配合使用，才能产生节能效果。CHN温控采暖计费阀自身带有用户开关，用户完全可以根据自己的需要通过开启、关闭或按温度自动控制，实现选择性消费，达到节能效果。
      2、管理功能。热量表只显示计量结果，不具备收费和限制使用功能。CHN温控采暖计费阀可采用的是预付费方式，用户只有购买了相应地使用权限才能进行采暖和控制操作。当用户购买的使用权限消费为0时，将自动关闭阀门，实现了收费和消费权限的管理。
      3、对供热系统的适应性。热量表对采暖水质有苛刻要求，特别是水系统中的杂质易造成在流量计腔体内的淤积是热量表无法工作。CHN温控采暖计费阀对系统水质无严格要求，阀永不结垢生锈，运行安全稳定。
      4、维护使用成本。热量表的电池寿命按国家规定6年更换一次。且需要每两年拆下效验一次。CHN温控采暖计费阀没有电池更换问题、使用寿命中也无须效验。
九、CHN温控采暖计费阀的适用条件
      CHN温控采暖计费阀仅可适用“接户分环”的水平式供暖系统，即共用的供回水立管和分户独立系统相结合的供热形式，每户是相对独立一个系统，每户的供回水管和共用的供回水立管相连的系统。户内的采暖系统可采用地板辐射采暖、散热器采暖等形式，其中散热器采暖形式主要有水平并联式和水平串连式两种。
      CHN温控采暖计费阀的时间通断阀安装在集中供热入户进水管上，阀前设置过滤器，前后设检修阀门，室温控制器安装在室内代表性区域，一般安装在客厅的墙壁上，安装高度与室内开关一致（如图）。
      CHN温控采暖计费阀的设计要点：
      1．建筑物内热用户之间不得有明显水力失调现象。CHN温控采暖计费阀在使用前应进行户间的水力平衡调节，消除系统的垂直失调和水平失调。  
      2．室内供暖系统应为一个独立的水平串联式系统。户内散热末端分室或分区控温不能使用关断阀，以免改变户内环路的阻力。 
      3．用户室内采暖设备选型和设计负荷须匹配。
      4．用户不得私自改变室内散热末端设备的容量及类型，特别适合地暖系统。
      5．CHN温控采暖计费阀的供货、安装、调试和运行应由专业公司统一实施，并应承担指导供热单位进行热分摊计算、调节维护供热系统在适用条件下运行。
      CHN温控采暖计费阀应用的前提是每户须为一个独立的水平串联式系统，设备选型和设计负荷要良好匹配，不能改变散热末端设备容量，户与户之间不能出现明显水力失调，以免改变户内环路的阻力。这意味着：整栋建筑内的各个住户必须采用原有的、统一规格的散热器，并且在后期装修中不能更换，所以特别适合前期统一施工地板辐射采暖系统。
十、CHN温控采暖计费阀的使用
      CHN温控采暖计费阀由时间通断阀和室温控制器两部分组成，首先用户根据需要在室温控制器设定室内温度，室温控制器依据用户设定室内温度和测量的室内温度逻辑发送控制指令给时间通断阀，时间控制阀按接收到的指令控制供热水流的通断，并以通断时间的不同来达到调节室内温度恒定的目的。时间通断阀实时检测到的供热管网的供水温度，计量并统计有效供水温度情况下的阀门开启时间t（即只计量供水温度达到供热要求且阀门开启的时间）。
      室温控制器同时可显示当前的室温、设定室温、开关状态、用户使用余额、设定自动运行时间等。
      供热单位通过管理平台对用户及CHN温控采暖计费阀进行统一注册和远程管理，CHN温控采暖计费阀在一个供热系统中编码唯一，供热单位可通过管理平台实时查看用户室内温度、采暖状态、用量及余额，也可通过管理中心手动/自动关闭指定的CHN温控采暖计费阀实现欠费禁用和预付费功能。
      采用IC卡预付费时，供热单位需将本供热系统的用户及CHN温控采暖计费阀进行统一注册，CHN温控采暖计费阀在一个供热系统中编码唯一。供热单位采暖季前将用户面积、基本单价和计量单价通过管理卡写入对应用户的CHN温控采暖计费阀，用户到供热单位购买缴费卡，通过室温控制器刷进CHN温控采暖计费阀，CHN温控采暖计费阀根据日历按日扣除基本费用，按有效开户时间自动扣除计费用。
      通断时间面积分摊法在操作实施前，应进行户间的水力平衡调节，消除系统的垂直失调和水平失调；在实施过程中，用户的散热器不可自行改动更换。
十一、CHN温控采暖计费阀功能
      1、基于“通断时间面积法”实现集中供热的分户计量，一户一阀，直接替代热量表，阀通断可靠，从根本上解决了热量表不适合我国供暖系统水质问题。不仅简化了分户计量之后的复杂管理，还解决了由于流量计的不适应而带来的计量偏差过大矛盾；
      2、按设定温度自动控制供热热水的通断时间，实现室内温度的恒温和节能；
      3、可同时测量室内温度，可设定室内用热时间，既解决收费问题又同时具备了传统恒温阀的功能，智能化控制，达到户内节能的要求。计量数据自动累计，掉电自动保存，存储时间长达20年；
      4、自动检测供水温度和阀门开关位置，阀门开关到位确认保证了供热效果。
      5、RS485工业总线接口，故障自动退出专利技术和防雷保护，实现远程集中管理；
      6、网络集中管理和欠费禁用功能，可选配IC卡预付费管理功能；
      7、适用于住宅，商铺和单元式商务办公楼等需要计量的集中供热系统。
十二、CHN温控采暖计费阀的优点
      1、适用性： 完全取代热量表，适合既有、新建、住宅、办公、等各种单户成环的水平采暖系统。尤其对地板辐射采暖系统更具优势，计量准确，可实现温度调控，造价低。
      2、实用性：系统安装简便，只需要在用户户外楼梯间的管道井里安装阀体，同时户内安装室温控制器。即可同时实现室内温度调控和热费分摊计量，可不加装温控阀、不用入户测量用户散热器散热系数。
      3、调节性： 室温控制器采用数字液晶显示室内温度以及设定温度，同时根据室温控制器内的智能温控算法，可将室内温度调控到设定温度的±0.5度以内，这是其他温度调控装置所达不到的。
      4、可靠性： 设备硬件关键部分均采用自主品牌，设备运行稳定，使用寿命长，维护成本低。没有像热量表一样因为水质问题导致仪表读数越来越小（测温热电偶、流量计结垢等），并且得定期检定、拆装等问题。
      5、防盗热性：系统防盗热性高，不会像热量表或热分配器等计量方式可通过调整测温探头或人为降低设备环境温度等方法作弊盗热；消除了热费分摊中出现误差，通过调整室内温度以及用热时间，不受散热器、安装方式以及安装位置的影响。

      6、 合理性：CHN温控采暖计费阀遵循“有效果”计费原则，只计量供热管网供水温度达到设计要求情况下的采暖时间，避免了供热情况不达标的现象，热费分摊合理，做到了面积相同、室内温度相同时，所缴纳的热费相同，公平合理。
      7、是传统按面积收费方式的继承、延伸和改进，收费单价容易确定，收费方式透明、直观。使用面积和时间为计费方法，有效地解决了目前采暖收费标准的问题；通断时间的概念替代了热量表直接测量热量的方法，易于理解、收费简单用户易于按受，管理部门也便于管理。
      8、可采用IC卡预付费，用户只要按供热采暖面积预付费用购买一定的时间。就可按自己的意愿使用供热采暖，比如：在外出旅游家中无人时可自己关闭CHN温控采暖计费阀，回家时再打开，这样不但减少能量消耗，还能有效节省家庭开支，在购买的供暖时间消耗完毕时，阀门会自动关闭。
十三、收费示例
      郑州市东区的集中供热面积收费单价是0.19元/m²天（合5.70元/ m²月、22.80元/ m²采暖季），某家庭的采暖面积为125 m²，那么他一个采暖季的缴费总额为2850元。
      如采用CHN温控采暖计费阀进行计量收费，不需要另行出台供热计量收费文件，直接根据建设部《民用建筑供热计量管理办法》建城[2008]106号之规定，固定费用按30%计算，计量费用按70%计算。
      即该家庭125 m²采暖面积的固定费用=0.19元/m²天×30%×120天×125 m²=855元/采暖季（注：基本单价=0.19元/m²天×120天×30%=6.84元/ m²采暖季。）
      该家庭125 m²采暖面积的时间计量单价为（0.19元/m²天×70%÷24h/天）×125 m²=0.69元/h（注：计量单价=0.19元/m²天×70%÷24h/天=0.0055元/ m²h；），该户的用量收费总额=CHN温控采暖计费阀计量的开启时间t×0.69元/h。
如该用户每天节约4小时，即平均每天开启时间为20个小时，则一个采暖季运行费用=855元/采暖季+20h/天×0.69元/h×120天/采暖季=2511元/采暖季，每采暖季可节约采暖费339元。
      如该用户每天节约10小时，即平均每天开启时间为14个小时，则一个采暖季可节约费用=855元/采暖季+14h/天×0.69元/h×120天/采暖季=2014元/采暖季，每采暖季可节约采暖费836元。
      用户可对室内温度进行设定，达到降低耗热量的目的。比如用户上班、外出时可将整个房屋的温度调低，睡觉时可将厅、厨、厕等场所的温度调低，通风换气时，关闭温控采暖计费阀，通风完毕后关好门窗并重新设定温度等。无论是准确度、耐久性、防盗性，还是集中抄表、远传控制、智能管理等，CHN温控采暖计费阀都优于进口热量表，我们有理由相信，CHN温控采暖计费阀就是未来中国的计量模式，但在其发展初期，需要权威人士的掌舵和有识人士毫不动摇、坚持不懈地推进！