CN101655398A - 面积度采暖计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对建筑物的采暖系统进行热计量的计量分配方法。其采用面积度的概念，即采暖面积和室内平均温度的乘积作为计量分配的对象，从而避开了楼层、居室位置和户间传热的影响，公平合理的进行采暖均摊。

Description

面积度采暖计量方法

(一)技术领域

本发明涉及一种对建筑物的采暖系统进行热计量的计量分配方法，具体地，涉及一种分户采暖热计量的计量分配方法。

(二)背景技术

我国需要采暖的地区大于672万平方公里，现行规范中规定这一区域的建筑物冬季都应设置暖气系统，以保障人们的正常生活和工作的需要，为此，每年都要消耗大量的能源用于采暖。为了降低这部分能耗，国家和各地方政府出台了一系列的政策法规，并一直大力推进“热量”商品化的进程和相关的收费制度及体系改革，实行按照使用“热量”收费。不过，要按使用热量收费，就要有公平合理的计量方法和装置，而且这种计量方法和装置能够符合在建筑物内使用热量和消耗热量公平合理的原则。但由于热量商品的特殊性——“特殊商品”、建筑物商品的特殊性——“特殊商品组合体”，热量不同于一般有形商品，因此，用常规的计量方法和器具去计量热量这种有能量、没有质量；有能量、没有形状；有源而发散的“特殊商品”，并在建筑物这一“组合体”内的使用时无能为力，更没办法体现住在同一栋大楼内的住户按使用热量缴费的公平合理性。由于中国的热计量市场巨大，国内外的企业投入了大量的人力物力和资金去研发热量表，短短几年的时间，户用热表生产企业就发展到300多家。遗憾的是，很多企业和发明者所采取的技术路线和方法是简单的利用了这一数学过程：Q＝∫Gc(t_g-t_h)dτ，没考虑热量和建筑物的特殊性，把每户实际享用的热量和每户的供给热量搞混了，按照供给每户的热量去计量收费，至使分户热计量走了许多弯路，各地大量的实际工程已充分证明了这一点。使用热量、就应缴费，这是趋势，而且进程在不断加快，“节能减排、改善环境”已是基本国策，热量的商品化不仅有了政策保障，业已深入人心。目前国内采用的分户热计量方法有以下几种：

1、散热器热分配计方法

该方法是利用散热器热分配计所测量的每组散热器的散热量比例关系来对建筑的总供热量进行分摊，在每台散热器的散热面上安装一台散热器热量分配计，在采暖开始前和采暖结束后，分别读取该分配计的读数，并根据楼前热量表计量得出的供热量，进行每户住户耗热量计算。应用散热器热量分配计时，同一栋建筑物内应采用相同形式的散热器；在不同类型散热器上应用散热器热量分配表时，首先要进行刻度标定。由于每户居民在整幢建筑中所处位置不同，即便同样住户面积，保持同样室温，散热器热量分配计上显示的数字却是不相同的。所以，收费时，要将散热器热量分配计获得的热量进行住户位置的修正。

该方法解决不了与所住位置有关的问题(户间传热、自由热、免费热)、与系统形式有关的问题、阳光收费方式问题。

2、温度法

该方法是利用所测量的每户室内温度，结合建筑面积来对建筑的总供热量进行分摊。其具体做法是，在每户主要房间安装一个温度传感器，用来对室内温度进行测量，通过采集器采集的室内温度经通讯线路送到热量采集显示器；热量采集显示器接收来自采集器的信号，并将采集器送来的用户室温送至热量采集显示器；热量采集显示器接收采集显示器、楼前热量表送来的信号后，按照规定的程序将热量进行分摊。

这种方法的出发点是按照住户的平均温度来分摊热费。如果某住户在供暖期间的室温维持较高，那么该住户分摊的热费也较多。但该方法应用的系统复杂程度、准确程度与温度传感器的放置位置和数量有密切关系，解决不了室内温度热量和户内温度热量的控制功能和锁闭功能。

3.流量温度方法

这种方法适用于共用立管的独立分户系统和单管跨越管采暖系统。该户间热量分摊系统由流量热能分配器、温度采集器处理器、单元热能仪表、三通测温调节阀、无线接收器、三通阀、计算机远程监控设备以及建筑物热力入口设置的楼栋热量等组成。通过流量热能分配器、温度采集器处理器测量出的各个热用户的流量比例系数和温度系数，测算出各个热用户的用热比例，按此比例对楼栋热量表测量出的建筑物总供热量进行户间热量分摊。但是这种方法不适合在垂直单管流式的既有建筑改造中应用，此时温度测量误差难以消除。

该方法需对住户位置进行修正，有的采暖系统不能用，流量比例系数和温度比例系数的确定受很多条件影响，因此不能用于直接收费，收费缺少透明性。

4.通断时间面积方法

该方法是以每户的采暖系统通水时间为依据，分摊总供热量的方法。具体做法是，对于分户水平连接的室内采暖系统，在各户的分支支路上安装室温通断控制阀，用于对该用户的循环水进行通断控制来实现该用户室温控制。同时在各户的代表房间里放置室内控制器，用于测量室内温度和供用户设定温度，并将这两个温度值传输给室温通断控制阀。室温通断控制阀根据实测室温与设定值之差，确定在一个控制周期内通断阀的开停比，并按照这一开停比通断调节阀的通断，以此调节送入室内热量，同时记录和统计各户通断控制阀的接通时间，按照各户的累计接通时间结合采暖面积分摊整栋建筑的热量。

该方法解决不了：与所住位置有关的问题(户间传热、自由热、免费热)、与系统形式有关的问题、与水质密切相关的问题、增加阻力浪费能源的问题、分室温控问题、阳光收费方式问题。

5.户用热量表方法

户用热量表安装在每户采暖环路中(必须一户一环)，可以测量每个住户的采暖供给热量。热量表由流量传感器、温度传感器和计算器组成。根据流量传感器的形式，可将热量表分为：机械式热量表、电磁式热量表、超声波式热量表。机械式热量表的初投资相对较低，但流量传感器对轴承有严格要求，以防止长期运转由于磨损造成误差较大的缺陷；对水质有较高的要求，以防止流量计的转动部件被阻塞，影响仪表的正常工作。电磁式热量表的初投资相对机械式热量表要高，但流量测量精度是热量表所用的流量传感器中最高的、压损小。电磁式热量表的流量计工作需要外部电源，而且必须水平安装，需要较长的直管段，这使得仪表的安装、拆卸和维护较为不便。超声波热量表的初投资相对较高，流量测量精度高、压损小、不易堵塞，但流量计的管壁锈蚀程度、水中杂质含量、管道振动等因素将影响流量计的精度，有的超声波热量表需要直管段较长。

该方法解决不了：与所住位置有关的问题(户间传热、自由热、免费热)、与系统形式有关的问题、与水质密切相关的问题、与安装位置有关的问题、生命周期不同步的问题、增加阻力浪费能源的问题、分室温控问题、户表计量数据之和不等与总表计量数据，直接用于收费业主难以接受的问题。近几年来，很多地区安装的户用热量表，都拆了下来。尽管采暖系统设计师和供热部门想了很多措施，但仍然无法解决“户用热量表”存在的从国外生生搬来的这种东西存在的固有问题。

原建设部批准的《热量表》CJ/128-2007为城镇建设行业产品生产标准，并非应用系统标准，目前仍有人把它当成采暖系统热计量应用标准，导致分户热计量领域的路线性问题。

6.户用热水表方法

这种方法以测量每户的水循环量为依据，进行分摊总供热量。

该方法的必要条件是每户必须为一个独立的水平系统，也需要对住户位置进行修正。由于这种方法需要恒温供回水，且各环路水力要平衡，在散热器系统中应用误差较大。所以，应用领域受到限制。此方法极少被应用，在此不再赘述。

(三)发明内容

因此，基于上述现有技术的描述，本发明的目的在于提供一种所依赖硬件架构简单，又能够使用户公平合理分摊用热费用的采暖计量方法。

本发明采用以下技术方案：

该发明面积度采暖计量方法，其特征在于其包括以下步骤：

a)获取表征每户户内采暖状况的参量：户内热舒适度(℃)T和户内采暖面积的(m²)F；

b)计算所述参量的乘积表示为面积度(M₂ ^O)：F_di＝F×T；

c)计算整个楼的面积度：

式中：n为楼内总数；

d)计算单位面积度分摊的热量：

式中：Q表示设定长时间段累计总表热量；

e)计算设定长时间段每户用户的分摊热量：Q_fdi＝q_fd×F_di；

f)采暖季度内每户累计分摊热量： $Q_i=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{\mathrm{fdi}},$

式中：m表示采暖季度按照所述设定时间长段合计的总段数。

基于本发明技术方案的面积度采暖计量方法首次引入面积度的概念，即以建筑面积和室内温度的积作为评价对象，同一栋楼的楼层高度是固定的，或者依据国家标准，现在的住宅房屋其楼层高度也是固定的，直接取面积作为计算方式，计算量小。另，引入户内热舒适度概念，实际以室内温度作为参量，引入原由是公众都知道即便是作为中间户的住户不开通暖气，那么只要其上层住户和下层住户都开通暖气，其室内温度仍然可以维持较高的水平，其实际享用的热量并没有被计算到供暖收费中来；另所属上层住户和下层住户实际享用的热量却低于其实际购得的供暖量，难以公平合理的加以计量。

本方案可以有效地避开住户位置所产生的影响，即引入上述面积度的概念，并平均的计算单位面积度所消耗的热量，以此为基准累计每个用户实际享受的热量具有较好的客观性。之所以能够计算实际享受的热量，在于每个用户的面积度和其居住面积及室内温度有关，且是线性关系，总供热量平均给每个面积度是公平的，也有效地避开了有些住户不开通暖气的问题，或者某些住户家里因为位置关系，室内舒适度差的，实际缴费却比较高的问题。另一方面，由于面积度的引入，使得每个用户出于自己利益的考虑不自觉地提高节能意识，如果本房间舒适度过高，或者没有人员在房间的时候，再将供暖控制下放给用户的前提下，使其便于根据自己的需要调整房间的热舒适度，达到节能降耗的目的。

此外，本方案的计量方法简单，所依赖的硬件只有各个用户室内温度的采集设备和供热总表，很容易就能实现，所处理的数据也比较少，便于对现有的各种供暖系统改造。该方法不依赖于采暖形式和采暖水质，也和热量表的安装位置没有关系，使用范围大大延伸。另一方面，由于将总表热量平均给每个面积度，还解决了供暖系统自身损耗的问题，以及公摊面积取暖的问题。

据此，可以不必安装户表，也就避免了户表与总表误差大的问题，避免了物业管理方面的争议，分摊量都可以根据自己家的面积度明确的表示出来。

对于热量这一特殊的商品，我国推行的采暖热计量已有多年，时至今日，得到社会认可的、住户接受得比较完善的热计量方式还没有，这也是阻碍供热采暖行业按照热计量进行收费的主要原因之一。本方案可以实现直接用热计量的数据进行缴费，真正实现热量的商品化。

上述面积度采暖计量方法，所述步骤a)户内舒适度T为每户室内的当量平均温度。

上述面积度采暖计量方法，得到所述当量平均温度的方法是在每户室内设置r个温度采集控制装置，进而获得多个点的温度t_i，其后计算所述当量平均温度 $T=\frac{\underset{t=1}{\overset{r}{\mathrm{\Σ}}}{t}_i}{r}.$

(四)具体实施方式

下面对本发明的技术方案作示例性说明，使本领域的技术人员更好的理解本发明：

本实施例以一栋楼为对象，采用面积度采暖计量方法，其包括以下步骤：

a)获取表征每户户内采暖状况的参量：户内热舒适度(℃)T和户内采暖面积的(m²)F；每户的使用面积是确定的，其主要参量是热适度，以室内温度表征具有很好的代表性，

b)计算所述参量的乘积表示为面积度(M₂ ^O)：F_di＝F×T，确定了一种线性关系；

c)计算整个楼的面积度：

式中：n为楼内总数；

d)计算单位面积度分摊的热量：

式中：Q表示设定长时间段累计总表热量；

e)计算设定长时间段每户用户的分摊热量：Q_fdi＝q_fd×F_di；

f)采暖季度内每户累计分摊热量： $Q_i=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{\mathrm{fdi}},$

式中：m表示采暖季度按照所述设定时间长段合计的总段数。

至于所说的设定长时间段，本领域的技术人员都知道，在正常的供暖条件下，室内温度变化量比较小，为了减小计算量，可以按1/4小时、1/3小时、1/2小时进行设定，甚至是按照一个小时一个段进行分割，即便是按照1/4小时进行分割其整体计算量也大大小于现有的计量方法。

另一方面，基于本方案，可以开发相应的计量系统，由于现场参数的获取主要是所说的舒适度和热量总表的量值，计算量比较小，该系统也比较容易实现。

为了更准确的表征一个用于室内的舒适度，所述步骤a)户内舒适度T为每户室内的当量平均温度。

其具体的计算方法是：得到所述当量平均温度的方法是在每户室内设置r个温度采集装置，进而获得多个点的温度t_i，其后计算所述当量平均温度 $T=\frac{\underset{t=1}{\overset{r}{\mathrm{\Σ}}}{t}_i}{r}.$

至于所说的r个温度采集装置，可以根据居室多少进行设置，或者在每个居室设置几个，自然，可以根据室内的采暖状况进行设置，以获得比较客观的数据。

本领域的技术人员可以根据本方案扩展使用该方法，其核心内容是面积度的引入，利用该特征本领域的技术人员可以很容易的想到就该方法应用于多栋楼或者某个小区，甚至供暖公司采暖系统中来，显然，这没有对本方案作实质性的改动，也应当落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种面积度采暖计量方法，其特征在于其包括以下步骤：

a)获取表征每户户内采暖状况的参量：户内热舒适度(℃)T和户内采暖面积的(m²)F；

b)计算所述参量的乘积表示为面积度(M₂ ^O)：F_di＝F×T；

c)计算整个楼的面积度：

式中：n为楼内总数；

d)计算单位面积度分摊的热量：

式中：Q表示设定长时间段累计总表热量；

e)计算设定长时间段每户用户的分摊热量：Q_fdi＝q_fd×F_di；

f)采暖季度内每户累计分摊热量： $Q_i=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{\mathrm{fdi}},$

式中：m表示采暖季度按照所述设定时间长段合计的总段数。

2.根据权利要求1所述的面积度采暖计量方法，其特征在于：所述步骤a)户内舒适度T为每户室内的当量平均温度。

3.根据权利要求2所述的面积度采暖计量方法，其特征在于：得到所述当量平均温度的方法是在每户室内设置r个温度采集装置，进而获得多个点的温度t₁，其后计算所述当量平均温度 $T=\frac{\underset{i=1}{\overset{r}{\mathrm{\Σ}}}{t}_i}{r}.$