CN104390253A - 基于流量无关型散热器末端的集中供热系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

基于流量无关型散热器末端的集中供热系统，其特征在于：在热力网接入楼栋的热入口处设置楼栋供热控制装置(1)，进入楼栋后分为多条分支线路，分支线路上安装通断控制阀(2)，各分支线路再以串联或并联的方式连接多个散热器末端，散热器末端为流量无关型散热器末端(3)，各房间内分别安装室温控制器(4)，楼栋供热控制装置(1)连接各分支线路上的通断控制阀(2)，并根据各分支线路的采暖负荷情况，控制各分支线路上的通断控制阀(2)的通断。本发明通过提高散热器末端的自调节性能、改善集中供热系统的实时调节性能。

Description

基于流量无关型散热器末端的集中供热系统和控制方法

技术领域

本发明涉及一种集中供热系统和方法，尤其是以末端流量无关调节策略为主的集中供热系统和方法。 

背景技术

随着中国供热计量改革的不断开展，供热系统的系统结构发生了很大的变化。为适应这种结构变化，对于系统的调控能力和自动化程度都提出了很高的要求。 

供热计量改革的一个主要目标就是节能，在这样的大前提下，对集中供热系统的而言，就是要实现两点：热源“按需供热”、热用户“按需用热”。 

按需供热，简单说就是热源根据实际的用热需求供给热量，同时各级网络都尽可能采取“大温差、小流量”的运行模式。这样供热系统的运行能耗就会得到较好的控制。 

按需用热，换言之就是要“热尽其用”，其最终目的在于降低系统总热负荷。按需用热主要体现在以下两个方面： 

1、消除“过热户”，在保证系统中各终端用户的舒适性的同时降低实际的总热负荷；

2、“行为节能”，即尽可能减少对于无用热需求的时段和区域的供热。

现有供热系统可以分为三种微观工况：低温维持工况、快速升温工况、高温保持工况。 

低温维持工况：室内无人或无采暖需求的情况，供热系统提供少量热量并维持室温为8℃左右，预防管道冻结；该工况下需要的热能供给最低。 

高温保持工况：室内有持续的采暖需求，设定目标室温一般为18℃以上，供热系统正常供热将室温保持在设定值上；该工况下需要的热能供给较高。 

快速升温工况：从低温维持工况到高温保持工况的中间过程，即从无采暖需求变为有采暖需求的情况，从舒适度的角度考虑，该段升温时间设定为10-30分钟；升温过程越短、所需要的热能供给越高。 

对于传统的按面积收费系统，整个系统一直运行在高温保持工况之中。对于热计量收费系统，必须有能力应对以上三种工况的混合、实施自动调节，从宏观角度，应做到持续、平稳的供给与需求相匹配的热能；从微观的角度，应能及时合理分配热能、同时满足各个终端用户的采暖需求。 

在此，必须特别说明一下低温维持工况的能耗问题。当通过“行为节能”缩减系统的总需求时，缩减的幅度越大则低温维持工况在整个系统中所占的比例也会越大。因此，低温维持工况与高温保持工况的能耗对比值是一个很关键的性能参数。如果前者只有后者的30%以下，则通过“行为节能”实现系统节能的潜力就较大，但如果前者是后者的50%或更高，则通过“行为节能”实现系统节能的潜力就很有限了。 

“行为节能”究竟能够对总体供热负荷有多大的影响分析： 

1、办公建筑、公共建筑：此类建筑的采暖需求相对固定，大部分的此类建筑在上班时间需要满负荷供热，在夜间、休息日只需要低负荷供热。上班时间占全天时间比例不足40%，而且白天的平均室外温度高于夜间，因此此类建筑通过自主设定的需求量与24小时持续供热的需求量相比，可以下降50-60%或者更多。

2、住宅：住宅的情况比较复杂，如果采用分户控温的模式，其结构相对简单，但不利于行为节能、总需求量下降较少。如果各家各户对不同的房间实行不同的温度控制模式，尤其是夜间、大部分的住户处于睡眠状态，由于室内外温差大、消耗能量也最大，如果此时将主要采暖需求集中控制在卧室区域，则可以使得需求量大幅下降。因此，如果采用分室控温的方式，则通过自主设定的需求量与24小时持续供热的需求量相比，至少可以下降50%。 

以上阐述了“行为节能”缩减需求量的名义比例，以下说明“行为节能”的实际效果，将由“行为节能”导致的需求变化量和低温维持与高温保持工况的消耗比值变化量这两个参数结合起来，对热负荷指标进行一个简单的对比计算： 

满负荷平均热指标为Q  （ A：总供热面积(㎡)   Q：热指标（W/㎡） ）

“行为节能”缩减40%面积的需求，低温维持工况与高温保持工况热指标比值为0.5：1时：

      综合平均热指标Q1= ((A*40%)*(Q*50%)+(A*60%)*(Q*100%))/A=Q*80%

“行为节能”缩减60%面积的需求，低温维持工况与高温保持工况热指标比值为0.5：1时：

      综合平均热指标Q2= ((A*60%)*(Q*50%)+(A*40%)*(Q*100%))/A=Q*70%

“行为节能”缩减60%面积的需求，低温维持工况与高温保持工况热指标比值为0.2：1时：

      综合平均热指标Q3= ((A*60%)*(Q*20%)+(A*40%)*(Q*100%))/A=Q*52%

由此可见，降低低温维持工况的能耗是推进“行为节能”的关键。只有在降低低温维持工况的能耗的前提下，才能体现出“行为节能”的优势、并达成良好的节能目标。

但与此同时，降低低温维持工况的能耗势必导致系统中邻近终端节点间的差异性显著增加，这对整个系统的稳定性影响很大。 

“行为节能”属于微观调节，由于各终端用户的实际需求不同，当各终端用户都趋向于选择最经济的运行方式时，表面上看“行为节能”的效果叠加，但与此同时管网的工况复杂度也在增加。如果“行为节能”是以增加管网工况的复杂度为代价的话，从实际的宏观运行效果来看，不仅不节能，更可能适得其反导致系统稳定性下降。由此可见，“分室控温”的行为节能模式对整个供热系统的稳定性是一个很大的挑战。 

1、“行为节能”虽然首先取决于人们的主观意愿，但一般用户只能做一些简单的设定操作。终端的调节阀主要是根据用户设定的目标室温进行流量调节或通断调节，但影响室温变化的因素很多，因此，终端的流量调节阀的调节过程具有一定的盲目性。即使终端调节阀能够根据设定的目标室温进行自动调节并维持室温的稳定，但并不代表这种调节过程从宏观角度看也是最经济和最优化的。 

2、当系统热源采用“按需供热”模式时、供给的热量与当前需求相匹配、富余的热量较少，此时微观调节的空间就非常有限了。而且此时终端调节阀更容易受到“假信号”的干扰，导致自动调节操作的频率增加。这样不仅达不到预想的调节效果，更会增加系统的不稳定性。 

综上所述，供热系统的“行为节能”实际上必须以不增加系统复杂度为原则、以必要的技术手段为保障，以简明的用户操作方法为基础，才能充分发挥其作用。 

现有的集中供热系统中，末端多为散热器。散热器有其固有的散热系数，而散热器的固有传热特性是供热系统难以自由调节的重要原因、也是行为节能效果不理想的原因之一。 

参考文献： 

[1] 石兆玉 杨同球 王峰安 《试论平均温度热量分配法的可行性》《区域供热》2012-04期

[2] 高向升 张子君 宋立轩 《供热系统平衡调节分析》《区域供热》2012-05期

[3] 石兆玉 《实施计量技术后供热系统的控制决策》 《区域供热》2012-06期

[4] 石英 《楼前接人混水系统研究与应用》《区域供热》2010-06期

[5] 刘兰斌 江亿 付林 《通断时间面积法的应用状况和应用中的主要问题》《区域供热》2013-03期。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于流量无关型散热器末端的集中供热系统，克服现有技术中在散热器末端（暖气片）上安装流量调节阀导致系统局部阻力变化、产生动态水力不平衡的现象、并通过提高末端的自调节性能、改善集中供热系统的实时调节性能。 

流量无关型散热器末端3，即散热器末端能够做到在流量不变、进水温度不变的情况下实现大范围智能调节散热量。实现流量无关型散热器末端3应从几个方面对散热器进行改造。 

1、外保温结构：用散热罩202包裹住散热器201，并在散热罩202设有进风口204和出风口205，当室内没有采暖需求时，即将进风口204和出风口205关闭，此时散热器201的散热量下降到最低，且满足自身防冻的要求。而且，设计良好的散热罩在其进风口和出风口正常开启时不会对散热效果产生很大的影响。 

2、热交换加强装置：在散热罩202与散热器201之间安装热交换加强装置，根据实际需求改变散热量，提升散热器的散热能力上限： 

在散热罩202与散热器201之间安装用于实现强制通风循环的风机203、及控制模块206。控制模块206可以控制风机203、进风口204和出风口205的运行。当风机203工作时，经过散热器201表面的空气量增加，通过强制通风循环促进热量交换，从而提升散热器201的散热量。

3、室温控制：在散热器201上安装检测散热器温度的水温传感器208（进回水温度或散热器平均温度），在室内合理位置放置检测室温的室温控制器4。 

4、散热量调节装置，由控制模块206和具有用户采暖需求程序设定功能的控制面板207构成。控制模块206可以根据用户设定的需求、散热器温度、室温情况等，自动调节散热量的大小。 

由于室温控制器4与流量无关型散热器末端3之间一般采用无线通讯，在各房间区域安装室温控制器4会增加系统的复杂度、影响系统的稳定性。出于对成本和系统复杂度的考虑，对于简单控制的应用场合或属于辅助功能性的房间区域可以不安装室温控制器4，而是在流量无关型散热器末端3 的散热量调节装置上上设有散热量档位设定面板，用户可以通过散热量档位设定面板直接进行采暖需求档位调节。档位调节是一种模糊控制的方法，虽然精确度不高，但也能起到一定的调节作用。 

通过以上措施，当进入散热器的流量、进水温度保持不变的情况下，散热器的散热量至少可以在固有散热量的基础上实现散热量在30%-150%范围内的自由调节。这样在末端上不安装流量调节阀也可以实现自主调节。在多数情况下风机处于不运行或低速运行状态。控制系统优先采用调整进风口和出风口的大小、开度的方法进行调节。因为，经验数据表明，只要消除了“过热户”，系统中的冷热不均现象就能得到有效的控制。 

流量无关型散热器末端3具有很高的机动性。 

1、由于流量无关型散热器末端3的最小散热系数很小且此时防冻性能良好，使得系统用于低负荷维持工况的能耗大幅下降、有利于行为节能的实施。 

2、由于流量无关型散热器末端3的最大散热系数较大、有利于低品位热能的利用，因此无须改动既有系统的管路结构即可将系统供回水温差设定增大，这样又可以提升系统的供热能力。 

3、由于散热罩形成缓冲，因此供水温度即使高于70度，也不会有烫伤用户的危险。

应用流量无关型散热器末端3后，供热系统的结构产生变化，而且流量无关型散热器末端3一个重要目标是降低低负荷维持工况的能耗，这样就导致系统内邻近节点的工作状态差异性增大。由于系统的供水温度只能优先按照高负荷采暖工况进行设定，此时，低负荷维持工况的末端回水温度则会变得较高，无法做到“热尽其用”。 

为解决系统内邻近节点的动态热负荷差异性大的问题，本发明采用基于回水温度的分支回路错时通断式调节方式，具体方法如下： 

1、首先，楼栋供热控制装置1根据系统中的高负荷采暖需求设定系统的供水温度、供回水温差，并设定分支线路的流量，以保证热量供给充足；

2、末端采用流量无关型散热器末端3，并且在末端上不安装用于实时调节末端流量的调节阀或通断阀，即保证各分支线路动态水力工况的稳定；

3、在分支线路上安装通断控制阀2，楼栋供热控制装置1控制各通断控制阀2，对各分支回路采用通断时间比例控制的方法，满足各分支回路个性化的采暖负荷要求，并遵循以下原则：

第一：采用通断时间比例控制的方法控制各分支线路的回水温度，使得系统总回水温度达到设定值标准；

第二：当各分支线路回水温度有差异时，可以设定部分分支线路的回水温度高于设定值、同时另外一部分分支线路的回水温度低于设定值，通过楼栋供热控制装置(1)统筹分配，最终保证系统总回水温度的稳定；

第三：楼栋供热控制装置1错开各分支线路的通断时间、减低因分支线路通断变化导致流量突变对系统的冲击；

第四：维持分支线路流量稳定、不受其他分支线路通断的干扰，以利于流量无关型散热器末端3 工作状态的持续稳定；

4、当供热量充足时，流量无关型散热器末端3自主调节末端散热量、完成各房间的温度调节，当分支回路出现供热量不足的情况时，则由楼栋供热控制装置1对各流量无关型散热器末端3进行统一设定，根据各末端的热负荷比例加权平均分配热量，使得各末端的热力失调程度相当，降低修正热力失调的难度和成本。楼栋供热控制装置1，对所有分支线路上的通断阀进行统一管理，按照各分支线路的采暖需求，统一动态分配各分支线路的通断时间，实现错时通断。

需要说明的是，动态水力工况的稳定并不是代表传统意义上的水力平衡。由于末端的适应性增强了，因此在维持各末端流量的稳定的基础上、各末端即有能力在一定范围内自主分配散热量，达到按需分配的热力平衡，反之，如果末端流量频繁变化，则不利于流量无关型散热器末端3的自主调节，找到最佳控制点的难度增大。为达到“大温差、小流量”的运行模式，分支线路上会出现水力不平衡，但是只要能够维持末端流量的稳定，即可做到“热尽其用”，即使存在一些水力失调也不影响系统的正常运行。 

本发明的有益效果是： 

1、对于楼栋供热系统的设计，采用流量无关型散热器末端3后水力平衡与热力平衡之间的耦合度下降了很多，设计上着重考虑水力平衡问题，可以选择最有利于水力平衡和节能的水循环方式。

2、对于新建项目，采用流量无关型散热器末端3后可以优先选用散热系数较高的散热器产品，这样散热器的外形尺寸可以减小。 

3、对于既有住宅，采用流量无关型散热器末端3进行改造也是一个很好的选择： 

3a、改造的技术难度低，可以不改动现有管路，工期短；

3b、用户抵触性低，散热罩本身具有较好的装饰性，并可以做到与原有装修风格一致，不破坏整体家居环境；

3c、促进行为节能：轻松实现分室控温；且无人模式下的能耗很低，行为节能的效果趋于最大化；

3d、传统的铸铁散热器散热能力较低，而流量无关型散热器末端3刚好可以弥补这方面的缺陷，可以使得现存大量的铸铁散热器更好的发挥其作用。

采用流量无关型散热器末端3后，大部分公共建筑的夜间消耗可以得到控制，从而与夜间消耗较大的居住建筑形成互补。 

附图说明

图1为现有的采用通断时间面积法的楼栋内分户成环水平系统的结构图。 

图2为现有的采用流温法进行既有建筑改造的楼栋内垂直串流系统的结构图。 

图3为本发明的楼栋内分户成环水平系统的结构图。 

图4为本发明的楼栋内垂直串流系统的结构图。 

图5为本发明的流量无关型散热器末端的结构图。 

图6为本发明的流量无关型散热器末端A-A向剖面图。 

图1-4中：1：楼栋供热控制装置、2：通断控制阀、3：流量无关型散热器末端、4：室温控制器、5：分户控制器、6：旁通管、7：循环泵、102：三通阀、103：普通散热器末端；图中实线箭头方向为系统供水方向，虚线箭头方向为系统回水方向； 

图5-6中：201：散热器、202：散热罩、203：风机、204：进风口、205：出风口、206：控制模块、207：水温传感器；图中虚线箭头方向为空气强制循环方向。

具体实施方式

由于流量无关型散热器末端3的特性与原有的散热器末端有很大的区别、而且在“行为节能”模式下末端的复杂度变大，因此供热系统的控制方法也要做出相应的调整。由于流量无关型散热器末端3的机动性高、且具有缓慢释放热能的能力，因此精确控制系统回水温度的可行性更高，而这也是体现流量无关型散热器末端3节能性的重要一环。下面结合附图对本发明作进一步地说明。 

实施例1： 

对于分户成环水平系统，目前通常采用“通断时间面积法”的控制方法（如图1所示）。即在每一户入口处安装通断控制阀、并在室内安装室温遥控器，由用户设定温度与室内实际温度之差及其变化确定一个周期内阀门开启的时间比例（阀门开启占空比）。这种方法的缺点在于只能分时控温，不能分室控温。

对于分户成环水平系统，每个用户即为独立的分支线路。在分室控温模式下，由于各终端用户的实际需求不同，各终端用户都趋向于选择最经济的运行方式，此时各户分支线路的需求差异性、热负荷呈现为不规则的实时变化，因此自动预测通断控制阀开启时间比例的难度增大。 

本发明的技术方案，在“通断时间面积法”的基础上进行了一些改变（如图3所示）： 

系统优先满足高负荷的用户回路的热负荷需求，设定相应的供水温度、回水温度和分户分支线路的流量；

在各户中安装分户控制器5，各分户控制器5用于监控户内各流量无关型散热器末端3的运行，通断控制阀2用于控制总的热量供给，不直接用于室温调节，而是根据回水温度进行通断控制，而室内各房间区域的室温调节功能由各区域的流量无关型散热器末端3实现，分户控制器5对户内各区域的采暖情况进行监控和信息汇总，并实时上传给楼栋供热控制装置1，为楼栋供热控制装置1的错时通断控制策略提供数据支持。

当户内的末端采用的是串联结构时，各分户控制器5统一控制各流量无关型散热器末端3，优先按照各区域的需求比例加权分配各末端的进回水温差、然后再以各房间区域的温度是否达到设定值做辅助调节，并使得最终的回水温度与标准回水温度保持一致。 

当户内的末端采用的是并联结构时，由各分户控制器5对各末端进行统一设定，将低负荷的末端回水温度设定为高于标准回水温度、将高负荷的末端回水温度设定为低于标准回水温度，当多个末端汇合后总回水温度与标准回水温度保持一致。 

本发明的技术方案中，在分户入口处的设置连接进水管和回水管的旁通管6，旁通管6上设置一个循环泵7，并在回水管上设置测温装置，当入户的通断控制阀2处于开启状态时，循环泵7不动作；当入户的通断控制阀2处于关闭状态时，循环泵7启动、并维持无热源状态下内部的水循环。 

循环泵7作用就是在“无源”状态下维持一个低速循环，这样可以在回水端较准确的监测回水温度的变化，并通过内部循环使得负荷较高的末端能尽量获得较高的进水温度。在旁通管上设置的循环泵，其优点在于： 

仅用于维持低速无源循环，水泵较小、可选择范围大、易于安装；

该循环泵安装在旁通管上，因此对系统的正常运行影响小，即使出现故障也不会造成严重的后果。

本发明的对于分户成环水平系统具体控制方法如下： 

1、当系统供给的热量不能满足户内采暖需求时（即出现暂时性的热力失调），此时通断控制阀2处于常开状态，分户控制器5统一控制户内的各流量无关型散热器末端3按照各房间区域的采暖需求比例分配散热量，各房间区域都会出现供热不足，但热力失调的程度基本相同，因此这种暂时性的失调比较容易被修正；

2、当系统供给的热量基本满足户内采暖需求时，此时通断控制阀2处于常开状态，户内的流量无关型散热器末端3自主调节各房间区域的散热量，分户控制器5实时监控回水温度参数；

3、当系统供给的热量高于户内采暖需求时，此时分户控制器5实时监控回水温度参数，如果回水温度高于设定值则关闭通断控制阀2，同时启动循环泵7维持户内水循环，其作用在于在回水端实时获得准确的回水温度、并通过内部水循环混合使得高负荷的末端能获得较高的进水温度以维持其散热量。在运行一段时间后，当分户控制器5检测到回水温度达到设定值时，则打开通断控制阀，同时循环泵7停止运转，接通外部热源开启“有源循环”；在分户入口处未安装旁通管6和循环泵7的情况下，分户控制器5通过收集和计算各流量无关型散热器末端3的散热器平均温度、采暖负荷数据，控制通断控制阀2的通断周期；

4、各分户控制器5虽然是以回水温度作为通断控制的主要参数，但仍然需要对户内各区域的采暖情况进行监控和信息汇总分析，并实时上传给楼栋供热控制装置1，为楼栋供热控制装置1的错时通断策略提供数据支持。

实施例2：

对于单管垂直串流系统、多为既有建筑，一般采用散热器热分配法或流温法进行改造。流温法（如图2所示）以立管流量的比例不变为基础，事先测算出每个立管或支路的流量比例关系，运行时测量散热器进出口温差计算出每组散热器的散热量，对楼栋总热量进行用户热分摊；调节方法是各散热器入口的三通阀。

流温法的问题在于：目前的室内垂直系统，流经每组散热器的水流温差仅1.5~3℃，由于温度计的仪表误差，计算出热量的可能误差较大；当系统局部阻力发生变化，所有用户的流量需重新测试，管理维护复杂。 

本发明的技术方案与流温法较为接近，其不同点在于（如图4所示）： 

在每个分支路线的立管上安装通断控制阀，末端采用流量无关型散热器末端3、各户中安装分户控制器5，分户控制器5可以监控各流量无关型散热器末端3的运行，楼栋供热控制装置1根据各分户控制器5提供的数据对各立管上各末端的热量分配进行统一调度。与流温法方案相比，其优点在于：

1、取消了各散热器末端上的三通阀，消除了系统局部阻力的动态变化，立管流量比例关系稳定；

2、应用流量无关型散热器末端3后，立管进回水温差可以达到25℃，这样流经每组散热器的水流温差可以达到4~5℃，测量的误差相对较低；

另外，在“分室控温”的模式下垂直系统的调节比分户成环水平系统更有优势。因为，垂直分布的房间功能同一性很高，不同用户的需求同一性也较高。因此各立管的热负荷的基本呈现周期性变化，因此系统控制策略则可以更有针对性。

本发明的控制方法如下： 

系统优先满足高负荷的立管回路的需求，设定相应的供水温度、回水温度和分支线路的流量。

当各立管间热负荷差异较大（大于30%）时，采取以下的控制方法： 

对于高负荷的立管回路（例如，夜间的卧室区域），立管上的通断控制阀2保持常开状态，立管上多个流量无关型散热器末端3按需求比例平均分配热能，并保证最终的回水温度与标准回水温度保持一致。

对于低负荷的立管回路（例如，夜间的非卧室区域），立管通断控制阀2通过设定通断时间比例进行控制，充分利用流量无关型散热器末端3的“缓释热能”功能。当通断控制阀2断开时，楼栋供热控制装置1实时监控各末端散热器的平均温度，当总体平均温度与与标准回水温度接近时，将通断控制阀2打开补充热水后再关闭。 

当各立管间热负荷差异较小（小于20%）时，采取以下的控制方法： 

不采用通断控制，各立管上的通断控制阀2 保持常开状态，楼栋供热控制装置1对各分支线路上的各流量无关型散热器末端3进行统一管理，使得负荷相对较高的立管采用较大的进回水温差，负荷相对较低的立管采用较小的进回水温差，各立管汇总之后可维持总回水温度达到设定值。

由此可见，对于单管垂直串流系统，其中通断控制使用的频率较低，基于流量无关型散热器末端3的自由调节特性，使得楼栋系统的调节更加方便。与分户成环水平系统相比，控制策略也更加简单，而且该方案也适用于垂直双管系统。 

以上实施例不是对本发明的具体限制，在不脱离本发明的权利要求书限定的范围，可以对该装置做出种种具体的修改。

Claims (10)

1.基于流量无关型散热器末端的集中供热系统，其特征在于：在热力网接入楼栋的热入口处设置楼栋供热控制装置(1)，进入楼栋后分为多条分支线路，分支线路上安装通断控制阀(2)，各分支线路再以串联或并联的方式连接多个散热器末端，散热器末端为流量无关型散热器末端(3)，各房间内分别安装室温控制器(4)，其中：

流量无关型散热器末端(3)，是以散热器为基础、至少包括外保温结构和散热量调节装置；

室温控制器(4)是具有测量室温功能的控制器；室温控制器(4)与流量无关型散热器末端(3)中的散热量调节装置协同工作，实现对末端室温的调节；

户内可以选择性安装分户控制器(5)；

用户可以自主设定户内各房间区域的采暖需求，通过流量无关型散热器末端(3)的散热量调节装置、室温控制器(4)或者分户控制器(5)实现需求设定功能；

楼栋供热控制装置(1)直接与各流量无关型散热器末端(3)连接、或者通过分户控制器(5) 与各流量无关型散热器末端(3)连接，获取末端的实时运行数据，并可以发出控制指令，对各流量无关型散热器末端(3)进行统一调度；

楼栋供热控制装置(1) 连接各分支线路上的通断控制阀(2)，并根据各分支线路的采暖负荷情况，控制各分支线路上的通断控制阀(2)的通断。

2.根据权利要求1所述的基于流量无关型散热器末端的集中供热系统，其特征在于：流量无关型散热器末端(3)，是以散热器为基础、包括外保温结构、热交换加强装置、测温装置和散热量调节装置：

201.外保温结构：用散热罩(202)包裹住散热器(201)，并在散热罩(202)设有进风口(204)和出风口(205)，当室内没有采暖需求时，即将进风口(204)和出风口(205)关闭，此时散热器(201)的散热量下降到最低，且满足自身防冻的要求；

202.热交换加强装置：在散热罩(202)与散热器(201)之间安装用于实现强制通风循环的风机(203)、及控制模块(206);控制模块(206)可以控制风机(203)、进风口(204)和出风口(205)的运行;当风机(203)工作时，经过散热器(201)表面的空气量增加，通过强制通风循环促进热量交换，从而提升散热器(201)的散热量；

203.测温装置：在散热器(201)上安装检测散热器温度的水温传感器(208)，在室内合理位置放置检测室温的室温控制器(4)；

204.散热量调节装置，由控制模块（206）和具有用户采暖需求程序设定功能的控制面板（207）构成，控制模块(206)可以根据用户设定的需求、散热器温度、室温情况等，自动调节散热量的大小。

3.根据权利要求1所述的基于流量无关型散热器末端的集中供热系统，其特征在于：当不安装室温控制器(4)时，可以在流量无关型散热器末端(3) 的散热量调节装置上设有散热量档位设定面板，用户通过散热量档位设定面板直接进行采暖档位调节。

4.根据权利要求1所述的基于流量无关型散热器末端的集中供热系统，其特征在于：对于单管垂直串流系统或者垂直双管系统，系统结构如下：在热力网接入楼栋的热入口处设置楼栋供热控制装置(1)，在各分支回路立管上安装通断控制阀(2)，在各户中可选择性安装分户控制器(5)，散热器末端为流量无关型散热器末端(3)，各房间内分别安装室温控制器(4)，其中：各房间的室温调节主要由流量无关型散热器末端(5)完成，楼栋供热控制装置(1)根据各分支回路的热负荷、回水温度参数，控制各分支回路的通断控制阀(2)的通断。

5.根据权利要求1所述的基于流量无关型散热器末端的集中供热系统，其特征在于：对于分户成环水平系统，系统结构如下：在热力网接入楼栋的热入口处设置楼栋供热控制装置(1)，进入楼栋后每户为即一条分支线路，在各用户热力入口处安装通断控制阀(2)和分户控制器(5)，各用户内部以串联或并联的方式连接多个散热器末端，散热器末端为流量无关型散热器末端(3)，各房间内分别安装室温控制器(4)，其中：各房间的室温调节主要由流量无关型散热器末端(3)完成，楼栋供热控制装置(1)通过分户控制器(5)获得各户的热负荷、回水温度参数，统一分配控制各户的通断控制阀(2)的通断时间顺序以错开各通断控制阀(2)的通断时间。

6.根据权利要求5所述的基于流量无关型散热器末端的集中供热系统，其特征在于：对于分户成环水平系统，在分户入口处的设置连接进水管和回水管的旁通管(6)，旁通管(6)上设置一个循环泵(7)，并在回水管上设置测温装置，当入户的通断控制阀(2)处于开启状态时，循环泵(7)不动作；当入户的通断控制阀(2)处于关闭状态时，循环泵(7)启动、并维持无热源状态下内部的水循环。

7.基于流量无关型散热器末端的集中供热系统控制方法，其特征在于：

701．首先，楼栋供热控制装置(1)根据系统中的高负荷采暖需求设定系统的供水温度、供回水温差，并设定分支线路的流量，以保证热量供给充足；

702．末端采用流量无关型散热器末端(3)，并且在末端上不安装用于实时调节末端流量的调节阀或通断阀，即保证各分支线路动态水力工况的稳定；

703．在分支线路上安装通断控制阀(2)，楼栋供热控制装置(1)控制各通断控制阀(2)，对各分支回路采用通断时间比例控制的方法，满足各分支回路个性化的采暖负荷要求，并遵循以下原则：

第一：采用通断时间比例控制的方法控制各分支线路的回水温度，使得系统总回水温度达到设定值标准；

第二：当各分支线路回水温度有差异时，可以设定部分分支线路的回水温度高于设定值、同时另外一部分分支线路的回水温度低于设定值，通过楼栋供热控制装置(1)统筹分配，最终保证系统总回水温度的稳定；

第三：楼栋供热控制装置(1)错开各分支线路的通断时间、减低因分支线路通断变化导致流量突变对系统的冲击；

第四：维持分支线路流量稳定、不受其他分支线路通断的干扰，以利于流量无关型散热器末端(3) 工作状态的持续稳定；

704．当供热量充足时，流量无关型散热器末端(3)自主调节末端散热量、完成各房间的温度调节，当分支回路出现供热量不足的情况时，则由楼栋供热控制装置(1)对各流量无关型散热器末端(3)进行统一设定，根据各末端的热负荷比例加权平均分配热量，使得各末端的热力失调程度相当，降低修正热力失调的难度和成本。

8.根据权利要求4、7所述的基于流量无关型散热器末端的集中供热系统控制方法，其特征在于，对于单管垂直串流系统或者垂直双管系统采用以下的控制方法：

801．系统优先满足高负荷的立管回路的热负荷需求，设定相应的供水温度、回水温度和分支线路的流量；

802．当各立管间热负荷差异较大时，采取以下的控制方法：

对于高负荷的立管回路，立管上的通断控制阀(2)保持常开状态，立管上多个末端按需求比例平均分配热能，并保证最终的回水温度与标准回水温度保持一致；

对于低负荷的立管回路，立管上的通断控制阀(2)通过设定通断时间比例的方法进行控制；当通断控制阀(2)断开时，各流量无关型散热器末端(3)缓慢释放热能，楼栋供热控制装置(1)实时监控各流量无关型散热器末端(3)的平均温度，当分支线路的总平均温度与与标准回水温度接近时，将通断控制阀(2)打开补充热水后再断开，并依此过程循环；

803．当各立管间热负荷差异较小且处于高负荷运行时，采取以下的控制方法：

不采用通断控制，各立管上的通断控制阀(2) 保持常开状态，楼栋供热控制装置(1)对各分支线路上的各流量无关型散热器末端(3)进行统一管理，使得负荷相对较高的立管采用较大的进回水温差，负荷相对较低的立管采用较小的进回水温差，各立管汇总之后可维持总回水温度达到设定值。

9.根据权利要求5、7所述的基于流量无关型散热器末端的集中供热系统控制方法，其特征在于，对于分户成环水平系统采用以下的控制方法：

901．系统优先满足高负荷的用户回路的热负荷需求，设定相应的供水温度、回水温度和分户分支线路的流量；

902．各分户控制器(5)用于监控户内各流量无关型散热器末端(3)的运行，通断控制阀(2)用于控制总的热量供给，不直接用于室温调节，而是根据回水温度进行通断控制，而室内各房间区域的室温调节功能由各区域的流量无关型散热器末端(3)实现，分户控制器(5)对户内各区域的采暖情况进行监控和信息汇总，并实时上传给楼栋供热控制装置(1)，为楼栋供热控制装置(1)的错时通断控制策略提供数据支持；

903．当户内的末端采用的是串联结构时，各分户控制器(5)统一控制各流量无关型散热器末端(3)，优先按照各区域的需求比例加权分配各末端的进回水温差、然后再以各房间区域的温度是否达到设定值做辅助调节，并使得最终的回水温度与标准回水温度保持一致；

904．当户内的末端采用的是并联结构时，由各分户控制器(5)对各末端进行统一设定，将低负荷的末端回水温度设定为高于标准回水温度、将高负荷的末端回水温度设定为低于标准回水温度，当多个末端汇合后总回水温度与标准回水温度保持一致。

10.根据权利要求6、9所述的基于流量无关型散热器末端的集中供热系统控制方法，其特征在于，对于分户成环水平系统采用以下的控制方法：

1001.当系统供给的热量不能满足户内采暖需求时，此时通断控制阀(2)处于常开状态，分户控制器(5)统一控制户内的各流量无关型散热器末端(3)按照各房间区域的采暖需求比例分配散热量，各房间区域都会出现供热不足，但热力失调的程度基本相同；

1002.当系统供给的热量基本满足户内采暖需求时，此时通断控制阀(2)处于常开状态，户内的流量无关型散热器末端(3)自主调节各房间区域的散热量，分户控制器(5)实时监控回水温度参数；

1003.当系统供给的热量高于户内采暖需求时，此时分户控制器(5)实时监控回水温度参数，如果回水温度高于设定值则关闭通断控制阀(2)，同时启动循环泵(7)维持户内水循环，其作用在于在回水端实时获得准确的回水温度、通过内部水循环使得高负荷的末端能获得较高的进水温度以维持其散热量；

1004.在运行一段时间后，当分户控制器检测到回水温度达到设定值时，则打开通断控制阀(2)，同时循环泵(7) 停止运转，接通外部热源开启“有源循环”；

1005.各分户控制器(5)以回水温度作为通断控制的主要参数，同时对户内各区域的采暖情况进行监控和信息汇总分析，并实时上传给楼栋供热控制装置(1)，为楼栋供热控制装置(1)的错时通断策略提供数据支持。