CN103398417B - 基于室内外温差的热计量控制系统与热量分摊计算及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于室内外温差的热计量控制系统与热量分摊计算及控制方法。基于室内外温差的热计量控制系统，包括室内温度调控器、电动阀、热量表、室外气温探头、积算仪、计算机终端；电动阀安装在热用户室内的供暖管路上，室内温度调控器与电动阀连接；室内温度调控器与积算仪连接；热量表安装在楼栋或小区供热管道上，热量表与积算仪连接；室外气温探头与积算仪连接；积算仪与计算机终端连接。本发明以室内外温差为热计量依据而引入了“室外气温”这个最重要的热工参数，使得耗热量与室内温度呈现“线性关系”，保证了热量计算精确、分摊公平合理，做到了“等室温，等费用”。

Description

基于室内外温差的热计量控制系统与热量分摊计算及控制方法

技术领域

本发明涉及建筑供热采暖分户热计量技术领域，尤其涉及一种基于室内外温差的热计量控制系统与热量分摊计算及控制方法。

背景技术

目前，我国分户热计量存在的重点问题是：计量手段不科学、计算方法不正确、热量分摊不合理，加之，“位置热差”、“户间传热”、“异常降温”、“异常升温”等技术难题没能有效解决，分户热计量无法得到百姓的认同，成为分户热计量推进的致命瓶颈，致使热计量改造进程踉踉跄跄、步履维艰，虽然已经走过了漫长的十六个年头，已经到国外供热技术先进国家进行无数次考察学习，但现在还在“摸石头过河”搞试点，还没有找到适合国情的、技术可行的、百姓认同的科学的分户热计量方法和可行的热计量收费政策，难度可想而知。

目前采用的热计量方法，大都是试图通过计量供热系统流量、供回水温差、发热量、运行时间等，建立“数学模型”并加以“修正”、“补偿”来计算出用户的耗热量达到计量收费的目的。而这些间接地计量、计算方式，与室内温度和热费并没有直接的关联，更没有测量和考虑“室外温度”这个直接影响室温及耗热量的最关键性参数，这些错误的计量方式和分摊方法，导致计算误差很大、不能真实反映实际的耗热量，热量分摊不合理，难以推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于室内外温差的热计量控制系统。

本发明要解决的另外一个技术问题是提供一种基于室内外温差的热量分摊计算方法。

本发明要解决的还有一个技术问题是提供一种基于室内外温差的热计量控制系统的调节控制方法。

对于基于室内外温差的热计量控制系统，本发明采用的技术方案是：包括室内温度调控器、电动调节阀、热量表、室外气温探头、积算仪、计算机终端；

电动调节阀安装在热用户室内的供暖管路上，电动调节阀可以连续调节控制流量大小；

电动调节阀与室内温度调控器连接；室内温度调控器与积算仪连接；

热量表安装在楼栋或小区供热管道上，热量表与积算仪连接；

室外气温探头安装在建筑物的阴面避免阳光直射处；室外气温探头与积算仪连接；

积算仪与计算机终端连接。

作为优选，电动调节阀包括分户控温用电动调节阀和分室控温用电动调节阀；分户控温用电动调节阀安装在热用户的入户主供暖管路上，一个分户控温用电动调节阀与一个室内温度调控器连接；分室控温用电动调节阀安装在每间室内所设散热器或地暖的支路上，一个分室控温用电动调节阀与一个室内温度调控器连接。

作为优选，电动调节阀可以连续调节控制流量大小。

作为优选，室内温度调控器包括温度采集模块、显示模块、通讯模块、计算模块；温度采集模块、显示模块、通讯模块分别与计算模块连接。

作为优选，室内温度调控器按控温方式配置；分户控温的室内温度调控器每户一个配置室内温度调控器，分室控温的每屋一个配置室内温度调控器；电动调节阀与室内温度调控器数量相匹配。

作为优选，室外气温探头的安装高度为离地面1.5-2m；室外气温探头有壳体保护并与大气相通。

作为优选，室外气温探头的设置与热量表相匹配；热量表测量楼栋热量的，室外气温探头只测量该楼周边温度即可；热量表测量整个小区热量的，控制范围较大时，室外气温探头可设若干支，并在积算仪里取平均室外气温值。

作为优选，还包括路由器；室内温度调控器通过路由器与积算仪无线连接。

对于基于室内外温差的热量分摊计算方法，本发明采用的技术方案是包括以下步骤：

(1)然后依据室外气温探头实测的室外气温与各热用户的室内温度计算的室内外温差，并按下式计算室内外温差：

ΔT＝Tn-Tw(1)

公式(1)中，ΔT为室内外温差；Tn为室内温度；Tw为室外温度；

(2)将热量表每次测得的楼栋或小区总耗热量，按以下公式计算将热量表的总耗热量分摊给各用户；计算方法如下：

$K=\mathrm{Qz}/A1(T1-\mathrm{Tw})+A2(T2-\mathrm{Tw})+\·\·\·+\mathrm{An}(\mathrm{Tn}-\mathrm{Tw})$

$=\mathrm{Qz}/\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Ai}(\mathrm{Ti}-\mathrm{Tw})---\left(2\right)$

Qi＝K*Ai(Ti-Tw)(3)

将第i个用户每次分摊热量进行合计就是该用户采暖季的总耗热量Qiz：

$\mathrm{Qiz}=\mathrm{Qi}1+\mathrm{Qi}2+\·\·\·+\mathrm{Qin}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Qi}---\left(4\right)$

公式(2)、(3)、(4)中：

K-热量分摊系数：每m²每℃室内外温差的耗热量，单位为W或J；

Qz-热量表测得的该时段楼栋耗热量，单位为KWh或GJ；

A1、A2、Ai、An-第1、第2、第i、第n个用户面积，单位为m²；

T1、T2、Ti、Tn-第1、第2、第i、第n个用户室内温度，单位为℃；

Tw-实测的室外温度，单位为℃；

Qi-第i个用户第i次分摊的热量，单位为KWh或KJ；

Qi1、Qi2、Qin-第i个用户，第1、第2、第n时段耗热量，单位为KWh或KJ；

Qiz-第i个用户采暖季总耗热量，单位为KWh或GJ。

对于热计量控制系统的调节控制方法，本发明采用的技术方案是包括以下步骤：

(1)通过电动调节阀门作连续调节来改变散热器流量，即可调控室内温度：具体是由室内温度调控器控制电动调节阀门作连续调节，室温低时阀门开大，系统流量加大，采暖设施放热量提高，使得室温上升；当室温将达到设定温度上限时，阀门调小至一定开度，室温逐渐下降，当室温将降到设定温度的下限时，阀门再次开大，如此反复控制调节，使室温一直保持在设定范围内；

(2)为避免温度瞬间波动影响所测温度的准确性，对于室内温度采用“去峰谷、求平均”的取值方法：室内温度调控器测得的室温信号在定时向积算仪传输之前，将本时段测得的所有温度值，按照设定比例去除最高的几个数值和最低的几个数值，然后对余下的温度值按算术平均计算出本时段平均室温，并传输给积算仪作为计算本时段热量的依据；

(3)当室内温度值发生因异常降温和异常升温造成的下列情况，可以判定为无效值，仍按发生前的平均温度计算：

(a)在很短时间内，室内温度升降幅度很大，远超出温度调控范围，持续时间远大于正常温度调控周期，如异常降温和异常升温现象发生时；

(b)电动调节阀将温度上调后室温处在正常上升期，正常情况下室温是不可能下降的，此时室温如果发生下降，即可判定为异常降温；

(c)电动调节阀将温度下调后室温处在正常下降期，正常情况下室温是不可能上升的，此时室温如果发生上升，即可判定为异常升温；

异常降温是指在使用中如果故意开窗或使用其它方式致使室内温度下降的现象；

异常升温是指不是由采暖设施正常放热，而是因其它原因使室内得热而升温的现象。

本发明的有益效果是：

本发明以室内外温度作为热量分摊依据并采用多种智能手段，解决了“位置热差”、“户间传热”、“温度波动”、“异常降温”、“异常升温”和“热量分摊不合理”等一系列技术难题。

由于建筑物耗热量与室外温度成反比关系，即室外温度越低，建筑物耗热量则越大，“室外温度”是热量计算不可或缺的重要参数。本发明以室内外温差为热计量依据(简称为“温差法”)而引入了“室外气温”这个最重要的热工参数，使得耗热量与室内温度呈现“线性关系”，保证了热量计算精确、分摊公平合理，做到了“等室温，等费用”。室内温度高1度就多拿1度的钱，低1度就少拿1度的钱，室内温度自行调节，热费多少心甘情愿！避免了传统热量计量中计算、分摊方法不科学，以及政策、人为干预因素的不确定性、不公平性和不合理性。本发明的具体特点如下：

(1)由于“温差法”采用现场直接测量的室外温度、室内温度、总热量与已知的用户面积，直接进行计算和热量分摊，不涉及设计参数、经验数据、预估指标等间接数据，无需建立复杂的“数学模型”，计算结果不需要任何“修正”和“补偿”。“温差法”确保了计算准确、分摊合理。避免了间接计量、间接数据等不确定因素带来的计算不准确、分摊不合理。“室外气温”虽然可以从当地气象部门取得，但是由于每个城市的地域很大，位置的不同室外温度也不同，与实际相差甚远。“室外设计温度”用来搞项目、作可研、搞设计、作热负荷计算当然可以，如果用这些经验数据来搞贸易计量、热量分摊、热费结算，显然是不科学、不严谨、不合理的。“温差法”是具有直接、有效、公平、合理等诸多优点的一种分户热计量装置及热量分摊方法。

(2)“温差法”以室内温度高低作为用户的热量分摊依据，与供热系统的散热器型号、数量、温度、遮挡情况，管径粗细、系统阻力大小、流量多少、发热量多少等所有供热系统的状况没有直接关系。与房屋位置、建筑耗热等复杂情况也没有直接关联。用户在房间内感知的是“温度”、享受的是“温度”、花钱买的还是“温度”，我们就直接以室内“温度”为考核、计量、结算依据，用户享受到多少温度就交多少钱，真正做到了“等室温，等费用”，室温、热费由用户自己掌握调控，避免政策倾斜和人为干预因素的影响，用户没有争议和怨言，大大提高了广大用户对分户热计量的认可度，对我国热计量工作进展将是一个积极推进。

(3)“温差法”计量、计算、结算的方法科学、准确、公平、合理，做到“等室温，等收费”，使支付的热费与享受到的温度相匹配。兼顾到供热单位与用户之间、用户与用户之间的权益和经济利益，提高了认同度，使他们各自达到心理上的平衡和基本满意。

(4)“温差法”适用于所有采暖系统(含改造后的大循环系统)。独立的分户采暖系统可直接使用本热计量装置，单管大循环系统可增设旁通管。凡是散热器能用阀门控制而又不影响其他用户使用的采暖系统，都可以使用本发明的热计量装置。散热器、地热均可使用。

(5)用户可在一定范围内进行室温设定和调节，既杜绝了能源浪费，又享受到了一定舒适度。室内温度调控器有温度限定和提醒功能，并可由主控室发出指令，对不交纳热费的用户实现远程断热。为了不浪费能源和不损害舒适度，室内温度不宜低于14℃，高于20℃，特殊场所温度可根据需要提高，如养老院、医院，幼儿园及其它特殊场所等。

(6)本分户热计量控制系统安装简单，用户使用、操控、方便、易行。多种温度模式，温控器、遥控器设定简单、“一键操控”。

(7)室内温控器显示信息齐全，透明度高，耗热量可以直接换算成热费，热量、热费随时知晓，一目了然，不用采暖结束再算账。室温、热量、热费自行控制，明明白白消费。显示实时的室外气温，方便出行。

(8)分户热计量控制系统造价低，利于推广使用。由于不用测量用户供热系统的流量、温度、温差、蒸发量、耗热量、通断时间等任何参数，可省去很多测量设施，大大节约造价。虽然增加了室外测温探头，因为测温手段最多，最容易实现，安装简单，造价最低，而且是一个或几个楼栋是才设置一支或几支温度探头，造价分摊给用户只有几元钱，是非常低的。热量表也是一个或几个楼栋甚至是一个小区才设置一套，分摊给用户的费用也就相当个阀门钱。整个分户热计量装置造价是较低的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明基于室内外温差的热计量装置实施例1的结构示意图。

图2是本发明基于室内外温差的热计量装置实施例2的结构示意图。

图中，1-室内温度调控器，2-电动调节阀，3-持遥控器，4-路由器，5-热量表，6-室外气温探头，7-积算仪，8-计算机终端。

具体实施方式

实施例1：

图1是一种适于老旧建筑的“智能温差法”热计量控制系统。

安装在室内：室内温度调控器1、电动调节阀2、手持遥控器3；

安装在楼道：路由器4(作信号放大器用，可带多个室内温度调控器，信号强度满足使用要求或有线通讯时路由器可取消)

对于楼栋或小区：热量表5、室外气温探头6、积算仪7；

热力主控室和小区物业：计算机终端8(包括打印机、服务器等)。

考虑到旧建筑布线麻烦以及保持环境美观，尽量采用无线通讯方式。其中，室内温度调控器1与电动调节阀门2以无线方式连接，室内温度调控器1通过路由器4与积算仪7无线连接，积算仪7与计算机终端8采用GPRS远程无线通讯方式连接。

其中，室内温度调控器包括温度采集模块、显示模块、通讯模块、计算模块；温度采集模块、显示模块、通讯模块分别与计算模块连接。其中计算模块对采集的温度进行计算、分析、判断，处理，最后给出合理的室内温度作为热量分摊计算依据，避免“温度波动”、“异常升温”、“异常降温”对热量分摊的影响，由控制模块控制电动阀连续调节。

电动调节阀门可以对所控制的管道内流量作连续调节，其由室内温度调控器进行控制。

工作过程如下：

安装在热用户室内的室内温度调控器1，自动控制安装在供暖管路上的电动阀2，室温低于设定温度时电动阀开大，室温升高；将达到设定温度时电动阀关小，室温逐渐下降，如此往复使室内温度保持在设定的范围内。

室内温度调控器1定时将室内温度信号传输给路由器4，再转发给积算仪7。安装在楼栋或小区供热管道上的热量表5，也定时将测得的流量、供回水温度信号传输给积算仪7。安装在室外的气温探头6，定时将气温信号传输给积算仪7和室内温度调控器1。

积算仪7将收到的热量、气温、室温等信号，进行综合整理、计算后，将热量表的总热量按照每个用户不同室温分摊给各热用户，并将分摊的耗热量反馈到用户的室内温度调控器1上。

积算仪7定时将每次计算结果传输给热力主控室和物业的计算机终端8，热力主控室和物业通过计算机终端8也可以随时调用积算仪8的数据。时时掌握整个供热区域、楼座、用户的供热情况，并可随时显示和打印流量、温度、热量的数值、曲线、报表等。

两点说明：

(1)采用室外气温探头6现场测量室外温度是本实施例的重点。热量表5测量楼栋热量的，室外气温探头6只测量该楼周边温度即可。热量表5测量整个小区热量的，控制范围较大时，温度探头可多设几支，在积算仪里取平均气温值。应该指出，只有用室外气温探头现场测温，才能确保参数真实、计算准确，热量分摊公平合理，任何通过间接方式(如按气象资料、设计参数、反算推导等经验数据和间接数据)获得的数据都是不准确和不可取的。

(2)室内温度调控器1和手持遥控器3具有“一键操控”功能。能够显示日期、控温模式：标准、睡眠、时段，室内、外温度，耗热量、阀门及控温状态等信息。分户控温的室内温度调控器每户一个，分室控温的每屋一个。电动调节阀门按照室内温度调控器数量设置。

采用本实施例“温差法”与常规热计量方法对北京、哈尔滨、青岛、等城市采暖季耗热量作了详细计算与分析，并与正规的热工计算结果进行了比较和验证，其结果“温差法”与正规热工计算的数据是吻合的，证明了“温差法”分摊方法的正确性、科学性、先进性、合理性。

以下是以室内外温差方法(简称温差法)进行热量分摊的计算实例：

“温差法”热量分摊计算公式如下：

(1)室内外温差的计算公式：

ΔT＝Tn-Tw(1)

公式(1)中，ΔT为室内外温差；Tn为室内温度；Tw为室外温度；

(2)楼栋或小区总耗热量分摊给各用户的计算公式：

$K=\mathrm{Qz}/A1(T1-\mathrm{Tw})+A2(T2-\mathrm{Tw})+\·\·\·+\mathrm{An}(\mathrm{Tn}-\mathrm{Tw})$

$=\mathrm{Qz}/\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Ai}(\mathrm{Ti}-\mathrm{Tw})---\left(2\right)$

Qi＝K*Ai(Ti-Tw)(3)

将第i个用户每次分摊热量进行合计就是该用户采暖季的总耗热量Qiz：

$\mathrm{Qiz}=\mathrm{Qi}1+\mathrm{Qi}2+\·\·\·+\mathrm{Qin}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Qi}---\left(4\right)$

公式(2)、(3)、(4)中：

K-热量分摊系数：每m²每℃室内外温差的耗热量，单位为W或J；

Qz-热量表测得的该时段楼栋耗热量，单位为KWh或GJ；

A1、A2、Ai、An-第1、第2、第i、第n个用户面积，单位为m²；

T1、T2、Ti、Tn-第1、第2、第i、第n个用户室内温度，单位为℃；

Tw-实测的室外温度，单位为℃；

Qi-第i个用户第i次分摊的热量，单位为KWh或KJ；

Qi1、Qi2、Qin-第i个用户，第1、第2、第n时段耗热量，单位为KWh或KJ；

Qiz-第i个用户采暖季总耗热量，单位为KWh或GJ。

表1是某楼栋两个单元24户某时段分摊热量，是按分摊公式(2)和(3)计算的结果。

表1：

K＝110751.55/76.32*(20.3+3)+76.32*(18.2+3)+......+...

＝110751.55/53160.74＝2.083

第1个用户分摊热量Q1＝76.32*(20.3+3)*2.08＝3704.70W

第2个用户分摊热量Q2＝76.32*(18.2+3)*2.08＝3370.8W

以此类推.....至第24个用户，

表1中24个用户分摊的热量合计110751.55W，与楼栋总表的耗热量110751.55W是完全一致的。

表2是该楼栋一个采暖季不同室外温度、用户不同室温、不同面积所分摊的热量及采暖季总热量。

表2：

在表2中，用户分摊总热量合计与楼栋总耗热量是一致的，各个用户的室温不同分摊的热量不同、热费不同、节能效果也不同。较不按热计量耗热节能效果1.33％-31.33％不等，平均节能16.44％。

通过以上计算，证明了“室内外温差”作为计算依据的分摊方法(温差法)的科学性、准确性和公平合理性。

为了更加有效合理地对热量进行调节控制，本实施例主要采用以下三种调节控制方法：

1、电动调节阀门采用“连续调节”，提高运行稳定性。

在常规的热计量方法中，都是通过电动阀门的通断来控制温度的：温度不够时开启阀门，达到设定温度时关闭阀门。阀门只有“全开”和“全关”两种状态〔0，1〕。常规电动阀门的缺点是：

1)阀门通断时有声响、流体突然流通和突然停止时有噪音；

2)热媒忽冷忽热、热胀冷缩易造成采暖管件及密封件的损坏。

3)阀门关断后散热器的“惯性超温”及阀门开启后“惰性延迟”等热特性的影响，不可避免地产生温度“超调”，对室温控制不准确。

4)由于每个管路的流量都是根据各个支路的阻力系数按一定比例分配的，任何一个支路流量的变动，都会改变其它支路的流量，越是邻近的影响越大。流量的大小影响散热器的放热系数，放热系数的高低直接影响散热器的发热量，这是一系列的连锁反应。热计量的温度都是自动控制的，所有的阀门都处在随时的通断中，系统的水力工况极不稳定，随时都在变化中，很难达到设计平衡，热力工况自然也会受到相应的影响。这是“间接计量”之所以差异很大甚至失败的致命原因。

5)阀门“全开”、“全关”，使流体瞬间停止和瞬间流动，对采暖系统、设施、管路、管件造成冲击和震动，对系统极为不利。

6)阀门经常“全开”、“全关”，容易造成局部“气堵”导致散热器不热；

7)流体的大幅度搅动极易造成管路、阀门的堵塞。

8)电动阀在关阀和开阀时扭矩最大，执行器工作电流大、体积大、费电。且动作频繁、影响使用寿命。

阀门“全开”、“全关”这种不合理的操控及运行方式，造成系统工况恶化及安全隐患是时时存在的。

本实施例使电动调节阀门是采用“连续调节”来解决了上述问题的，具体调节方法如下：

由于在设计流量范围内，散热器发热量与流量成相应的正比关系。改变散热器流量即可调控室内温度。

由室内温度调控器(1)控制电动调节阀门(2)作“连续调节”，室温低时阀门上调，系统流量加大，采暖设施放热量提高，室温上升；当室温将达到设定温度时，阀门回调至一定开度，室温逐渐下降，当室温将降到设定下线时，阀门再次上调，如此反复控制调节，使室温一直保持在设定范围内。由于调控温度时阀门始终是开启的，只是开度和控制流量大小不同，扭矩小、电流小、体积小，动作频率降低，延长使用寿命。大大提高了系统运行的稳定性，改善了温度“超调“，避免“通断式”阀门“全开、全关”给系统带来的危害，确保系统运行稳定。可有多种控制方式实现此功能，如PLC控制、PID控制，模糊控制、模糊PID等智能手段。

2、按“去峰谷、求平均”测取室内温度，消除温度较大波动的影响。

在使用中可能由于某种原因使检测的室内温度瞬间发生高低变化，这种“温度波动”造成采集温度不准，使热费结算不合理。

现在采用“去峰谷、求平均”的方法，避免了瞬间温度波动造成测温的不准确，可以客观、真实地反映室内温度。室内温度调控器测得的室温信号定时向路由器或积算仪传输，在传输之前要将本时段测得的若干个温度值作处理，将最高值和最低值的几个数值，按照一定比例(如高低各去掉20％)去掉，余下一定比例的温度值再进行算术平均，平均室温传输给路由器或积算仪作为计算热量的依据。

表3

以表3为例，在某时段采集了20个室温数据，其中有两个为异常波动温度值13.2℃和14℃，如去掉4个最高温度和4个最低温度后，余下60％数据再进行算术平均。未处理前的平均温度为17.2℃，经过按照“去峰谷，求平均”的取值计算后的“平均温度”为17.8℃，将17.8℃传输给积算仪作为分摊热量的依据，提高了室温采集的准确性，避免了温度波动对热量分摊的影响。在室温采集过程中发生瞬间升温时，处理方法也是一样的。

3、对室温进行模糊控制和智能判断，避免异常降温和升温的影响。

异常降温：在使用中如果故意开窗或使用其它方式致使室内采集温度下降，就会少交热费，这部分由于开窗多耗的热量和该用户少交的热费就会摊销给其他的热用户，这是极不公平的。

异常升温：如果家中亲友聚会，由于人体散热会使室温升高，如果再有热腾腾的汤菜甚至是火锅，室内温度会升的更高。这种由于不是采暖设施放热，而是其它原因使室内得热而升温，如果按照温度收费显然是极不合理的。“聚会吃火锅，还要多交热费？”，谁都不会接受！

由于建筑“热惰性”因素，正常情况下室内温度升高或降低有一个缓慢的过程，短时间内升降幅度不会很大，更不会骤升骤降。根据这个特点，可以采用“模糊控制”智能手段对室内采集温度进行检测、分析、判断、处理，消除“异常降温”、“异常升温”对热量分摊的影响。

发生“异常降温”、“异常升温”时的主要特征：

1)升温或降温速度快，很短时间即可达到较高或较低的值。

2)升温或降温幅度大，远远超出正常控温范围。

3)延续时间长，远远超出电动阀调控周期。

4)具有不可控性，即便温度已经超出正常调控范围，温控器和电动阀无法对其进行控制。

根据以上特征，可通过模糊控制等方法对其进行判断和处理。

通过电动阀上调使室温上升、下调使室温下降是有一定周期的。当温度值发生下列3种情况可以判定为无效值，仍按发生前的平均温度计算：

(1)在很短时间内，温度升降幅度很大，远超出温度调控范围，持续时间远大于正常温度调控周期；

(2)电动阀上调后室温处在正常上升期，正常情况下室温是不可能下降的，此时室温如果发生下降，如在1～2分钟内温度就下降2℃以上，即可判定为异常降温；

(3)电动阀下调后室温处在正常下降期，正常情况下室温是不可能上升的，此时室温如果发生上升，如在1～2分钟内温度就上升2℃以上，即可判定为异常升温。

如果发生供热事故等特殊情况，系统流量、温度会发生很大变化，楼栋的热量也会发生很大变化，对每个用户的影响都是一样的，以上判断方法并不影响热量的合理分摊。

实施例2：

如图2所示，是一种适合新建楼房的热计量系统。其中，室内温度调控器1与电动调节阀门2、室内温度调控器1与积算仪7均通过敷设有线通讯线路连接。由于采用有线通讯方式，具有抗干扰能力强、故障率低、造价低的优点。

本实施例的其他结构与实施例1相同。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.基于室内外温差的热计量控制系统，其特征在于：包括室内温度调控器、电动调节阀、热量表、室外气温探头、积算仪、计算机终端；

所述电动调节阀安装在热用户室内的供暖管路上，所述电动调节阀可以连续调节控制流量大小；所述电动调节阀包括分户控温用电动调节阀和分室控温用电动调节阀；所述分户控温用电动调节阀安装在热用户的入户主供暖管路上，一个所述分户控温用电动调节阀与一个室内温度调控器连接；所述分室控温用电动调节阀安装在每间室内所设散热器或地暖的支路上，一个所述分室控温用电动调节阀与一个室内温度调控器连接；

所述室内温度调控器与积算仪连接；所述室内温度调控器包括温度采集模块、显示模块、通讯模块、计算模块；所述温度采集模块、显示模块、通讯模块分别与计算模块连接；

所述热量表安装在楼栋或小区供热管道上，所述热量表与积算仪连接；

所述室外气温探头安装在建筑物的阴面避免阳光直射处；所述室外气温探头与积算仪连接；

所述积算仪与计算机终端连接。

2.根据权利要求1所述的热计量控制系统，其特征在于：所述室内温度调控器按控温方式配置；分户控温的室内温度调控器每户一个配置室内温度调控器，分室控温的每屋一个配置室内温度调控器；所述电动调节阀与室内温度调控器数量相匹配。

3.根据权利要求1所述的热计量控制系统，其特征在于：所述室外气温探头的安装高度为离地面1.5-2m；室外气温探头有壳体保护并与大气相通。

4.根据权利要求1所述的热计量控制系统，其特征在于：所述室外气温探头的设置与所述热量表相匹配；热量表测量楼栋热量的，室外气温探头只测量该楼周边温度即可；热量表测量整个小区热量的，控制范围较大时，室外气温探头可设若干支，并在积算仪里取平均室外气温值。

5.根据权利要求1所述的热计量控制系统，其特征在于：还包括路由器；所述室内温度调控器通过路由器与积算仪无线连接。

6.根据权利要求1所述的热计量控制系统，其特征在于，所述热计量控制系统使用时基于室内外的温差分摊计算热量；所述基于室内外的温差分摊计算热量的方法，包括以下步骤：

(1)依据室外气温探头实测的室外气温与各热用户的室内温度计算的室内外温差，并按下式计算室内外温差：

△T＝Tn-Tw(1)

公式(1)中，△T为室内外温差；Tn为室内温度；Tw为室外温度；

(2)将热量表每次测得的楼栋或小区总耗热量，按以下公式计算将热量表的总耗热量分摊给各用户；计算方法如下：

$\begin{array}{c}K=Qz/A1\left(T1-Tw\right)+A2\left(T2-Tw\right)+...+An\left(Tn-Tw\right)\\ =Qz/\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}Ai\left(Ti-Tw\right)\end{array}---\left(2\right)$

Qi＝K*Ai(Ti-Tw)(3)

将第i个用户每次分摊热量进行合计就是该用户采暖季的总耗热量Qiz：

$Qiz=Qi1+Qi2+...+Qin=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}Qi---\left(4\right)$

公式(2)、(3)、(4)中：

K—热量分摊系数：每㎡每℃室内外温差的耗热量，单位为W或J；

Qz—热量表测得的该时段楼栋耗热量，单位为KWh或GJ；

A1、A2、Ai、An—第1、第2、第i、第n个用户面积，单位为㎡；

T1、T2、Ti、Tn—第1、第2、第i、第n个用户室内温度,单位为℃；

Tw—实测的室外温度,单位为℃；

Qi—第i个用户第i次分摊的热量,单位为KWh或KJ；

Qi1、Qi2、Qin—第i个用户，第1、第2、第n时段耗热量，单位为KWh或KJ；

Qiz—第i个用户采暖季总耗热量,单位为KWh或GJ。

7.如权利要求1所述的热计量控制系统的调节控制方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)通过电动调节阀门作连续调节来改变散热器流量，即可调控室内温度：具体是由室内温度调控器控制电动调节阀门作连续调节，室温低时阀门开大，系统流量加大，采暖设施放热量提高，使得室温上升；当室温将达到设定温度上限时，阀门调小至一定开度，室温逐渐下降，当室温将降到设定温度的下限时，阀门再次开大，如此反复控制调节，使室温一直保持在设定范围内；

(2)为避免温度瞬间波动影响所测温度的准确性，对于室内温度采用“去峰谷、求平均”的取值方法：室内温度调控器测得的室温信号在定时向积算仪传输之前，将本时段测得的所有温度值，按照设定比例去除最高的几个数值和最低的几个数值，然后对余下的温度值按算术平均计算出本时段平均室温，并传输给积算仪作为计算本时段热量的依据；

(3)当室内温度值发生因异常降温和异常升温造成的下列情况，可以判定为无效值，仍按发生前的平均温度计算：

(a)在很短时间内，室内温度升降幅度很大，远超出温度调控范围，持续时间远大于正常温度调控周期，如异常降温和异常升温现象发生时；

(b)电动调节阀将温度上调后室温处在正常上升期，正常情况下室温是不可能下降的，此时室温如果发生下降，即可判定为异常降温；

(c)电动调节阀将温度下调后室温处在正常下降期，正常情况下室温是不可能上升的，此时室温如果发生上升，即可判定为异常升温；

所述异常降温是指在使用中如果故意开窗或使用其它方式致使室内温度下降的现象；

所述异常升温是指不是由采暖设施正常放热，而是因其它原因使室内得热而升温的现象。