CN106051908B - 用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量系统及方法,室内温度控制器安装于用户室内,室内温度控制器通过无线与智能控制阀通信,智能控制阀通过有线方式与楼栋数据管理器连接;楼栋数据管理器通过移动通信网络传送数据到智慧城市供暖云技术平台,楼栋数据管理器利用接收的室内温度、设定温度等参数对计量楼栋耗热的热量表上传的热量数据进行热量分摊计算,并把接收的数据和分摊结果通过移动通讯网路传送到智慧城市供暖云技术平台。同时接收平台下发运行管理命令,通过智能控制阀控制室温。真正实现住户可通过WEB、客户端、手机实时参与、按需供热的“物联网+供暖”的智慧城市供暖模式。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动化供暖的技术领域,特别是一种用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量系统及方法。
背景技术
我国为了更好的推进供热计量改革,配合热计量的实施,2009年住房和城乡建设部颁布了《供热计量技术规程》JGJ173-2009,经过十几年的探索和实验,形成了两种计量理念、五种方法。一种计量理念是“用多少热,交多少费”。从国外引进的一户一表法和散热器热分配表法、北京众力德邦公司研究的流量温度法、清华大学江亿院士研发的通断时间面积法都是遵循这一理念。另一种热计量理念是“享受多少温度,交多少费”。哈工大方修穆研发的温度法,采用的是这种理念。
第一种为散热器热分配法,该方法利用散热器热分配计所测量的每组散热器的散热量比例关系,来对建筑的总供热量进行分摊的。第二种为户用热量表法,该方法依据热量表的读数进行热计量收费的方法。第三种为流量温度法,流量温度法是利用每个立管或分户独立系统与热力人口流量之比相对不变的原理,结合现场测出的流量比例和各分支三通前后温差,分摊建筑的总供热量。第四种为通断时间面积法,该方法是以每户的供暖系统通水时间为依据,分摊建筑的总供热量。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。第五种为温度法,该方法按照楼栋计量,根据每户典型房间的温度与面积进行热计量分摊。近期又出现了第六种通段时间面积法与温度法的结合型式:温度修正的通段时间面积法,以通断时间为主,加以温度对通断时间进行修正。
在这些供热计量方法中,目前,采用较多的是一户一表和通断时间面积法。这两种方法及热分配法、流量温度法都存在:存在建筑顶层、冷山耗热多和户间传热造成不公平问题;采暖地区普遍水质不好、容易出现结垢、粘泥、堵塞等情况影响热计量和通断时间精度的问题;无法实现住户参与实时参与、按需供暖的模式。
温度法基于“同样面积、同样室温,费用相同”的理念,越来越被人们接受,该方法是依据建筑物面积相同、室内温度相同、计量热费相同的原则进行计量收费的。具体做法是每户热用户在室内安装室内温度采集装置,采集室内温度,每栋楼(或几栋楼)安装一块楼栋热计量表,计量该楼栋(或几栋楼)的用热量,然后依据规定的数学模型进行计算,得出每户的具体用热量。目前,研究该方法的主要企业有深圳市丰利源科技有限公司、山东恒奕地源热泵空调技术有限公司、河南亚新暖通设备工程有限公司及哈尔滨工业大学等,各家的方案大同小异,都是基于用户面积和室内温度为热计量依据来分摊楼栋的用热量,但是,温度面积法无法解决住户开启外窗增加热负荷的问题,住户不能实时自主按需调节室内温度。
上述六种方法在目前国内的热计量改造中都有采用,但是,在使用中都存在着致命的缺陷,且无法实现住户实时参与、按需供热的模式。造成了我国“分户计量都在安装,但没有用,没人管,没效果,无法按热收费”的现状,导致热计量改革工作推广起来困难重重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题,是针对上述存在的技术问题设计出用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量系统及方法,所述技术方案如下:一种用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量系统,包括位于室内温度检测控制终端,控制供热的智能控制阀、计量楼栋耗热的热量表、楼栋数据管理器和智慧城市供暖平台;
所述的室内温度控制终端内包括
温度检测模块,用于检测室内的实时温度;
设定模块,用于设定目标温度或工作模式;
网络模块,用于通过网络连接所述的智能控制阀,使该终端与智能控制阀双向通讯;
显示屏,用于显示用热量、室内实时温度、目标温度,工作模式;
所述的智能控制阀
安装于每户采暖主管道或每房间采暖分支主管道上,包括
电动阀门
用于根据室内温度控制终端发来的控制信号来控制管道内流量,从而控制每户或每间房的供热量,
智能控制模块
用于接收室内温度控制终端发来的室内数据和控制信号,同时负责向楼栋数据管理器上传室内数据,同时还用于向室内温度控制终端下传数据管理器发来的平台数据;
所述的热量表安装在楼栋供热主管线上,包括
电子热量表
用于计量整栋楼的热量数据,
网络模块
用于将电子热量表的计量数据上传至楼栋数据管理器;
所述的楼栋数据管理器包括
分摊计算模块
用于根据室内数据和热量数据进行分摊计算,形成每户或每个房间的用热量分摊数据;
网络模块
一方面用于接收室内温度控制终端发来的室内数据,热量表发来的热量数据,另一方面用于接收平台通过网络发来的平台数据,并将平台数据转发给室内温度控制终端,同时还将用热量分摊数据上报至平台;
所述的智慧城市供暖平台,包括
用户信息管理模块,用于管理住户、物业公司、供热公司、供热管理部门的用户的信息,
收费管理模块,用于核算住户的费用,并通过网络或者短信通知住户,
设备管理模块,用于管理不同住户的室内温度控制终端、热量表、楼栋数据管理器。
优选的,该系统的智慧城市供暖平台,还包括网络访问端口,用于让住户、物业公司、供热公司、供热管理部门查询访问,并通过该端口操控室内温度控制终端,从而实现供暖的远程控制。
一种根据前面所述的用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量方法,包括如下步骤,
计量分摊分为标定分摊阶段、正常分摊阶段
1)标定分摊阶段
内容包括建筑物平均传热系数的标定、温度面积法分摊热量、认定采暖季不保证住户;
①本阶段主要是标定建筑物平均传热系数,标定过程中通过系统统一设定住户房间的标定目标温度为18℃,不允许住户修改设定温度,确保标定的统一性、准确性,待达到标定目标温度的住户大于总住户数量的95%,开始计算建筑物平均传热系数
建筑物平均传热系数 λjl=Qj,m/S/(18-Tw,m)
λjl 分摊周期m建筑物平均传热系数
Qj,m 第m分摊周期建筑物计量热量
S 建筑面积
Tw,m 分摊周期m室外温度
Tni,m 分摊周期m第i户室内温度
△ti,m 分摊周期m第i户设定温度与室内温度差
△ti,m=Tsi,m-Tni,m
连续标定10次,标定期结束,取其平均值为整定的最终建筑物平均传热系数λjl;
②标定期间分摊方法:
第i户第m分摊周期分摊热量Qi,m=Qj,m*ηi,m
第i户第m分摊周期分摊热量系数
ηi,m=Si*(Tni,m-Tw,m)/∑Si*(Tni,m-Tw,m)
③标定期间无法保证达到设定温度的,需进行检查、维修,经供暖管理单位检查、维修仍达不到设定温度的住户,确定为采暖季不保证住户;此类住户整个采暖季采用温度面积法分摊,不再进行修正;
2)正常分摊阶段
内容:包括住户供暖状态及开窗状态的组合分类、住户状态认定、温度控制面积法分摊计算;
①供暖状态、外窗状态组合分类
实际运行中,住户根据自己的需求随时可调设定温度,由于设定温度的变化,供暖状态可能处于节能降温、舒适升温、稳态三种供暖状态;
住户对外窗的操作行为,可分为开启外窗、未开启外窗两种状态;
供暖状态、外窗状态组合分类表
②用户状态认定
情况ⅰ:如果Tsi,m-Tsi,m-1<-1℃,且Tsi,m≤Tni,m-1
Tsi,m-Tsi,m-1≥1℃,Tsi,m≤Tni,m-1
进入室温开始降低阶段,定为节能降温用户A类用户;
当Tni,m-Tni,m-1≥-0.5℃时,该住户为节能降温,未开启外窗;定义为AⅡ状态;
当Tni,m-Tni,m-1<-0.5℃时,该住户为节能降温,但开启外窗可能性很大;初步认定为开窗用户,定为AⅠ状态;
情况ⅱ:如果Tsi,m-Tsi,m-1≥1℃,且Tsi,m≥Tni,m-1
Tsi,m-Tsi,m-1<-1℃,Tsi,m≥Tni,m-1
进行室温温升状态,定性为B类用户;
当Tni,m-Tni,m-1<0.2℃时,该住户为节能,开启外窗可能性很大;定为BⅠ状态。
当Tni,m-Tni,m-1≥0.2℃时,该住户为节能,窗户未开,定义为BⅡ状态;
情况ⅲ(状态的转化):如果-0.5℃≤Tsi,m-Tsi,m-1≤0.5℃时,第m-1周期用户为A或B或D状态;
对于A类
当-0.5℃≤Tni,m-Tni,m-1≤-0.2℃时,则为未开窗用户,AⅡ状态不变,AⅠ状态转变为AⅡ;
当-0.2℃<Tni,m-Tni,m-1≤0.2℃时,则为稳态状态,AⅠ状态转变为DⅠ,AⅡ转为DⅡ状态;
当Tni,m-Tni,m-1<-0.5℃时,开启外窗可能性很大,初步认定为开窗用户;AⅡ转为AⅠ状态,AⅠ状态不变;
对于BⅡ类
当Tni,m-Tni,m-1<-0.2℃时,开启外窗可能性很大;BⅡ转为BⅠ状态
当Tni,m-Tni,m-1>0.2℃时,未开启外窗用户;BⅡ状态不变。
当-0.2℃≤Tni,m-Tni,m-1≤0.2℃时,进入稳态;BⅡ转为DⅡ状态
对于BⅠ类
当0.2℃≤Tni,m-Tni,m-1,外窗关闭;BⅠ转为BⅡ状态
当Tni,m-Tni,m-1<0.2℃时,BⅠ状态不变
对于DⅡ类
当-0.2℃≤Tni,m-Tni,m-1时,DⅡ状态不变
当Tni,m-Tni,m-1<-0.2℃时,为开启外窗用户;DⅡ转为DⅠ;
对于DⅠ类
当-0.2℃≤Tni,m-Tni,m-1时,为关闭外窗用户;DⅠ转为DⅡ
当Tni,m-Tni,m-1<-0.2℃时,DⅠ状态不变。
③温度控制面积分摊计算
按照不同的运行状态住户,分类,并按照△ti,m=Tsi,m-Tni,m由大到小排序。
对于未开窗Ⅱ类用户其分摊方法为:
Ⅱ类用户第i户第m分摊周期结算热量Q(Ⅱ)js_i,m=(Tni,m-Tw,m)*λjl*Si
所有Ⅱ类用户第m分摊周期分摊热量之和Q(Ⅱ)js,m
Q(Ⅱ)js,m=∑Q(Ⅱ)js_i,m
所有Ⅰ类用户第m分摊周期分摊热量之和Q(Ⅰ)js,m
Q(Ⅰ)js,m=∑Q(Ⅰ)js_i,m
Qjs,m=Q(Ⅰ)js,m+Q(Ⅱ)js,m
对于开启外窗Ⅰ类住户,按照由大到小进行偏差排序,按照顺序进行修正值计算。
开启外窗Ⅰ类住户分摊周期结算热量Q(Ⅰ)js_i,m
Ⅰ类住户第i户第m分摊周期结算热量Q(Ⅰ)js_i,m=Q(Ⅱ)js,m*﹠i,m
Ⅰ类住户第i户第m分摊周期分修正分摊热量系数﹠i,m
Ⅰ类住户 开窗扰动温差△tr(Ⅰ)i,m
对于AⅠ类用户 △tr(Ⅰ)i,m=-(Tni,m-Tni,m-1)-0.5
对于BⅠ类用户 △tr(Ⅰ)i,m=Tni,m-Tni,m-1)-0.2
对于DⅠ类用户 △tr(Ⅰ)i,m=-(Tni,m-Tni,m-1)-0.2
﹠i,m=Si*△tr(Ⅰ)i,m/∑Si*△tr(Ⅰ)i,m。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、实现了互联网+物联网+用户参与的模式。每一个住户都能通过互联网+物联网,实时看到自家的室内温度,并能即时修改目标温度。供热企业或上级单位亦可随时查看任一采暖户的当前供热状态。这就让用户充分参与到了自家的供热管理中。供热企业不再直接控制住户家的温度,因为住户家里的室温由住户自已设定。由于采用分户计量,多用热多交费。因此,供热企业不必再担心供温过高而增大本企业的成本,只需专心管理供暖锅炉的供温即可,从而大大降低了供热企业的工作负担,也可显著减少供热企业与住户的矛盾。
2、通过电脑和手机远程网络访问,用户可足不出户,亦可远程管理自家室内温度。可实现在出差或上班期间远程关闭自家供暖系统,实现节能,降低自家采暖费;
3、实现了利用我公司改进的具有开启外窗智能检测功能的温度控制面积控制法热计量装置进行热费计量,本装置具有高效、准确、实时的特点;
4、实现了网上收费,网上支付,方便住户。可大大提高住户,特别是年轻住户的交费积极性,并有效减小供热企业的工作压力;
5、实现了按面积预收热费,在供暖结束时系统自动计算住户使用热量或不达标的供暖天数,自动完成退费。
6、具有强大的供热数据统计分析功能。可为每一阶段的供热提供有效的数据支撑与决策依据。
附图说明
图1用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量系统的结构示意图;
图2为室内温度控制终端的组成示意图;
图3为智能控制阀的组成示意图;
图4为热量表的组成示意图;
图5为楼栋数据管理器的组成示意图;
图中,1.室内温度控制终端、2.暖气散热器、3.智能控制阀、4.热量表、5.楼栋数据管理器、6.智慧城市供暖平台、7.远程访问的电脑、8.远程访问的手机。
具体实施方式
实施例一:参见图1-5,图中一种用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量系统,包括位于室内温度检测控制终端,控制供热的智能控制阀、计量楼栋耗热的热量表、楼栋数据管理器和智慧城市供暖平台;
所述的室内温度控制终端内包括
温度检测模块,用于检测室内的实时温度;
设定模块,用于设定目标温度或工作模式;
网络模块,用于通过网络连接所述的智能控制阀,使该终端与智能控制阀双向通讯;
显示屏,用于显示用热量、室内实时温度、目标温度,工作模式;
所述的智能控制阀
安装于每户采暖主管道或每房间采暖分支主管道上,包括
电动阀门
用于根据室内温度控制终端发来的控制信号来控制管道内流量,从而控制每户或每间房的供热量,
智能控制模块
用于接收室内温度控制终端发来的室内数据和控制信号,同时负责向楼栋数据管理器上传室内数据,同时还用于向室内温度控制终端下传数据管理器发来的平台数据;
所述的热量表安装在楼栋供热主管线上,包括
电子热量表
用于计量整栋楼的热量数据,
网络模块
用于将电子热量表的计量数据上传至楼栋数据管理器;
所述的楼栋数据管理器包括
分摊计算模块
用于根据室内数据和热量数据进行分摊计算,形成每户或每个房间的用热量分摊数据;
网络模块
一方面用于接收室内温度控制终端发来的室内数据,热量表发来的热量数据,另一方面用于接收平台通过网络发来的平台数据,并将平台数据转发给室内温度控制终端,同时还将用热量分摊数据上报至平台;
所述的智慧城市供暖平台,包括
用户信息管理模块,用于管理住户、物业公司、供热公司、供热管理部门的用户的信息,
收费管理模块,用于核算住户的费用,并通过网络或者短信通知住户,
设备管理模块,用于管理不同住户的室内温度控制终端、热量表、楼栋数据管理器。
网络访问端口,用于让住户、物业公司、供热公司、供热管理部门查询访问,并通过该端口操控室内温度控制终端,从而实现供热的远程控制。
实施例二:一种基于实施例一的用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量方法,包括如下步骤,
计量分摊分为标定分摊阶段、正常分摊阶段
1)标定分摊阶段
内容包括建筑物平均传热系数的标定、温度面积法分摊热量、认定采暖季不保证住户;
①本阶段主要是标定建筑物平均传热系数,标定过程中通过系统统一设定住户房间的标定目标温度为18℃,不允许住户修改设定温度,确保标定的统一性、准确性,待达到标定目标温度的住户大于总住户数量的95%,开始计算建筑物平均传热系数
建筑物平均传热系数 λjl=Qj,m/S/(18-Tw,m)
λjl 分摊周期m建筑物平均传热系数
Qj,m 第m分摊周期建筑物计量热量
S 建筑面积
Tw,m 分摊周期m室外温度
Tni,m 分摊周期m第i户室内温度
△ti,m 分摊周期m第i户设定温度与室内温度差
△ti,m=Tsi,m-Tni,m
连续标定10次,标定期结束,取其平均值为整定的最终建筑物平均传热系数λjl;
②标定期间分摊方法:
第i户第m分摊周期分摊热量Qi,m=Qj,m*ηi,m
第i户第m分摊周期分摊热量系数
ηi,m=Si*(Tni,m-Tw,m)/∑Si*(Tni,m-Tw,m)
③标定期间无法保证达到设定温度的,需进行检查、维修,经供暖管理单位检查、维修仍达不到设定温度的住户,确定为采暖季不保证住户;此类住户整个采暖季采用温度面积法分摊,不再进行修正;
2)正常分摊阶段
内容:包括住户供暖状态及开窗状态的组合分类、住户状态认定、温度控制面积法分摊计算;
①供暖状态、外窗状态组合分类
实际运行中,住户根据自己的需求随时可调设定温度,由于设定温度的变化,供暖状态可能处于节能降温、舒适升温、稳态三种供暖状态;
住户对外窗的操作行为,可分为开启外窗、未开启外窗两种状态;
供暖状态、外窗状态组合分类表
②用户状态认定
情况ⅰ:如果Tsi,m-Tsi,m-1<-1℃,且Tsi,m≤Tni,m-1
Tsi,m-Tsi,m-1≥1℃,Tsi,m≤Tni,m-1
进入室温开始降低阶段,定为节能降温用户A类用户;
当Tni,m-Tni,m-1≥-0.5℃时,该住户为节能降温,未开启外窗;定义为AⅡ状态;
当Tni,m-Tni,m-1<-0.5℃时,该住户为节能降温,但开启外窗可能性很大;初步认定为开窗用户,定为AⅠ状态;
情况ⅱ:如果Tsi,m-Tsi,m-1≥1℃,且Tsi,m≥Tni,m-1
Tsi,m-Tsi,m-1<-1℃,Tsi,m≥Tni,m-1
进行室温温升状态,定性为B类用户;
当Tni,m-Tni,m-1<0.2℃时,该住户为节能,开启外窗可能性很大;定为BⅠ状态。
当Tni,m-Tni,m-1≥0.2℃时,该住户为节能,窗户未开,定义为BⅡ状态;
情况ⅲ(状态的转化):如果-0.5℃≤Tsi,m-Tsi,m-1≤0.5℃时,第m-1周期用户为A或B或D状态;
对于A类
当-0.5℃≤Tni,m-Tni,m-1≤-0.2℃时,则为未开窗用户,AⅡ状态不变,AⅠ状态转变为AⅡ;
当-0.2℃<Tni,m-Tni,m-1≤0.2℃时,则为稳态状态,AⅠ状态转变为DⅠ,AⅡ转为DⅡ状态;
当Tni,m-Tni,m-1<-0.5℃时,开启外窗可能性很大,初步认定为开窗用户;AⅡ转为AⅠ状态,AⅠ状态不变;
对于BⅡ类
当Tni,m-Tni,m-1<-0.2℃时,开启外窗可能性很大;BⅡ转为BⅠ状态
当Tni,m-Tni,m-1>0.2℃时,未开启外窗用户;BⅡ状态不变。
当-0.2℃≤Tni,m-Tni,m-1≤0.2℃时,进入稳态;BⅡ转为DⅡ状态
对于BⅠ类
当0.2℃≤Tni,m-Tni,m-1,外窗关闭;BⅠ转为BⅡ状态
当Tni,m-Tni,m-1<0.2℃时,BⅠ状态不变
对于DⅡ类
当-0.2℃≤Tni,m-Tni,m-1时,DⅡ状态不变
当Tni,m-Tni,m-1<-0.2℃时,为开启外窗用户;DⅡ转为DⅠ;
对于DⅠ类
当-0.2℃≤Tni,m-Tni,m-1时,为关闭外窗用户;DⅠ转为DⅡ;
当Tni,m-Tni,m-1<-0.2℃时,DⅠ状态不变。
③温度控制面积分摊计算
按照不同的运行状态住户,分类,并按照△ti,m=Tsi,m-Tni,m由大到小排序。
对于未开窗Ⅱ类用户其分摊方法为:
Ⅱ类用户第i户第m分摊周期结算热量Q(Ⅱ)js_i,m=(Tni,m-Tw,m)*λjl*Si
所有Ⅱ类用户第m分摊周期分摊热量之和Q(Ⅱ)js,m
Q(Ⅱ)js,m=∑Q(Ⅱ)js_i,m
所有Ⅰ类用户第m分摊周期分摊热量之和Q(Ⅰ)js,m
Q(Ⅰ)js,m=∑Q(Ⅰ)js_i,m
Qjs,m=Q(Ⅰ)js,m+Q(Ⅱ)js,m
对于开启外窗Ⅰ类住户,按照由大到小进行偏差排序,按照顺序进行修正值计算。
开启外窗Ⅰ类住户分摊周期结算热量Q(Ⅰ)js_i,m
Ⅰ类住户第i户第m分摊周期结算热量Q(Ⅰ)js_i,m=Q(Ⅱ)js,m*﹠i,m
Ⅰ类住户第i户第m分摊周期分修正分摊热量系数﹠i,m
Ⅰ类住户 开窗扰动温差△tr(Ⅰ)i,m
对于AⅠ类用户 △tr(Ⅰ)i,m=-(Tni,m-Tni,m-1)-0.5
对于BⅠ类用户 △tr(Ⅰ)i,m=Tni,m-Tni,m-1)-0.2
对于DⅠ类用户 △tr(Ⅰ)i,m=-(Tni,m-Tni,m-1)-0.2
﹠i,m=Si*△tr(Ⅰ)i,m/∑Si*△tr(Ⅰ)i,m。
Claims (1)
1.一种用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量方法,该方法基于用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量系统实现,该系统包括室内温度控制终端,控制供热的智能控制阀、计量楼栋耗热的热量表、楼栋数据管理器和智慧城市供暖平台;
所述的室内温度控制终端内包括:
温度检测模块,用于检测室内的实时温度;
设定模块,用于设定目标温度或工作模式;
网络模块,用于通过网络连接所述的智能控制阀,使该终端与智能控制阀双向通讯;
显示屏,用于显示用热量、室内实时温度、目标温度,工作模式;
所述的智能控制阀,
安装于每户采暖主管道或每房间采暖分支主管道上,包括:
电动阀门,
用于根据室内温度控制终端发来的控制信号来控制管道内流量,从而控制每户或每间房的供热量;
智能控制模块,
用于接收室内温度控制终端发来的室内数据和控制信号,同时负责向楼栋数据管理器上传室内数据,同时还用于向室内温度控制终端下传数据管理器发来的平台数据;
所述的热量表安装在楼栋供热主管线上,包括:
电子热量表,
用于计量整栋楼的热量数据;
网络模块,
用于将电子热量表的计量数据上传至楼栋数据管理器;
所述的楼栋数据管理器包括:
分摊计算模块,
用于根据室内数据和热量数据进行分摊计算,形成每户或每个房间的用热量分摊数据;
网络模块,
一方面用于接收室内温度控制终端发来的室内数据,热量表发来的热量数据,另一方面用于接收平台通过网络发来的平台数据,并将平台数据转发给室内温度控制终端,同时还将用热量分摊数据上报至平台;
所述的智慧城市供暖平台,包括:
用户信息管理模块,用于管理住户、物业公司、供热公司、供热管理部门的用户的信息;
收费管理模块,用于核算住户的费用,并通过网络或者短信通知住户;
设备管理模块,用于管理不同住户的室内温度控制终端、热量表、楼栋数据管理器;
该系统的智慧城市供暖平台,还包括网络访问端口,用于让住户、物业公司、供热公司、供热管理部门查询访问,并通过该端口操控室内温度控制终端,从而实现供暖的远程控制;
该方法包括如下步骤,
计量分摊分为标定分摊阶段、正常分摊阶段;
1)标定分摊阶段,
内容包括建筑物平均传热系数的标定、温度面积法分摊热量、认定采暖季不保证住户;
①本阶段主要是标定建筑物平均传热系数,标定过程中通过系统统一设定住户房间的标定目标温度为18℃,不允许住户修改设定温度,确保标定的统一性、准确性,待达到标定目标温度的住户大于总住户数量的95%,开始计算建筑物平均传热系数,
建筑物平均传热系数λjl=Qj,m/S/(18‐Tw,m);
λjl分摊周期m建筑物平均传热系数;
Qj,m第m分摊周期建筑物计量热量;
S建筑面积;
Tw,m分摊周期m室外温度;
Tni,m分摊周期m第i户室内温度;
Tsi,m分摊周期m第i户设定温度;
△ti,m分摊周期m第i户设定温度与室内温度差;
△ti,m=Tsi,m‐Tni,m
连续标定10次,标定期结束,取其平均值为整定的最终建筑物平均传热系数λjl;
②标定期间分摊方法:
第i户第m分摊周期分摊热量Qi,m=Qj,m*ηi,m;
第i户第m分摊周期分摊热量系数
ηi,m=Si*(Tni,m‐Tw,m)/∑Si*(Tni,m‐Tw,m);
③标定期间无法保证达到设定温度的,需进行检查、维修,经供暖管理单位检查、维修仍达不到设定温度的住户,确定为采暖季不保证住户;此类住户整个采暖季采用温度面积法分摊,不再进行修正;
2)正常分摊阶段内容:包括住户供暖状态及开窗状态的组合分类、住户状态认定、温度控制面积法分摊计算;
①供暖状态、开窗状态组合分类
实际运行中,住户根据自己的需求随时可调设定温度,由于设定温度的变化,供暖状态可能处于节能降温、舒适升温、稳态三种供暖状态;
住户对外窗的操作行为,可分为开启外窗、未开启外窗两种状态;
供暖状态、开窗状态组合分类表
②住户状态认定,
情况ⅰ:如果Tsi,m‐Tsi,m‐1<‐1℃,且Tsi,m≤Tni,m‐1,
或
Tsi,m‐Tsi,m‐1≥1℃,Tsi,m≤Tni,m‐1,
进入室温开始降低阶段,定为节能降温用户A类用户;
当Tni,m‐Tni,m‐1≥‐0.5℃时,该住户为节能降温,未开启外窗,定义为AⅡ状态;
当Tni,m‐Tni,m‐1<‐0.5℃时,该住户为节能降温,但开启外窗可能性很大,初步认定为开窗用户,定为AⅠ状态;
情况ⅱ:如果Tsi,m‐Tsi,m‐1≥1℃,且Tsi,m≥Tni,m‐1,
或
Tsi,m‐Tsi,m‐1<‐1℃,Tsi,m≥Tni,m‐1,
进行室温温升状态,定性为B类用户;
当Tni,m‐Tni,m‐1<0.2℃时,该住户为节能,开启外窗可能性很大,定为BⅠ状态;
当Tni,m‐Tni,m‐1≥0.2℃时,该住户为节能,窗户未开,定义为BⅡ状态;
情况ⅲ(状态的转化):如果-0.5℃≤Tsi,m‐Tsi,m‐1≤0.5℃时,第m‐1周期用户为A或B或D状态;
对于A类:
当‐0.5℃≤Tni,m‐Tni,m‐1≤‐0.2℃时,则为未开窗用户,AⅡ状态不变,AⅠ状态转变为AⅡ;
当‐0.2℃<Tni,m‐Tni,m‐1≤0.2℃时,则为稳态状态,AⅠ状态转变为DⅠ,AⅡ转为DⅡ状态;
当Tni,m‐Tni,m‐1<‐0.5℃时,开启外窗可能性很大,初步认定为开窗用户;AⅡ转为AⅠ状态,AⅠ状态不变;
对于BⅡ类:
当Tni,m‐Tni,m‐1<‐0.2℃时,开启外窗可能性很大,BⅡ转为BⅠ状态;
当Tni,m‐Tni,m‐1>0.2℃时,未开启外窗用户,BⅡ状态不变;
当‐0.2℃≤Tni,m‐Tni,m‐1≤0.2℃时,进入稳态,BⅡ转为DⅡ状态;
对于BⅠ类:
当0.2℃≤Tni,m‐Tni,m‐1,外窗关闭,BⅠ转为BⅡ状态;
当Tni,m‐Tni,m‐1<0.2℃时,BⅠ状态不变;
对于DⅡ类:
当‐0.2℃≤Tni,m‐Tni,m‐1时,DⅡ状态不变;
当Tni,m‐Tni,m‐1<‐0.2℃时,为开启外窗用户,DⅡ转为DⅠ;
对于DⅠ类:
当‐0.2℃≤Tni,m‐Tni,m‐1时,为关闭外窗用户,DⅠ转为DⅡ;
当Tni,m‐Tni,m‐1<‐0.2℃时,DⅠ状态不变;
③温度控制面积分摊计算,
按照不同的运行状态住户分类,并按照△ti,m=Tsi,m‐Tni,m由大到小排序;
对于未开窗Ⅱ类用户其分摊方法为:
Ⅱ类用户第i户第m分摊周期结算热量Q(Ⅱ)js_i,m=(Tni,m‐Tw,m)*λjl*Si;
所有Ⅱ类用户第m分摊周期分摊热量之和Q(Ⅱ)js,m,
Q(Ⅱ)js,m=∑Q(Ⅱ)js_i,m;
所有Ⅰ类用户第m分摊周期分摊热量之和Q(Ⅰ)js,m,
Q(Ⅰ)js,m=∑Q(Ⅰ)js_i,m;
Qjs,m=Q(Ⅰ)js,m+Q(Ⅱ)js,m;
对于开启外窗Ⅰ类住户,按照由大到小进行偏差排序,按照顺序进行修正值计算;
开启外窗Ⅰ类住户,分摊周期结算热量Q(Ⅰ)js_i,m;
Ⅰ类住户,第i户第m分摊周期结算热量Q(Ⅰ)js_i,m=Q(Ⅱ)js,m*﹠i,m;
Ⅰ类住户,第i户第m分摊周期分修正分摊热量系数﹠i,m;
Ⅰ类住户开窗扰动温差△tr(Ⅰ)i,m
对于AⅠ类用户△tr(Ⅰ)i,m=-(Tni,m‐Tni,m‐1)-0.5;
对于BⅠ类用户△tr(Ⅰ)i,m=Tni,m‐Tni,m‐1)-0.2;
对于DⅠ类用户△tr(Ⅰ)i,m=-(Tni,m‐Tni,m‐1)-0.2;
﹠i,m=Si*△tr(Ⅰ)i,m/∑Si*△tr(Ⅰ)i,m。
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