CN1811344A - 一种用于集中供热的非接触式热、冷两用智能控制分户计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于集中供热的非接触式热、冷两用智能控制分户计量装置，该装置采用温度传感器、电动控制阀、手动阀和采暖智能控制管理器、水温监视器，对室内采暖系统进行控制管理，其中温度传感器设置在室内，采暖智能控制管理器设置在室外，电动控制阀、手动阀设置在暖气片的热水进口处，温度监视器设置在总控制阀后并保持一定距离，温度监视器和数个室内温度传感器分别通过数据线与采暖智能控制管理器连接采集热水进口温度和室内温度变化数据，采暖智能控制管理器根据用户的采暖温度设定，控制电动控制阀的开闭，采暖智能控制管理器中还设置有有线或无线数据传输装置和报警装置，有线或无线数据传输装置与集中供暖管理服务器连网对采暖用户的采暖情况按采暖时间管理和采暖费用结算。

Description

一种用于集中供热的非接触式热、冷两用智能控制分户计量装置

技术领域

本发明涉及一种工业单片机的应用技术或单片机在集中供热管理领域的应用技术，具体地说是一种用于集中供热的非接触式热、冷两用智能控制分户计量装置，以下简称“智能控制分户计量装置”。

技术背景

目前集中供热的基本现状如下：

(1)我国地域辽阔，采暖期、采暖方式差别很大，一些地方的采暖给地方财政产生了巨大压力，一些企业也被采暖压的透不过气来，因采暖而产生的矛盾日渐激化，国家还没有一部专门的相关法律来规范它。几年来，供热体制改革进展迟缓，有的地方至今仍然停留在桌面上，似乎还没有找到突破口，或者是找到了也不想说。

(2)我国城市集中供热面积以达11亿平方米以上，户内供热系统几乎全部维持着计划经济时期包费制时期形成的垂直串、并联供暖的热网框架，由此而生成的建筑设计规范反过来又强化了这种体制的持续性。建筑节能，老的未改、新的又来，甚至是前改后建，改造的速度远不及建设的速度，具有顽强的生命力。但是，这种供热系统极不适应现有热量表计量方式的实施，几年来毫无结果的供热改革的教训告诉我们：如果继续一味地让现有建筑去适应那块热量表的工作条件，这种过于理想化、情绪化的追求，巨大工程改造和高额费用，将使“分户计量”面临搁浅的危险。

(3)现有集中供暖用户的房间，建筑节能的保温隔热和气密性能太差，几乎全部不符合建筑节能的标准，无论是在过去的福利购房，还是现在的商品房的销售中，始终没有把这个标准的因素体现在售房价格之中。有材料称：楼房底层、顶层及外墙(冷墙)的热损失，一般可达20％，“分户计量”后，因这个因素所产生的纠纷很难解决。如果说，这个损失因购房当初“未讲清楚”可由用户自认倒霉；那么，因邻居在一个期间不用暖所交纳的供热设备运行固定费用，该与供热部门如何分成呢。(根据现有试点的做法，采暖费用由设备运行固定费用和计量费用两部分组成)

(4)沿用多年的按面积收费的方法，要改为按用热量分户计量收费的办法，不仅使供热部门的运行和核算发生了巨大变化，对用户也是一个全新的概念。热的特性决定了它不同于水、电、煤气，现有技术的一户一表不能解决收费上的不合理，把供热改革的所有矛盾都想依靠这块表来解决也是不现实的，用户真正需要的不是热量而是室内的温度。热的特性，决定了要达到同样的温度，与居民住的房屋的朝向、层次有关，也与外墙(冷墙)及相邻居的采暖状况有关，因此造成消耗的热量是不同的。用户要花多少钱、购买多少个卡路里的热才能度过寒冬，全然不知，更不用说生活计划了。

(5)我国利用城市供暖系统的管路、设备等现有资源，进行开发制冷、集中供冷还处于研究阶段，国外发达国家已有实例报道。这将是一个相当大的市场，一旦开发，将会加快“分户计量”的进程和激发人们对冷热两用计量装置的兴趣与期望。

综上所述，城市供暖从开始到现在，存在着剪不断、理还乱的方方面面的纠葛。另外，热是一种特殊的商品，存在着传导、对流、辐射三种传递途径，若要在房间内把它完全的隔离起来是不可能的，也失去了城市供热改革的真正意义。

现有技术中应用于城市供热“分户计量”的计量仪表，如热量表、热分配表，都是安装在供热管道系统的环路中与散热器相连直接测得用热量；或安装在各户散热器表面，再通过总热量表的用热数据和各散热器的用热比例，间接换算出各散热器的用热量。

虽然直接或比较直接对供热进行计量，原理上也应该准确，但价格较贵，安装复杂，对供热系统的布局有特别要求，并且在小流量时，计量误差较大，同时，易受管壁锈蚀程度、水中泡沫或杂质含量、管道震动的影响，以及人为因素的干扰。

目前的“分户计量”技术的现状是：

第一，建筑节能效果差，现有厂(库)房、办公用房和居民用房等一切房屋建筑，除有特殊用途的外，一般保温效果太差，建筑设计只是强调了墙体、楼板的支撑和隔断的作用，对建筑保温材料缺乏重视。如：保温墙体等，至今没有在房屋建筑中得到广泛的应用。

第二，供热系统设计不合理：现有的住宅楼房的供热系统大多是计划经济时期包费制时期形成的垂直串、并联供暖系统。按照现有热量表计量方式要求，必须将室内供热系统设计成双管水平并联(或单管水平串联)，室内供热系统一定要分户成环。这意味着对原有的供热用户的采暖系统要全部推倒重来，因此实现分户计量有一定的难度。另外，供热系统中效率低的问题，例如供热控制、系统不平衡、水质差等，都影响着“分户计量”的进程。所以，现有技术的计量方式在实际应用过程中所存在的不足是：采暖收费按采暖季和采暖建筑面积为单位计算，不管你住与不住，家中有人和无人，也不管冬季长与短，统统一个价格，因此群众认为是霸王条款，由此产生的纠纷也是接连不断，有些物业管理公司对外声称，“小区内的业主我全告遍了”。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足，提供一种非接触式集中供热(冷)智能控制分户计量装置。所谓“非接触式”集中采暖智能控制分户计量装置，是区别于现有热量表直接安装在供热系统的环路中，通过对流量和进、出口温度差的测定而由积算装置求得热量；或者象热分配表，安装在散热器的表面，通过总热量表的用热数据和各散热器的用热比例，换算出各散热器用热量的冷热两用计量装置。它的检测系统安装在室内散热系统以外，不与供热系统直接连接，不受管道布局的影响。该智能控制分户计量装置具有智能检测室内温度、间断累计采暖时间，采暖出现故障即时报警和联网集中监控管理等功能。它具有易于加工、安装及维护，适应广泛、易于推广，价格低廉、贴近国情、既能节约能源保护国家利益，又能有效维护用户合法权益，实现用热交费，用多长时间热交多长时间费的精确计算方法，有效避免采暖收费纠纷的产生，易被社会所接受。

本发明是用于城市集中供热费用结算的非直接计量方式。在采暖期内，通过对集中供热系统中采暖户室内温度的检测，来获得该户实际用热时间的记录，以此提供用于结算的依据，实现集中供暖分户计量的目的。

本发明的设计原理

在采暖季中，用热户的室内温度是通过安装在室内的散热器、输热管路等热源获得的，室内采暖温度的升降与热源散热的强弱有着直接的关系。一般情况下，室内温度高(低)则用热量多，反之则用热量少。

本发明的装置是通过对室内温度变化的检测记录来计算用户用热量的，在一个单位时间里，只要用户采暖部位室内温度达到合同约定的温度，就累计为一个有效供热时间，并以此为结算依据。与其他类型的热计量表相比，它更注重于以人为本、关注用热的结果。

本发明的装置是由采用温度传感器、电动控制阀、手动阀和采暖智能控制管理器、水温监视器组成智能管理系统对室内采暖系统进行控制管理，其中温度传感器设置在室内，采暖智能控制管理器设置在室外，电动控制阀、手动阀设置在暖气片的热水进口处，温度监视器设置在总控制阀后并保持一定距离，温度监视器和数个室内温度传感器分别通过数据线与采暖智能控制管理器连接

采集热水进口温度和室内温度变化数据，采暖智能控制管理器根据用户的采暖温度设定，控制电动控制阀的开闭，采暖智能控制管理器中还设置有有线或无线数据传输装置和报警装置，有线或无线数据传输装置与集中供暖管理服务器连网对采暖用户的采暖按实际采暖时间进行管理和采暖费用结算；

采暖费用结算公式如下：

采暖费＝建筑采暖面积×采暖价格/M²×累计采暖时间×校正系数。

室内的温度调节是通过电动控制阀对采暖热水的流量进行调控来实施的，电动控制阀安装于各用户的总进水处或每组暖气片的进水口处，它的控制系统可分为自动、手动两个部分，自动部分接受采暖智能控制管理器的调节指令，并按指令完成对水流的调节；手动部分可由供热管理部门或用户自行控制其开、关及确定限流位置。

当采暖智能控制管理器对温度传感器检测到温度变化数据产生怀疑时，通过报警装置对用户和物业管理和供暖管理中心发出报警信号，产生怀疑的因素有：暖气片破裂漏水；人为放水；长时间开窗换气或温度传感器故障、电动控制阀故障。

装置中的电动控制阀可以使用自动恒温阀替代，

本发明的装置亦可适用于采冷系统。

用户采暖系统的热水进口处还设置有总控制阀

具体实施方式

采用水温监视器、温度传感器、电动控制阀或自动恒温阀、手动阀和采暖智能控制管理器对室内采暖系统进行控制管理。其中，水温监视器安装于室外总阀之后，并与总阀保持一定距离，它与智能控制管理器无线(或有线)相连。当总阀处于关闭状态时，水温监视器位置的水温与供热系统输出水温出现较大差别，智能控制管理器显示“供热中断”，不计量；当总阀处于开启状态时，水温监视器位置的水温与供热系统输出水温保持一致，智能控制管理器显示“正在供热”，表示供热已开始计量。当智能控制管理器在开始显示“正在供热”的一定时间后(室内升温、降温过程的允许时间，如30分钟)、或正常供热中，室内温度传感器传递的温度信息未达到合同所规定的指标时，智能控制管理器显示“供热不足”，系统反映：A管道故障，报警并报告集中供暖管理服务器中心控制系统。B水温不足，报告集中供暖管理服务器中心控制系统。C室内透风(如开门、窗时间太长)，报警。对智能控制管理器显示“供热不足”的计量，应区别对待，如水温监视器反映的温度符合合同约定的要求，且管道及装置系统正常，装置会按正常供热计量。

根据我国现有试点的做法，采暖费用由设备运行固定费用和计量费用两部分组成，如按此方式收费，设备运行固定费用为集中供热系统中所有用户，不管用热与否，均应缴纳；上述采暖费公式所表示的数额，仅为计量费用的应缴额。

本发明的智能控制分户计量装置，既可以用于集中供热管理，也可以用于集中供冷管理。

室内的温度调节是通过电动控制阀对采暖热水的流量进行调控或通过自动恒温阀来实施的，电动控制阀或自动恒温阀安装于各用户的总进水处水温监视器之后或每组暖气片的进水口处，它的控制系统可分为自动、手动两个部分，自动部分接受数据处理器的调节指令，并按指令完成对水流的调节；手动部分可由供热管理部门或用户自行控制其开、关及确定限流位置。

当采暖智能控制管理器对水温监视器、温度传感器检测到温度变化数据产生怀疑时，通过报警装置对用户和物业管理和供暖管理中心发出报警信号。产生怀疑的因素有：管道水温异常；暖气片破裂漏水；人为放水；长时间开窗换气或温度传感器故障、电动控制阀故障等。

本发明的装置中的电动控制阀可以使用自动恒温阀替代，

本发明的装置亦可适用于集中采冷系统。

本发明的装置中采暖系统的热水进口处还设置有总控制阀。

附图说明

附图1为智能控制分户计量装置在双管水平并联“分户成环”采暖系统中的使用状态示意图；

附图2为智能控制分户计量装置垂直串、并联“一户多循环采暖系统”使用状态示意图。

附图标记说明：暖气片1；温度传感器2；电动控制阀(或自动恒温阀)3；手动阀4；数据线5；热水管6；回水管7；采暖智能控制管理器8；供热管理中心服务器9；总控制阀10；水温监视器11。

实施例

本发明非接触式集中采暖智能控制分户计量装置是由暖气片1；温度传感器2；电动控制阀或自动恒温阀3；手动阀4；数据线5；热水管6；回水管7；采暖智能控制管理器8；供热管理中心服务器9组成，其中暖气片1串联或并联在供暖管网的热水管6和回水管7上，在暖气片1的热水进口处设置有电动控制阀或自动恒温阀3和手动阀4，电动控制阀3通过数据线5与采暖智能控制管理器8连接，在每个采暖房间内至少设置一个温度传感器2，每个温度传感器2通过数据线5与采暖智能控制管理器8连接，采暖智能控制管理器8通过有线或无线方式与供热管理中心服务器9连接。

其中一个手动阀为总控制阀10，设置在采暖系统的热水进口处，在热水进口处还设置有进口热水水温监视器11。目的用于监视供热公司提供热水的温度。

采暖智能控制管理器8中设置有工业控制单片机，液晶显示器、存储器、报警器、有线或无线网络通讯装置，上述设备的安装与使用为通用技术。

本发明的装置中所使用的所有电子零部件均为通用电子产品。

本发明的智能控制分户计量装置的使用步骤：(只对供热过程进行描述)

用户在进门前先查看液晶显示器上显示的各种数据，如采暖管网热水温度、室内温度、累计采暖时间；累计采暖计费基数。

如果室内温度过低需要采暖，启动智能控制分户计量装置的开关，设定室内采暖温度，装置开始工作，各个电动控制阀打开，各个暖气片向室内供热。

累计采暖费＝建筑采暖面积×采暖价格/M²×累计采暖时间×校正系数

如果管网热水温度高于规定温度，加上建筑采暖面积和采暖价格/M²是固定值，所以采暖费取决于采暖时间，校正系数用于管网热量损失和燃煤价格对采暖价格的调整。

如果用户在采暖过程中发生暖气片破裂或漏水、温度传感器出现故障或电动控制阀出现故障，无法正常使暖气片散热，或用户长时间开窗换气造成热量过多损失，温度传感器采集到的数据不是一个稳定的数值，这时采暖智能控制管理器则启动故障报警器工作发出报警，用户听到报警应立刻检查室内采暖设施或采取关闭手动阀或关闭窗户或电话通知物业管理部门，如果在规定的时间内报警程序仍在进行，供暖管理中心服务器会发出报警，通知管理人员前往维修。

Claims (6)

1、一种用于集中供热的非接触式热、冷两用智能控制分户计量装置，其特征在于，采用温度传感器、电动控制阀、手动阀和采暖智能控制管理器、水温监视器，对室内采暖系统进行控制管理，其中温度传感器设置在室内，采暖智能控制管理器设置在室外，电动控制阀、手动阀设置在暖气片的热水进口处，温度监视器设置在总控制阀后并保持一定距离，温度监视器和数个室内温度传感器分别通过数据线与采暖智能控制管理器连接采集热水进口温度和室内温度变化数据，采暖智能控制管理器根据用户的采暖温度设定，控制电动控制阀的开闭，采暖智能控制管理器中还设置有有线或无线数据传输装置和报警装置，有线或无线数据传输装置与集中供暖管理服务器连网对采暖用户的采暖按实际采暖时间进行管理和采暖费用结算；

采暖费用结算公式如下：

采暖费＝建筑采暖面积×采暖价格/M²×累计采暖时间×校正系数。

2、根据权利要求1所述的智能控制分户计量装置，其特征在于室内的温度调节是通过电动控制阀对采暖热水的流量进行调控来实施的，电动控制阀安装于各用户的总进水处或每组暖气片的进水口处，它的控制系统可分为自动、手动两个部分，自动部分接受采暖智能控制管理器的调节指令，并按指令完成对水流的调节；手动部分可由供热管理部门或用户自行控制其开、关及确定限流位置。

3、根据权利要求1所述的智能控制分户计量装置，其特征在于当采暖智能控制管理器对温度传感器检测到温度变化数据产生怀疑时，通过报警装置对用户和物业管理和供暖管理中心发出报警信号，产生怀疑的因素有：暖气片破裂漏水；人为放水；长时间开窗换气或温度传感器故障、电动控制阀故障。

4、根据权利要求1所述的智能控制分户计量装置，其特征在于电动控制阀可以使用自动恒温阀替代。

5、根据权利要求1所述的智能控制分户计量装置，其特征在于该装置亦可适用于采冷系统。

6、根据权利要求1所述的智能控制分户计量装置，其特征在于热水进口处还设置有总控制阀。