專利名稱：可自調控房間溫度的溫控-流量分檔調節(jié)分戶熱計量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型可自調控房間溫度的溫控-流量調節(jié)分戶熱計量系統(tǒng)，屬于建筑供熱采暖領域。
背景技術：
我國建筑能耗占全國總能耗的比例約為28%左右，且逐年上升。北方地區(qū)建筑總量占全國建筑總量的比例不到10%，但耗能卻占了 40%以上，其中尤以冬季供熱采暖能耗巨大?，F(xiàn)行采暖方式(采暖按面積收費)源于計劃經(jīng)濟時期把采暖當成一種職工福利進行分配。供熱收費體制改革，影響最大的將是人們的用熱觀念，也即人們的行為節(jié)能意識。而這種節(jié)能意識的改變，將直接影響人們對熱的需求以及熱消費觀。相對以往的采暖按面積收熱費方式，熱計量收費方式將促使人們注重行為方式的節(jié)能。如果說按面積收熱費方式，熱節(jié)能的主體是供熱方的話；那么熱計量收費方式，熱節(jié)能的主體首先是建筑熱用戶。國外的熱計量經(jīng)驗表明，按照熱量收費的制度是促使用戶自覺節(jié)能的最有效手段，據(jù)統(tǒng)計，把“大鍋飯”式的按面積收熱費方式，改為按實際使用熱量向用戶收費，可節(jié)能20% 30%。然而要對沿用了幾十年的采暖按面積收熱費的供熱收費體制進行改革，不僅面臨人們用熱觀念的轉變，同時也面臨供熱系統(tǒng)的技術調整以及熱計量方式適應性的挑戰(zhàn)。分戶熱計量一直被認為是供暖節(jié)能的良方，然而實際推廣應用過程仍十分困難，在一些試點小區(qū)，用戶與供熱、物業(yè)部門之間存在不少矛盾。主要是因為目前的分戶熱計量方法還處于初步實施階段，無論是技術方法、還是運行維護管理與熱計費體系都還不成熟，尚存在多方面的問題需要解決。熱計量方法及其熱計量系統(tǒng)的可適應性直接影響了分戶熱計量工作的推進。熱計量系統(tǒng)的精確性、耐用性、以及儀器的保養(yǎng)、維修和檢測等配套服務的完善性，戶間傳熱問題的合理控制，熱用戶能否在允許的供暖溫度范圍內調節(jié)房間供暖溫度，如何避免由于控制水閥頻繁開停而可能影響管網(wǎng)的水力平衡等問題，都是目前分戶熱計量工作亟待解決的重要技術問題
發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種新型的分戶熱計量系統(tǒng)，以克服目前常用分戶熱計量方法遇到的難點問題。該系統(tǒng)可適應于可分戶控制的水平雙管系統(tǒng)，儀器設備構成簡單、無需熱表和溫度傳感器這類要求維護與檢測水平高的儀器設備，熱用戶可根據(jù)用熱需要調節(jié)自家的供暖溫度，而且各熱用戶的入戶調節(jié)水閥調節(jié)平滑，不會對熱力管網(wǎng)系統(tǒng)的水力特性造成影響，熱計費方式簡單明了、熱計量準確、無分攤問題，便于物業(yè)日常維護管理，系統(tǒng)安裝簡單方便、投入成本低。本發(fā)明采用如下技術方案
可自調控房間溫度的溫控-流量分檔調節(jié)分戶熱計量系統(tǒng)，包括安裝在樓棟熱力入口供或回水主干管段上的一套樓棟入口熱量計量表I ;安裝在每一戶熱力入口供或回水支干管段上的用于控制調整進入每一戶熱力入口供水量大小的電動調節(jié)閥5 ;安裝在各熱用戶客廳的便于熱用戶自主調節(jié)電動調節(jié)閥5的手動分檔溫度調節(jié)器4 ;安裝在單元管轄區(qū)內某熱用戶所在層的管道設備間內的樓棟單元分控制器3，樓棟單元分控制器3通過電纜線與管轄區(qū)內各熱用戶的電動調節(jié)閥5連接，同時與手動分檔溫度調節(jié)器4連接；安裝在樓棟管理中心的樓棟主控制器2通過電纜線分別與樓棟入口熱量計量表I和下游各樓棟單元分控制器3的通訊接口連接。樓棟單元分控制器3通過電纜線直接連接方式或現(xiàn)有電力線通信方式或無線通信方式與手動分檔溫度調節(jié)器4連本發(fā)明可以獲得如下有益效果熱用戶可以自己手動調節(jié)手動分檔溫度調節(jié)器4，進而通過樓棟單元分控制器3調節(jié)電動解壓閥5的開度來控制進入每戶的熱水的流量，同時還通過樓棟單元分控制器3采集電動調節(jié)閥5的開度和開度時間等數(shù)據(jù)，樓棟主控制器2通過各樓棟單元分控制器3采集的數(shù)據(jù)以及樓棟入口熱計量表I實時計量的樓棟用熱量數(shù)據(jù)準確計算每戶所使用的當量熱量，從而實現(xiàn)了量化的分戶取暖計費，使分戶取暖收費體制更為合理。


圖I本發(fā)明的可自調控房間溫度的“溫控-流量調節(jié)”分戶熱計量方法原理圖。圖中1、樓棟入口熱計量表，2、樓棟主控制器，3、樓棟單元分控制器，4、手動分檔溫度調節(jié)器，5、電動調節(jié)閥，6、房間采暖設備，7、手動溫控調節(jié)閥。
具體實施例方式下面結合附圖I對本發(fā)明進行詳細說明。新型分戶熱計量系統(tǒng)主要由三部分組成樓棟主管理中心、樓棟單元分控制器、熱用戶管理器。圖中N表示將樓棟內S戶分成若干個組(1，…，N)，組；UN表示對應第N組的樓棟單元分控制器#表示熱用戶采暖的房間；S表示樓棟內的總熱用戶數(shù)量，戶。具體功能結構如下I)樓棟主管理中心主要負責對整個樓棟以及各熱用戶實時用熱情況的管理。可設置在樓棟物業(yè)管理中心，管理權限為物業(yè)管理中心。樓棟管理中心需配置的主要設備有1套樓棟入口熱計量表、I個樓棟主控制器(配置小型觸摸屏顯示器)。物業(yè)管理人員可通過小型可觸摸屏顯示器，隨時了解整個樓棟用熱情況、以及各熱用戶歷史和當前的用熱量以及預存熱費剩余金額。2)樓棟單元分控制器
根據(jù)樓棟總熱用戶數(shù)量(假定S戶)，可將樓棟總熱用戶(S戶)分成N個樓棟單元分控制器，每個單元管轄若干熱用戶。每個樓棟單元分控制器需配置的主要設備有若干個控制模塊、I個小電控箱。該部分可設置在單元管轄區(qū)內某熱用戶所在層的管道設備間內，管理權限為物業(yè)管理中心。樓棟單元分控制器一方面執(zhí)行來自單元管轄區(qū)內各熱用戶需要調節(jié)入戶電動調節(jié)水閥開度的指令；同時將調節(jié)后的相關信息通信給上級樓棟主控制器。3)熱用戶管理器熱用戶可根據(jù)家庭成員在室情況以及對室內溫度的需要，通過熱用戶管理器確定各戶的供暖水平和用熱量。熱用戶各房間(假設有5個房間)的溫度控制則通過設在各房間采暖設備管路上的手動溫控調節(jié)閥自行調節(jié)(不能全關閉，有最小流量限制)。熱用戶管理器需配置的主要設備有1個手動分檔溫度調節(jié)器(統(tǒng)一安裝在各熱用戶客廳方便調控的位置，管理權限為各用戶)、 1套入戶電動調節(jié)閥(設置在當層管道豎井內，管理權限為物業(yè)管理中心，物業(yè)管理人員可以開啟或關斷該閥門)、5個手動溫控調節(jié)閥(根據(jù)采暖房間數(shù)量確定)。熱用戶可以根據(jù)對房間整體用熱水平的需求，通過手動分檔溫度調節(jié)器設定所需要的供暖水平檔位，包括，最高檔(為最大設計流量檔，最高供暖水平)，中間檔(小于最大設計流量)，最低檔(為控制戶間傳熱的最小設計流量)，無關斷檔；與此同時，手動分檔溫度調節(jié)器迅速將熱用戶調節(jié)后的檔位信息傳送給樓棟單元分控制器；樓棟單元分控制器根據(jù)該熱用戶的檔位信息實時調大或調小該熱用戶入戶電動調節(jié)閥的開度、以調節(jié)該熱用戶的供水流量和供熱量，并同時將該信息通信給上級樓棟主控制器，進而達到分戶熱調節(jié)、計量、計費的目的。本體系的結構如圖I所示，主要包括有樓棟入口熱計量表I、樓棟主控制器2、樓棟單元分控制器3、手動分檔溫度調節(jié)器4、電動調節(jié)閥5、房間采暖設備6、手動溫控調節(jié)閥7。樓棟入口熱計量表I安裝在樓棟熱力入口供(或回)水主干管段上；樓棟主控制器2同時配置一個小型觸摸屏顯示器，可設置在樓棟物業(yè)管理中心，管理權限為物業(yè)管理中心；樓棟單元分控制器3附帶一個小電控箱，可設置在單元管轄區(qū)內某熱用戶所在層的管道設備間內，管理權限為物業(yè)管理中心；電動調節(jié)閥4設置在熱用戶所在層管道豎井內的各熱用戶入戶熱水供(或回)水分支干管上，管理權限為物業(yè)管理中心，物業(yè)管理人員可以開啟或關斷該閥門；手動分檔溫度調節(jié)器5統(tǒng)一安裝在各熱用戶客廳方便調控的位置，管理權限為各用戶；房間采暖設備6可以是各種形式；手動溫控調節(jié)閥7安裝在各房間采暖設備的供(或回)水管道上。本體系的工作過程如下樓棟入口熱計量表I實時計量樓內S戶熱用戶的采暖熱量，并將用熱量信息實時通信給樓棟主管理中心的主控制器2 ;熱用戶根據(jù)家庭成員在室情況以及對室內溫度的需要，調節(jié)各房間采暖設備6管路上的手動溫控調節(jié)閥7的開度(或最大、或部分開啟(不能全關閉，有最小流量限制))，并根據(jù)各房間的用熱水平將安放在客廳的手動分檔溫度調節(jié)器5面板上的按鍵(或旋鈕)調節(jié)至所對應的供暖水平檔位，手動分檔溫度調節(jié)器4可通過三種不同的傳送方式(電纜線直接連接方式、現(xiàn)有電力線通信方式、無線通信方式)將該檔位信息傳送給樓棟單元分控制器3 ;樓棟單元分控制器3根據(jù)該信息調節(jié)安裝在該熱用戶入戶熱水供(或回)水分支干管上電動調節(jié)閥5的開度(或最大檔、或中間檔、或最小檔)，通過調節(jié)該戶的總熱水供水流量以達到調節(jié)供熱量的目的，并同時將該信息通信給樓棟主管理中心的主控制器2 ;主控制器2根據(jù)內部帶有的計算程序處理并儲存樓內S戶熱用戶的用熱信息，包括歷史的和當前的用熱量、以及預存熱費剩余金額等信息；物業(yè)管理人員可通過樓棟主管理中心配置的小型觸摸屏顯示器查閱到上述相關信息，并可進行權限范圍內的相關信息修改和處理。具體的關于熱計量計費方法如下 手動分檔溫度調節(jié)器4預設的檔位(通?？煽紤]3 4檔，S卩，高檔、中檔I、中檔
2、低擋)與電動調節(jié)閥5的開度調節(jié)直接對應，即，高檔——100%設計水流量，中檔I——X%設計水流量(X < 100)，中檔2——Y%設計水流量(Y < X)，低檔——Z%設計水流量(0< Z < Y);其中，參數(shù)X、Y的確定主要綜合考慮熱用戶冬季供暖負荷的變化情況(例如，人員在室情況、室外氣候條件變化、人員對房間溫度水平的需要等因素的綜合考慮)，參數(shù)Z的確定主要考慮戶間傳熱量的計量(也即，手動分檔溫度調節(jié)器4的“低檔”控制了各熱用戶的最小用熱量)。根據(jù)對應開度的供水流量，確定對應開度下的供熱量以及相對滿開度時的熱量比(@X、3 Y、3Z)。 通過樓棟主控制器2，可以獲得由樓棟入口熱量計量表I提供的樓棟實時供熱量、以及供暖期各階段或整個供熱期的累計供熱量Q和對應的供熱費Y (元)。進而得到單位熱量的熱費Y (元/)。 通過樓棟主控制器2，可以獲得由各樓棟單元分控制器3提供的各熱用戶的電動調節(jié)閥5的實時開度位置(X或Y或Z)、供暖期各階段或整個供暖期對應各開度位置的累計時間(tx、ty、tz);進而可得到各熱用戶供暖期各階段或整個供暖期相對滿開度的當量用熱時間'.(100% )如式(I)。T j(100% ) = T 麵+ ( T X、 3 x) + ( T Y 3 Y) + ( T z 3 z)(當量小時)(I) 根據(jù)樓棟戶型種類以及各戶型設計供熱量(也即，電動調節(jié)閥5滿開度時的供熱量)的大小進行分類；并確定一個標準戶型，計算其他類型戶型相對標準戶型設計供熱量的熱量比(^、02>…eg、…、en);進而各熱用戶可根據(jù)其對應戶型的熱量比(eg)，計算出相對于標準戶型的供暖期各階段或整個供暖期的標準用熱時間s_,g(標準)；最終可以統(tǒng)計出供暖期各階段或整個供暖期該樓棟的標準用熱時間T Q。1^,!；(標準)=T j (100% ) 0 g (標準小時)(2)Tq=E T J g(標準)(標準小時)(3)(j = 1,2, ...，S) 根據(jù)該樓棟供暖期各階段或整個供熱期的累計供熱費Y (元)以及對應的樓棟標準用熱時間T Q(小時)，即可計算出該樓棟的標準小時熱費￥。￥ = Y/Tq (元 / 標準小時)(4) 最終，各熱用戶供暖期各階段或整個供暖期的熱費$可根據(jù)式(5)計算。$ =Tu (標準) ￥ (元)(5)式中，X、Y、Z——熱用戶電動調節(jié)閥5相對最大設計流量的百分比值對應的實時開度位置；T x、T Y、T z—熱用戶電動調節(jié)閥5供暖期各階段或整個供暖期對應各開度位置(X、Y、Z)的累計時間，小時；PX、PY、PZ-對應電動調節(jié)閥5開度下的供熱量與滿開度時的熱量比，％ ;T j—各熱用戶供暖期各階段或整個供暖期相對滿開度的當量用熱時間，當量小時；0 g——各熱用戶與標準戶型的熱量比(g= 1，-,n), % ；T . g—標準戶型供暖期 各階段或整個供暖期相對于標準戶型的標準用熱時間(j = 1,2,…，S)，標準小時；T Q—供暖期各階段或整個供暖期該樓棟的標準用熱時間，標準小時；￥-樓棟的標準小時熱費，元/標準小時；$——各熱用戶供暖期各階段或整個供暖期的熱費，元。
權利要求
1.可自調控房間溫度的溫控-流量分檔調節(jié)分戶熱計量系統(tǒng)，其特征在于其包括安裝在樓棟熱力入口供或回水主干管段上的一套樓棟入口熱量計量表(I);安裝在每一戶熱力入口供或回水支干管段上的用于控制調節(jié)進入每一戶熱力入口供水量大小的電動調節(jié)閥(5);安裝在各熱用戶客廳的便于熱用戶自主調節(jié)電動調節(jié)閥(5)的手動分檔溫度調節(jié)器(4);安裝在單元管轄區(qū)內某熱用戶所在層的管道設備間內的樓棟單元分控制器(3)，樓棟單元分控制器(3)的控制模塊與手動分檔溫度調節(jié)器(4)連接，同時樓棟單元分控制器(3)的控制模塊還通過電纜線與管轄區(qū)內各熱用戶的電動調節(jié)閥(5)連接，安裝在樓棟管理中心的樓棟主控制器(2)通過電纜線分別與樓棟入口熱量計量表(I)和下游各樓棟單元分控制器(3)的通訊接口連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的可自調控房間溫度的溫控-流量分檔調節(jié)分戶熱計量系統(tǒng)，其特征在于樓棟單元分控制器(3)的控制模塊通過電纜線直接連接方式或現(xiàn)有電力線通信方式或無線通信方式與手動分檔溫度調節(jié)器(4)連接。
全文摘要
可自調控房間溫度的溫控一流量分檔調節(jié)分戶熱計量系統(tǒng)，屬于熱力控制領域，包括安在樓棟熱力入口供或回水主干管段上的一套樓棟入口熱量計量表；安裝在每一戶熱力入口供或回水支干管段上的用于控制調節(jié)進入每一戶熱力入口供水量大小的電動調節(jié)閥；安裝在各熱用戶客廳的便于熱用戶自主調節(jié)電動調節(jié)閥的手動分檔溫度調節(jié)器；安裝在單元管轄區(qū)內某熱用戶所在層的管道設備間內的樓棟單元分控制器，樓棟單元分控制器與管轄區(qū)內各熱用戶的電動調節(jié)閥連接，同時與手動分檔溫度調節(jié)器連接；安裝在樓棟管理中心的樓棟主控制器分別與樓棟入口熱量計量表和下游各樓棟分管理單元的通訊接口連接。本發(fā)明實現(xiàn)了量化的分戶取暖計費，使分戶取暖收費體制更為合理。
文檔編號F24D19/10GK102620346SQ20121011172
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權日2012年4月16日
發(fā)明者楊軍, 藺潔, 謝光亞, 陳超 申請人:北京工業(yè)大學