CN109520012A - 一种集中供暖的单元用户供暖控制系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供本一种集中供暖系统的单元用户供暖控制系统及装置，每个单元用户均具有室内控制单元，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，人体监测单元，供热管理单元，楼层监测单元以及数据积算单元，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，该方法同时考虑了房间位置、是否有人、是否开窗以及所处楼层等因素，做到做大程度的公平供热收费，使得热费分摊公平合理，易于推广和被公众接受。

Description

一种集中供暖的单元用户供暖控制系统及装置

技术领域

本发明属于集中供暖技术领域，尤其涉及到一种集中供暖的单元用户供暖控制系统及装置。

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计量方法。

本发明提供一种集中供暖的单元用户供暖控制系统，其具备室内控制单元，每个所述单元用户均具有室内控制单元，所述室内控制单元包括：温度管理单元，所述温度管理单元用以获取单元用户室内温度的设定值以及单元用户室内温度的实时测量值，并将设定值与实时测量值的比较结果发送至供热管理单元以及数据积算单元；开窗监测单元，所述开窗监测单元用以获取单元用户的开窗信息，并将开窗信息发送至供热管理单元以及数据积算单元；房间位置管理单元，所述房间位置管理单元用以获取单元用户的房间外墙数量信息，并将外墙数量信息发送至数据积算单元；人体监测单元，所述人体监测单元用以获取单元用户房间内人员数量信息，并将人员数量信息发送至供热管理单元；楼层监测单元，所述楼层监测单元用以获取单元用户所处楼层信息，并将楼层信息发送至供热管理单元以及数据积算单元；供热管理单元，所述供热管理单元用以接收温度管理单元、开窗监测单元、楼层监测单元发出的信息，并依次改变单元用户的供热数量值；数据积算单元，所述数据积算单元用以接收温度管理单元、开窗监测单元、楼层监测单元、房间位置管理单元、人体监测单元以及楼层监测单元发出的信息，并根据楼栋入口处的热量表的热量总值计算出当前时间步长下各个单元用户的应收费热量值。

其中，供热管理包括以下步骤：

S1：由人体监测单元来监测单元用户内是否存在人，并产生相应的信号代码，存在人的信号代码为H1，不存在人的信号代码为H0，并将产生的信号代码发送至温度管理单元；

S2：由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，并获取单元用户内的实测室内温度值t1，比较ts与t1并生产相应的信号代码，若t1>ts，且t1-ts>50%ts，则产生信号代码为C1，若t1>ts，且50% ts≧t1-ts>15%ts，则产生信号代码为C2，若t1>ts，且15%ts ≧t1-ts>0，则产生信号代码为C3，若t1<ts，且ts-t1>50%ts，则产生信号代码为C4，若t1<ts，且50% ts≧ts-t1>15%ts，则产生信号代码为C5，若t1<ts，且15%ts ≧ts-t1>0，则产生信号代码为C6，其中，H1对应的室内温度设定值高于H0对应的室内温度设定值，并将所述设定温度管理单元将产生的信号代码发送给供热管理单元；S3：由楼层监测单元获取当前单元用户所处楼层信息，并产生相应的信号代码，总楼层数的信号代码为M，当前单元用户所处楼层数的信号代码为N，并将产生的信号代码发送至供热管理单元；S4：由开窗监测单元获取当前单元用户是否存在开窗情况，并产生相应的信号代码，存在开窗且开窗时间大于1h的情况的信号代码为K1，不存在开窗情况的信号代码为K0，并将产生的信号代码发送至供热管理单元；S5：由供热管理单元接收来自S1-S4产生的信号以及温度值并依此控制给予单元用户的当前供热量W1，以W0作为给予每个单元用户的标准供热量，先接收到M以及N信号代码，W1=（1-×10%）×W0；若接收到K0信号代码，W1=W0；若接收到C1信号代码，则将单元用户的W1降为零；若接收到C2信号代码，则将单元用户的W1降为原来的90%；若接收到C3信号代码，则将单元用户的W1降低为原来的95%；若接收到C4信号代码，则将单元用户的W1提升至最大值；若接收到C5信号代码，则将单元用户的W1提高为原来的110%；若接收到C6信号代码，则将单元用户的W1提高为原来的105%；若接收到K1信号，W1=W0×50%。

且，若供热管理单元接收到K1信号，则W1=W0×50%，且对接收到的C1~C6的信号代码不做反应，K1信号的优先级大于C1~C6的信号代码的优先级。

其中，供热管理单元通过控制单元用户的供暖支管上的阀门开度来控制供热量，所述供热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。

同时，数据积算包括以下步骤：S1：由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=0.99；

具有三面外墙的房间代码为R3，房间位置修正系数α=0.98；

具有四面外墙的房间代码为R4，房间位置修正系数α=0.95；

具有五面外墙的房间代码为R5，房间位置修正系数α=0.9；

具有六面外墙的房间代码为R6，房间位置修正系数α=0.85；

无外墙的房间代码为R0，房间位置修正系数α=1.2；

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；S2：由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，开窗且超过B小时的信息代码为K1，未开窗的信息代码为K0，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； S3：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Qi；

其中：

为某个单元用户的房间位置修正系数；

为某个单元用户的开窗行为惩罚修正系数；

为某个单元用户的建筑面积；

为某个单元用户的供暖支管上的阀门开度；

为某个单元用户的室内温度设定值；

n为单元用户的总数。

优选地， B选用0.5或1或1.5。

本发明还提供了一种使用了上述的单元用户供暖控制系统的供暖控制装置。

本发明提供的技术效果在于：

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，且为了提醒开窗用户及时进行关窗，在出现开窗且持续一段时间的情况下，给予减小供热量的指令，通过房间温度的降低来提醒用户进行关窗。

4）由于现有供热方式为从顶层到底层，本发明充分考虑底层用户的供热量不足的问题，根据用户所处楼层的高低，来改变当前用户的热供应量，从高层到底层逐步提高，避免高层处于温度过高而底层温度不达标的情况，做到最大化的公平，减少用户的投诉以及不满。

附图说明

图1为本发明的系统示意图。

具体实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本发明公开了本发明提供一种集中供暖的单元用户供暖控制系统，其具备室内控制单元，每个所述单元用户均具有室内控制单元，所述室内控制单元包括：温度管理单元，所述温度管理单元用以获取单元用户室内温度的设定值以及单元用户室内温度的实时测量值，并将设定值与实时测量值的比较结果发送至供热管理单元以及数据积算单元；开窗监测单元，所述开窗监测单元用以获取单元用户的开窗信息，并将开窗信息发送至供热管理单元以及数据积算单元；房间位置管理单元，所述房间位置管理单元用以获取单元用户的房间外墙数量信息，并将外墙数量信息发送至数据积算单元；人体监测单元，所述人体监测单元用以获取单元用户房间内人员数量信息，并将人员数量信息发送至供热管理单元；楼层监测单元，所述楼层监测单元用以获取单元用户所处楼层信息，并将楼层信息发送至供热管理单元以及数据积算单元；供热管理单元，所述供热管理单元用以接收温度管理单元、开窗监测单元、楼层监测单元发出的信息，并依次改变单元用户的供热数量值；数据积算单元，所述数据积算单元用以接收温度管理单元、开窗监测单元、楼层监测单元、房间位置管理单元、人体监测单元以及楼层监测单元发出的信息，并根据楼栋入口处的热量表的热量总值计算出当前时间步长下各个单元用户的应收费热量值。

同时，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上具有阀门2，每个单元用户内均具有散热器4，供热支管与所述散热器4相连并向所述散热器4内供热水，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。

下面对本发明的几个实施例进行详细说明，但是本发明并不局限于这些具体实施例。

实施例一

本发明提供的供热管理包括以下步骤：

首先，由人体监测单元来监测单元用户内是否存在人，并产生相应的信号代码，存在人的信号代码为H1，不存在人的信号代码为H0，并将产生的信号代码发送至温度管理单元；

同时，由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，并获取单元用户内的实测室内温度值t1，比较ts与t1并生产相应的信号代码，若t1>ts，且t1-ts>50%ts，则产生信号代码为C1，若t1>ts，且50% ts≧t1-ts>15%ts，则产生信号代码为C2，若t1>ts，且15%ts ≧t1-ts>0，则产生信号代码为C3，若t1<ts，且ts-t1>50%ts，则产生信号代码为C4，若t1<ts，且50% ts≧ts-t1>15%ts，则产生信号代码为C5，若t1<ts，且15%ts ≧ts-t1>0，则产生信号代码为C6，其中，H1对应的室内温度设定值高于H0对应的室内温度设定值，H0的温度值不得超过15℃，一般H0在10~15℃之间，H1在20~25℃之间，并将所述设定温度管理单元将产生的信号代码发送给供热管理单元；S3：由楼层监测单元获取当前单元用户所处楼层信息，并产生相应的信号代码，总楼层数的信号代码为M，当前单元用户所处楼层数的信号代码为N，并将产生的信号代码发送至供热管理单元；S4：由开窗监测单元获取当前单元用户是否存在开窗情况，并产生相应的信号代码，存在开窗且开窗时间大于1h的情况的信号代码为K1，不存在开窗情况的信号代码为K0，并将产生的信号代码发送至供热管理单元；S5：由供热管理单元接收来自S1-S4产生的信号以及温度值并依此控制给予单元用户的当前供热量W1，以W0作为给予每个单元用户的标准供热量，先接收到M以及N信号代码，W1=（1-×10%）×W0；若接收到K0信号代码，W1=W0；若接收到C1信号代码，则将单元用户的W1降为零；若接收到C2信号代码，则将单元用户的W1降为原来的90%；若接收到C3信号代码，则将单元用户的W1降低为原来的95%；若接收到C4信号代码，则将单元用户的W1提升至最大值；若接收到C5信号代码，则将单元用户的W1提高为原来的110%；若接收到C6信号代码，则将单元用户的W1提高为原来的105%；若接收到K1信号，W1=W0×50%。

且，若供热管理单元接收到K1信号，则W1=W0×50%，且对接收到的C1~C6的信号代码不做反应，K1信号的优先级大于C1~C6的信号代码的优先级，即在出现开窗且持续时间大于1h情况时，作出大幅降低供热量的操作，直到窗户关闭，K1信号停止发送时，才正常进行供热操作。

其中，供热管理单元通过控制单元用户的供暖支管上的阀门开度来控制供热量，所述供热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。

实施例二

本发明提供的数据积算包括以下步骤：S1：由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=0.99；

具有三面外墙的房间代码为R3，房间位置修正系数α=0.98；

具有四面外墙的房间代码为R4，房间位置修正系数α=0.95；

具有五面外墙的房间代码为R5，房间位置修正系数α=0.9；

具有六面外墙的房间代码为R6，房间位置修正系数α=0.85；

无外墙的房间代码为R0，房间位置修正系数α=1.2；

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；S2：由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，开窗且超过1小时的信息代码为K1，时间可以进行调整，0.5或1或1.5都可，主要为了避免将短时间的正常开窗行为记入惩罚，保证公平，只有当开窗时间达到非正常开窗持续时间才给予惩罚，同时未开窗的信息代码为K0，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；最后，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Qi；

其中：

为某个单元用户的房间位置修正系数；

为某个单元用户的开窗行为惩罚修正系数；

为某个单元用户的建筑面积；

为某个单元用户的供暖支管上的阀门开度；

为某个单元用户的室内温度设定值；

n为单元用户的总数。

与此同时，本发明还提供了一种使用了上述单元用户供暖控制系统的控制装置。

综上所述，上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形，均在本发明的技术范畴。

Claims (7)

1.一种集中供暖的单元用户供暖控制系统，其具备室内控制单元，每个所述单元用户均具有室内控制单元，所述室内控制单元包括：

温度管理单元，所述温度管理单元用以获取单元用户室内温度的设定值以及单元用户室内温度的实时测量值，并将设定值与实时测量值的比较结果发送至供热管理单元以及数据积算单元；

开窗监测单元，所述开窗监测单元用以获取单元用户的开窗信息，并将开窗信息发送至供热管理单元以及数据积算单元；

房间位置管理单元，所述房间位置管理单元用以获取单元用户的房间外墙数量信息，并将外墙数量信息发送至数据积算单元；

人体监测单元，所述人体监测单元用以获取单元用户房间内人员数量信息，并将人员数量信息发送至供热管理单元；

楼层监测单元，所述楼层监测单元用以获取单元用户所处楼层信息，并将楼层信息发送至供热管理单元以及数据积算单元；

供热管理单元，所述供热管理单元用以接收温度管理单元、开窗监测单元、楼层监测单元发出的信息，并依次改变单元用户的供热数量值；

数据积算单元，所述数据积算单元用以接收温度管理单元、开窗监测单元、楼层监测单元、房间位置管理单元、人体监测单元以及楼层监测单元发出的信息，并根据楼栋入口处的热量表的热量总值计算出当前时间步长下各个单元用户的应收费热量值。

2.根据权利要求1所述的一种集中供暖的单元用户供暖控制系统，其特征在于，供热管理包括以下步骤：

S1：由人体监测单元来监测单元用户内是否存在人，并产生相应的信号代码，存在人的信号代码为H1，不存在人的信号代码为H0，并将产生的信号代码发送至温度管理单元；

S2：由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，并获取单元用户内的实测室内温度值t1，比较ts与t1并生产相应的信号代码，

若t1>ts，且t1-ts>50%ts，则产生信号代码为C1，

若t1>ts，且50% ts≧t1-ts>15%ts，则产生信号代码为C2，

若t1>ts，且15%ts ≧t1-ts>0，则产生信号代码为C3，

若t1<ts，且ts-t1>50%ts，则产生信号代码为C4，

若t1<ts，且50% ts≧ts-t1>15%ts，则产生信号代码为C5，

若t1<ts，且15%ts ≧ts-t1>0，则产生信号代码为C6，

其中，H1对应的室内温度设定值高于H0对应的室内温度设定值，

并将所述设定温度管理单元将产生的信号代码发送给供热管理单元；

S3：由楼层监测单元获取当前单元用户所处楼层信息，并产生相应的信号代码，总楼层数的信号代码为M，当前单元用户所处楼层数的信号代码为N，并将产生的信号代码发送至供热管理单元；

S4：由开窗监测单元获取当前单元用户是否存在开窗情况，并产生相应的信号代码，存在开窗且开窗时间大于Bh的情况的信号代码为K1，不存在开窗情况的信号代码为K0，并将产生的信号代码发送至供热管理单元；

S5：由供热管理单元接收来自S1-S4产生的信号以及温度值并依此控制给予单元用户的当前供热量W1，以W0作为给予每个单元用户的标准供热量，

先接收到M以及N信号代码，W1=（1-×10%）×W0；

若接收到K0信号代码，W1=W0；

若接收到C1信号代码，则将单元用户的W1降为零；

若接收到C2信号代码，则将单元用户的W1降为原来的90%；

若接收到C3信号代码，则将单元用户的W1降低为原来的95%；

若接收到C4信号代码，则将单元用户的W1提升至最大值；

若接收到C5信号代码，则将单元用户的W1提高为原来的110%；

若接收到C6信号代码，则将单元用户的W1提高为原来的105%；

若接收到K1信号，W1=W0×50%。

3.根据权利要求2所述的一种集中供暖的单元用户供暖控制系统，其特征在于，若供热管理单元接收到K1信号，则W1=W0×50%，且对接收到的C1~C6的信号代码不做反应。

4.根据权利要求2所述的一种集中供暖的单元用户供暖控制系统，其特征在于，所述供热管理单元通过控制单元用户的供暖支管上的阀门开度来控制供热量，所述供热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。

5.根据权利要求4所述的一种集中供暖的单元用户供暖控制系统，其特征在于，数据积算包括以下步骤：

S1：由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=0.99；

具有三面外墙的房间代码为R3，房间位置修正系数α=0.98；

具有四面外墙的房间代码为R4，房间位置修正系数α=0.95；

具有五面外墙的房间代码为R5，房间位置修正系数α=0.9；

具有六面外墙的房间代码为R6，房间位置修正系数α=0.85；

无外墙的房间代码为R0，房间位置修正系数α=1.2；

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；

S2：由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，开窗且超过B小时的信息代码为K1，未开窗的信息代码为K0，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；

S3：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Qi；

其中：

为某个单元用户的房间位置修正系数；

为某个单元用户的开窗行为惩罚修正系数；

为某个单元用户的建筑面积；

为某个单元用户的供暖支管上的阀门开度；

为某个单元用户的室内温度设定值；

n为单元用户的总数。

6.根据权利要求5所述的一种集中供暖的单元用户供暖控制系统，其特征在于，所述B选用0.5或1或1.5。

7.一种单元用户供暖控制装置，其特征在于，使用了如权1~6任一项所述的单元用户供暖控制系统。