CN109114620B - 一种全新的分户计费供暖架构及其运行模式 - Google Patents

Abstract

一种全新的分户计费供暖架构及其运行模式，该架构包括热源、供热管道、回热管道、散热器、循环泵、温控电磁阀或温控电动阀、流量表以及在管道中串接的三通和阀门；该架构运行于一种全新的置换换热和置换保热的模式，有效解决水力失调、热力不平衡的问题，使得在整个供暖系统中的每个用热点，都可以分配到同样温度和所需数量的高温热媒，而且每个用热点的流入热媒的温度和回流热媒的温度也相同，使得分户计费从计热方式简化为更加成熟稳定可靠简单的计流量方式。从而实现按流量的分户计费方式。

Description

一种全新的分户计费供暖架构及其运行模式

技术领域

本发明涉及一种全新的分户计费供暖架构及其运行模式，属于暖通领域。

背景技术

作为供热改革的一项重要内容，冬季供暖分户计费已在我国北方集中供暖区推行多年，至今花费资金数百亿元。几年下来，由于计量表不统一、计费复杂纠纷多、达不到节能效果等诸多因素，我国北方多地均出现计量表空转现象，计热量表目前只当作温度计。正是如此，许多安装分户计费的区域又回到按面积收取供暖费用的老路上来了。而供热公司也不希望按户热量计费，因为供暖公司消耗的燃料没有明显减少，但收入减少了。本来政策的推出是一件对国家、供暖公司、用热单位都是有利的，但最后运行证明这样一套供暖分户计费的架构，不仅安装复杂，计费复杂、对计热表的要求也非常高，这样的架构至少目前是不适应在我国的国情。但从长远节能角度来看，供暖分户计费是一个发展方向。

有没有更好、更理想、更简单、更经济、更可靠的分户计费的供暖架构，来实现分户供暖计费。本发明提出的一种全新的分户计费供暖架构，就是为解决以上问题。

发明内容

为克服现有分户计费供暖系统架构中，存在投资大、安装复杂、计费复杂，用热客户、供暖公司都不满意的现状。本发明提供一种全新的分户计费供暖架构及其运行模式，该架构及其运行方法不仅投资节省、安装简洁、计费简单可靠，而且运行节能，使供暖公司和用热客户双赢。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该架构包括热源、供热管道、回热管道、散热器、循环泵、温控电磁阀或温控电动阀、流量表以及在管道中串接的三通和阀门；其中温控电磁阀或温控电动阀分为：换热温控电磁阀或换热温控电动阀，保热温控电磁阀或保热温控电动阀；供热管道的近端与热源的供热接口连接，供热管道的远端与保热温控电磁阀或保热温控电动阀的进口连接，供热管道的中间串接三通后连接流量表和散热器的热媒进口相连接；回热管道的近端与热源的回热接口连接，回热管道的远端串接一个单向止回阀后与保热温控电磁阀或保热温控电动阀的出口连接，回热管道的中间串接三通后连接换热温控电磁阀或换热温控电动阀和散热器的热媒出口相连接；循环泵串接在供热管道中或直接串接在热源的供热接口附近；温感器外置于阀体的换热温控电磁阀或换热温控电动阀，阀体既可串接在散热器的热媒进口附近，也可串接在散热器的热媒出口附近，但温感器一定放置于散热器热媒出口附近；该架构运行于一种全新的置换换热和置换保热的模式，就是间歇式用热媒置换掉相应部位的冷媒，如此循环往复，从而实现按流量的分户计费方式。其中管道中串接的三通和阀门，指的是管道中需要并支连接时所需的，比如在供热管道或回热管道中间需要并接一个用热点，就需要三通进行串接；阀门指的是为工程服务串接的阀门，比如在管道中流量表和温控电磁阀两侧，一般都需要串接手动截止阀，以便流量表、温控电磁阀需要修理时，手动截止阀关闭管路，方便流量表和温控电磁阀从管道上取下来，由于这些三通或阀门都是暖通领域已经共知的事情，本发明不再每个需要的地方详细一一罗列出来。

其中温控电磁阀是一个两通两位阀，温度传感器和温控控制器可内嵌于阀体中，与阀体共同构成一体型的温控电磁阀；或独立于阀体外的一个模块，该模块至少有上联电磁阀电源的两根线、下联电磁阀的两根线、还有接温度传感的接口；温控电磁阀能自动检测与之相连接的管道中介质的温度，并根据温度的高低和温度比较模式自动开启或自动关闭电磁阀的阀门，使管道中的介质处于通或断的状态；温控电磁阀至少有两个参数即开阀温度和关阀温度，这两个参数可以固定内嵌于温控控制器中，也可以通过外置的调温器进行设置和修改；架构中的温控电磁阀分为保热温控电磁阀和换热温控电磁阀，保热温控电磁阀在整个架构中串接的位置是在供热管道和回热管道之间，换热温控电磁阀在整个架构中串接在散热器的热媒出口与回热管道之间。

其中的温控电动阀是一个两通多位阀，有两大部位，电机及其控制部位和阀体部位；温控控制器和温感器接口内置于电机的控制部位，温度显示和设置按键可嵌套在电机控制部位的外壳上，温感器接口通过线缆与温感传感器相连接，温度传感器可内嵌于温控电动阀的阀体部位，也可以外置于阀体；温控电动阀有两种工作模式：一种是开关阀，此模式温控电动阀会设置两个温度参数，即开阀温度和关阀温度，温度传感器检测到管道内热媒的温度低于等于开阀温度时，电动阀开启，热媒从散热器中流出，但热媒的温度大于等于关阀温度时，温控电动阀关闭，散热器中的热媒不再流出；另一种是开关比例阀，此模式温控电动阀除了设置开阀温度和关阀温度两个参数以外，还需要设置一个比例阶梯温度，温感器检测到温度每下降一个比例阶梯温度，温控电动阀的阀门就开启相应比例的阀门，温度到达开阀温度则温控电动阀全部打开，温感器每检测到温度每提高一个比例阶梯温度，温控电动的阀门就关闭相应比例的阀门，温度到达关阀温度，则电动阀全部关闭；架构中的温控电动阀分为保热温控电动阀和换热温控电动阀，保热温控电动阀在整个架构中串接的位置是在供热管道和回热管道之间，换热温控电动阀在整个架构中串接在散热器的热媒出口与回热管道之间。

其中的流量表是一种能够计量出流过流量表的介质的流量，可以是机械式或电子式，对于具有远程抄表功能时，流量表有相应的模块支撑其此管理，有线远程抄表或无线远程抄表。

本架构的热源是一种泛指能够把低温热媒升温到合适温度热媒的装置，规模可大可小，热源的组成或连接结构是多样化的，把整个热源看成一个“黑盒”，则“黑盒”的外侧接口至少应包含供热接口和回热接口，即输出高温热媒的管道接口，和降温以后的热媒回流接口。根据不同的需求及不同的应用环境，热源的表现可以是锅炉、蒸汽发生器、换热站、热泵、空气能热水器、太阳能热水器、电热水器、燃气热水器；其它的接口还包括补水接口、燃料供应接口、排水口等，热源的功能就是把低温热媒升温到预置的温度，然后在循环泵的作用下从供热接口输送出去通过供热管道进入散热器，在散热器散热，然后通过散热器的热媒出口回流到热源的回热接口。

其中的散热器可以是一组或多组散热器的组合，一组散热器可以是一片散热片或多片散热片组；散热器可以是散热片、或地暖管、或风机盘管。比如在我国北方集中供暖系统中，一个热源可以提供上千户家庭的供暖，而每家的面积不一样，每家都至少需要一个以上的散热器，就本发明来说此时的散热器就是全部家庭用户散热器的总称。从热媒供应单位角度来说，每家每户或每个单位就是一个独立的用热点，每个用热点散热器的大小、规格、数量都有可能不一样，以下描述中的名称采用用热点的，就是泛指一个个独立的用热单元或用热单位。

本实用发明的工作过程及原理：架构初始态，热源还没有生产高温热媒，循环泵暂停运行，管路和散热器中的热媒的温度低于开阀温度，对应换热温控电磁阀或换热温控电动阀处于打开状态，保热温控电磁阀或保热温控电动阀也处于打开状态；热源生产出高温热媒后，循环泵启动，高温热媒把低温热媒从供热管道和散热器中全部置换进入回热管道中，新置换流入的热媒温度大于关阀温度，换热温控电磁阀或换热温控电动阀就自动关闭阀门，同理保热温控电磁阀或保热温控电动阀就自动关闭阀门，供热管道中的热媒就不会再持续流入到此散热器中，此时供热管道中的热媒也不会再通过保热温控电磁阀或保热温控电动阀流入到回热管道中；等到散热器内的高温热媒散热，散热器内部的热媒温度又开始低于开阀温度，换热温控电磁阀或换热温控电动阀又一次打开阀门，供热管道中的高温热媒再次把散热器中的低温的热媒全部置换出来进入回热管道中，同时高温热媒占满整个散热器时，热媒的温度大于关阀温度，温控电磁阀或温控电动阀又一次关闭阀门，停止置换，直到新一轮置换换热的开始，如此循环往复，这种间歇式的换热方式，就是置换换热运行模式；同步中，正常情况下，由于供热管道始终流动的高温热媒温度都大于保热温控电磁阀或保热温控电动阀的关阀温度，保热温控电磁阀或保热温控电动阀始终处于关闭状态，一旦供热管道中的热媒温度低于保热温控电磁阀或保热温控电动阀的开阀温度，保热温控电磁阀或保热温控电动阀就打开，使得供热管道中的低温热媒通过保热温控电磁阀或保热温控电动阀流出直接进入回热管道或进入到外加的散热器后再进入回热管道，从而确保供热管道中的热媒保持在一个预定的高温状态，这种间歇式的保热方式，就是置换保热运行模式。

本发明中的按流量分户计费，包括每个用热点热媒流入口处的流量表、每个用热点热媒流出口处的换热温控电磁阀或换热温控电动阀，以及供热管道与回热管道之间串接的保热温控电磁阀或保热温控电动阀；每个用热点都基于置换换热运行模式，供热管道基于置换保热运行模式，使得进人每个用热点的热媒温度相同，每个用热点热媒的流出温度也相同，流量成为每个用热点的唯一的变动参数，从而实现从复杂的计热分户计费转变成简单可靠稳定的流量分户计费。

由于采用全新的置换换热方式，使得散热器的也改为一种全新的循环工作方式：流入高温热媒、占满整个散热器、高温热媒的温度大于等于关阀温度、阀门自动关闭停止进高温热媒、放热、散热器内的热媒温度逐步降低、降低到小于等于开阀温度、阀门自动打开，又开始新的一轮循环置换换热、定温放热的工作过程。

从以上的描述可知，本架构与目前市场上集中供暖应用的架构以及运行模式都是完全不同的，关键之处是目前的集中供暖为了控制散热器的所在的房间温度，避免部分空间太热，部分空间又太低，采取的办法往往在所有散热器的热媒进口处串接一个温控阀，该温控阀有两种，即自力式温控阀和电力式温控阀，无论采用那种温控阀，它们的功能都是依据温控阀附近的空气中的温度，自动调节温控阀的阀门开合度，从而控制进入散热器的高温热媒流量，从而控制散热器的散热量，间接达到控制房间室内的温度。但这种模式，使管路中始终处于变流变压状态，为了防止出现冷热不均现象，基本上采用的是大流量小温差的模式。虽然此方法比没有加装温控阀的效果好，但热能和泵的电能浪费非常严重，此类架构以及基于此架构下的大流量小温差的运行模式是无法彻底解决。而基于此类架构的分户计费方式，就是在每家每户的热媒进口串接一个计热表，由于计热表必须同步检测入口温度和出口温度的同时，还要计流量，通过三参数计费用，这种分户计费方式通过几年的运行证明是不符合国情的，目前基本处于停滞状态。

而本架构的关键之处是在散热器的热媒出口附近串接一个换热温控电磁阀或换热温控电动阀，与传统的温控阀安装的位置不同；其次，工作的原理不一样，温控阀是依赖温控阀头部空气温度的高低控制流入散热器的热媒的数量，来达到控制散热器的散热量，而换热温控电磁阀或换热温控电动阀，是通过检测到散热器的热媒出口的附近的热媒温度，低于开阀温度才打开阀门供热管道中的高温热媒把散热器中的低温热媒置换进入到回热管道中，同时高温热媒充满整个散热器，换热温控电磁阀或换热温控电动阀检测到热媒的温度大于关阀温度，换热温控电磁阀或换热温控电动阀关闭阀门；由此可知换热温控电磁阀或换热温控电动阀是通过控制散热器的换热速度，来达到控制散热器的散热量；再次，热媒在散热器中的运动方式不同，采用老式温控阀的热媒在散热器中是始终流动中的，只是流动快慢，而且由于管路中的压力是一个变量，这个快慢是相对而言；而新架构，热媒在散热器是快速流动，暂停一段时间，再快速流动，如此循环往复，是间歇式的。

由于采用老式的温控阀的解决方案中我们可以确切了解，散热器中的热媒是基本上是始终不停地在流动，基本上我们可以说这种方式热媒在散热器中的流动是连续的，流量是变化的，管路中的热媒压力是不定的，也无法控制每个散热器的回水温度，由于无法做到管路中热媒压力的平衡，这样就带来循环泵始终是重负荷运行，始终运行在大流量小温差的运行模式。这种模式能源浪费现象严重，运行处于高耗电。本发明首先从架构上解决节能的问题，本发明的架构从传统的大流量小温差的运行模式改为小流量大温差的运行模式，这种模式的改变，对于新建项目首先可以节约投资达30%以上，对于已经在使用的可以增加散热面积40%以上，大幅度节约循环泵的功耗，可降低80%以上的功耗，节约热能30%。也就是本发明架构解决了集中供暖的节能的问题。

再来看如何实现分户计费，我们知道目前市场上已经使用的分户计费的原理，是采用分户计热，每家每户的供热管道入口串接一个计热表，计热表的原理是读取流入热媒的温度和流出热媒的温度，两个温度差与流量数据一起的计算出某时刻、某个时段的热量值。此方案从理论上来说是可行的，也是科学的。但现实情况是，由于存在以下问题而无法推广使用：1、计热表是一个新的计量表，可靠性、稳定性、经济性无法满足市场的需求；2、安装复杂，用热客户不喜欢；3、基于目前运行架构的集中供暖系统，安装此表以后无法体现出明显的节能，使得供暖公司能耗几乎不变的情况下，收入减少了；而对于用热客户，增加了计热表的成本投入，而无法从节省的供暖费中体现出来。总之采用这样的分户计费方式，在国内推广已经遇到瓶颈，继续推广动力不够，已经在使用的某些地方又放弃重新回到按面积计费的方式。但从节能环保的趋势来说，分户计费也是未来的发展方向，因此如何体现出节能、节能如何省钱、计费如何稳定可靠、改造如何经济方便，这就是本发明关注和解决的问题。

本发明的分户计费的实现是，在每个用热点的供热管道上串接一个流量表，该表可以是机械式的，也可以采用电子式的，流量表在管道领域应用已经非常普及了，比如自来水表目前每家每户都在使用，因此流量表的可靠性稳定性精确性都已经被证明了的。基于流量表的远程抄表技术目前也已经非常成熟，用成熟的技术和成熟的仪表来计量，计量的可靠性和稳定性完全没有问题。如何通过计流量来实现分户公平计供暖费。前提是给每个用热点流入的都是相同品质相同温度的热媒，而从每个用热点流出相同温度的热媒，由此每个用热点的流量就完全可以作为该用热点的唯一的计费参数。本发明的分户计费就是基于这样的原理，

其中保热温控电磁阀或保热温控电动阀就是为确保供热管道中的热媒始终维持在一个预定温度以上，某个时刻如果温度低于保热温控电磁阀或保热温控电动阀的开阀温度，保热温控电磁阀或保热温控电动阀的阀门就打开，低温热媒就流出供热管道，遇到供热管道中的高温热媒，由于高温热媒的温度大于保热温控电磁阀或保热温控电动阀的关阀温度，保热温控电磁阀或保热温控电动阀就关闭阀门，这样一个置换保热过程，能确保供热管道中的热媒始终处在一个预定温度的热媒。从而确保每个用热点流入的热媒的温度。相应串接在每个用热点回热管道中的换热温控电磁阀或换热温控电动阀确保每个用热点的回流热媒的温度。这个换热温控电磁阀或换热温控电动阀的工作过程在前面的描述中已经充分描述，不再在此描述。总而言之，本发明中的保热温控电磁阀或保热温控电动阀阀的主要功能是确保供热管道中的热媒始终保持在一个预定的温度，如此就可以确保供热管道中的热媒始终处于一个确定温度的高温热媒；而串接在每个用热点的回热管道的换热温控电磁阀或换热温控电动阀的其中之一的功能是确保每个用热点回流的热媒是一个相同的温度；本发明的整个架构和置换换热、置换保热的工作模式，确保每个用热点都能够得到相同品质和所需数量的热媒；如此串接在每个用热点的流量表就完全可以作为每个用热点的唯一计费依据。把目前分户计费的每户计热计费的方式简化为每户计流量计费方式。

本发明的有益效果是，采用全新架构改变传统的供暖运行模式，有效解决水力失调、热力不平衡的问题，使得在整个供暖系统中的每个用热点，无论是在不同楼层还是在不同水平距离，都可以分配到同样温度和所需数量的高温热媒，而且每个用热点的流入热媒的温度和回流热媒的温度也相同，彻底实现供暖系统中热量的公平分配，同时分户计费从计热方式简化为更加成熟稳定可靠简单的计流量方式。更为有益的效果是，从传统的大流量小温差运行模式变成小流量大温差运行，综合节能30%以上。采用原先的管道和设施能增加30%以上的散热面积，如果新投资可节约投资达40%以上。本发明的经济效益和社会效益非常明显，具有极大的推广价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1 是本发明的连接示意图。

图2 是温控电磁阀的结构示意图。

图3 是本发明另一种连接的示意图。

图中101.热源，102.循环泵，103.换热温控电磁阀，104.散热器，105.供热管道，106.回热管道，107.供热接口，108.回热接口，109.热媒进口，110.热媒出口，111.换热温控电动阀，112.保热温控电动阀，120.保热温控电磁阀，121.流量表，122.单向止回阀，130.用热点，201.温度传感器，202.温度控制器，203.温控电磁阀电源线，204.阀体，205.电磁阀线圈。

具体实施方式

在图1中，热源（101）是泛指能产生热媒的设备总成，比如锅炉、热泵、太阳能热水器、空气能热水器、蒸汽发生器等，或有这些设备为主和换热设备共同组成能向外提供热媒的系统总成，对外侧至少具有供热接口（107）和回热接口（108），热源（101）的功能是提供合适温度和流量的热媒；散热器（104）是泛指通过在散热器（104）内部的热媒向外散热的装置，比如散热片、地暖管、风机盆管，可以是一个散热器、一组散热器或多组散热器的组合，对外侧至少具有热媒进口（109）和热媒出口（110）；热源（101）的供热接口（107）通过供热管道（105）、流量表（121）与散热器（104）的热媒进口（109）连接在一起，热源（101）的回热接口（108）通过回热管道（106）、换热温控电磁阀（103）与散热器（104）的热媒出口（110）连接在一起。

其中循环泵（102）可以作为热源（101）的一个配件，串接在热源（101）的供热接口（107）处，此时循环泵（102）的出口就成为热源（101）新的供热接口（107）；也可以作为整个架构的一个配件，串接在供热管道（105）中。如果热源（101）从供热接口（107）流出的热媒压力流量不能满足系统管路需求，则必须在供热管路中串接循环泵（102）。

其中换热温控电磁阀（103）串接在回热管道（106）中，位置为靠近散热器（104）的热媒出口（110）。换热温控电磁阀（103）的温度传感器（201）和温度控制器（202）可内嵌于电磁阀的阀体中或外置电磁阀，温度传感器（201）安置的位置为能方便检测到散热器（104）的热媒出口（110）处热媒的温度。温度控制器（202）的功能是能预先设置好至少两个温度数据电磁阀开阀温度和关阀温度，即温度控制器（202）检测到某个时刻温度传感器（201）的温度小于等于开电磁阀温度，则温度控制器（202）控制电磁阀打开，使散热器（104）中的热媒流动，但温度控制器（202）检测到某个时刻温度传感器（201）的温度大于等于关阀温度，则温控控制器（202）控制电磁阀关闭。使散热器（104）中的热媒停止流动。

其中保热温控电磁阀（120）串接在供热管道（105）的远端与回热管道（106）的远端之间，为防止回热管道（106）里面的热媒串流进入供热管道（105）中，在保热温控电磁阀（120）的出水口侧串接一个单向止回阀（122）。保热温控电磁阀（120）具有自动始终不停检测供热管道（105）的远端处的热媒温度，如果温度低于保热温控电磁阀（120）的开阀温度，保热温控电磁阀（120）的阀门将打开，供热管道（105）里面的低温热媒通过保热温控电磁阀（120）、单向止回阀（122）流向回热管道（106）中；当供热管道（105）的远端处的热媒温度高于保热温控电磁阀（120）的关阀温度，保热温控电磁阀（120）的阀门就关闭，供热管道（105）中的热媒停止流入到回热管道（106）中，如此使供热管道（105）始终保持一个高温热媒。

其中的流量表（121）串接在供热管道（105）与散热器（104）的热媒进口（109）之间，可采用机械式或电子式，具有远程抄表功能，可外加远程模块。流量表（121）能精确计算出流过流量表介质的流量。在流量表（121）的基础上可增加远程抄表系统，实现远程自动抄送表，给供热公司提供每个用热点（130）的分时分段的流量。从而实现完全自动化的分户供暖计费系统。

图1中的用热点（130）是基于供热单位对每个用热单位或用热单元的简称，也是一种泛指，在本发明中从供热单位来说，每个用热点（130）至少包括一组散热器（104）、一个换热温控电磁阀（103）或换热温控电动阀（111）、一个流量表（121），和为连接而串接的三通及各种阀门。供热单位的供暖管道为每个用热点（130）提供一个与供热管道（105）与回热管道（106）的连接口。

整个架构连接以后的工作过程如下：整个架构初始态热源（101）正在产生合适温度和流量的热媒，串接在供热管道（105）中的循环泵（102）还没有开始工作，串接在管道中的换热温控电磁阀（103）和保热温控电磁阀（120）此时管道中的温度为都低于换热温控电磁阀（103）和保热温控电磁阀（120）的开阀温度，使得换热温控电磁阀（103）和保热温控电磁阀（120）的阀门打开允许管路内的热媒流动。如果此时热源（101）已经产生出合适温度的热媒，循环泵（102）就开始启动，把合适的高温热媒通过供热管道（105）输送到每个用热点（130）的散热器（104）的热媒进口（109）流入散热器（104）中，很快高温热媒就从散热器（104）的热媒出口（110）流出，流到换热温控电磁阀（103）的温度传感器（201）处，换热温控电磁阀（103）的温度控制器（202）接受到温度传感器（201）此时的温度数据大于等于换热温控电磁阀（103）的关阀温度，换热温控电磁阀（103）就关闭阀门，热媒停止流动，散热器（104）开始散热，散热器（104）内部的热媒温度逐渐下降，但温度传感器（201）处的温度下降到温控电磁阀（103）的开阀温度，换热温控电磁阀（103）打开阀门，使得新的高温热媒重新流入散热器（104）中，换热温控电磁阀（103）重新关闭，散热器（104）继续散热，如此循环往复，这样的换热方式称为置换换热；同理高温热媒流到保热温控电磁阀（120）处，由于此时的高温热媒的温度高于保热温控电磁阀（120）的关阀温度，保热温控电磁阀（120）关闭阀门，此时供热管道（105）中的高温热媒不会再流入回热管道（106）中，由于管路中的散热器（104）不停地产生置换换热，使得供热管道（105）的热媒始终处于高温状态，因此保热温控电磁阀（120）正常情况下，始终处于关闭状态，除非某些情况下，供热管道（105）中的温度又重新低于保热温控电磁阀（120）的开阀温度，才引起保热温控电磁阀（120）的重新开阀和关阀，如此循环往复，这样的保热方式称为置换保热。总之保热温控电磁阀（120）的功能就是确保供热管道（105）中的热媒始终处于一个高温状态，而且此温度是一个可以预先设置的温度，保热温控电磁阀（120）的开阀温度和关阀温度这两个参数决定供热管道（105）中的热媒的温度范围。换热温控电磁阀（103）的开阀温度和关阀温度两个参数决定每个用热点（130）进入回热管道（106）的热媒温度和换热速度。流量表（121）计量进入每个用热点（130）流入的高温热媒的量。有前面的描述可知，这本发明的架构中，由于流入每个用热点（130）的高温热媒的温度是相同温度，而流出每个用热点（130）的热媒的温度也是相同的，因此根据每个用热点（130）上的流量表（121）的流量，就可以作为供暖分户计费的唯一参数。从而实现了非常简易可靠稳定经济的分户计费功能。

图1中，把换热温控电磁阀（103）换成换热温控电动阀（111），如果换热温控电动阀（111）处于开关阀模式，则工作过程完全等同于换热温控电磁阀（103）的工作原理；如果换热温控电动阀（111）处于开关比例阀模式，则工作过程有不同的地方，就是换热温控电动阀（111）的开阀或关阀都是根据温度传感器的温度数据，分步开启或分步关闭。比如某个时间点，换热温控电动阀（111）处于完全打开状态，此时如果检测到高温热媒，换热温控电动阀（111）按设计好的梯度比例关小阀门，根据设计好的时间段，如果检测到的热媒温度还是偏高，换热温控电动阀（111）继续按梯度比例关小阀门，只要按时间段检测到的热媒温度偏高，就继续按比例关小阀门，直到完全关闭阀门。相应换热温控电动阀（111）检测到热媒的温度降低，从阀门关闭到完全打开，也是一个按比例梯度逐步打开，直到完全打开。由此可以看到，换热温控电动阀（111）工作于开关比例阀模式，换热温控电动阀（111）开阀或关阀都是一个过程。同理，把保热温控电磁阀（120）换成保热温控电动阀（112）工作的原理与前面的描述类似，在此不再详细重复描述。

从以上的描述整个架构中通过换热温控电磁阀（103）或换热温控电动阀（111）控制散热器（104）的换热速度。如果整个架构中有N个换热温控电磁阀（103）和N个散热器（104），全部并接在供热管道（105）和回热管道（106）上，与目前常规的架构相比优点是非常明显的，第一，有效解决水力失调带来的热力不平衡问题，整个架构中任何一个散热器（104）都能得到相同品质的高温热媒；第二，任何一个散热器（104）流出的热媒都是相同温度的，即回水温度是明确的确定的，而不像目前的供暖体系回水温度是不明确无法确定的；第三，由于控制了进入回热管道（106）中的回水温度，避免高温热媒无效流入回热管道浪费热能；第四，此架构无需大流量的热媒，比如一个散热器（104）的容积是V，目前常规供暖体系需要N*V的流量，而我们目前的架构，一定不需要如此大的流量，某个时点也许只需要一个V的流量都可以，因此而可以从大流量小温差的运行模式，转为小流量大温差的运行方式，第五，从大流量小温差的运行模式转化为小流量大温差的运行模式，可以节约80%左右循环泵的功耗，节约电能；热力达到平衡分配避免热力换热浪费，节约热能；由于采用小流量，所有的管路都可以采用相应的小管径，节约投资；管路口径的缩小，节约土地的占用。

图3 是本发明的另一种连接示意图，与图1比较差别主要在于保热温控电磁阀（120）出口在串接一个流量表（121）后再串接散热器（104），这个散热器（104）主要利用供热管道（105）的预热，类似这类散热器（104）可以应用在公开部位，比如楼道等。流量表（121）也可以计量出有多少热媒由于温度低而被从供热管道（105）中流出的。以便检验系统架构的合理性或管道的保温性。

综上所述，以上阐述了本发明的基本原理和主要特征，本发明不受实施条例的限制，在不脱离本发明的基本原理和主要特征的前提下所作出的改进和变化，都应落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种全新的分户计费供暖架构运行模式，其特征是：该架构包括热源、供热管道、回热管道、散热器、循环泵、温控电磁阀或温控电动阀、流量表以及在管道中串接的三通和阀门；其中温控电磁阀或温控电动阀分为：换热温控电磁阀或换热温控电动阀，保热温控电磁阀或保热温控电动阀；供热管道的近端与热源的供热接口连接，供热管道的远端与保热温控电磁阀或保热温控电动阀的进口连接，供热管道的中间串接三通后连接流量表，流量表和散热器的热媒进口相连接；回热管道的近端与热源的回热接口连接，回热管道的远端串接一个单向止回阀后与保热温控电磁阀或保热温控电动阀的出口连接，回热管道的中间串接三通后连接换热温控电磁阀或换热温控电动阀，换热温控电磁阀或换热温控电动阀和散热器的热媒出口相连接；循环泵串接在供热管道中或直接串接在热源的供热接口附近；温感器外置于阀体的换热温控电磁阀或换热温控电动阀，阀体既可串接在散热器的热媒进口附近，也可串接在散热器的热媒出口附近，但温感器一定放置于散热器热媒出口附近；该架构运行于一种全新的置换换热和置换保热的模式，架构初始态，热源还没有生产高温热媒，循环泵暂停运行，管路和散热器中的热媒的温度低于开阀温度，对应换热温控电磁阀或换热温控电动阀处于打开状态，保热温控电磁阀或保热温控电动阀也处于打开状态；热源生产出高温热媒后，循环泵启动，高温热媒把低温热媒从供热管道和散热器中全部置换进入回热管道中，新置换流入的热媒温度大于关阀温度，换热温控电磁阀或换热温控电动阀就自动关闭阀门，同理保热温控电磁阀或保热温控电动阀就自动关闭阀门，供热管道中的热媒就不会再持续流入到此散热器中，此时供热管道中的热媒也不会再通过保热温控电磁阀或保热温控电动阀流入到回热管道中；等到散热器内的高温热媒散热，散热器内部的热媒温度又开始低于开阀温度，换热温控电磁阀或换热温控电动阀又一次打开阀门，供热管道中的高温热媒再次把散热器中的低温的热媒全部置换出来进入回热管道中，同时高温热媒占满整个散热器时，热媒的温度大于关阀温度，温控电磁阀或温控电动阀又一次关闭阀门，停止置换，直到新一轮置换换热的开始，如此循环往复，这种间歇式的换热方式，就是置换换热运行模式；同步中，正常情况下，由于供热管道始终流动的高温热媒温度都大于保热温控电磁阀或保热温控电动阀的关阀温度，保热温控电磁阀或保热温控电动阀始终处于关闭状态，一旦供热管道中的热媒温度低于保热温控电磁阀或保热温控电动阀的开阀温度，保热温控电磁阀或保热温控电动阀就打开，使得供热管道中的低温热媒通过保热温控电磁阀或保热温控电动阀流出直接进入回热管道或进入到外加的散热器后再进入回热管道，从而确保供热管道中的热媒保持在一个预定的高温状态，这种间歇式的保热方式，就是置换保热运行模式；每个用热点都基于置换换热运行模式，供热管道基于置换保热运行模式，使得进入每个用热点的热媒温度相同，每个用热点热媒的流出温度也相同，流量成为每个用热点的唯一的变动参数，从而实现从复杂的计热分户计费转变成简单可靠稳定的流量分户计费。

2.根据权利要求1所述的一种全新的分户计费供暖架构运行模式，其特征是：本架构的热源是一种泛指能够把低温热媒升温到合适温度热媒的装置，规模可大可小，热源的组成或连接结构是多样化的，把整个热源看成一个“黑盒”，则“黑盒”的外侧接口至少应包含供热接口和回热接口，即输出高温热媒的管道接口，和降温以后的热媒回流接口。

3.根据权利要求1所述的一种全新的分户计费供暖架构运行模式，其特征是：其中的散热器是一组或多组散热器的组合，一组散热器包括一片散热片或多片散热片组；散热器包括散热片、或地暖管、或风机盘管。

4.根据权利要求1所述的一种全新的分户计费供暖架构运行模式，其特征是：其中的流量表是一种能够计量出流过流量表的介质的流量，包括是机械式或电子式，对于具有远程抄表功能时，流量表有相应的模块支撑其此管理，有线远程抄表或无线远程抄表。

5.根据权利要求1所述的一种全新的分户计费供暖架构运行模式，其特征是：其中温控电磁阀是一个两通两位阀，温度传感器和温控控制器可内嵌于阀体中，与阀体共同构成一体型的温控电磁阀；或独立于阀体外的一个模块，该模块至少有上联电磁阀电源的两根线、下联电磁阀的两根线、还有接温度传感的接口；温控电磁阀能自动检测与之相连接的管道中介质的温度，并根据温度的高低和温度比较模式自动开启或自动关闭电磁阀的阀门，使管道中的介质处于通或断的状态；温控电磁阀至少有两个参数即开阀温度和关阀温度，这两个参数固定内嵌于温控控制器中，或通过外置的调温器进行设置和修改；架构中的温控电磁阀分为保热温控电磁阀和换热温控电磁阀，保热温控电磁阀在整个架构中串接的位置是在供热管道和回热管道之间，换热温控电磁阀在整个架构中串接在散热器的热媒出口与回热管道之间。

6.根据权利要求1所述的一种全新的分户计费供暖架构运行模式，其特征是：其中的温控电动阀是一个两通多位阀，有两大部位，电机及其控制部位和阀体部位；温控控制器和温感器接口内置于电机的控制部位，温度显示和设置按键嵌套在电机控制部位的外壳上，温感器接口通过线缆与温感传感器相连接，温度传感器内嵌于温控电动阀的阀体部位，或外置于阀体；温控电动阀有两种工作模式：一种是开关阀，此模式温控电动阀会设置两个温度参数，即开阀温度和关阀温度，温度传感器检测到管道内热媒的温度低于等于开阀温度时，电动阀开启，热媒从散热器中流出，但热媒的温度大于等于关阀温度时，温控电动阀关闭，散热器中的热媒不再流出；另一种是开关比例阀，此模式温控电动阀除了设置开阀温度和关阀温度两个参数以外，还需要设置一个比例阶梯温度，温感器检测到温度每下降一个比例阶梯温度，温控电动阀的阀门就开启相应比例的阀门，温度到达开阀温度则温控电动阀全部打开，温感器每检测到温度每提高一个比例阶梯温度，温控电动的阀门就关闭相应比例的阀门，温度到达关阀温度，则电动阀全部关闭；架构中的温控电动阀分为保热温控电动阀和换热温控电动阀，保热温控电动阀在整个架构中串接的位置是在供热管道和回热管道之间，换热温控电动阀在整个架构中串接在散热器的热媒出口与回热管道之间。