CN205481309U

CN205481309U - 一种分户热计量控制系统

Info

Publication number: CN205481309U
Application number: CN201521045611.4U
Authority: CN
Inventors: 孙彦佳; 王宁; 李书岩; 任丽君
Original assignee: Heilongjiang Londian Electrics Co ltd
Current assignee: Heilongjiang Longdian Power Equipment Co ltd
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2025-12-15

Abstract

本实用新型公开了一种分户热计量控制系统，包括安装于楼栋热入口处的热计量表、安装于每户热入口处的供热通断控制器、安装于每户房间内的室温控制器，室温控制器与供热通断控制器无线/有线连接；供热通断控制器包括处理器及与处理器连接的热调节驱动电路，热调节驱动电路与控制阀连接，控制阀安装在每户热入口的供热管道上。本实用新型集调节、计量为一体，实现了集中供热末端室温调节剂供热费分摊的目的，具有功能丰富、设备数量少、结构简单、成本低、可靠性好、适用面广等优点，能有效避免临室传热问题、楼头与屋顶散热问题及用户开窗浪费能源问题。

Description

一种分户热计量控制系统

技术领域

本实用新型涉及热计量技术领域，更为具体来说，涉及通过通断时间面积法计算分户热计量的系统，是一种分户热计量控制系统。

背景技术

对于热计量计算方法，现有技术存在两种方案：分户直接计量热量法和楼栋总热计量分摊法。

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，这种方法最简单也最直接。但是，这种方式存在诸多问题，直接分户计量热量必须为用户单独配备热计量表，而目前的用户端的热计量表主要包括机械式表和超声波表。机械式表不适应热网水质、堵塞损坏严重、故障率高等问题；而超声波户用表价格昂贵，不适于推广使用。另外，这种方式用于调节的温控阀往往会不适应水质，可靠性较低。

楼栋总热计量分摊法，即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，1)在散热器处安装分配表对各户用热进行热分摊；2)在室内安装温度表，累计各用户室温进行热分摊。

对于分摊方式1)，这种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，每户往往与周边3至5户相邻，这就带来了“邻室传热”问题，即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。同时，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热分配表分摊方法、直接计量热量法都难以实现用户公平用热、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。

对于分摊方式2)，这种分摊方法难以解决用户开窗的问题。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，用户缴纳的费用也减少，因此这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。

对于上述两种分摊方式，采用分摊的热分配表的计量精度受安装质量的影响较大，而且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，而且，末端用户采暖调节普遍采用的温控阀存在调节可靠性低、调节量小、调节滞后、若单独用于串联系统会引起热力失调；另外，目前的计量方式计量和调节由两个不同的环节，计量和调节由不同设备完成，需要安装温控阀、户式热量表或热分配表等多种设备，成本较高、投资较大。

鉴于现有的用户热计量方法存在诸多问题，获得一种设计合理、简单、成本较低的热计量计算方法或者系统成为了本领域技术人员研究的重点。

实用新型内容

为解决现有热计量计算方法存在计算不合理、成本高、投入大等问题，本实用新型提供了一种分户热计量控制系统，在准确地计算用户热计量的同时，可实现对用户供热实时自动调节，具有设计合理、使用方便、成本较低等优点。

为实现上述的技术目的，本实用新型在现有的分摊方法上进行改进，具体公开了一种分户热计量控制系统，包括安装于楼栋热入口处的热计量表、安装于每户热入口处的供热通断控制器、安装于每户房间内的室温控制器，室温控制器与供热通断控制器无线/有线连接；室温控制器包括信号发射电路及与信号发射电路连接的温度传感器、输入设备，供热通断控制器包括处理器及与处理器连接的信号接收电路、存储器、时钟电路、热调节驱动电路，信号接收电路与信号发射电路无线/有线连接，热调节驱动电路与控制阀连接，控制阀安装在每户热入口的供热管道上。

本实用新型创新地将热量控制和热量采集集合起来，通过控制用户热入口流量、楼栋总热量计算的方式实现热控制室内温度及计量分摊计算的技术目的，整个控制系统具有实时性好、功能丰富、设备数量少，结构简单、成本低、可靠性好的优点。

进一步地，所述处理器为基于ARM的32位处理器，具有数据接收引脚、复位引脚、调试引脚，数据接收引脚与信号接收电路连接。

基于ARM的32位处理器便于在其内部写入相应控制策略，处理速度快，能够快速响应室温控制器发送的命令，包括自动调节命令和用户设定命令。

进一步地，为实现控制阀开启时间的准确存储，避免由于延迟产生的计算不准等问题，处理器通过I2C总线与存储器连接，存储器为电可擦可编程只读存储器。

进一步地，所述处理器具有时钟信号引脚，时钟信号引脚与时钟电路连接。

进一步地，所述时钟电路包括晶振频率为32.768kHz的实时计时器，为处理器提供精确的时间计算，有效地保证了控制阀开启总时间的计算准确度。

进一步地，所述处理器具有驱动电路管脚，驱动电路管脚与驱动电路连接。

进一步地，所述驱动电路为双P沟道MOSFET驱动器。

进一步地，所述输入设备为按键或者触摸屏。

进一步地，室温控制器的数量不少于每户房间的数量。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过供热通断控制器直接对用户接入温度的控制，可有效避免临室传热问题；通过阀门开启时间计算热分摊量，用户开窗后阀门开启时间也增加，因而避免了用户开窗而造成热分摊量反而小的问题，具有节能效果；同时，本实用新型采用通断时间、室温上升呈正比的关系，因而楼头、屋顶散热也不会影响阀门开启时间，解决了楼头屋顶散热问题。

本实用新型的大口径通断控制阀只有通、断两种状态，适应水质能力强、不易堵塞，不受散热器形式的限制，可连接多种散热器、适用面广。

本实用新型能够实时调节，同时可保证一个住户单元各个散热器散热量均匀变化，克服了热力失调问题。

本实用新型集调节、计量为一体，功能丰富、设备数量少，结构简单、成本低、可靠性高。

附图说明

图1为分户热计量控制系统组成图。

图2为处理器搭接方式示意图。

图3为信号接收电路搭建方式示意图。

图4为存储器和时钟电路搭建方式示意图。

图5为热调节驱动电路搭建方式示意图。

图中，

1、供热通断控制器；2、热计量表；3、室温控制器；4、供暖设备。

具体实施方式

下下面结合附图对本实用新型的结构进行详细的解释和说明。

如图1-5所示，本实用新型公开了一种分户热计量控制系统，包括安装于楼栋热入口处的热计量表2、安装于每户热入口处的供热通断控制器1、安装于每户房间内且与供热设备连接的室温控制器3，热计量表2用于计量楼栋总热量，该计算值用于整个楼栋用户的热计量分摊，作为该建筑物的供暖收费依据，设于每户入口分支管路上的供热通断控制器1用于调控是否对该用户供热、计算供热阀门开启时间并存储，达到控制室温的目的，然后依据供热通断控制器1累计开启时间及用户户内面积值进行用户供热量分摊。通过这种方式，能够同时达到室温控制以及热计量计算的技术目的，同时促进了用户节能。

更为具体来说，如图2-5所示，室温控制器3与供热通断控制器1无线/有线连接，室温控制器3与供热通断控制器1之间传递相关信号，本实施例中采用无线传播的方式；室温控制器3包括信号发射电路及与信号发射电路连接的温度传感器、输入设备，温度传感器检测到的温度通过信号发射电路传至供热通断控制器1，供热通断控制器1根据事先设定好的控制策略进行合理调节，室温控制器3可设于室内的任何位置，用户通过输入装置可对室温进行合理调节，根据用户设定温度与实际温度之差计算控制阀开启时间，然后通过信号发射电路将用户设定值交与供热通断控制器1执行，供热通断控制器1通过内置的智能算法计算单个周期内控制阀的占空比，按照该占空比控制阀门的通断。本实用新型室温控制器3的数量应当不少于每户房间的数量，供热通断控制器1包括处理器及与处理器连接的信号接收电路、存储器、时钟电路、热调节驱动电路，信号接收电路与信号发射电路无线/有线连接，热调节驱动电路与控制阀连接，控制阀安装在每户热入口的供热管道上，供热通断控制器1收到室温控制器3发送的控制信号后，与用户实现设定的室内采暖温度进行比较，处理器通过其内部的控制策略计算阀门开启时间并存储，通过热调节驱动电路控制控制阀开启，然后控制是否为室内与供热管道连接的供暖设备4供热，通过时钟电路提供精准的时钟以计算供热时间，通过存储器存储上述时间数据。需要强调的是，室温控制器3或供热通断控制器1应设置最低温度，即用户设定的温度不可低于该温度，通过该种方式避免了采暖户和非采暖户之间的传热温差，进而避免了临室传热的技术问题；另外，处理器内存储的控制策略算法，本领域技术人员可按照需要合理选择。

当然，在本实用新型的技术启示下，也可以考虑将控制策略设置于室温控制器3内，测量的室温与用户设定的温度进行比较，直接传出最后的控制结果，交由供热通断控制器1执行通断动作。

更为具体地，如图2-5所示，本实用新型处理器为基于ARM的32位处理器，本实施例中，选用的处理器型号为EFM32TG840F32，该处理器具有数据接收引脚、复位引脚、调试引脚，数据接收引脚与信号接收电路连接；处理器通过I2C总线与存储器连接，本实施例中，存储器采用电可擦可编程只读存储器，即EEPROM，具体型号可采用FM24C16；处理器具有时钟信号引脚，时钟信号引脚与时钟电路连接，本实施例时钟电路包括晶振频率为32.768kHz的实时计时器，具体型号为RX8025；所述处理器具有驱动电路管脚，驱动电路管脚与驱动电路连接；驱动器为双P沟道MOSFET驱动器，具体型号为FDS8935；本实用新型输入设备为按键或者触摸屏，用户可按照需要的温度通过按键或者显示屏输入至室温控制器3，室温控制器3再将控制信号传输至供热通断控制器1，实现对室温的调节。

在得到供热通断控制器1内存储的控制阀累计开启时间及户内面积后，本实用新型可采用如下的计算方式计算用户供热量分摊：

q_{j} = \frac{a_{j} * F_{j}}{Σ_{i = 1}^{n} a_{i} * F_{i}} Q; q_{j} = \frac{T_{o p e n, j}}{T_{o}}

q_j表示分摊给用户j的采暖耗热量；

a_j表示用户j入口阀门的累计开启时间比；

F_j表示用户j的采暖面积；

Q表示楼栋入口的热量表计量的总热量；

T_open，j表示用户j入口阀门的累计开启时间；

T_o表示楼栋热入口热计量的累计时间，

n表示楼栋热用户数量。

以上实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型请求保护范围进行的限定，在不脱离本实用新型设计原理和精神的前提下，本领域工程技术人员依据本实用新型的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本实用新型权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种分户热计量控制系统，其特征在于：包括安装于楼栋热入口处的热计量表(2)、安装于每户热入口处的供热通断控制器(1)、安装于每户房间内的室温控制器(3)，室温控制器与供热通断控制器无线/有线连接；室温控制器包括信号发射电路及与信号发射电路连接的温度传感器、输入设备，供热通断控制器包括处理器及与处理器连接的信号接收电路、存储器、时钟电路、热调节驱动电路，信号接收电路与信号发射电路无线/有线连接，热调节驱动电路与控制阀连接，控制阀安装在每户热入口的供热管道上。

2.根据权利要求1所述的分户热计量控制系统，其特征在于：所述处理器为基于ARM的32位处理器，具有数据接收引脚、复位引脚、调试引脚，数据接收引脚与信号接收电路连接。

3.根据权利要求1或2所述的分户热计量控制系统，其特征在于：所述处理器通过I2C总线与存储器连接，存储器为电可擦可编程只读存储器。

4.根据权利要求3所述的分户热计量控制系统，其特征在于：所述处理器具有时钟信号引脚，时钟信号引脚与时钟电路连接。

5.根据权利要求4所述的分户热计量控制系统，其特征在于：所述时钟电路包括晶振频率为32.768kHz的实时计时器。

6.根据权利要求4或5所述的分户热计量控制系统，其特征在于：所述处理器具有驱动电路管脚，驱动电路管脚与驱动电路连接。

7.根据权利要求6所述的分户热计量控制系统，其特征在于：所述驱动电路为双P沟道MOSFET驱动器。

8.根据权利要求1所述的分户热计量控制系统，其特征在于：所述输入设备为按键或者触摸屏。

9.根据权利要求1所述的分户热计量控制系统，其特征在于：所述室温控制器的数量不少于每户房间的数量。