CN201680930U - 热计量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热计量系统，包括：一热量表；多个热分配表；处理模块，分别与所述热量表和所述多个热分配表连接；其中，所述热量表获取计量单元的总用热量，并将所述总用热量传送给所述处理模块，所述计量单元包括多个用户；所述多个热分配表与所述计量单元中的多个用户一一对应，所述热分配表获取所述用户的相对用热量，并将所述用户的相对用热量传送给所述处理模块；所述处理模块接收所述总用热量和所述用户的相对用热量，并根据所述总用热量和所述用户的相对用热量，计算所述用户的绝对用热量。使用本实用新型，能够有效降低热计量系统的成本。

Description

热计量系统

技术领域

本实用新型涉及热计量技术领域，尤其涉及一种热计量系统。

背景技术

分户热计量是近年来供暖系统发展的新方向，与传统的按面积收费的方式相比，分户热计量更节能，收费更合理。目前常用的分户热计量方法是热量表法，该种方法通常是针对供水管路水平串联的供暖系统，具体实现方案是：为每个用户安装一热量表，通过测量用户供水管路的热水流量、供水管路入口处水温和供水管路出口处水温，来计量用户的用热量。如图1所示为现有技术中的采用热量表法计量用户的用热量的系统结构示意图。

热量表法可以精确计量用户的用热量，然而也存在以下缺点：由于热量表的改造成本和维护成本(每隔一段时间需要检测一次)均较高，为每个用户安装一热量表，将极大的增加热计量系统的成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种热计量系统，能够有效降低热计量系统的成本。

为解决上述问题，本实用新型提供一种热计量系统，包括：

一热量表；

多个热分配表；

处理模块，分别与所述热量表和所述多个热分配表连接；

其中，

所述热量表获取计量单元的总用热量，并将所述总用热量传送给所述处理模块，所述计量单元包括多个用户；

所述多个热分配表与所述计量单元中的多个用户一一对应，所述热分配表获取所述用户的相对用热量，并将所述用户的相对用热量传送给所述处理模块；

所述处理模块接收所述总用热量和所述用户的相对用热量，并根据所述总用热量和所述用户的相对用热量，计算所述用户的绝对用热量。

所述热分配表包括：

第一温度测量模块；

第二温度测量模块；

环境温度获取模块；

相对用热量计算模块，分别与所述第一温度测量模块、所述第二温度测量模块和所述环境温度获取模块连接；

其中，

所述第一温度测量模块测量用户供水管路入口处水温，并将所述入口处水温传送给所述相对用热量计算模块；

所述第二温度测量模块测量用户供水管路出口处水温，并将所述出口处水温传送给所述相对用热量计算模块；

所述环境温度获取模块获取用户室内环境温度，并将所述用户室内环境温度传送给所述相对用热量计算模块；

所述相对用热量计算模块接收所述入口处水温、所述出口处水温和所述用户室内环境温度，并根据所述入口处水温、所述出口处水温和所述用户室内环境温度，计算用户的相对用热量。

所述第一温度测量模块包括：

第一测温电阻；

标准电阻；

第一测量模块，分别与所述第一测温电阻和所述标准电阻连接；

入口处水温计算模块，与所述第一测量模块连接；

其中，

所述第一测量模块测量所述第一测温电阻和标准电阻的充放电时间，并将所述第一测温电阻和标准电阻的充放电时间发送给所述入口处水温计算模块；

所述入口处水温计算模块接收所述第一测温电阻和标准电阻的充放电时间，并根据所述第一测温电阻和标准电阻的充放电时间，计算用户供水管路入口处水温。

所述第二温度测量模块包括：

第二测温电阻；

标准电阻；

第二测量模块，分别与所述第二测温电阻和所述标准电阻连接；

出口处水温计算模块，与所述第二测量模块连接；

其中，

所述第二测量模块测量所述第二测温电阻和标准电阻的充放电时间，并将所述第二测温电阻和标准电阻的充放电时间发送给所述出口处水温计算模块；

所述出口处水温计算模块接收所述第二测温电阻和标准电阻的充放电时间，并根据所述第二测温电阻和标准电阻的充放电时间，计算用户供水管路出口处水温。

所述热分配表还包括：

通讯模块，与所述处理模块连接，将所述用户的相对用热量传送给所述处理模块。

所述通讯模块为红外线通讯模块或470MHZ无线通讯模块。

所述热分配表还包括：

用于存储所述用户的相对用热量的存储模块。

所述热分配表还包括：

显示模块，与所述存储模块连接，显示所述存储模块存储的所述用户的相对用热量。

所述处理模块包括：

总和获取模块；

比值获取模块，与所述总和获取模块连接；

乘积获取模块，与所述比值获取模块连接，

其中，

所述总和获取模块获取所有用户的相对用热量的总和，并将所述所有用户的相对用热量的总和传送给所述比值获取模块；

所述比值获取模块接收所述所有用户的相对用热量的总和，计算每一用户的相对用热量与所述所有用户的相对用热量的总和的比值，并将所述比值传送给所述乘积获取模块；

所述乘积获取模块接收所述比值，计算所述比值与所述总用热量的乘积，得到用户的绝对用热量。

所述热计量系统应用于供水管路水平串联的供暖系统。

本实用新型具有以下有益效果：

热分配表的成本远小于热量表的成本，采用热分配表替代热量表安装于用户家中，能够有效降低热计量系统的成本。

热分配表无需测量供水管路的热水流量，不受供水管路中的水质的好坏影响，使用寿命长。

计量得到的用户的绝对用热量是对整个计量单元的总热量的分摊，可以有效解决由于户间传热和公共部分热消耗等因素造成的热计量收费不合理的问题。

附图说明

图1为现有技术中的供暖系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的热计量系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的热计量系统的具体应用场景示意图；

图4为实用新型实施例的处理模块的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的热分配表的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例中，采用热分配表和热量表配合的方式，来计量用户的用热量，具体实现方案是：将一栋楼房、数栋楼房或者一栋楼房中的多个用户作为一个计量单元，为所述计量单元的总供水管路上安装一热量表，用于获取该计量单元的总用热量。另外，为该计量单元中的每一用户安装一热分配表，用于计量用户的相对用热量。然后，根据该计量单元的总用热量和每一用户的相对用热量，采用热分摊原理，计算所述用户的绝对用热量。由于热分配表的成本远小于热量表的成本，采用热分配表替代热量表安装于用户家中，能够有效降低热计量系统的成本。

所谓相对用热量并不是指用户的真正用热量，而是代表了用户的用热量与该计量单元中其他用户的用热量的相对比例。所谓绝对用热量才是指用户的真正用热量。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

如图2所示为本实用新型实施例的热计量系统的结构示意图，所述热计量系统应用于供水管路水平串联的供暖系统中，例如图1中所示的供暖系统。

所述热计量系统包括：

一热量表201；

多个热分配表202；

处理模块203，分别与所述热量表201和所述多个热分配表202连接；

其中，

所述热量表201获取计量单元的总用热量，并将所述总用热量传送给所述处理模块203，可以将一栋楼房或数栋楼房作为一个计量单元，所述计量单元包括多个用户；

所述多个热分配表202与所述计量单元中的多个用户一一对应，所述热分配表202获取所述用户的相对用热量，并将所述用户的相对用热量传送给所述处理模块203；

所述处理模块203接收所述总用热量和所述用户的相对用热量，并根据所述总用热量和所述用户的相对用热量，计算所述用户的绝对用热量。

以图3中的供暖系统为例对本实用新型的热计量系统进行说明，假设图3中的供暖系统为一栋楼房的供暖系统，将该栋楼房作为一个计量单元。

从图3中可以看出，所述热量表201安装于该栋楼房的总供水管路的入口和出口处(图中箭头表示供水管路的入水和出水方向)，所述热量表201用于测量总供水管路的热水流量、入口处水温和出口处水温，从而计量该栋楼房的总用热量。

在每一用户的供水管路上均安装一热分配表202，用于测量用户的相对用热量，所述热分配表202可以安装在位于用户室内的供水管路入口和出口处，也可以安装在位于用户室外的供水管路(即管井)入口和出口处，其具体安装方式以及如何计量用户的相对用热量，将在后面的内容中将详细描述。

所述处理模块203可以为一计算机，设置于小区物业处或供暖公司处，用于对用户的用热量进行结算。另外，所述处理模块203还可以根据计算得到的用户的绝对用热量，计算用户的热费，并生成热费帐单。再者，所述处理模块203还可以将用户当前用热量与历史用热量进行比较，对用户的绝对用热量进行分析。

所述处理模块203可以采用下述公式计算用户的绝对用热量：

$J_i=\frac{{\mathrm{\Φ}}_i}{{\mathrm{\Φ}}_1+{\mathrm{\Φ}}_2+\·\·\·+{\mathrm{\Φ}}_n}\×Q(i=1\·\·\·n)$

其中，J_i为第i个用户的绝对用热量，Φ_i为第i个用户的相对用热量，n为所述计量单元中的用户个数，Q为所述计量单元的总用热量，为第i个用户的用热量占整个计量单元总的用热量的比例。

基于上述计算方法，如图4所示，所述处理模块203相应的具有以下功能模块：

总和获取模块2031；

比值获取模块2032，与所述总和获取模块2031连接；

乘积获取模块2033，与所述比值获取模块2032连接，

其中，

所述总和获取模块2031获取所有用户的相对用热量的总和，并将所述所有用户的相对用热量的总和传送给所述比值获取模块2032；

所述比值获取模块2032接收所述所有用户的相对用热量的总和，计算每一用户的相对用热量与所述所有用户的相对用热量的总和的比值，并将所述比值传送给所述乘积获取模块2033；

所述乘积获取模块2033接收所述比值，计算所述比值与所述总用热量的乘积，得到用户的绝对用热量。

下面对上述热分配表202的结构、安装方式以及如何计量用户的相对用热量的方法进行详细说明。

首先对本实用新型实施例中的热分配表的计量原理进行简单说明，本实用新型实施例中的热分配表的计量原理基于传热学理论，每一用户的用热量主要取决于其供水管路入口和出口处水温的平均值与用户室内环境温度之差，所述热分配表采用下述公式来计量用户的相对用热量：

                    Φ＝AΔt^B

$\mathrm{\Δt}=\frac{t_1+t_2}{2}-t_3$

其中，Φ为用户的相对用热量，A和B为用户采用的散热器的相关参数，所述相关参数由散热器的材质、结构等因素决定，Δt为用户供水管路入口、出口处水温的平均值与室内环境温度之差，t₁为用户供水管路入口处水温，t₂为用户供水管路出口处水温，t₃为用户室内环境温度。

由于热分配表的计量原理基于传热学理论，即一个计量单元中的每一用户之间的热量是相互传递的，则可以假定所述计量单元中每一用户的室内环境温度均相同。所述室内环境温度可以根据预先设计的为该计量单元提供的环境温度而定，例如，可以设定为16度，并作为一固定参数预先存储于所述热分配表202中。当然，该室内环境温度也可以根据需要进行相应的修改。

基于上述用户的相对用热量的计算方法，如图5所示，所述热分配表202相应的具有以下功能模块：

第一温度测量模块2021；

第二温度测量模块2022；

环境温度获取模块2023；

相对用热量计算模块2024，分别与所述第一温度测量模块2021、所述第二温度测量模块2022和所述环境温度获取模块2023连接；

其中，

所述第一温度测量模块2021测量用户供水管路入口处水温，并将所述入口处水温传送给所述相对用热量计算模块2024；

所述第二温度测量模块2022测量用户供水管路出口处水温，并将所述出口处水温传送给所述相对用热量计算模块2024；

所述环境温度获取模块2023获取用户室内环境温度，并将所述用户室内环境温度传送给所述相对用热量计算模块2024；具体的，所述用户室内环境温度可以预先存储于所述热分配表202的一存储器(例如FLASH闪存)中，此时，所述环境温度获取模块2023为一读取设备，从该存储器中读取所述用户室内环境温度。另外，也不排除所述环境温度获取模块2023为一温度测量装置，直接测量所述用户室内环境温度。

所述相对用热量计算模块2024接收所述入口处水温、所述出口处水温和所述用户室内环境温度，并根据所述入口处水温、所述出口处水温和所述用户室内环境温度，计算用户的相对用热量。

所述相对用热量计算模块2024通常采用低功耗单片机实现，例如超低功耗单片机MSP430F413等，以减小所述热分配表202的功耗。

仍以图3中的供暖系统为例进行说明，所述第一温度测量模块2021可以安装于用户的供水管路入口处，所述第二温度测量模块2022安装于用户的供水管路出口处。

上述实施例中，所述热分配表202可以采用多种方式测量用户供水管路入口处水温和出口处水温，例如采用温度计直接测量水温，或者采用热敏电阻测量水温。

下面以采用热敏电阻测量水温为例，对本实用新型实施例的热分配表进行说明。

首先对热敏电阻测量水温的原理进行简单说明。

由于热敏电阻在不同温度下的电阻值不同，充放电时间也不同，因此，可以通过测量热敏电阻的充放电时间，以及一标准电阻的充放电时间，并将热敏电阻的充放电时间与标准电阻的充放电时间进行比较，从而求出热敏电阻的阻值，最后根据热敏电阻的阻值查表得到对应的温度值。

此时，如图5所示，所述第一温度测量模块2021包括：

第一测温电阻501；

标准电阻502；

第一测量模块503，分别与所述第一测温电阻501和所述标准电阻502连接；

入口处水温计算模块504，与所述第一测量模块503连接；

其中，

所述第一测量模块503测量所述第一测温电阻501和标准电阻502的充放电时间，并将所述第一测温电阻501和标准电阻502的充放电时间发送给所述入口处水温计算模块504；

所述入口处水温计算模块504接收所述第一测温电阻501和标准电阻502的充放电时间，并根据所述第一测温电阻501和标准电阻502的充放电时间，计算用户供水管路入口处水温。

同样的，所述第二温度测量模块2022包括：

第二测温电阻505；

标准电阻506；

第二测量模块507，分别与所述第二测温电阻505和所述标准电阻506连接；

出口处水温计算模块508，与所述第二测量模块507连接；

其中，

所述第二测量模块507测量所述第二测温电阻505和标准电阻506的充放电时间，并将所述第二测温电阻505和标准电阻506的充放电时间发送给所述出口处水温计算模块508；

所述出口处水温计算模块508接收所述第二测温电阻505和标准电阻506的充放电时间，并根据所述第二测温电阻505和标准电阻506的充放电时间，计算用户供水管路出口处水温。

所述热分配表202在获取到用户供水管路入口和出口处水温后，将该温度传送给上述相对用热量计算模块2023，由所述相对用热量计算模块2023计算用户的相对用热量。

另外，所述热分配表202还可以包括一存储模块，用于将计算得到的用户的相对用热量存储起来，并可以通过一显示模块(图未示)将所述存储模块存储的所述用户的相对用热量显示出来。所述显示模块可以采用LCD显示屏幕显示用户的相对用热量。另外，为了方便用户查询，所述热分配表202还可以存储历史相对用热量、累计相对用热量等信息，并可以在用户查询时，显示该些信息，或者，也可以自动循环显示上述信息，例如自动循环显示当前累计相对用热量、上一年的相对用热量等信息。

所述热分配表202在获取用户的相对用热量后，可以通过一通讯模块(图未示)将所述用户的相对用热量传送给上述处理模块203，由所述处理模块203计算用户的绝对用热量。所述通讯模块可以采用无线方式传输数据，例如红外传输方式或470MHZ无线传输方式等。所述通讯模块还可以用于接收外部设备发送的控制信号，例如，用户可以通过远端抄表器向所述热分配表202发送查询用户的相对用热量的查询信号，所述通讯模块在接收到所述查询信号后，通知所述热分配表202查询用户的相对用热量，并将所述热分配表202查询到的用户的相对用热量发送给远端抄表器。所述通讯模块的使用，极大地方便了所述热分配表202与远端设备的数据交换和系统网络化数据管理。

所述热分配表202可以采用锂电池对各部件进行供电，该锂电池还可以随时进行更换。

为了提高热分配表的安全性，防止遭到恶意破坏，所述热分配表202的底部还具有一封印，用于保护所述热分配表202不被拆卸。

上述实施例中的热计量系统主要具有以下优点：

热分配表的成本远小于热量表的成本，采用热分配表替代热量表安装于用户家中，能够有效降低热计量系统的成本。

还能够解决户用热量表(即在每一用户家中安装一热量表)易堵塞或结垢的问题，具体来说，由于户用热量表需要测量供水管路的热水流量，因此，在供水管路的中的热水水质较差时，热量表容易堵塞或结垢，从而影响热量表的测量精度，同时还会影响热量表的使用寿命，而热分配表则无需测量供水管路的热水流量，因此不受供水管路中的水质的好坏影响。

由于计量得到的用户的用热量是对整个计量单元的总热量的分摊，因此，可以有效解决由于户间传热和公共部分热消耗等问因素，造成的热计量收费不合理的问题。

另外，热分配表不属于国家强制检验产品，因此维护和运行费用较低。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种热计量系统，其特征在于，包括：

一热量表；

多个热分配表；

处理模块，分别与所述热量表和所述多个热分配表连接；

其中，

所述热量表获取计量单元的总用热量，并将所述总用热量传送给所述处理模块，所述计量单元包括多个用户；

所述多个热分配表与所述计量单元中的多个用户一一对应，所述热分配表获取所述用户的相对用热量，并将所述用户的相对用热量传送给所述处理模块；

所述处理模块接收所述总用热量和所述用户的相对用热量，并根据所述总用热量和所述用户的相对用热量，计算所述用户的绝对用热量。

2.根据权利要求1所述的热计量系统，其特征在于，所述热分配表包括：

第一温度测量模块；

第二温度测量模块；

环境温度获取模块；

相对用热量计算模块，分别与所述第一温度测量模块、所述第二温度测量模块和所述环境温度获取模块连接；

其中，

所述第一温度测量模块测量用户供水管路入口处水温，并将所述入口处水温传送给所述相对用热量计算模块；

所述第二温度测量模块测量用户供水管路出口处水温，并将所述出口处水温传送给所述相对用热量计算模块；

所述环境温度获取模块获取用户室内环境温度，并将所述用户室内环境温度传送给所述相对用热量计算模块；

所述相对用热量计算模块接收所述入口处水温、所述出口处水温和所述用户室内环境温度，并根据所述入口处水温、所述出口处水温和所述用户室内环境温度，计算用户的相对用热量。

3.根据权利要求2所述的热计量系统，其特征在于，所述第一温度测量模块包括：

第一测温电阻；

标准电阻；

第一测量模块，分别与所述第一测温电阻和所述标准电阻连接；

入口处水温计算模块，与所述第一测量模块连接；

其中，

所述第一测量模块测量所述第一测温电阻和标准电阻的充放电时间，并将所述第一测温电阻和标准电阻的充放电时间发送给所述入口处水温计算模块；

所述入口处水温计算模块接收所述第一测温电阻和标准电阻的充放电时间，并根据所述第一测温电阻和标准电阻的充放电时间，计算用户供水管路入口处水温。

4.根据权利要求2所述的热计量系统，其特征在于，所述第二温度测量模块包括：

第二测温电阻；

标准电阻；

第二测量模块，分别与所述第二测温电阻和所述标准电阻连接；

出口处水温计算模块，与所述第二测量模块连接；

其中，

所述第二测量模块测量所述第二测温电阻和标准电阻的充放电时间，并将所述第二测温电阻和标准电阻的充放电时间发送给所述出口处水温计算模块；

所述出口处水温计算模块接收所述第二测温电阻和标准电阻的充放电时间，并根据所述第二测温电阻和标准电阻的充放电时间，计算用户供水管路出口处水温。

5.根据权利要求1所述的热计量系统，其特征在于，所述热分配表还包括：

通讯模块，与所述处理模块连接，将所述用户的相对用热量传送给所述处理模块。

6.根据权利要求5所述的热计量系统，其特征在于，所述通讯模块为红外线通讯模块或470MHZ无线通讯模块。

7.根据权利要求1所述的热计量系统，其特征在于，所述热分配表还包括：

用于存储所述用户的相对用热量的存储模块。

8.根据权利要求7所述的热计量系统，其特征在于，所述热分配表还包括：

显示模块，与所述存储模块连接，显示所述存储模块存储的所述用户的相对用热量。

9.根据权利要求1所述的热计量系统，其特征在于，所述处理模块包括：

总和获取模块；

比值获取模块，与所述总和获取模块连接；

乘积获取模块，与所述比值获取模块连接，

其中，

所述总和获取模块获取所有用户的相对用热量的总和，并将所述所有用户的相对用热量的总和传送给所述比值获取模块；

所述比值获取模块接收所述所有用户的相对用热量的总和，计算每一用户的相对用热量与所述所有用户的相对用热量的总和的比值，并将所述比值传送给所述乘积获取模块；

所述乘积获取模块接收所述比值，计算所述比值与所述总用热量的乘积，得到用户的绝对用热量。

10.根据权利要求1所述的热计量系统，其特征在于，所述热计量系统应用于供水管路水平串联的供暖系统。

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