CN100430704C - 开环供暖系统的热计量测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开环供暖系统的热计量测定方法。为克服现有技术中存在的热量表测定方法不能适用于开环管路的供暖结构、热分配表测定方法不能稳定与准确测定用户的供热量的不足，本发明在单管跨越式开环管路供暖结构的供水立管上布置一个流量测点；在该供水立管的每个散热器的前端以及出口处布置有温度测点，使之形成串联式温度流量组合布置方式：每相邻两个温度测点的测定参数加上流量测点的测定参数，与热量表供热量计算方式所需的三个测定参数相同，通过对用户中所有供水立管的供热量求和，即得到用户的供热量。本发明可实现在开环管路供暖结构的住宅建筑中稳定与准确的进行供暖建筑分户热计量，对供暖建筑分户热计量有着积极的促进作用。

Description

开环供暖系统的热计量测定方法

(一)所属技术领域：

本发明涉及一种开环供暖系统的热计量测定方法。

(二)背景技术

现有住宅的供暖管路结构有两种，一种是闭环管路的供暖结构，另一种是开环管路的供暖结构。闭环管路的供暖结构特点是：每个用户的供暖供、回水管路构成一个单独的闭环管路，即只有一个供暖热水管的进口和一个供暖热水管的出口。开环管路的供暖结构特点是：每个用户的供暖供、回水管路均有两个或两个以上的供暖热水管进口以及有两个或两个以上的供暖热水管出口，由此，开环管路的供暖住宅楼需设置多条并排的供暖供水立管，每条立管要贯穿通过各层楼的用户，并与用户室内的供暖散热器串联，每个用户室内有多条供水立管通过。

实现集中供暖分户计量是节能与环保的重要举措。公知，现行供暖分户计量的测定方法有两种，一种是热量表测定方法，另一种是热分配表测定方法。下面叙述和分析这两种方法。

(1)热量表测定方法

热量表由一个流量表和两个温度传感器组成。流量表用来测定供水管的热水流量，两个温度传感器分别用来测定供水管的供水温度和回水温度。热量表测定方法通过测量热水流量和供、回水温度这三个参数，由下式确定用户的供热量

$Q_i={\∫G}_i\left(t\right)\·C\·(T_i^I-T_i^E)\·\mathrm{dt}---\left(1\right)$

式中，Q_i为i用户的供热量，G_i为进入i用户的供水管热水流量，t为i用户的供热时间，C为热水比热，T_i ^I和T_i ^E分别为进入和离开i用户的供水管热水温度。

(2)热分配表测定法

热分配表由两个温度传感器组成，分别用来测定用户散热器的表面平均温度和室内空气温度。热分配表测定方法通过测量用户散热器的表面平均温度和室内空气温度这两个参数由下式确定用户散热器的供热量，并将该用户所有散热器的供热量加合起来，即

$Q_i=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{i,k}\·F_{i,k}\·(T_{i,k}^w-T_{i,k}^n)\·t_{i,k}---\left(2\right)$

式中，Q_i为i用户的供热量，α_i，k和F_i，k分别为i用户k散热器的表面换热系数和表面积，T_i，k ^w和T_i，k ⁿ分别为i用户k散热器表面平均温度和k散热器所在的室内空气温度，t_i，k为i用户k散热器的供暖时间。

由热量表测定方法测定用户的供热量，其优点在于：它的计量原理和供热量计算公式简捷、直观和稳定，但其缺陷在于：它存在着苛刻的应用条件限制，即要求用户供暖结构必须是闭环管路，而现有的供暖住宅建筑中大部分是开环管路，不满足这一条件。

由热分配表测定方法测定用户的供热量，其优点在于：它适用于任何供暖结构，但其缺陷在于：计量原理和供热量计算公式复杂，其中影响供热量计算的散热器的表面换热系数很难准确与稳定地确定，所以热分配表测定方法不能准确与稳定地测定用户的供热量，这极大地限制了热分配表的实用性。

(三)发明内容

为克服现行热量表测定方法和热分配表测定方法所存在的技术缺陷：即热量表测定方法不能适用于开环管路的供暖结构以及热分配表测定方法不能稳定与准确测定用户的供热量，本发明提出了一种开环供暖系统的热计量测定方法。

本发明所采用的技术方案为：将热量表测定方法与热分配表测定方法相结合，即：借鉴热分配表测定方法的结构思想，同时又采用热量表的计量原理和供热量计算公式来确定用户的供热量，具体方法是：对单管跨越式开环管路供暖结构的N层楼房，在该开环管路供暖结构的供水立管上布置一个流量测点；在该供水立管的每户散热器的前端以及该供水立管的出口处布置有温度测点，使之形成串联式温度流量组合布置方式：每相邻两个温度测点的测定参数加上流量测点的测定参数，与热量表供热量计算方式所需的三个测定参数相同，通过对用户中所有供水立管的供热量求和，即得到用户的供热量。其计算方法为：

$Q_i=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{\∫G}_{i,k}\left(t\right)\·C\·(T_{i,k}^I-T_{i+1,k}^I)\·\mathrm{dt}---\left(3\right)$

式中，Q_i为i用户的供热量，G_i，k为经过i用户k供水立管的供暖热水流量，t为i用户的供暖时间，C为热水比热，(T_i，k ^I-T_i+1，k ^I)为i用户k供水立管的供水与回水的温度差。下标i表示为i用户，下标i+1表示为顺着供水立管水流方向的下一个用户。若楼层总数为N且采用上供下回式供暖方式，则i＝1，2，3，…，N-1，N分别表示第N， N-1，…，3，2，1层的用户，下标N+1表示供水立管出口处，也就是第1层用户的供水立管出口处；若楼层总数为N且采用下供上回式供暖方式，则i＝1，2，3，…，N-1，N分别表示为第1，2，3，…，N-1，N层的用户，下标N+1表示供水立管出口处，也就是第N层用户的供水立管出口处。

本发明提出的方法，将热量表测定方法与热分配表测定方法相结合，即借鉴热分配表测定方法的结构思想，同时又采用热量表的计量原理和供热量计算公式来确定用户的供热量，形成了串联式热量计量方式。本发明所提出的方法以及按此方式建立的计量系统，可以实现在开环管路供暖结构的住宅建筑中采用稳定与准确的热量表测定方法来进行供暖建筑分户热计量，对供暖建筑分户热计量有着积极的促进作用。

(四)附图说明：

附图1是开环供暖系统的热计量测定方法的结构示意图。

(五)具体实施方式：

现结合附图1对本发明作进一步描述：

实施例一

本实施例是在一开环管路供暖结构的住宅楼中，应用开环供暖系统的热计量测定方法。

本实施例是一开环管路供暖结构的五层楼，采用了上供下回式供暖方式，即供水管9铺设在楼上、回水管8铺设在楼下，供水立管与供水管9和回水管8相连接，供水立管内的水流方向是从上到下，每根供水立管贯穿每层住户。本实施例由五个用户7(这五个用户分别居住在一层至五层)、每个用户有三个房间其内有三个供暖散热器6，每个用户室内通过了三根供水立管分别为1、2和3组成的供暖计量区域。其中：供水立管1为单管跨越式立管，在供水立管1上，布置了六个温度测点和一个流量测点，前五个温度测点依次布置在各用户的进入处，第六个温度测点布置在第一层用户的离开处，流量测点也布置在该处；供水立管2为单管顺流式立管，在供水立管2上，同样布置了六个温度测点和一个流量测点，前五个温度测点依次布置在各用户的进入处，第六个温度测点布置在第一层用户的离开处，流量测点布置在第二层用户的进入处；供水立管3为单管跨越式立管，在供水立管3上，也同样布置了六个温度测点和一个流量测点，前五个温度测点依次布置在各用户的进入处，第六个温度测点布置在第一层用户的离开处，流量测点布置在第五层用户的进入处。

在一段供暖时间内，根据各温度测点所测得的实时温度参数以及各流量测定所测得的流量实时参数，由下式确定各用户的供热量：

$Q_i=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{\∫G}_{i,k}\left(t\right)\·C\·(T_{i,k}^I-T_{i+1,k}^I)\·\mathrm{dt}$

式中，Q_i为i用户的供热量，这里i＝1，2，3，4，5，其中i＝1为第五层用户、i＝2为第四层用户、i＝3为第三层用户、i＝4为第二层用户、i＝5为第一层的用户，G_i，k为经过i用户k供水立管的供暖热水流量，这里k＝3，t为i用户的供暖时间，C为热水比热，T_i，k ^I为i用户k供水立管进入处测点的供暖热水温度，T_i+1，k ^I为i+1用户k供水立管进入处测点的供暖热水温度，当i+1＝6时，表示供水立管在第一层用户离开处的测点。

Claims (2)

1.一种开环供暖系统的热计量测定方法，其特征在于：对单管跨越式开环管路供暖结构的N层楼房，在其供水立管上布置一个流量测点；在该供水立管的每户散热器的前端以及该供水立管的出口处布置有温度测点，在该供水立管的流量测点数为1而温度测点数为N+1。

2.如权利要求1所述开环供暖系统的热计量测定方法，其特征在于供热量计算方法为

$Q_i=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{\∫G}_{i,k}\left(t\right)\·C\·(T_{i,k}^I-T_{i+1,k}^I)\·\mathrm{dt}$

式中，Q_i为i用户的供热量，G_i，k为经过i用户k供水立管的供暖热水流量，t为i用户的供暖时间，C为热水比热，(T_i，k ^I-T_i+1，k ^I)为i用户k供水立管的供水与回水的温度差，其中，下标i表示为i用户，下标i+1表示为顺着供水立管水流方向的下一个用户；若楼层总数为N且采用上供下回式供暖方式，则i＝1，2，3，…，N-1，N分别表示第N，N-1，…，3，2，1层的用户，下标N+1表示供水立管出口处，也就是第1层用户的供水立管出口处；若楼层总数为N且采用下供上回式供暖方式，则i＝1，2，3，…，N-1，N分别表示为第1，2，3，…，N-1，N层的用户，下标N+1表示供水立管出口处，也就是第N层用户的供水立管出口处。

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