CN103062834A - 一种通断时间面积法热分摊系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通断时间面积法热分摊系统，包括用户端和管理端，在用户端各分段管道上安装有通断控制器，对该用户的循环水进行通断控制来实现该户的室温调节，同时在室内放置室温遥控器，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通断控制器，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，并按照这一开停比控制通断调节阀的通断，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供暖面积分摊整栋建筑的热量。本发明的有益效果为：供热分摊方法科学、合理，采用无线传输信号，无需抄表，减少邻室传热带来的问题。

Description

一种通断时间面积法热分摊系统

技术领域

本发明涉及供热技术领域，具体涉及一种通断时间面积法热分摊系统。

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。

发明内容

本发明的目的是提供一种通断时间面积法热分摊系统，并克服目前现有系统中存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种通断时间面积法热分摊系统，包括用户端和管理端，所述用户端包括楼栋处理器、安装在分段管路上的通断控制器以及设置在室内的室温遥控器；所述室温遥控器与通断控制器之间、所述计算机管理系统与楼栋处理器之间均通过无线通讯信号连接；所述通断控制器上设有电源显示灯、阀门显示灯、状态指示灯、接收指示灯和发送指示灯；所述室温遥控器上设有液晶显示屏，所述室温控制器上位于液晶显示屏右端设有选择按钮、增加按钮、减小按钮、模式按钮和速热按钮。

所述该分摊系统的操作方法包括以下步骤：

1）在用户端，将楼栋处理器安装在楼栋监控室，将通断控制器安装在分段管路上，然后将室温遥控器放置在室内；

2）在管理端，安装有计算机管理系统；

3）将通断控制器进行地址设定，获取唯一的地址码；

4）将室温遥控器进行对码操作；

5）将室温遥控器进行测量室内的温度，同时使用者在室温遥控器上通过液晶显示屏设定适合自己需要的室温温度，并将两个温度值通过无线通讯传递给通断控制器；

6）通断控制器接收室温遥控器发送的信息，根据实际测量的室温和测定值之差，确定在一个控制周期调节阀的开停比，并按照开停比控制阀门的通断情况，控制室温，同时通断控制器对运行数据进行双备份保存，防止数据丢失；

7）楼栋处理器实时采集本楼栋各分段管道上通断控制器的信息和数据，利用累计各用户阀门开启时间与按供暖面积来分摊总热量，同时将各用户的数据进行打包，通过无线通讯传递给计算机管理系统；

8）计算机管理系统接收信息后，进行系统数据查询，确定各用户应缴纳的供热费用，并自动打印缴费的单据。

本发明的有益效果为：1）供热分摊方法科学合理、公平，室温遥控器上可实时显示用户暖气阀门累积开启时间，费用透明化；2）数据通过无线通讯传输，智能远程抄表管理与监控，不需入户抄表，使用便利；3）智能通断控制保证了系统水力的稳定；4）避免了室温偏高或偏低，同时室内温度的合理设定，起到了节能的效果； 5）大大削弱了邻室传热的影响，避免了室内冻结，使用户公平用热，合理分摊； 6）集调节和计量于一体，设备较少，成本低，避免了传统热计量方法需要对采暖系统进行复杂改造以及增加大量温控阀、热分配表等成本高昂的弊端，实现了对用户的热分摊。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的一种通断时间面积法热分摊系统结构框图；

图2是本发明实施例所述的一种通断时间面积法热分摊系统使用状态参考图；

图3是本发明实施例二所述的曲线图一；

图4是本发明实施例二所述的曲线图二。

图中：

1、分段管路；2、楼栋处理器；3、通断控制器；4、室温遥控器；5、计算机管理系统；6、电源显示灯；7、阀门显示灯；8、状态指示灯；9、接收指示灯；10、发送指示灯；11、液晶显示屏；12、选择按钮；13、增加按钮；14、减小按钮；15、模式按钮；16、速热按钮。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明实施例所述的一种通断时间面积法热分摊系统，包括用户端和管理端，所述用户端包括楼栋处理器2、安装在分段管路1上的通断控制器3以及设置在室内的室温遥控器4，所述管理端包括计算机管理系统5；所述室温遥控器4与通断控制器3之间、所述计算机管理系统5与楼栋处理器2之间均通过无线通讯信号连接；所述通断控制器3上设有电源显示灯6、阀门显示灯7、状态指示灯8、接收指示灯9和发送指示灯10；所述室温遥控器4上设有液晶显示屏11，所述室温控制器4上位于液晶显示屏11右端设有选择按钮12、增加按钮13、减小按钮14、模式按钮15和速热按钮16。

本发明实施例所述的通断时间面积法热分摊系统的操作方法包括以下步骤：

1）在用户端，将楼栋处理器2安装在楼栋监控室，将通断控制器3安装在分段管路1上，然后将室温遥控器4放置在室内；

2）在管理端，安装有计算机管理系统5；

3）将通断控制器3进行地址设定，获取唯一的地址码；

4）将室温遥控器4进行对码操作；

5）将室温遥控器4进行测量室内的温度，同时使用者在室温遥控器4上通过液晶显示屏11设定适合自己需要的室温温度，并将两个温度值通过无线通讯传递给通断控制器3；

6）通断控制器3接收室温遥控器4发送的信息，根据实际测量的室温和测定值之差，确定在一个控制周期调节阀的开停比，并按照开停比控制阀门的通断情况，控制室温，同时通断控制器3对运行数据进行双备份保存，防止数据丢失；

7）楼栋处理器2实时采集本楼栋各分段管道上通断控制器3的信息和数据，利用累计各用户阀门开启时间与按供暖面积来分摊总热量，同时将各用户的数据进行打包，通过无线通讯传递给计算机管理系统5；

8）计算机管理系统5接收信息后，进行系统数据查询，确定各用户应缴纳的供热费用，并自动打印缴费的单据。

具体实施例一

室温控制算法：把简单模糊控制器与PID模糊控制器结合起来，构成一种双模态复合控制系统，而两种控制器的协调则通过上一级的智能协调起来完成。以实际温度与设定温度差为E，上个周期温度变化的斜率EC。E的模糊状态可分为：负大（-5度以下），负中（-5度到-1度），负小（-1度到0度），正小（0度到+2度），正大（2度以上）。由于实际温度若高出设定温度很多，此控制系统没什么有效的方法让温度降低，故不用正大这种状态。

举例说明：当室温比设定温度小0.9℃，上个周期温度变化曲线为0.8时，下个周期的开度就为上个周期开度的一半。

下表中U的值表示上个周期的开度，根据室温控制算法，特别考虑到尽量不要让实际温度高出设定值，如下表所示： 

水力平衡算法：每个通断控制器都有唯一的6位地址，以地址后两位作为计算参数计算控制器控制周期的起始时间。

公式如下：

min=int（ADDR*0.5）；

sec=[ADDR*0.5-int（ADDR*0.5）]*60；

min:为控制周期起始时间分；

sec:为控制周期起始时间秒。

这样以30s为单位，半小时内就可以有60组不同的周期段，以每栋楼240户算，同一时间阀门开启时间仅为4块。

具体实施例二

产品开发过程中对通断控制器3、室温遥控器4等设备的运行可靠性进行了试验，其中室温遥控器4采用内置锂电池ER14505，电压：3.6V，1900mAh。按照室温遥控器4与通断控制器3每半小时通讯最多三次，每次持续时间1s，每次通讯电流30mA计算，则电池可用时间为1900/（365×24×2×30×3×1/3600）=4.3年。因产品设计时考虑了非供暖季的节电开关，故按北方供暖季150天计，电池可使用9个采暖季。经过两个采暖季、八万余平米运行，迄今为止，各设备可靠性得到了实际工程的检验，效果良好。如图3-4所示，用户在12月27日～29日连续3天的室温和阀门瞬态开启占空比变化曲线 ，可以看到：各个用户的室温控制基本在设定温度±0.5℃，室温控制效果良好。从阀门瞬态开启占空比变化可以明显看到室温上升过程中，占空比减小，室温下降，占空比增加，并有提前动作趋势，从而有效控制室温。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种通断时间面积法热分摊系统，包括用户端和管理端，其特征在于：所述用户端包括楼栋处理器（2）、安装在分段管路（1）上的通断控制器（3）以及设置在室内的室温遥控器（4）；所述管理端包括计算机管理系统（5）；所述室温遥控器（4）与通断控制器（3）之间以及所述计算机管理系统（5）与楼栋处理器（2）之间均通过无线通讯信号连接。

2.根据权利要求1所述的通断时间面积法热分摊系统，其特征在于：所述通断控制器（3）上设有电源显示灯（6）、阀门显示灯（7）、状态指示灯（8）、接收指示灯（9）和发送指示灯（10）。

3.根据权利要求2所述的通断时间面积法热分摊系统，其特征在于：所述室温遥控器（4）上设有液晶显示屏（11），所述室温控制器（4）上位于液晶显示屏（11）右端设有选择按钮（12）、增加按钮（13）、减小按钮（14）、模式按钮（15）和速热按钮（16）。

4.根据权利要求3所述的通断时间面积法热分摊系统，其特征在于：所述该系统的操作方法包括以下步骤：

1）在用户端，将楼栋处理器（2）安装在楼栋监控室，将通断控制器（3）安装在分段管路（1）上，然后将室温遥控器（4）放置在室内；

2）在管理端，安装有计算机管理系统（5）；

3）将通断控制器（3）进行地址设定，获取唯一的地址码；

4）将室温遥控器（4）进行对码操作；

5）将室温遥控器（4）进行测量室内的温度，同时使用者在室温遥控器（4）上通过液晶显示屏（11）设定适合自己需要的室温温度，并将两个温度值通过无线通讯传递给通断控制器（3）；

6）通断控制器（3）接收室温遥控器（4）发送的信息，根据实际测量的室温和测定值之差，确定在一个控制周期调节阀的开停比，并按照开停比控制阀门的通断情况，控制室温，同时通断控制器（3）对运行数据进行双备份保存，防止数据丢失；

7）楼栋处理器（2）实时采集本楼栋各分段管道上通断控制器（3）的信息和数据，利用累计各用户阀门开启时间与按供暖面积来分摊总热量，同时将各用户的数据进行打包，通过无线通讯传递给计算机管理系统（5）；

8）计算机管理系统（5）接收信息后，进行系统数据查询，确定各用户应缴纳的供热费用，并自动打印缴费的单据。

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