CN102289883B - 动态平衡双源时间通断面积热计量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动态平衡双源时间通断面积热计量系统及方法，该系统包括客户端和管理端，所述客户端包括安装在供热管路上的可调流量平衡阀、控制可调流量平衡阀启闭的电热执行器、与电热执行器连接用来实现温度控制的IC卡式热计量温控器，以及向IC卡式热计量温控器充值的用户充值IC卡；所述管理端包括充值机和计算机。本发明是在保证水利平衡的基础上，保证各户最终的供暖效果相同。预先设定好各户通流量，通过让用户预付费然后再按时间消费的方法进行热计量。

Description

动态平衡双源时间通断面积热计量系统及方法

技术领域

本发明涉及一种热计量系统，具体涉及一种动态平衡双源时间通断面积热计量系统，还涉及一种动态平衡双源时间通断面积热计量方法。

背景技术

集中供热是目前我国最基本的供热方式，热计量是必须面对的问题。传统的计量方式仅仅按照面积计费，无法体现收费的合理性和公平性。同时按面积收费的供暖收费制度的不合理，无法调动人们的供暖节能意识，造成了大量的资源浪费。根据发达国家的经验，实行合理的计量方法可以节能20～30％。

目前部分地区试行的热计量方法有热表计量法和温差面积法。

热表计量法主要是机械热表或超声波热表加温控阀的方法，在天津地区使用较多，这种方法经过长时间的检验，比较稳定，但是存在以下缺点：中国水质问题，容易造成机械式热表堵塞；超声波热表本身计量精度不高，且目前中国热表合格率只有15％；长时间使用计量精度会下降；中国建筑楼层间不做保温，此种方法无法解决楼层间热传导问题；公用面积热量无法直接分摊，此种计量方式不受热力公司欢迎。

温差面积法是通过测量进回水温度，并根据面积、朝向、楼层等因素，设定不同的计算公式，计算用户使用的热量。这种方法在东北、山西等地区使用较多，其解决了热表质量不高、管路易堵塞、公用面积分摊的问题，但该方法没有实现精确计量，并且在操作过程中，使用的是大流量区域控制阀，容易出现水利失衡的现象。

相同的供热条件下，因户型、朝向的不同，会得到不同的室温。供热的关键就是要保证在不同户型、朝向的条件下，通过调节各户的供热流量，以得到相同的供热效果。该相同效果一般来讲有两个标准，一是相同的散热量，二是相同的室温。本发明是以相同室温为目标的热计量系统及方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种动态平衡双源时间通断面积热计量系统，还提供一种动态平衡双源时间通断面积热计量方法。

本发明的技术方案是：

本发明提供的动态平衡双源时间通断面积热计量系统，包括客户端和管理端，所述客户端包括安装在供热管路上的可调流量平衡阀、控制可调流量平衡阀启闭的电热执行器、与电热执行器连接用来实现温度控制的IC卡式热计量温控器，以及向IC卡式热计量温控器充值的用户充值IC卡；所述管理端包括充值机和计算机。

所述可调流量平衡二通阀包括阀体和阀芯，所述阀体包括上阀体(118)、下阀体(126)和阀上盖(116)，所述阀芯由内而外依次包括阀杆(101)、阀芯内筒(102)和阀芯外筒(103)，自上而下依次包括阀芯弹簧(113)、截流罩(105)、密封垫(106)和挡圈(107)，所述阀杆(101)置于所述阀芯弹簧(113)、所述截流罩(105)和所述密封垫内，所述挡圈将所述阀芯内筒(102)和所述截流罩(105)的竖直方向固定在所述阀芯外筒(103)内，所述阀芯外筒(103)外部与所述阀上盖(116)内部配合连接，所述阀芯外筒(103)下部设有一开口，所述截流罩(105)的侧面设有与所述阀芯外筒(103)下部的开口相配合的开槽，所述阀芯内筒(102)下部设有插槽，所述截流罩(105)上部设有与所述阀芯内筒(102)下部的插槽相配合的突起。

所述可调流量平衡二通阀还包括位于阀体下部的流量平衡单元，所述流量平衡单元自上而下包括中心同心的膜片盖(119)、膜片(122)、中心筒(123)、膜片弹簧(121)和下阻断片(127)，所述膜片盖(119)的外周缘与所述上阀体(118)固定连接，并将所述膜片(122)的外周缘压紧在所述膜片盖(119)的外周缘与所述上阀体(118)之间，所述下阻断片(127)位于所述中心筒(123)与所述下阀体(126)之间，并与所述下阀体(126)固定连接。

所述阀芯弹簧(113)的两端分别用卡簧(109、114)和垫片(110、115)固定。

在阀芯内筒(102)内侧上部的密封挡圈槽内设置有密封挡圈(129)，密封挡圈(129)与密封挡圈槽之间为过盈配合。

所述密封垫(106)为橡胶垫。

所述截流罩(105)的侧面与所述阀芯外筒下部的开口相配合的开槽可以是任意形状，优选使用曲线开槽。

所述阀芯内筒(102)下部设有一大一小两个插槽，所述截流罩(105)上部设有一大一小两个突起，插槽和突起一一对应配合。

所述阀芯为一体化结构设计，可整体拆卸。

所述阀芯内筒(102)顶面设有刻度指示。

所述中心筒(123)的上部筒壁向外延伸凸出形成台状体(130)，将所述膜片(122)压紧在由所述膜片盖(119)、所述中心筒(123)与所述上阀体(118)围成的密封空腔中。

所述膜片盖(119)上的开口带有圆角，所述密封垫(106)下部为倒角，圆角和倒角之间为线接触。

所述阀芯外筒(103)的上部为六角形。

所述电热执行器包括上盖(201)、下盖(206)、微动开关A(205)、微动开关B(212)、与下盖连接的孔径可调螺母(207)、固定孔径可调螺母的螺栓(211)、限位在下盖和孔径可变螺母中间的外壳(208)、装在下盖导轨上且能沿导轨上下运动的隔热圈(213)，紧压隔热圈的弹簧(204)，安装在隔热圈内的电阻片(202)和电热元件(203)；

通电开式时，微动开关B(212)位于微动开关A(205)下方，微动开关A(205)被电热元件压在下盖上，不能动作，微动开关B(212)在电热元件受热长度增加的影响下能够在下盖的开孔或开槽上向上滑动；

通电关式时，微动开关A(205)在电热元件受热长度增加的影响下能够在下盖的开孔或开槽上向下滑动。

所述电热执行器还包括位于所述上盖与所述下盖之间的透明窗。

所述IC卡式热计量温控器包括：

开关模块，用于开启和关闭温控器；

设置模块，用于设置日期、温度及工作模式；

节能模式模块，用户预先设定一温度为节能温度，该节能温度存储在节能模式模块中，选择工作模式为节能模式时，节能模式模块将该节能温度送至温度控制模块；

温度控制模块，根据用户的设定温度进行温度控制，当设定温度高于室温时，将与温控器连接的电热执行器通电，此时阀门开启，室温开始上升直至达到设定温度；当设定温度低于室温时，将与温控器连接的电热执行器断电，此时阀门关闭，室温开始下降直至达到设定温度；

计时模块，根据阀门的开闭进行工作，阀门开启时计时开始，阀门关闭时计时停止；

显示屏，用于显示日期、当前温度、剩余电量、剩余时间、阀门开闭指示、节能模式指示、故障指示和面板锁定指示；

以及IC卡插口，IC卡通过该插口对温控器充值。

所述IC卡式热计量温控器有两种电源供电方式，一种是通过变压电路将220V供电电压降至24V直流电，另一种是通过24V直流电电源接口与24V电源盒连接。

本发明提供的动态平衡双源时间通断面积热计量方法，包括以下步骤：

(1)计算不同户型、朝向获得相同供热效果所需的流量；

(2)在客户端，各户的供热管路上安装有可调流量平衡阀、控制可调流量平衡阀启闭的电热执行器、与电热执行器连接用来实现温度控制的IC卡式热计量温控器；按照计算好的各户所需的供热流量，在供热开始前，通过可调流量平衡阀上的调节组件对各户的流量进行设定，流量设定完成后，安装电热执行器进行锁定；

(3)在管理端，通过充值机为用户充值IC卡充值，用户充值IC卡再向客户端的IC卡式热计量温控器充值，供热结束后，根据IC卡中从IC卡式热计量温控器取回的剩余时间，返还用户相应的费用；对于接入控制网络的各户IC卡式热计量温控器，管理端通过计算机实现实时温度监测和设定。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明提供的动态平衡(双电源)时间通断面积热计量系统及方法是在保证水利平衡的基础上，保证各户最终的供暖效果相同。预先设定好各户通流量，通过让用户预付费然后再按时间消费的方法进行热计量。

本发明的可调流量平衡阀可以预设定各户流通的流量。每个可调流量平衡阀带有电热执行器，电热执行器控制流量平衡阀的启闭。可调流量平衡阀的流量调节部分在阀门的顶部，将电热执行器安装在流量平衡阀上后，可将调节部分封闭。电热执行器为防盗设计，可调流量平衡阀和电热执行器之间通过孔径可调螺母连接，只有使用专用工具才能将其拆开，这就有效的防止用户或他人随意改变设定好的流量。可调流量平衡阀的流量平衡单元可以保证在已设定好流量的情况下，阀门开启时通过阀门的流量一定，不受电压、管路压力等因素的扰动，即保证了供暖系统的水利平衡和供暖计量的准确性，这也是热计量最重要基础。

本发明可调流量平衡阀的结构使得阀芯具有调节设定功能，阀杆的运动为上下运动，对执行器的要求较低，简单的电热执行器即可控制。阀体内部的平衡单元可以平衡系统压力波动，使通过阀门的流量不受系统的影响，在阀门工作压差范围内，任预设定流量都是唯一和恒定的。即保证通过阀门的流量值完全由阀门设定值决定。同时该阀门集合了流量的预调节功能，可精确调节并锁定每一管路的流量。该阀应用于时间面积法的供暖管路，调节功能与平衡功能相结合，可得到较理想的控制效果，达到合理的流量设定、实时的流量动态平衡、节约能源的目的。能够完全满足时间面积法的设计需要。

电热执行器主要通过孔径可调螺母及相应螺栓进行独特的防盗一体化设计，使得产品在安装后具有防盗和防破坏功能，降低产品的无谓丢失和损坏；该电热执行器不同于普通电动执行器，其内部无任何齿轮等机械元件，无电机等动作装置，结构简单，可靠耐用，不会产生机械故障；其缓开缓闭的动作特性，使得室温变化平缓，提高人体的舒适感；能降低噪音，防止水锤现象的产生。

IC卡式热计量温控器中用户预先设定一温度为节能温度，该节能温度存储在节能模式模块中，选择工作模式为节能模式时，节能模式模块将该节能温度送至温度控制模块。用户外出时可以使用一键节能的功能键，将室温维持在节能温度。既维护了建筑温度，又节约了能源。

进一步地，本发明的动态平衡双源时间通断面积热计量系统还设置了备用电源盒以防备停电等情况。

附图说明

图1是根据本发明的动态平衡双源时间通断面积热计量系统示意图。

图2是根据本发明的电热执行器和可调流量平衡阀连接示意图。

图3是根据本发明的阀芯结构剖视图。

图4是根据本发明的整体结构剖视图。

图5是根据本发明的流动方向示意图。

图6是图3的阀芯内筒示意图，其中a为正视图，b为左视图，c为左视剖视图，d为顶面刻度示意图。

图7是图3的阀芯外筒示意图，其中a为正视图，b为左视剖视图，c为等轴测图，d为俯视图。

图8是图3的截流罩示意图，其中a为正视图，b为左视剖视图，c为等轴测图。

图9是图4中膜片盖的结构剖视图。

图10是根据本发明的电热执行器内部结构剖视图。

图11是根据本发明的电热执行器外部结构示意图。

图12是根据本实用新型的电热执行器底部结构示意图。

图13是根据本发明的电热执行器结构分解图。

图14是根据本发明的三角扳手结构示意图。

图15为本发明的系统组成图。

图16为本发明的面板布置图。

附图标记说明：

101-阀杆，102-阀芯内筒，103-阀芯外筒，104-第一O型圈，105-截流罩，106-密封垫，107-挡圈，108-第二O型圈，109-第一卡簧，110-第一垫片，111-第三O型圈，112-第四O型圈，113-阀芯弹簧，114-第二卡簧，115-第二垫片，116-阀上盖，117-第五O型圈，118-上阀体，119-膜片盖，120-第一螺钉，121-膜片弹簧，122-膜片，123-中心筒，124-第六O型圈，125-第七O型圈，126-下阀体，127-下阻断片，128-第二螺钉，129-密封挡圈，130-台状体；

201-上盖，202-电阻片，203-电热元件，204-弹簧，205-微动开关A，206-下盖，207-孔径可调螺母，208-外壳，209-指示针，210-透明窗，211-螺栓，212-微动开关B，213-隔热圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1和2所示，动态平衡双源时间通断面积热计量系统包括客户端和管理端，所述客户端包括安装在供热管路上的可调流量平衡阀、控制可调流量平衡阀启闭的电热执行器、与电热执行器连接从而控制可调流量平衡阀启闭以实现温度控制的IC卡式热计量温控器，以及向IC卡式热计量温控器充值的用户充值IC卡；所述管理端包括充值机和计算机。

如图3-9所示，所述可调流量平衡二通阀包括阀体和阀芯，所述阀体包括上阀体118、下阀体126和阀上盖116，所述阀芯由内而外依次包括阀杆101、阀芯内筒102和阀芯外筒103，自上而下依次包括阀芯弹簧113、截流罩105、密封垫106和挡圈107，所述阀杆101置于所述阀芯弹簧113、所述截流罩105和所述密封垫106内，所述挡圈107将所述阀芯内筒102和所述截流罩105的竖直方向固定在所述阀芯外筒103内，不会从阀芯外筒103中脱出，阀芯外筒103的外螺纹与阀上盖116的内螺纹配合连接(也可以是其它配合连接方式)。阀芯外筒103的下部有一个方形口(也可为其它形状的开口)，该口为阀芯的流体过流口。截流罩105的侧面为一曲线开槽，该开槽与阀芯外筒103的方形口配合，得到不同大小的过流口，即在阀芯外筒103内部转动阀芯内筒102，可得到不同的阀门开度，即可设定不同的流量。

需要说明的是，截流罩105侧面的开槽可以是任意形状，但是优选使用曲线插槽(曲线可以根据实际情况进行设定)。使用曲线开槽可以起到两个作用：①使得流量的调节设定是连续的；②使得流量的调节设定的变化是特定的，在主要使用的流量调节段调节精确。

阀芯的一部分裸露在外，裸露在外的部分与上阀体118、下阀体126共同形成阀体的外围；阀芯的其它部分实现阀芯的关断和调节功能。

阀芯弹簧113的两端分别用卡簧109、114和垫片110、115固定。

在阀芯内筒102内侧上部的密封挡圈槽内，设置有密封挡圈129。密封挡圈129与密封挡圈槽之间为过盈配合，密封挡圈129和第二O型圈108可起到阀杆处101的密封作用。

优选地，阀芯内筒102下部设有一大一小两个插槽，截流罩105上部设有一大一小两个突起，插槽和突起一一对应配合，使得转动阀芯内筒102可带动截流罩105同步转动。

阀芯外筒103上部优选为六角形，方便阀芯的整体安装。

进一步地，阀芯内筒102顶面设有刻度指示，这样方便了用户调节设定流量。

截流罩105使用大开口，阀芯不易被赃物缠绕，阀门不易堵塞。

截流罩105的连续开口可实现阀门流量无级调节。

在阀芯外筒103和阀上盖116之间设有第一O型圈104。

在阀芯内筒102和阀杆101之间、阀芯内筒102内侧上部的密封圈槽内设有第二O型圈108。

在阀芯内筒102和阀芯外筒103之间设有第三O型圈111和第四O型圈112。

在阀上盖116和上阀体118之间设有第五O型圈117。

在中心筒123和上阀体118之间、在所述上阀体118的内壁上向内凹进的凹槽内设有第六O型圈124。

在下阀体126和上阀体118之间设有第七O型圈125。

第一螺钉120和第二螺钉128是不同种类的螺钉。其中第一螺钉120是内六角螺钉，用以连接上阀体118和下阀体126；第二螺钉128是十字槽沉头螺钉，用以连接固定下阀体和下阻断片。

所述可调流量平衡二通阀还进一步包括位于阀体下部的流量平衡单元，流量平衡单元自上而下包括中心同心的膜片盖119、膜片122、中心筒123、膜片弹簧121和下阻断片127，膜片盖119的外周缘与上阀体118固定连接，并将膜片122的外周缘压紧在膜片盖119的外周缘与上阀体118之间，下阻断片127位于中心筒123与下阀体126之间，并与下阀体126通过螺钉128固定连接(也可以是其它固定连接方式)。

中心筒123的上部筒壁向外延伸凸出形成台状体130，从而将膜片122压紧在由膜片盖119、中心筒123与上阀体118围成的密封的空腔中。当阀门工作时，随着压力的增加，膜片122会带动中心筒123向下运动，膜片盖119与膜片122之间会形成一个注水腔。

下压阀杆101，可将密封垫106压至与膜片盖119上的开口相接触，起到关断阀门的作用。膜片盖119上的开口带有圆角，密封垫106下部为倒角，圆角和倒角之间为线接触，保证阀门易关断。

上提阀杆101，即打开阀杆101。即阀门只有关闭和开启两种状态。

密封圈(实施例中采用O型圈)124内嵌在上阀体118下部的内壁上的向内凹进的凹槽内，确保中心筒123与上阀体118下部之间的密封无泄漏，避免进入阀体的流体直接进入由膜片盖119、中心筒123与上阀体118下部的内壁围成的空腔中。

工作过程中，异程管网变流量系统压力的变化是时刻存在的，本发明通过流量调节单元的作用，在系统压力升高时，通过上阀体118上取压孔与流体出口相连，将流体出口处的压力传递至膜片下腔体，膜片上腔体压力升高，与膜片下腔体的压力差ΔP增大，因此打破原来的平衡状态，膜片122带动中心筒123向下运动，中心筒123与下阻断片127之间的距离减小，因此出水的面积减小，即阀门的流通能力-流量系数kv值减小，根据流量公式

流量可维持不变，实现新的平衡状态。反之亦然，从而达到了流量自动平衡的目的，使流量恒定在标定的范围内，消除了系统压力波动对流量的影响。

在上述实施例中，密封圈104、108、111、112、117、125防止水向阀门外部泄漏，密封圈124防止不同腔体内的水流动。

上述实施例中的阀体优选使用黄铜制造。阀芯优选采用橡胶垫线密封，易关断。另外，阀芯可采用一体化的结构设计，这样其整体可拆卸，易装配及更换。阀杆101上下运动，对执行器要求较低，简单的电热执行器即可控制。平衡单元通过膜片122两侧的压力比较，不同压力下移动膜片122的位置，自动改变阀门开度，实现流量的平衡。

如图10-13所示，电热执行器包括上盖201、下盖206、微动开关A205、微动开关B212、与下盖连接的孔径可调螺母207、固定孔径可调螺母的螺栓211、限位在下盖和孔径可变螺母中间的外壳208、装在下盖导轨上能沿导轨上下运动的隔热圈213，紧压隔热圈的弹簧204，安装在隔热圈内的电阻片202和电热元件203。

电热执行器工作方式分为通电开式和通电关式。对于通电开型工作方式，微动开关A205和微动开关B212配合使用；微动开关B位于微动开关A205下方，微动开关A205被电热元件203压在下盖206上，不能动作，微动开关B212在电热元件受热长度增加的影响下能够在下盖的开孔或开槽上向上滑动。对于通电关型工作方式，只有微动开关A205动作，微动开关B212被拆除不用(不需要微动开关B212)；微动开关A205在电热元件受热长度增加的影响下能够在下盖的开孔或开槽上向下滑动。

进一步地，为了方便观察电热执行器是否处于工作状态，该电热执行器还包括透明窗210，透明窗位于上盖201和下盖206之间。

优选地，所述孔径可调螺母207通过卡扣装配与所述下盖206连接。

所述下盖206与所述上盖201通过卡扣装配方式连接。

根据本发明的电热执行器具有防盗功能，其防盗原理是：电热执行器的前端螺母207孔径可以调节，当将其安装在与其配套的阀门上后，通过特制三角扳手顺时针旋转防盗螺栓211，将其锁紧。孔径可调螺母207在防盗螺栓211作用下，螺纹孔径减小，抱死在阀门螺纹处；孔径可调螺母207外径尺寸同时变小，与防盗外壳208间产生缝隙，当旋转防盗外壳208时，没有足够的旋转力带动孔径可调螺母207转动，达到防盗效果。上盖201与孔径可调螺母207间留有缝隙，当转动上盖201时，同样没有足够的摩擦力带动孔径可调螺母207旋转，达到防盗效果。

所述三角扳手的结构如图14所示，其端部的横截面为三角型，外部结构为直角式。

电热执行器的工作原理：电热执行器可设置为通电开和通电关两种状态。对于通电关式电热执行器，其不工作时处于常开状态，当需要工作时，由温控器提供一个关阀信号，电热阀缓慢关闭，从而截断热水(或冷水)进入散热器，为房间降低(或升高)温度，当室温达到温控器设定值时，电热阀接到信号，缓慢开启，从而使水流进入散热器。当温控器提供一个关阀信号时，电阻片202接通发热。电热元件203随温度升高，其内顶杆向下移动，微动开关A205同顶杆一同下移，阀门关闭。当温控器提供信号异常时，电阻片202持续发热，电热元件203将阀门关闭后，其顶杆继续向下移动时，容易破坏电热器内部结构，此时防过载弹簧204开始工作，其向上移动，降低电热器内部压力。其通电开式电热执行器动作原理与通电关式电热执行器动作原理相反。

电热执行器通电关式到通电开式转换方法：首先将透明窗210从电热执行器移除，然后用钳子拿下指示针209；用一字型改锥向下推动微动开关A205，并将其顺时针旋转60°，然后将微动开关B212沿卡爪方向装入下盖206；再将指示针209装入微动开关B，透明窗210装入电热执行器。

该电热执行器主要用于采暖系统或中央空调管道的开启与关闭，该电热执行器可设置为通电开或通电关。对于本热计量方法中的电热执行器为其通电开模式。

普通电热执行器为了避免其无谓丢失和损坏，在安装时先将阀体安装到管道中，在系统调试时再进行安装电热执行器，这样降低了工作效率，延长工程时间，而且安装好后同样有丢失和损坏的风险。该防盗型电热执行器通过增加孔径可调螺母、防盗螺栓和防盗外壳，使得产品防盗性能和抗破坏性能大大增强，降低了向后运营成本；其新型结构安装简单，性能可靠。

如图15和16所示，IC卡式热计量温控器，包括：

开关模块，用于开启和关闭温控器；在显示屏上通过开关按键进行操作。

设置模块，用于设置日期、温度及工作模式；在显示屏上通过设置按键进行操作。

节能模式模块，用户预先设定一温度为节能温度，该节能温度存储在节能模式模块中，选择工作模式为节能模式时，节能模式模块将该节能温度送至温度控制模块；在显示屏上通过节能按键进行操作，实现“一键节能”的功能。

温度控制模块，根据用户的设定温度进行温度控制(用户可自由设定室温)，当设定温度高于室温时，将与温控器连接的电热执行器通电，此时阀门开启，室温开始上升直至达到设定温度；当设定温度低于室温时，将与温控器连接的电热执行器断电，此时阀门关闭，室温开始下降直至达到设定温度。

计时模块，根据阀门的开闭进行工作，阀门开启时计时开始，阀门关闭时计时停止。优选地，所述计时模块采用倒计时模式，初始时为一特定的时长，当阀门开启时，该时间开始减少；当阀门关闭时，该时间不再减少。用户可自由控制使用时间，同时倒计时的模式可使用户下意识的减少阀门开启的时间，即节约了能源。

显示屏，用于显示日期、当前温度、剩余电量、剩余时间(通常情况下显示当前使用剩余时间，通过按键切换可切换为充值购买的时间或已使用时间)、阀门开闭指示(当阀门开启时，屏幕上显示阀门开启标志；阀门关闭时，阀门标志不可见)、节能模式指示、故障指示和面板锁定指示。优选采用液晶屏。

IC卡插口，IC卡通过该插口对温控器充值。

每个IC卡式热计量温控器对应一张用户IC卡。热计量缴费采用预交费的方式，每个采暖季之前，每户持IC卡到物业或供暖中心买取一定时长(例如2000小时)的采暖时间。在对应的热计量温控器的插卡处插入IC卡，即可将使用时间充入热计量温控器。充值后可拔出充值IC卡。供暖季结束后，再次插拔IC卡，即可将剩余时间全部输入到IC卡中，再到物业按照剩余时间退回余款。

进一步地，还包括调节模块，用于对日期、温度进行向上向下调节；在显示屏上通过向上、向下按键进行操作。

进一步地，还包括变压电路，用于将220V供电电压降至24V直流电，低电压输出可杜绝了触电的危险。

进一步地，还包括24V直流电电源接口以及24V电源盒。每个面板配有一个24V电源盒。当发生停电或断电时，可将电源盒接在热计量温控器上，以维持热计量温控器和电热执行器一段时间的供电，防止在极冷的环境下停电引起管路停止通流，产生液体冻结，甚至冻裂管路。24V电源盒使用5节5号干电池供电，通过电压放大转换到24V，正常情况下可实现3～4小时的供电。

进一步地，还包括RS485接口。该温控器使用MODBUS协议和RS485接口，可实现远程管理和监控。

温控器的技术参数如下。供电电源：AC220V/50HZ；感温元件：热敏电阻；控温精度：±1℃；控温范围：5-35℃。

本发明的温控器不仅可以实现温控器的基本功能，控制房间的温度，而且与一种新式的热计量方法——时间通断面积法相联系。即温控器带有专用IC充值取值的功能，带有充值时间在阀门开启时倒计时消费的功能，使阀门的开闭时间直接与供热计量的交费相连。在实现温度控制的同时，合理准确地完成供热的计量。同时用户直观可见时刻变化的供热消费额，可自行进行热量的通断选择，从而起到节约能源的作用。

本发明提供的动态平衡双源时间通断面积热计量方法，包括以下步骤：

(1)计算不同户型、朝向获得相同供热效果所需的流量；

(2)在客户端，各户的供热管路上安装有可调流量平衡阀、控制可调流量平衡阀启闭的电热执行器、与可调流量平衡阀连接用于控制供热温度的IC卡式热计量温控器；按照计算好的各户所需的供热流量，在供热开始前，通过可调流量平衡阀上的调节组件对各户的流量进行设定；流量设定完成后，安装防盗型电热执行器，将流量锁定，防止用户自行改变设定的流量；

(3)在管理端，通过充值机为用户充值IC卡充值，用户充值IC卡再向客户端的IC卡式热计量温控器充值，供热结束后，根据IC卡中从IC卡式热计量温控器取回的剩余时间，返还用户相应的费用；对于接入控制网络的各户温控器，管理端还可实现实时温度监测和设定。

Claims (8)

1.动态平衡双源时间通断面积热计量系统，其特征在于：包括客户端和管理端，所述客户端包括安装在供热管路上的可调流量平衡阀、控制可调流量平衡阀启闭的电热执行器、与电热执行器连接用来实现温度控制的IC卡式热计量温控器，以及向IC卡式热计量温控器充值的用户充值IC卡；所述管理端包括充值机和计算机；

所述可调流量平衡阀包括阀体和阀芯，所述阀体包括上阀体（118）、下阀体（126）和阀上盖（116），所述阀芯由内而外依次包括阀杆（101）、阀芯内筒（102）和阀芯外筒（103），自上而下依次包括阀芯弹簧（113）、截流罩（105）、密封垫（106）和挡圈（107），所述阀杆置于所述阀芯弹簧（113）、所述截流罩（105）和所述密封垫（106）内，所述挡圈将所述阀芯内筒（102）和所述截流罩（105）的竖直方向固定在所述阀芯外筒（103）内，所述阀芯外筒（103）外部与所述阀上盖（116）内部配合连接，所述阀芯外筒（103）下部设有一开口，所述截流罩（105）的侧面设有与所述阀芯外筒（103）下部的开口相配合的开槽，所述阀芯内筒（102）下部设有插槽，所述截流罩上部设有与所述阀芯内筒（102）下部的插槽相配合的突起；

所述电热执行器包括上盖（201）、下盖（206）、微动开关A（205）、微动开关B（212）、与下盖连接的孔径可调螺母（207）、固定孔径可调螺母的螺栓（211）、限位在下盖和孔径可变螺母中间的外壳（208）、装在下盖导轨上且能沿导轨上下运动的隔热圈（213），紧压隔热圈的弹簧（204），安装在隔热圈内的电阻片（202）和电热元件（203）；

通电开式时，微动开关B（212）位于微动开关A（205）下方，微动开关A（205）被电热元件压在下盖上，不能动作，微动开关B（212）在电热元件受热长度增加的影响下能够在下盖的开孔或开槽上向上滑动；

通电关式时，微动开关A（205）在电热元件受热长度增加的影响下能够在下盖的开孔或开槽上向下滑动。

2.根据权利要求1所述的动态平衡双源时间通断面积热计量系统，其特征在于：所述可调流量平衡阀还包括位于阀体下部的流量平衡单元，所述流量平衡单元自上而下包括中心同心的膜片盖（119）、膜片（122）、中心筒（123）、膜片弹簧（121）和下阻断片（127），所述膜片盖（119）的外周缘与所述上阀体（118）固定连接，并将所述膜片（122）的外周缘压紧在所述膜片盖（119）的外周缘与所述上阀体（118）之间，所述下阻断片（127）位于所述中心筒（123）与所述下阀体（126）之间，并与所述下阀体（126）固定连接。

3.根据权利要求1所述的动态平衡双源时间通断面积热计量系统，其特征在于：所述截流罩（105）的侧面与所述阀芯外筒（103）下部的开口相配合的开槽为曲线开槽。

4.根据权利要求1所述的动态平衡双源时间通断面积热计量系统，其特征在于：所述阀芯为一体化结构设计，可整体拆卸。

5.根据权利要求2所述的动态平衡双源时间通断面积热计量系统，其特征在于：所述中心筒（123）的上部筒壁向外延伸凸出形成台状体（130），将所述膜片（122）压紧在由所述膜片盖（119）、所述中心筒（123）与所述上阀体（118）围成的密封空腔中。

6.根据权利要求1所述的动态平衡双源时间通断面积热计量系统，其特征在于：所述IC卡式热计量温控器包括：

开关模块，用于开启和关闭温控器；

设置模块，用于设置日期、温度及工作模式；

节能模式模块，用户预先设定一温度为节能温度，该节能温度存储在节能模式模块中，选择工作模式为节能模式时，节能模式模块将该节能温度送至温度控制模块；

温度控制模块，根据用户的设定温度进行温度控制，当设定温度高于室温时，将与温控器连接的电热执行器通电，此时阀门开启，室温开始上升直至达到设定温度；当设定温度低于室温时，将与温控器连接的电热执行器断电，此时阀门关闭，室温开始下降直至达到设定温度；

计时模块，根据阀门的开闭进行工作，阀门开启时计时开始，阀门关闭时计时停止；

显示屏，用于显示日期、当前温度、剩余电量、剩余时间、阀门开闭指示、节能模式指示、故障指示和面板锁定指示；

以及I C卡插口，IC卡通过该插口对温控器充值。

7.根据权利要求6所述的动态平衡双源时间通断面积热计量系统，其特征在于：所述IC卡式热计量温控器有两种电源供电方式，一种是通过变压电路将220V供电电压降至24V直流电，另一种是通过24V直流电电源接口与24V电源盒连接。

8.动态平衡双源时间通断面积热计量方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）计算不同户型、朝向获得相同供热效果所需的流量；

（2）在客户端，各户的供热管路上安装有可调流量平衡阀、控制可调流量平衡阀启闭的电热执行器、与电热执行器连接用来实现温度控制的IC卡式热计量温控器；按照计算好的各户所需的供热流量，在供热开始前，通过可调流量平衡阀上的调节组件对各户的流量进行设定，流量设定完成后，安装电热执行器进行锁定；

所述可调流量平衡阀包括阀体和阀芯，所述阀体包括上阀体（118）、下阀体（126）和阀上盖（116），所述阀芯由内而外依次包括阀杆（101）、阀芯内筒（102）和阀芯外筒（103），自上而下依次包括阀芯弹簧（113）、截流罩（105）、密封垫（106）和挡圈（107），所述阀杆置于所述阀芯弹簧（113）、所述截流罩（105）和所述密封垫（106）内，所述挡圈将所述阀芯内筒（102）和所述截流罩（105）的竖直方向固定在所述阀芯外筒（103）内，所述阀芯外筒（103）外部与所述阀上盖（116）内部配合连接，所述阀芯外筒（103）下部设有一开口，所述截流罩（105）的侧面设有与所述阀芯外筒（103）下部的开口相配合的开槽，所述阀芯内筒（102）下部设有插槽，所述截流罩上部设有与所述阀芯内筒（102）下部的插槽相配合的突起；

所述电热执行器包括上盖（201）、下盖（206）、微动开关A（205）、微动开关B（212）、与下盖连接的孔径可调螺母（207）、固定孔径可调螺母的螺栓（211）、限位在下盖和孔径可变螺母中间的外壳（208）、装在下盖导轨上且能沿导轨上下运动的隔热圈（213），紧压隔热圈的弹簧（204），安装在隔热圈内的电阻片（202）和电热元件（203）；

通电开式时，微动开关B（212）位于微动开关A（205）下方，微动开关A（205）被电热元件压在下盖上，不能动作，微动开关B（212）在电热元件受热长度增加的影响下能够在下盖的开孔或开槽上向上滑动；

通电关式时，微动开关A（205）在电热元件受热长度增加的影响下能够在下盖的开孔或开槽上向下滑动；

（3）在管理端，通过充值机为用户充值IC卡充值，用户充值IC卡再向客户端的IC卡式热计量温控器充值，供热结束后，根据IC卡中从IC卡式热计量温控器取回的剩余时间，返还用户相应的费用；对于接入控制网络的各户IC卡式热计量温控器，管理端通过计算机实现实时温度监测和设定。

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