CN1952494A - 一种同时实现热调节和热计量的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种同时实现热调节和热计量的方法及其装置，属于暖通空调领域。所述方法是在每栋建筑的热入口处安装热量表用于计量楼栋总热量，并以此作为该建筑物的供暖收费依据；所述在每户入口分支管路上安装室温通断控制阀，用户可根据需要通过室温控制器在一定的范围内任意设定室温以及任意位置放置室温控制器；所述室温控制器测量室温并同时将实测的室温信号和用户设定的室温信号一起无线传输给室温通断控制阀，通过通断控制阀内置的反映建筑热特性的控制策略计算出阀门开启的时间并进行存储，进而调节室温通断控制阀通断以控制室温；然后依据室温通断控制阀的累计开启时间及户内面积值，进行用户供热量分摊。本发明可同时实现热调节和热计量。

Description

一种同时实现热调节和热计量的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种同时实现热调节和热计量的方法及其装置，属于暖通空调领域。

背景技术

目前我国进行尝试的按热计量方法基本分为两大类：一类是分户直接计量热量，即在各用户热入口安装热量表计量用户耗热，同时散热器处安装温控阀进行调节；另一类是在楼栋热入口安装总热量表进行楼栋总热量计量，再通过一定的方法进行热分摊，依据分摊方式的不同主要有两种，一种在散热器处安装热分配表对各户用热进行热分摊，另一种在室内安装温度表，累计各用户室温进行热分摊。但各有其局限性，难以实行。主要表现在：

(1)采用户用热量表方法和蒸发式热分配表分摊方法难以解决邻室传热、楼头屋顶问题。

由于我国居住建筑采用大规模公寓式建筑，每户与周边3～5户相邻，这就带来了当邻室无人居住散热器关断时，采暖户对邻室的传热量如何计量，以及由于此时采暖户负荷的增加而引起的散热器面积不够等“邻室传热”问题；在板式建筑的端部、各类建筑的顶层，由于外墙面积比其它部位大而引起的多余供热量如何计量问题。这些问题使得目前的无论是直接计量热量法还是热分配表分摊方法都难以实现用户的公平用热、合理分摊，难以被社会广泛接受。为了解决这样的问题，有学者提出户间隔墙与楼板加保温、对计量出的热量进行修正，实行综合考虑热量和面积的两步制收费等等。但仍然存在以下问题：(A)为了节能而推广的分户计量收费方式导致室内散热器安装量增加和户间隔墙与楼板的保温要求提高。而在正常使用的状况下，这些增加了保温的内墙与楼板两侧的温度应该是相同的，多增加的散热器以及保温不起任何作用。将本应该进行外墙保温的材料用在正常情况下不起任何作用的内墙，对建筑节能毫无意义。(B)实行热计量修正、综合热价、两步制收费，当修正系数过大、面积收费部分的权重过大时，收费改革就很难再起到其本来的作用，花了很大的代价建立的复杂收费制度却起不到促进供暖节能的目的。

(2)蒸发式热分摊方法和室温累计热分摊方法无法解决用户开窗问题。

当用户开窗后，实际耗热量增加，室温降低，采用室温累计的热分摊方法分摊量反而减小，同样，由于室温降低，散热器表面平均温度降低，蒸发式的热分配表的液体蒸发量减小，采用蒸发式热分配表的分摊方法分摊量也减小，因此上述两种方法的技术缺陷间接鼓励了用户开窗，不利于建筑采暖节能。

(3)目前的计量方式在应用中存在很多其它实际问题。

主要包括：1)直接分户计量热量的热量表法存在机械式表不适应热网水质、堵塞损坏严重、故障率高等问题，超声波户用表价格昂贵，超出用户的经济承受能力。同样用于调节的温控阀也由于不适应水质，可靠性较低；2)采用分摊的热分配表的计量精度受安装质量的影响较大、只适用于一定形式的散热器，而国内散热器种类繁多，不能普遍适用，也不适用于地板采暖、屋顶辐射等其它系统；3)末端用户采暖调节：普遍采用的温控阀调节方式存在调节可靠性低、调节量小、调节滞后、若单独用于串联系统会引起热力失调。

(4)计量和调节由不同的设备完成，成本较高

目前的计量方式计量和调节由两个不同的环节，和不同的设备单独完成，需要安装温控阀、户式热量表或热分配表等，投资较大。

而通过本发明的提供的一种同时实现热调节和热计量的方法及实现该方法的通断调节装置，可以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时实现热调节和热计量的方法及实现该方法的通断调节装置。

本发明提出的一种同时实现热调节和热计量的装置，其特征在于：所述装置含有室温通断控制阀(1)、室温控制器(2)、楼栋热入口热量表(3)；所述室温控制器(2)与通断控制阀(1)无线通讯传递相关信号，所述室温控制器(2)的放置位置是任意的。

本发明提出的一种同时实现热调节和热计量的方法，其特征在于：所述方法是在每栋建筑的热入口处安装热量表(3)用于计量楼栋总热量，并以此作为该建筑物的供暖收费依据；所述在每户入口分支管路上安装室温通断控制阀(1)，室内设置室温控制器(2)，室温控制器(2)与通断控制阀(1)无线通讯传递相关信号，用户可根据需要通过室温控制器在一定的范围内任意设定室温以及任意位置放置室温控制器(2)；所述室温控制器(2)测量室温并同时将实测的室温信号和用户设定的室温信号一起无线传输给室温通断控制阀(1)，通过通断控制阀(1)内置的反映建筑热特性的控制策略计算出阀门开启的时间并进行存储，进而调节室温通断控制阀(1)通断以控制室温；然后依据室温通断控制阀(1)的累计开启时间及户内面积值，进行用户供热量分摊。

在上述的方法中，其特征在于：所述控制策略放置在室温控制器(2)内，室温控制器(2)将测量的室温和用户设定的室内采暖温度进行比较，直接通过其内置的控制策略，无线通讯控制室温通断控制阀(1)的通断状态控制室温。

通过该装置和基于该装置的热计量方法，可以有效解决目前热计量方法中存在的问题：

(1)室温控制器内限定最低温度，即用户设定的室内温度不得低于此温度，通过限定室内温度的最低值，减小采暖户和非采暖户之间的传热温差，从而大大削弱邻室传热问题；

(2)由于采暖系统的设计是满足所有用户的采暖要求来确定散热器面积，同等条件下，楼头和屋顶的热用户的入口阀门的开启时间并不增加，因此通过累计开启时间及户内面积值进行分摊的方式不存在楼头屋顶问题；

(3)当用户开窗后，用户入口的阀门开通时间增加，依据上述分摊方式，用户的分摊量增加，与实际耗热量增加是一致的；

(4)本发明提供的装置只是在用户的热入口安装一个通断控制阀，口径大，并且只有“通”和“断”两种状态，适应水质强，不易堵塞，并且也不受散热器种类的限制，不受末端形式的限制，诸如地板辐射等系统也可应用；

(5)在散热器串联连接的状况下，通断调节方式可使一个住户单元中的各个散热器的散热量均匀变化，避免热力失调，同时其内置的智能控制算法也避免了目前计量系统中调节滞后的缺点；

(6)集调节和计量于一体，设备较少，成本低，另外其结构简单，安装使用方便，可靠性高。

附图说明

图1为本发明通断控制装置及热分摊技术原理图。其中：1-室温通断控制阀、2-室温控制器、3-楼栋热入口热量表、4-供热末端设备。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案做进一步说明：

如图1所示，该装置由室温通断控制阀1、室温控制器2、楼栋热入口热量表3构成，通过室温控制器2用户可根据需要在一定的范围内任意设定室温，并且由于室温控制器2与通断控制阀1无线通讯传递相关信号，室温控制器2的放置位置不受限制，通过这种方式，可同时达到室温控制、热计量两个目的，促进用户行为节能。

其基本原理是：在一栋建筑的热入口处安装热量表3计量楼栋总热量，并以此作为该建筑物的供暖收费依据；同时，在每户入口分支管路上安装室温通断控制阀1，在房间设置室温控制器2。室温控制器2测量室温并同时将实测的室温信号和用户设定的室温信号一起无线传输给室温通断控制阀1，通过其内置的反映建筑热特性的控制策略计算出阀门开启的时间并进行存储，进而调节室温通断控制阀通断以控制室温；最后依据室温通断阀的累计开启时间及户内面积值，进行用户供热量分摊。另外控制策略也可以直接放置在室温控制器内，室温控制器将测量的室温和用户设定的室内采暖温度进行比较，直接通过其内置的控制策略，无线通讯控制室温通断阀的通断状态控制室温。

参看图1，在单幢楼宇的总热入口安装热量表3，计量供给该楼的总热量。再分别在各个热用户入口分支管路上安装室温通断控制阀1、在房间安装室温控制器2。用户根据需要通过室温控制器2在一定范围内设定室温，控制器2将室温信号无线传输给室温通断控制阀1，通过其内置的控制算法计算出阀门开启的时间并进行存储，进而调节室温通断控制阀通断控制室温；采暖结束后，各用户依据室温通断控制阀存储的累计开启时间及户内面积值，进行用户供热量分摊。例如可依据式(1)进行分摊。

$q_j=\frac{{\mathrm{\α}}_j*F_j}{\underset{i-1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_i*F_i}Q---\left(1\right)$

${\mathrm{\α}}_j=\frac{T_{\mathrm{open},j}}{T_O}$

q_j-分摊给用户j的采暖耗热量；α_j-用户j入口阀门的累计开启时间比；F_j-用户j的采暖面积；Q-楼栋入口的热量表计量的总热量；T_open，j-用户j入口阀门的累计开启时间；T_o-楼栋热入口热计量的累计时间，n-楼栋热用户数量。

Claims (3)

1、一种同时实现热调节和热计量的装置，其特征在于：所述装置含有室温通断控制阀(1)、室温控制器(2)、楼栋热入口热量表(3)；所述室温控制器(2)与通断控制阀(1)无线通讯传递相关信号，所述室温控制器(2)的放置位置是任意的。

2、一种同时实现热调节和热计量的方法，其特征在于：所述方法是在每栋建筑的热入口处安装热量表(3)用于计量楼栋总热量，并以此作为该建筑物的供暖收费依据；所述在每户入口分支管路上安装室温通断控制阀(1)，室内设置室温控制器(2)，室温控制器(2)与通断控制阀(1)无线通讯传递相关信号，用户可根据需要通过室温控制器在一定的范围内任意设定室温以及任意位置放置室温控制器(2)；所述室温控制器(2)测量室温并同时将实测的室温信号和用户设定的室温信号一起无线传输给室温通断控制阀(1)，通过通断控制阀(1)内置的反映建筑热特性的控制策略计算出阀门开启的时间并进行存储，进而调节室温通断控制阀(1)通断以控制室温；然后依据室温通断控制阀(1)的累计开启时间及户内面积值，进行用户供热量分摊。

3、根据权利要求书2所述的方法，其特征在于：所述控制策略放置在室温控制器(2)内，室温控制器(2)将测量的室温和用户设定的室内采暖温度进行比较，直接通过其内置的控制策略，无线通讯控制室温通断控制阀(1)的通断状态控制室温。

Images