水利平衡热计量系统及计量方法 |
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| 申请号 | CN201510910297.X | 申请日 | 2015-12-10 | 公开(公告)号 | CN105371358A | 公开(公告)日 | 2016-03-02 |
| 申请人 | 高继升; | 发明人 | 高继升; 高继成; 高继中; 苑林林; 隋金恒; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 水 利平衡热计量系统及计量方法，涉及测量热量的装置或方法技术领域。所述系统包括室内无线 温度 传感器 、室内温度 控制器 、流量通断控制器、楼宇热量表和 数据采集 器，楼宇热量表位于每栋楼宇总的采暖入口处，流量通断控制器安装在每户入口分支管路上，室内 温度控制 器位于每户室内，所述室内温度控制器通过有线或无线与所述流量通断控制器的控制端连接，所述传感器布置于每户室内，每栋楼宇内布置一个数据采集器，所述数据采集器用于采集所述传感器、室内温度控制器、流量通断控制器以及楼宇热量表的相关信息。所述方法通过调节手段达到水利工况平衡，相对合理的分摊方式使得用户能够接受并且取暖 费用 有所下降，促进节能减排，增加住户舒适度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种水利平衡热计量系统，其特征在于：包括室内无线温度传感器（1）、室内温度控制器（2）、流量通断控制器（3）、楼宇热量表（4）和数据采集器（5），所述楼宇热量表（4）位于每栋楼宇总的采暖入口处，用于计量该栋楼总的热量，所述流量通断控制器（3）安装在每户入口分支管路上，用于控制入户供暖管道的开/关，所述室内温度控制器（2）位于每户室内，用于设定并控制室内温度，所述室内温度控制器（2）通过有线或无线与所述流量通断控制器（3）的控制端连接，用于控制流量通断控制器（3）开/关，所述传感器布置于每户室内，用于采集室内的实际温度，每栋楼宇内布置一个数据采集器（5），所述数据采集器（5）用于采集所述传感器、室内温度控制器、流量通断控制器以及楼宇热量表的相关信息。 |
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| 说明书全文 | 水利平衡热计量系统及计量方法技术领域[0001] 本发明涉及测量热量的装置或方法技术领域，尤其涉及一种水利平衡热计量系统及计量方法。 背景技术[0002] 供热实现计量化是供热行业发展的必然趋势，也是供热走向市场化的必然结果，是“热商品”化的重要标志。我国政府对此也非常重视，已将这项工作列入“节能减排”重要组成部分。2007年以来，国家制定“节能减排”的法律法规就有三部，国务院、国家各部委相继颁布“节能减排”的文件32部，仅就供热计量文件就有14部，这足以证明国家对“节能减排”和发展供热计量的重视，尤其是供热计量的推广，势在必行。而且政府从建设源头建筑设计抓起，要求新建民宅必须具备热计量功能。 [0003] 我国北方15个省冬季供暖，能耗居高不下，多年来一直按照面积收取采暖费。为落实国家关于建筑节能，推进采暖收费制度的改革相关文件精神，推进我国采暖热计量工作，建设部要求在“十二五”期间既有建筑要全面改造成分户热计量，新建建筑必须安装热计量系统。各地进行了很多关于热计量收费的试点，但至今仍没有成功经验。 [0004] 根据《供热计量技术规程》（JCJ173－2009），供热计量方式分为两大类：热量直接计量方式和热量分摊计量即热量间接计量方式。热量直接计量方式是采用户用热表直接结算的方法，对各独立核算用户计量热量。热量分摊计量方式是在楼栋热力入口处（或热力站）安装热表计量总热量，再通过设置在住宅户内的测量记录装置，确定每个独立核算用户的用热量占总热量的比例，进而计算出用户的分摊热量，实现分户热计量。它主要有散热器热分配法、流量温度法、通断时间面积法三种方式。 [0005] 1、户用热量表法户用热量表法的基本原理是：通过测量入户管道的流量、供回水温度，直接计算出用户的用热量的方法。近些年各地进行了很多关于热计量收费的试点，安装了多种形式的户用热量表，设想按照计量的热量进行热量收费， 户用热量表法在供热地区推广的最多，已装几千万块，但至今仍没有取得十分满意的经验。原因主要是：1、由于供热和水、电计量不同，不是简单的用多少是多少。热量是有传导性的，一用户上下左右都供热，即使该户关断管道阀门,该用户室内温度比邻居相差不到五度，热量表读数为零，单靠热量表计量收费是行不通的。2.住户由于位置的差异，即使面积相同，顶层靠边用户和中间户型，其温度相同时其耗热量相差2－3倍，如果单靠表计量收费，老百姓是不能接受的。3、因为热量表质量问题和水质问题，据统计：装热量表后，一年后还能用的只有30%，三年后能用的只有10%。4、热计量表属于计量器具，每年要求检验一次，其检修工作量巨大、费用很高，每年检修也不可能。5、搞热计量工况水利平衡是前提，供热均衡的前提下才能计量，没有水利平衡的前提下，达不到用户的按需分配。 2.散热器热分配计法 散热器热分配计法的基本原理：利用散热器热分配计所测量的每组散热器的散热比例关系，对建筑的总供热量进行分摊。 [0006] 在过去几年的使用发现如下问题：（1）采用该方法的前提是热分配计和散热器需要在实施室进行匹配实验，进行比例系数的效准，得出散热器的对应数据才可应用，而我国散热器型号种类繁多，实验检测工作量巨大。这在我国，对于千家万户中的各色各样的散热器，完成这项任务是难以想象的。因此分配器法，在我国推广的难度很大,几乎没有推广。 [0007] （2）居民用户的私自更换散热器、加装散热器片、遮挡散热器等行为会影响计量效果。 [0008] （3）分配计数量较大，抄录工作量大，扰民。 [0010] 3、通断时间面积法通断时间面积法基本原理是：在每座建筑物采暖入口安装热量总表，计量整座建筑物的采暖耗热量。以每户的供暖系统通水时间为依据，同时记录和统计各户通断阀的接通时间，按照各户的累计接通时间结合供热面积分摊整栋建筑的总热量。 [0011] 在实际工程使用中，通断时间面积法的热计量装置还存在许多难以解决与克服的问题，不能真正公平合理的分摊热费。这些问题包括：1、一般的通断时间面积热计量系统中用电动球阀来通断，流量不能设定，一般底层的流量要比顶层的大30－50%。2、用流量控制通断器假如一栋楼相同面积住户都采取同一流量，而住户由于位置差异的，顶层靠边用户和中间户型，其温度相同时其流量控制通断器开启时间差2－3倍，如果单靠 通断时间收费，老百姓是接受不了的，3、如以中间户型每平米流量为基数向外逐渐增加流量，比例系数不好确定，即使好确定，老百姓也不认可 。4、如一住户周边住户没有入住，由于热的传导性，此户由流量控制通断器打开时间加长，导致多收费。5用户可以通过加粗室内管径、增加散热器面积、加设循环泵等手段，在增加用热量的同时减少开通时间而降低计量热量，影响计量公平。 发明内容[0012] 本发明所要解决的技术问题是提供一种水利平衡热计量系统及计量方法，所述方法通过调节手段达到水利工况平衡，住户室内温度可根据住户意愿进行高低调节，相对合理的分摊方式使得用户能够接受并且取暖费用有所下降，促进节能减排，增加住户舒适度。 [0013] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种水利平衡热计量系统，其特征在于：包括室内无线温度传感器、室内温度控制器、流量通断控制器、楼宇热量表和数据采集器，所述楼宇热量表位于每栋楼宇总的采暖入口处，用于计量该栋楼总的热量，所述流量通断控制器安装在每户入口分支管路上，用于控制入户供暖管道的开/关，所述室内温度控制器位于每户室内，用于设定并控制室内温度，所述室内温度控制器通过有线或无线与所述流量通断控制器的控制端连接，用于控制流量通断控制器开/关，所述传感器布置于每户室内，用于采集室内的实际温度，每栋楼宇内布置一个数据采集器，所述数据采集器用于采集所述传感器、室内温度控制器、流量通断控制器以及楼宇热量表的相关信息。 [0014] 进一步的技术方案在于：所述计量系统还包括基站和数据管理中心，所述数据采集器通过所述基站将采集的数据传送至数据管理中心，数据管理中心用于对该数据进行计算和处理。 [0015] 进一步的技术方案在于：所述传感器安装于每个卧室内，室内温度控制器安装于用户尽量靠近流量通断控制器的客厅内并温度相对稳定的地方。 [0016] 进一步的技术方案在于：所述系统还包括遥控器，用于通过无线网络控制室内温度控制器。 [0017] 进一步的技术方案在于：所述流量通断控制器采用电动流量控制阀或电动静态平衡阀；如果使用电动静态平衡阀，每栋单元的采暖入口处还安装有自力式压差控制阀。 [0018] 进一步的技术方案在于：所述室内温度控制器为预付费式温度控制器，与预付费卡配合使用，通过预付费卡激活或解锁所述室内温度控制器，使其能够正常使用。 [0019] 本发明还公开了一种水利平衡热计量方法，其特征在于包括如下步骤：1）构建所述水利平衡热计量系统； 2）初缴费时按取暖面积收取各户取暖费，并以小时为单位按每个采暖期天数每天24小时，全额充入取暖通水时间至室内温度控制器的预付费卡内，用户将充值后的预付费卡在室内温度控制器上刷卡，读入取暖通水时间，室内温度控制器被激活或解锁，使其能够正常使用，然后在上述时间内正常供暖； 3）数据管理中心通过所述水利平衡热计量系统采集数据并记录； 4）数据管理中心依据采集的数据，按照确定的分摊周期，通过热量分摊计算公式计算出每户的实际取暖费用，采暖季结束，根据预交的费用与实际费用的差额，多退少补，热量分摊计算公式为： 某户计量热费 其中， 为第i个用户分摊周期内计量热费； 为第i个用户分摊周期时点的室内温度控制器和室内无线温度传感器采集的温度的平均值，比如：某楼栋100户，分摊周期为6小时，某户平均温度等于分摊周期6小时时点的室内温度控制器和室内无线温度传感器实际温度的平均值； 为第i个用户的采暖面积； 为系统热用户总数， 为分摊周期内楼栋热量表数值。 [0020] 进一步的技术方案在于：所述步骤1）具体包括如下步骤：在每栋楼宇总的采暖入口处安装楼宇热量表，用于计量该栋楼总的热量；将流量通断控制器安装于每户入口分支管路上，用于控制入户供暖管道的开/关；在每户的室内安装室内温度控制器和无线温度传感器，室内温度控制器用于设定并控制室内温度，所述传感器用于采集室内的实际温度；将室内温度控制器通过有线或无线与所述流量通断控制器的控制端连接，用于通过所述室内温度控制器控制流量通断控制器开/关；在每栋楼宇内布置一个数据采集器，所述数据采集器用于采集所述传感器、室内温度控制器、流量通断控制器以及楼宇热量表的相关信息；在一定区域内布置基站，并在远端的供热单位内布置数据管理中心，所述数据采集器将相关信息传送至基站，所述基站将采集的数据传送至数据管理中心，数据管理中心对该数据进行计算和处理。 [0021] 进一步的技术方案在于：所述水利平衡热计量系统初始安装时，按用户面积负荷及位置差异为依据，以用户室内温度为目标，设定基本流量并锁定，用于水利工况平衡，通过流量通断控制器的通断时间进行修正。 [0022] 进一步的技术方案在于：以某一时段内流量通断控制器的导通累计时间以及相同户型的室内温度为辅助手段，判断并纠正住户有无恶意开窗、移动室内无线温度传感器和室内温度控制器的异常行为。 [0023] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：该系统按照住户等温度等价格进行分摊热量，以用户某一时段内，（导通累计时间多少为辅助手段）判断并纠正住户恶意开窗、移动室内无线传感器和室温控制器等异常行为，保证等温度等价格的准确性。该系统即全面解决了水利工况平衡问题，住户还可根据意愿调节室内温度，并解决了不同建筑物年代、不同方位、不同外墙保温、建筑物内单管跨越式系统和双管式系统不同、地板采暖和暖气片采暖不同、同一楼栋相同面积的住户由于位置、朝向不同造成难以分户计量的问题，适合所有集中供热建筑物；综上，所述系统和方法结构简单，容易实现，计算合理。附图说明 [0024] 图1是本发明所述系统的原理框图；其中：1、室内无线温度传感器2、室内温度控制器3、流量通断控制器4、楼宇热量表5、数据采集器6、基站7、数据管理中心8、遥控器。 具体实施方式[0025] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0026] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。 [0027] 实施例一如图1所示，本发明公开了一种水利平衡热计量系统，包括室内无线温度传感器1、室内温度控制器2、流量通断控制器3、楼宇热量表4、数据采集器5、基站6和数据管理中心 7。所述楼宇热量表4位于每栋楼宇总的采暖入口处，用于计量该栋楼总的热量，所述流量通断控制器3安装在每户入口分支管路上，用于控制入户供暖管道的开/关（流量控制通断器一般安装于每户入户供暖管道上，特殊情况可安装在回水管道上，没有特殊要求）。 [0028] 所述室内温度控制器2位于每户室内，用于设定并控制室内温度，所述室内温度控制器2通过有线或无线与所述流量通断控制器3的控制端连接，用于控制流量通断控制器3开/关，所述传感器布置于每户室内，用于采集室内的实际温度，每栋楼宇内布置一个数据采集器5，所述数据采集器用于采集所述传感器、室内温度控制器、流量通断控制器以及楼宇热量表的相关信息。所述数据采集器5以及热量表通过所述基站6将采集的数据传送至数据管理中心7，数据管理中心用于对该数据进行计算和处理。所述系统还包括遥控器8，每户配置一个遥控器，遥控器用于通过无线网络控制室内温度控制器，遥控器可放置在方便操作的地方。 [0029] 在室内温度控制器的面板上可手动设定室内温度也可通过遥控器远距离设定室内温度控制器温度。室内温度无线传感器安置在房间内，最多每个房间一个，针对实际情况可适当减少，（如三室一厅，厅内安置室温控制器，每个卧室内安置一个室内温度无线传感器。室内温度无线传感器安装在距地面1.5-2.0米左右的固定位置，但整楼栋室内温度无线传感器安装位置、数量要统一。室内温度控制器安装于用户尽量靠近流量通断控制器的客厅内并温度相对稳定的地方。距地1·5-2.0米左右的固定位置，便于住户观看上面数据，便于手动操作，其他位置也可，但一栋楼住户位置要统一。）流量通断控制器可以采用电动流量控制阀或电动静态平衡阀，一般安装于每户入户供暖上水管道上，特殊情况可安装在回水管道上。（如果使用电动静态平衡阀，每栋单元的采暖入口处还安装有自力式压差控制阀，有利于水利工况平衡。）安装电动流量控制阀或电动静态平衡阀+自力式压差控制阀的方案，（解决用户开关通断时互相干扰问题），直接平衡每户流量，解决了系统水利失调问题，达到节能效果。 [0030] 所述室内温度控制器为预付费式温度控制器，与预付费卡配合使用，通过预付费卡激活或解锁所述室内温度控制器，使其能够正常使用。刷卡式温度控制器可显示当前室内温度、设定温度、本季累计开启时间、剩余供热时间、阀门通断状态、分摊热量、分摊热费等相关信息，用户想了解的供暖信息在室内温控器上基本一目了然。温度调节有舒适和节能两种模式，用户可以通过温控器的舒适模式设定理想温度；（当用户较长时间不居住时，）可将温控器设置为节能模式，室内温度将保持节能模式设定的温度，保证供热管路的正常使用，最大限度节能。 [0031] 实施例二一种水利平衡热计量方法，包括如下步骤： 1）构建所述水利平衡热计量系统，具体的构建过程如下： 在每栋楼宇总的采暖入口处安装楼宇热量表4，用于计量该栋楼总的热量；将流量通断控制器3安装于每户入口分支管路上，用于控制入户供暖管道的开/关；在每户的室内安装室内温度控制器2和室内无线温度传感器1，室内温度控制器用于设定并控制室内温度，所述传感器用于采集室内的实际温度；将室内温度控制器通过有线或无线与所述流量通断控制器的控制端连接，用于通过所述室内温度控制器控制流量通断控制器开/关；在每栋楼宇内布置一个数据采集器，所述数据采集器用于采集所述传感器、室内温度控制器、流量通断控制器以及楼宇热量表的相关信息；在一定区域内布置基站6，并在远端的供热单位内布置数据管理中心7，所述数据采集器以及热量表通过所述基站将采集的数据传送至数据管理中心，数据管理中心对该数据进行计算和处理。 [0032] 2）初缴费时按取暖面积收取各户取暖费，并以小时为单位按每个采暖期天数每天24小时，全额充入取暖通水时间至室内温度控制器的预付费卡内，用户将充值后的预付费卡在室内温度控制器上刷卡，读入取暖通水时间，室内温度控制器被激活或解锁，使其能够正常使用，然后在上述时间内正常供暖； 3）数据管理中心7通过所述水利平衡热计量系统采集数据并记录； 4）数据管理中心依据采集的数据，按照确定的分摊周期，通过热量分摊计算公式计算出每户的实际取暖费用，采暖季结束，根据预交的费用与实际费用的差额，多退少补，热量分摊计算公式为： 某户计量热费 其中， 为第i个用户分摊周期内计量热费； 为第i个用户分摊周期时点的室内温度控制器和室内无线温度传感器采集的温度的平均值，比如：某楼栋100户，分摊周期为6小时，某户平均温度等于分摊周期6小时时点的室内温度控制器和室内无线温度传感器实际温度的平均值； 为第i个用户的采暖面积； 为系统热用户总数， 为分摊周期内楼栋热量表数值。 [0033] 住户面积相同，位置相同或相近，室内温度相同或相近，流量控制通断器通水时间过长，可从下面几方面找到原因：1）相邻住户温度低2)相邻住户一户或多户未住入3）住户长时间开窗，4）移动了室温控制器位置。利用排除法可找到原因，并进行纠正。 [0034] 用户可按需要在室温控制器或通过室内温度遥控器设定温度，设定温度与实际温度对比，当实际温度低于设定温度时，室温控制器指挥流量通断通断器开通，室内温控器（开通）时间随之递减，当实际温度高于设定温度时，流量通断通断器关断，室温控制器时间停止递减。在相同面积及散热器相同的情况下，设定温度高则（开通）时间长，设定温度低则（开通）时间短。 [0035] 初始安装时，按用户面积负荷及位置差异为依据，以用户室内（某一）温度为目标，设定基本流量并锁定，基本流量不需要太精确，差不多即可，流量设定是为了有利于水利工况平衡，它可以通过通断时间修正。 [0036] 以某一时段内流量通断控制器的导通累计时间以及相同户型的室内温度为辅助手段，判断并纠正住户有无恶意开窗、移动室内无线温度传感器和室内温度控制器的异常行为，保证计费方法的准确性、公平性。其中，相同户型的用户在相同的导通时间内的温差应该较小，因此如果两者的温差较大，极有可能发生以上异常行为。 |
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