CN105674391A - 一种集中供暖系统的热分摊装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集中供暖系统的热分摊装置，所述装置具有室内控制单元，室内控制单元包括设定温度管理单元，开窗监测单元，房间位置管理单元，是否有人监测单元，阀门管理单元，数据积算单元，所述单元用户所在楼栋的热力管网入口处具有热量表，数据积算单元根据接收到的数据及热量表测得的数据计算出各个单元用户分摊的用热量，该装置同时考虑了房间位置、是否有人、是否开窗等因素，使得热费分摊公平合理，易于推广和被公众接受。

Description

一种集中供暖系统的热分摊装置

技术领域

本发明涉及集中供暖领域，具体涉及一种集中供暖系统的热分摊装置。

背景技术

集中供暖系统的收费模式一般为每家每户按照其建筑面积缴纳一定数额的供暖费用，这种方式的弊端在于无论该户实际用热量的多少，其缴纳的供暖费用都是固定不变的，这并不利于供暖系统的经济运行和控制调节，某些不利末端的用户家里温度不达标，而某些靠近热源端的用户家里过热需要经常开窗散热，让这些用户缴纳同样的费用是不合理的，同时也造成了大量能源浪费，针对此种情况，供暖系统的分户控制与热计量技术是解决上述问题的重要手段，主要分为以下几种方式：在每个楼栋的热力管网入口处设置计量表、各户按照一定方式分摊总热费，或每个单元用户独立安装一块热力表、单独计费。第二种方式虽然计量比较准确，但是每家每户均独立安装一块热力表，成本较高，且需要对现有的供暖管网进行较大改造，因此推广应用的难度较大，而针对第一种方式，需要对分摊的具体方式进行细化研究，尽量使得分摊方法公平、合理，排除多种干扰因素的干扰，这样才具有推广使用的前提和基础。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供一种公平合理的集中供暖系统的热分摊装置。本发明提供热分摊装置设置于每个单元用户中，所述装置包括室内控制单元，所述室内控制单元包括设定温度管理单元，开窗监测单元，房间位置管理单元，是否有人监测单元，阀门管理单元，数据积算单元，所述装置与单元用户所在楼栋的热力管网入口处的热量表进行数据通讯并计算出所述单元用户所分摊的用热量；

所述是否有人监测单元判断单元用户内是否有人，并产生相应的信号代码，有人的信号代码为H1，无人的信号代码是H0，所述是否有人监测单元将所述信号代码发送给设定温度管理单元；

所述设定温度管理单元根据接收到的信号代码查找相应的单元用户室内温度的设定值ts，H1对应的室内温度设定值高于H0对应的室内温度设定值；所述设定温度管理单元将查找到的所述设定值ts发送给阀门管理单元；

阀门管理单元获取单元用户内的实测室内温度t1，并比较实测室内温度t1与室内温度设定值ts，

若t1＞ts，且t1-ts＞50％ts，则将单元用户的板换一次侧的供暖支管上的阀门开度降为零；

若t1＞ts，且50％ts≥t1-ts＞10％ts，则将单元用户的板换一次侧的供暖支管上的阀门开度降低为原来的90％；

若t1＞ts，且10％ts≥t1-ts＞0，则将单元用户的供暖支管上的板换一次侧的阀门开度降低为原来的95％；

若t1＜ts，且ts-t1＞50％ts，则将单元用户的供暖支管上的板换一次侧的阀门开度开到最大；

若t1＜ts，且50％ts≥ts-t1＞10％ts，则将单元用户的供暖支管上的板换一次侧的阀门开度提高为原来的110％；

若t1＜ts，且10％ts≥ts-t1＞0，则将单元用户的板换一次侧的供暖支管上的阀门开度提高为原来的105％；

所述阀门管理单元将调整后的阀门开度的信号发送给数据积算单元并控制阀门达到调整后的阀门开度V；

房间位置管理单元获取所述单元用户的房间位置代码，并生成相应的房间位置修正系数α，其中所述房间位置代码的与房间位置修正系数的对应关系为：

具有一面外墙的房间代码为R1，房间位置修正系数α＝1；

具有两面外墙的房间代码为R2，房间位置修正系数α＝99％；

具有三面外墙的房间代码为R3，房间位置修正系数α＝98％；

具有四面外墙的房间代码为R4，房间位置修正系数α＝95％；

具有五面外墙的房间代码为R5，房间位置修正系数α＝90％；

具有六面外墙的房间代码为R6，房间位置修正系数α＝85％；

无外墙的房间代码为R0，房间位置修正系数α＝120％；

所述房间位置管理单元将生成的房间位置修正系数发送给数据积算单元；

开窗监测单元获取单元用户内的窗户是否打开的信息代码，开窗的信息代码为W1，未开窗的信息代码为W0，并生成相应的开窗行为惩罚修正系数β，其中开窗的信息代码与开窗行为惩罚修正系数的对应关系为：

W1对应的β＝1.005；

W0对应的β＝1；

所述开窗监测单元将所述生成的开窗行为惩罚修正系数β发送给数据积算单元；

数据积算单元根据接收到的数据及楼栋入口处的热量表的热量总值Q₀计算出当前时间步长下各个单元用户的热量值Q_i；

$Q_i=\frac{{\mathrm{\α}}_i{\mathrm{\β}}_i{A}_i{V}_i{\mathrm{ts}}_i}{{\Σ}_{i=1}^n{\mathrm{\α}}_i{\mathrm{\β}}_i{A}_i{V}_i{\mathrm{ts}}_i}{Q}_0$

其中：

α_i为某个单元用户的房间位置修正系数；

β_i为某个单元用户的开窗行为惩罚修正系数；

A_i为某个单元用户的建筑面积；

V_i为某个单元用户的供暖支管上的阀门开度；

ts_i为某个单元用户的室内温度设定值；

n为单元用户的总数。

进一步的，各个所述单元用户的室内控制单元互相之间可进行无线通讯，且室内控制单元产生的各项数据通过云服务系统上传到云服务器。

本发明提供的装置具有如下技术效果：

1.各个单元用户内的室内设定温度按照有人、无人分别设定，有人时温度设定值高以便提供较高舒适度，无人时温度设定值低以便节能减排；

2.充分考虑了单元用户的房间所处的不同位置，对于外墙数量较多的外区用户适当降低分摊的热量值，对于外墙数量较少的内区用户则增加其分摊的热量值，以解决内区用户缴费少但热舒适度高的问题；

3.进行开窗行为监测，并进行开窗行为惩罚，对于开窗多的单元用户适当提高其缴纳的热费以便促进用户行为节能；

4.所述控制方法中的室内控制单元是基于云储存系统的控制系统，成本低，设置简单，易于推广和被用户接受。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明提供的装置所适用的供暖系统的示意图。

图2是本发明提供的装置的室内控制单元的具体组成示意图。

具体实施方式

以下基于表示本发明的实施方式的附图，对本发明进行具体说明。

图1本发明提供的装置所适用的供暖系统的示意图，如图1所示，在每个楼栋的热力管网入口处具有热量表1，热量表1用于计量该楼栋所使用的总热量Q₀，该楼栋内的供热系统为常见的共用立管水平分环的双管系统，每个单元用户的供热支管与一个板式换热器4相连(即板换的一次侧)，板式换热器4的二次侧与单元用户的散热器相连，板换的一次侧上具有阀门2，每个单元用户内具有室内控制单元3，所述室内控制单元3能够与所述阀门2和热量表1进行无线通讯并相互传送数据。

图2示出了所述室内控制单元3的具体组成示意图，所述室内控制单元3包括设定温度管理单元，开窗监测单元，房间位置管理单元，是否有人监测单元，阀门管理单元，数据积算单元，各个单元所执行的功能将在下面具体阐述。

是否有人监测单元判断单元用户内是否有人，并产生相应的信号代码，有人的信号代码为H1，无人的信号代码是H0，所述是否有人监测单元将所述信号代码发送给设定温度管理单元；监测是否有人的具体方式可以是红外线监测、震动传感器监测等各种现有技术。

设定温度管理单元根据接收到的信号代码查找相应的单元用户室内温度的设定值ts，H1对应的室内温度设定值高于H0对应的室内温度设定值；所述设定温度管理单元将查找到的所述设定值ts发送给阀门管理单元；有人时的室内设定温度优选为20-22℃，无人时的室内设定温度优选为10-15摄氏度。

阀门管理单元获取单元用户内的实测室内温度t1，并比较实测室内温度t1与室内温度设定值ts，

若t1＞ts，且t1-ts＞50％ts，则将单元用户的供暖支管上的阀门开度降为零；

若t1＞ts，且50％ts≥t1-ts＞10％ts，则将单元用户的供暖支管上的阀门开度降低为原来的90％；

若t1＞ts，且10％ts≥t1-ts＞0，则将单元用户的供暖支管上的阀门开度降低为原来的95％；

若t1＜ts，且ts-t1＞50％ts，则将单元用户的供暖支管上的阀门开度开到最大；

若t1＜ts，且50％ts≥ts-t1＞10％ts，则将单元用户的供暖支管上的阀门开度提高为原来的110％；

若t1＜ts，且10％ts≥ts-t1＞0，则将单元用户的供暖支管上的阀门开度提高为原来的105％；

所述阀门管理单元将调整后的阀门开度的信号发送给数据积算单元并控制阀门达到调整后的阀门开度V；

房间位置管理单元获取所述单元用户的房间位置代码，并生成相应的房间位置修正系数α，其中所述房间位置代码的与房间位置修正系数的对应关系为：

具有一面外墙的房间代码为R1，房间位置修正系数α＝1；

具有两面外墙的房间代码为R2，房间位置修正系数α＝99％；

具有三面外墙的房间代码为R3，房间位置修正系数α＝98％；

具有四面外墙的房间代码为R4，房间位置修正系数α＝95％；

具有五面外墙的房间代码为R5，房间位置修正系数α＝90％；

具有六面外墙的房间代码为R6，房间位置修正系数α＝85％；

无外墙的房间代码为R0，房间位置修正系数α＝120％；

所述房间位置管理单元将生成的房间位置修正系数发送给数据积算单元；通过房间位置修正系数的修正，处于楼栋角上等不利位置的房间能够得到适度的热费削减，从而降低这部分用户的抵触心理，能够有利于分户热计量的推行。

开窗监测单元获取单元用户内的窗户是否打开的信息代码，开窗的信息代码为W1，未开窗的信息代码为W0，并生成相应的开窗行为惩罚修正系数β，其中开窗的信息代码与开窗行为惩罚修正系数的对应关系为：

W1对应的β＝1.005；

W0对应的β＝1；

所述开窗监测单元将所述生成的开窗行为惩罚修正系数β发送给数据积算单元；通过开窗行为的监测和惩罚能够令用户提高行为节能意识，有利于节能减排。

数据积算单元根据接收到的数据及楼栋入口处的热量表的热量总值Q₀计算出当前时间步长下各个单元用户的热量值Q_i；

$Q_i=\frac{{\mathrm{\α}}_i{\mathrm{\β}}_i{A}_i{V}_i{\mathrm{ts}}_i}{{\Σ}_{i=1}^n{\mathrm{\α}}_i{\mathrm{\β}}_i{A}_i{V}_i{\mathrm{ts}}_i}{Q}_0$

其中：

α_i为某个单元用户的房间位置修正系数；

β_i为某个单元用户的开窗行为惩罚修正系数；

A_i为某个单元用户的建筑面积；

V_i为某个单元用户的供暖支管上的阀门开度；

ts_i为某个单元用户的室内温度设定值；

n为单元用户的总数。

当整个供暖季结束时通过将各个时间步长下的结果积算起来便可以得到单元用户在整个供暖季的累计用热量，并得到相应的应该缴纳的热费的数值。

进一步的，各个所述单元用户的室内控制单元互相之间可进行无线通讯，且室内控制单元产生的各项数据通过云服务系统上传到云服务器，从而便于热力公司对整体数据进行宏观的把握，便于进行数据挖掘和分析。

Claims (2)

1.一种集中供暖系统的热分摊装置，所述装置设置于每个单元用户中，所述装置包括室内控制单元，所述室内控制单元包括设定温度管理单元，开窗监测单元，房间位置管理单元，是否有人监测单元，阀门管理单元，数据积算单元，所述装置与单元用户所在楼栋的热力管网入口处的热量表进行数据通讯并计算出所述单元用户所分摊的用热量，其特征在于：

所述是否有人监测单元判断单元用户内是否有人，并产生相应的信号代码，有人的信号代码为H1，无人的信号代码是H0，所述是否有人监测单元将所述信号代码发送给设定温度管理单元；

所述设定温度管理单元根据接收到的信号代码查找相应的单元用户室内温度的设定值ts，H1对应的室内温度设定值高于H0对应的室内温度设定值；所述设定温度管理单元将查找到的所述设定值ts发送给阀门管理单元；

阀门管理单元获取单元用户内的实测室内温度t1，并比较实测室内温度t1与室内温度设定值ts，

若t1＞ts，且t1-ts＞50％ts，则将单元用户的板换一次侧的供暖支管上的阀门开度降为零；

若t1＞ts，且50％ts≥t1-ts＞10％ts，则将单元用户的板换一次侧的供暖支管上的阀门开度降低为原来的90％；

若t1＞ts，且10％ts≥t1-ts＞0，则将单元用户的供暖支管上的板换一次侧的阀门开度降低为原来的95％；

若t1＜ts，且ts-t1＞50％ts，则将单元用户的供暖支管上的板换一次侧的阀门开度开到最大；

若t1＜ts，且50％ts≥ts-t1＞10％ts，则将单元用户的供暖支管上的板换一次侧的阀门开度提高为原来的110％；

若t1＜ts，且10％ts≥ts-t1＞0，则将单元用户的板换一次侧的供暖支管上的阀门开度提高为原来的105％；

所述阀门管理单元将调整后的阀门开度的信号发送给数据积算单元并控制阀门达到调整后的阀门开度V；

房间位置管理单元获取所述单元用户的房间位置代码，并生成相应的房间位置修正系数α，其中所述房间位置代码的与房间位置修正系数的对应关系为：

具有一面外墙的房间代码为R1，房间位置修正系数α＝1；

具有两面外墙的房间代码为R2，房间位置修正系数α＝99％；

具有三面外墙的房间代码为R3，房间位置修正系数α＝98％；

具有四面外墙的房间代码为R4，房间位置修正系数α＝95％；

具有五面外墙的房间代码为R5，房间位置修正系数α＝90％；

具有六面外墙的房间代码为R6，房间位置修正系数α＝85％；

无外墙的房间代码为R0，房间位置修正系数α＝120％；

所述房间位置管理单元将生成的房间位置修正系数发送给数据积算单元；

开窗监测单元获取单元用户内的窗户是否打开的信息代码，开窗的信息代码为W1，未开窗的信息代码为W0，并生成相应的开窗行为惩罚修正系数β，其中开窗的信息代码与开窗行为惩罚修正系数的对应关系为：

W1对应的β＝1.005；

W0对应的β＝1；

所述开窗监测单元将所述生成的开窗行为惩罚修正系数β发送给数据积算单元；

数据积算单元根据接收到的数据及楼栋入口处的热量表的热量总值Q₀计算出当前时间步长下各个单元用户的热量值Q_i；

$Q_i=\frac{{\mathrm{\α}}_i{\mathrm{\β}}_i{A}_i{V}_i{\mathrm{ts}}_i}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{\mathrm{\α}}_i{\mathrm{\β}}_i{A}_i{V}_i{\mathrm{ts}}_i}{Q}_0$

其中：

α_i为某个单元用户的房间位置修正系数；

β_i为某个单元用户的开窗行为惩罚修正系数；

A_i为某个单元用户的建筑面积；

V_i为某个单元用户的供暖支管上的阀门开度；

ts_i为某个单元用户的室内温度设定值；

n为单元用户的总数。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，各个所述单元用户的室内控制单元互相之间可进行无线通讯，且室内控制单元产生的各项数据通过云服务系统上传到云服务器。