专利名称：热计量方法、系统和热计量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及暖通空调技术，具体涉及一种热计量方法、系统和热计量装置。
背景技术：
在现有的集中供暖系统中，热力公司往往需要计算各户所分摊的热量，从而根据各户的热量分摊来对各个用户进行计费。然而，目前的集中供暖系统存在严重的水力不平衡问题，从而导致用户所获得的供热流量与用户的面积不成相对应的关系。比如，理论上，面积小的用户应该获得比面积大的用户小的流量。然而，有时候面积小的用户其阻力小，因此实际上却由于其阻力小而获得较大的流量，在相同开启时间内反而分摊较少的热量。因此，导致热计量不准确，进而导致用户之间的热计量不公平。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种热计量方法、系统和热计量装置，可以克服水力不平衡带来的问题。根据本发明实施例，用于集中供暖系统中的热计量方法包括以下步骤:利用安装在每户供热管道入口处的带有流量预设定功能的电动控制阀对进入每户的流量进行预设定，以使得进入每户的流量保持在设定流量，其中预设定的设定流量根据每户的面积及设计流量得出；根据室温和每户设定温度的对比，控制所述电动控制阀的通断，并记录通断时间；和根据安装在每个单元或楼栋入口处的热量表的热量、每户的面积以及所记录的每户的通断时间，计算每户分摊的热量根据本发明又一实施例，用于集中供暖系统中的热计量系统包括:具有流量预设定功能的电动控制、户用温控器和户用控制单元；其中，所述电动控制阀，安装在每户的供热管道入口处，用于对进入每户的流量进行预设定，以使得进入每户的流量保持在设定流量，其中预设定的设定流量根据每户的面积及设计流量得出；所述户用温控器，用于接收设定温度和测量室内温度，并根据室内温度和设定温度的对比发送阀门通断信号；所述户用控制单元，与所述电动控制阀和所述户用温控器通信，用于发送所述阀门通断信号给所述电动控制阀，记录所述电动控制阀的通断时间，发送所记录的通断时间到每个单元或楼栋处的数据采集传送计算单元，由所述数据采集传送计算单元根据安装在每个单元或楼栋入口处的热量表的热量、每户的面积以及所记录的每户的通断时间，计算每户分摊的热量根据本发明又一实施例，热计量装置用于集中供热系统中，该系统每户供热管道入口处安装具有流量预设定功能的电动控制阀且所述电动控制阀的流量进行预设定，所述热计量装置包括:接收模块，用于接收每户的室温、设定温度和面积，接收安装在每个单元或楼栋入口处的热量表的热量值；通断控制模块，用于根据室温和设定温度的对比产生阀门通断信号，发送所述阀门通断信号到所述电动控制阀，以控制所述电动控制阀的通断，并记录所述电动控制阀的通断时间；计算模块，用于根据所述热量表的热量值，每户的面积，以及所述通断控制模块所记录的每户的通断时间，计算每户分摊的热量；发送模块，用于将每户分摊的热量发送到所述集中供热系统的远端控制中心由此可以见，本发明实施例中，对电动控制阀进行流量预设定，使得进入每户的流量保持在设定流量上，从而克服了水力不平衡的问题。且预设定的设定流量是根据每户的面积及设计流量得出，因此使得通过电动控制阀的流量满足不同面积的住户的供暖需求。
图1为本发明实施例的热计量方法流程图；图2为本发明实施例的热计量系统组成图；图3为使用了本发明实施例的热计量系统的集中供热系统组成图；图4为结合图3所示的集中供热系统的热计量方法示意图；图5为本发明实施例的热计量装置示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明实施例提供了一种热计量方法，用于集中供暖系统中。如图1所示，该热计量方法包括以下步骤:在步骤101中，利用安装在每户供热管道入口处的带有流量预设定功能的电动控制阀对进入每户的流量进行预设定，以使得进入每户的流量保持在设定流量，其中预设定的设定流量根据每户的面积及设计流量得出。在对电动控制阀进行流量预设定的过程中，由于进入每户的流量保持在设定流量上，且预设定的设定流量是根据每户的面积及设计流量得出，因此可以使得通过电动控制阀的流量基本保持在设定流量，且可以满足不同面积的住户的供暖需求。在步骤102中，根据室温和每户设定温度的对比，控制电动控制阀的通断，并记录通断时间。在本步骤中，可以由户用温控器来接收设定温度和测量室内温度。户用温控器可以根据预定的控制策略以及室温与设定温度的对比计算并发送阀门通断信号以控制电动控制阀的通断，从而控制住户的室内温度。在此，住户可以根据自己的需要通过户用温控器来设置设定温度，或者可以由热力公司提供设定温度给户用温控器。在步骤103中，根据安装在每个单元或楼栋入口处的热量表的热量、每户的面积以及所记录的每户的通断时间，计算每户分摊的热量。在完成热量分摊计算后，还可以打印并寄出帐单，或者直接无线方式传送到用户的电子设备直接显示，以便用户可以实时获知自己的耗热量。在图1所示的热计量方法中，由于采用的电动控制阀具有流量预设定功能，从而可以对进入每一户的流量进行预设定，可以保证进入每户的流量保持在设定流量，从而可以实现水力平衡。且该设定流量是根据每户的面积及设计流量得出的，与面积成固定的对应关系，并且可以根据设定温度和室温控制阀门的通断，因此可以满足不同住户的供暖需求。在实际的集中供暖系统中，由于供热主管道的压差波动，每次用户阀门开启时的流量都是变化的，并不是一个相对稳定的值。为此，本发明实施例的电动控制阀设计有压差自动平衡结构，因此上述热计量方法还可以包括:电动控制阀在供热主管道压差波动时进行自动压差平衡控制以维持通过电动控制阀的流量恒定；和/或，所述电动控制阀具有压差保护功能，以保证所述电动二通阀正常开关。由于电动控制阀的自动压差平衡结构，从而可以保证供热主管道的压差波动不会影响阀门每次开启时的流量，从而保持通过阀门的流量恒定。另外，由于阀体内部具有的压差保护结构，因此不会出现压差过大阀门关不上的情况导致的错误分摊，增加了热计量方法的可靠性。另外，现有的热计量方法并没有考虑因散热末端原始设计不合理(比如散热器选型过大或过小等)或用户私自改变散热器等散热末端设备而引起分摊偏差问题。并且，现有的热计量方法无法判断出一些故障，导致错误工作，如控制器已发出关闭阀门停止供暖的指令，而阀门由于某些原因(如压差过大，有内漏等)导致没有完全关闭，用户仍在消耗热量，而系统却不能识别，按无热量消耗对待。为了解决这个问题，本发明实施例的热计量方法还可以包括:测量每户的供水和回水的温度，并根据供水和回水的温度以及供回水的温差来修正所计算的每户分摊的热量，和/或结合供水和回水的温度及温差对集中供暖系统进行管理。由于考虑了供水和回水的温度，可以对集中供暖系统进行监测和分析，可以帮助供热单位对用户的情况进行智能的判断和分析，及时清除故障或修正，保证分摊的正确性。如，热力公司可以设定供回水的温度差的上限，则结合供回水的温度差对所述集中供热系统进行管理可以包括以下几种情况:I)当未发出关闭电动控制阀的指令时，即当阀门正常工作且处于开通状态时，如果供回水温度差异常，比如大于某上限等，则确定集中供热系统出现异常，并提示供热方进行检查。例如，当用户的供水温度正常，而温差偏大，大于上限1，则说明用户可能私自增加了散热末端，该热计量方法能够自动判断出异常且进行报警，提示供热单位进行检查，如果是用户增大了散热面积，则可进行温度修正。再例如，用户供水温度正常或偏低，而温差偏大，大于上限2，则说明该住户可能有堵塞，则自动判断出异常且进行报警。此处的上限I和上限2可以由热力公司设计得出。2)当已经发出关闭电动控制阀的指令时，如果在一段时间内供回水温度差出现异常，比如仍然大于某设定值，则确定电动控制阀出现故障，没有断开。正常情况下，如果阀门关闭，则供回水温度走向应该是越来越低且趋于0，而监测结果却是供回水温度一直保持一定的温差，则说明阀门没有关上，需要重新发出关闭指令或者阀门故障需要检修。由此可见，上述的热计量方法不仅可以解决水力平衡问题，提高热计量的公平性和准确性，还能够对集中供暖系统进行监测和分析，可以帮助供热单位对用户的情况进行智能的判断和分析，及时清除故障或修正，保证分摊的正确性。本发明实施例还提出了一种热计量系统。如图2所示，热计量系统20包括:具有流量预设定功能的电动控制201，户用温控器202和户用控制单元203。其中，电动控制阀201安装在每户的供热管道入口处，用于对进入每户的流量进行预设定，以使得进入每户的流量保持在设定流量，其中预设定的设定流量根据每户的面积及设计流量得出；户用温控器202，用于接收设定温度和测量室内温度，并根据室内温度和设定温度的对比发送阀门通断信号；户用控制单元203，其与电动控制阀201和户用温控器202通信，用于发送阀门通断信号给电动控制阀201，记录电动控制阀201的通断时间，发送所记录的通断时间到每个单元或楼栋处的数据采集传送计算单元30，由数据采集传送计算单元30根据安装在每个单元或楼栋入口处的热量表的热量、每户的面积以及所记录的每户的通断时间，计算每户分摊的热量。根据本发明实施例，电动控制阀201可以具有压差平衡结构，在供热主管道压差波动时进行自动压差平衡控制以维持通过电动控制阀201的流量恒定；和/或，具有压差保护结构，用于对电动控制阀201进行压差保护，保证电动控制阀201正常开、关。在本发明实施例中，户用温控器202可以包括温度设定模块，用于接收住户输入的设定温度或者接收远端控制中心发送的设定温度。在本发明实施例中，户用温控器202可以是无线设备，可以放置在住户室内。数据采集传送计算单元30还可以将计算出的每户分摊的热量通过户用控制单元203发送到户用温控器202进行显示，以便于住户获知自己所分摊的热量，还可以进一步发送到远端控制中心以便于热力公司了解各个楼栋的供热情况。其中，远端控制中心可以是集中供暖系统的中央控制及数据采集中心，可以通过单元或楼栋处的数据采集传送计算单元30与每户的户用控制计算中心203通信，统一管理整个集中供暖系统。根据本发明一实施例，该热计量系统还可以包括供水温度传感器和回水温度传感器，分别用于测量每户的供水温度和回水温度，并将供水温度和回水温度发送给户用控制单元202 ;户用控制单元202还用于将供水和回水的温度，和/或供回水的温差发送给数据采集传送计算单元30和远端控制中心；数据采集传送计算单元30根据供回水温差来修正每户分摊的热量，和/或远端控制中心结合供水和回水温度以及供回水温差对集中供热系统进行管理。图3为使用了本发明实施例的热计量系统的集中供热系统组成图，图4为结合图3所示的集中供热系统的热计量方法的示意图。如图3所示，该集中供热系统包括:散热器，图2所示的热计量系统中的户用温控器、电动控制阀和户用控制单元，供水温度传感器和回水温度传感器，单元/楼栋数据采集传送计算单元，以及远端控制中心。在图3中，电动控制阀选用了户用动态平衡控制阀，可以实现流量预设定、压差自动平衡以及压差保护等功能。远端控制中心可以是图3所示的中央控制及数据采集中心，其通过其中的中央数据采集传送计算单元和位于每个单元或楼栋的单元/楼栋数据采集传送计算单元与每户的户用控制单元通信。在图3所示的集中供热系统中，户用温控器，户用动态平衡控制阀，供水和回水温度传感器，户用控制单元，以及远端控制中心之间可以通过无线方式进行通信，因此可以方便对每户的集中供热系统进行改造。当然，也可以采用有线通信方式，比如新楼栋可以在建造设计时就进行集中供暖系统的布线，而不会给住户带来干扰和不便。在图4所示的热计量方法中，可以对所示的户用动态平衡控制阀进行流量预设定，以使得进入每户的流量保持在设定流量，其中预设定的设定流量根据每户的面积及设计流量得出。户用温控器接收设定温度并测量室温，根据室温与设定温度的对比产生户用阀门通断信号，并将设定温度和室温以及户用阀门通断信号发送给户用控制单元。户用控制单元将户用阀门通断信号发给户用动态平衡控制阀，从而控制电动控制阀的通断，并记录通断时间。户用控制单元还可以从供回水传感器采集供水和回水温度，并将供水和回水温度、室温和设定温度、以及记录的通断时间发送给单元/楼栋数据采集传送计算单元和中央控制及数据采集中心。单元/楼栋数据采集传送计算单元从单元/楼栋热量表中采集单元/楼栋热量，根据单元/楼栋热量、每户的采暖面积以及所记录的每户的通断时间计算每户分摊的热量。单元/楼栋数据采集传送计算单元还根据供水和回水的温度以及供回水温差来修正每户分摊的热量，并将计算出的每户分摊的热量或修正后的每户分摊的热量发送到户用温控器和中央控制及数据采集中心。中央控制及数据采集中心还可以根据住户的室温和设定温度，住户的缴费情况以及结合供水和回水的温度以及供回水温差等信息对集中供暖系统进行管理。比如，当某住户不缴纳取暖费用，中央控制及数据采集中心可以对住户进行中央温度限制，例如降低住户的设定温度等。再比如，当中央温度限制不起作用时，还可以发送阀门断开信号到户用控制单元，由户用控制单元控制户用动态平衡控制阀断开，停止供暖。由以上实施例可以看出，本发明提供的热计量方法及系统可以很好地解决现有技术存在的问题，可以实现公平的热量分摊，成本低，且安装和改造方便。并且，采用了该热计量方法和系统的集中供热系统，可以更高效地对整个集中供热系统进行管理。以上实施例中，由户用温控器、户用控制计算单元和单元/楼栋数据采集传送计算单元一起实现阀门通道控制和热计量。实际应用中，也可以由同一个设备集中实现控制和热计量。本发明实施例还提供一种热计量装置。如图5所示的热计量装置50，用于集中供热系统中，集中供热系统的每户供热管道入口处安装具有流量预设定功能的电动控制阀201，包括:接收模块501，用于接收每户的室温、设定温度和面积，接收安装在每个单元或楼栋入口处的热量表的热量值；通断控制模块502，用于根据室温和设定温度的对比产生阀门通断信号，发送阀门通断信号到电动控制阀，以控制电动控制阀的通断，并记录电动控制阀的通断时间；计算模块503，用于根据热量表的热量值，每户的面积，以及通断控制模块502所记录的每户的通断时间，计算每户分摊的热量；发送模块504，用于将每户分摊的热量发送到集中供热系统的远端控制中心。根椐本发明实施例，接收模块501还用于接收每户的供回水温度。计算模块503还用于计算供回水温差，利用供水温度和回水温度以及供回水温差修正用户分摊的热量，和/或，通过发送模块504将供水温度和回水温度以及供回水温差发送到远端控制中心用于集中供暖系统的管理。上述仅仅是对本发明实施方式的说明，而不是限制。
权利要求
1.一种热计量方法，用于集中供暖系统中，其特征在于，包括以下步骤: 利用安装在每户供热管道入口处的带有流量预设定功能的电动控制阀对进入每户的流量进行预设定，以使得进入每户的流量保持在设定流量，其中预设定的设定流量根据每户的面积及设计流量得出； 根据室温和每户设定温度的对比，控制所述电动控制阀的通断，并记录通断时间；和 根据安装在每个单元或楼栋入口处的热量表的热量、每户的面积以及所记录的每户的通断时间，计算每户分摊的热量。
2.如权利要求1所述的热计量方法，其特征在于，还包括:测量每户的供水和回水的温度，并根据供水和回水的温度以及供回水温差来修正每户分摊的热量；和/或，结合供水和回水的温度以及供回水温差对所述集中供暖系统进行管理。
3.如权利要求1或2所述的热计量方法,其特征在于,还包括:所述电动控制阀在供热主管道压差波动时进行自动压差平衡控制以维持通过电动控制阀的流量恒定；和/或，所述电动控制阀具有压差保护功能，以保证所述电动二通阀正常开关。
4.如权利要求1或2所述的热计量方法，其特征在于，所述结合供水和回水的温度以及供回水的温差对所述集中供热系统进行管理包括: 当未发出关闭电动控制阀 的指令时，如果供回水温差异常时，则确定集中供热系统出现异常，并提示供热方进行检查； 当已经发出关闭电动控制阀的指令时，如果在一段时间内供回水温差异常时，则确定所述电动控制阀出现故障，没有断开。
5.一种热计量系统，用于集中供暖系统中，其特征在于，包括:具有流量预设定功能的电动控制、户用温控器和户用控制单元；其中， 所述电动控制阀，安装在每户的供热管道入口处，用于对进入每户的流量进行预设定，以使得进入每户的流量保持在设定流量，其中预设定的设定流量根据每户的面积及设计流量得出； 所述户用温控器，用于接收设定温度和测量室内温度，并根据室内温度和设定温度的对比发送阀门通断信号； 所述户用控制单元，与所述电动控制阀和所述户用温控器通信，用于发送所述阀门通断信号给所述电动控制阀，记录所述电动控制阀的通断时间，发送所记录的通断时间到每个单元或楼栋处的数据采集传送计算单元，由所述数据采集传送计算单元根据安装在每个单元或楼栋入口处的热量表的热量、每户的面积以及所记录的每户的通断时间，计算每户分摊的热量。
6.如权利要求5所述的热计量系统，其特征在于，还包括供水温度传感器和回水温度传感器，分别用于测量每户的供水温度和回水温度，并将供水温度和回水温度发送给所述户用控制单元； 所述户用控制单元还用于将所述供水温度和回水温度发送给数据采集传送计算单元和远端控制中心；所述数据采集传送计算单元根据供水温度和回水温度以及供回水温差来修正每户分摊的热量，和/或，所述远端控制中心结合供水温度和回水温度以及供回水温差对所述集中供热系统进行管理。
7.如权利要求5或6所述的热计量系统，其特征在于，所述电动控制阀具有压差平衡结构，在供热主管道压差波动时进行自动压差平衡控制以维持通过所述电动控制阀的流量恒定；和/或，具有压差保护结构，用于对所述电动控制阀进行压差保护，保证所述电动控制阀正常开、关。
8.如权利要求7所述的热计量方法，其特征在于，所述户用温控器包括温度设定模块，用于接收住户输入的设定温度或者接收远端控制中心发送的设定温度。
9.一种热计量装置，用于集中供热系统中，其特征在于，所述集中供热系统每户供热管道入口处安装具有流量预设定功能的电动控制阀且所述电动控制阀的流量进行预设定，所述热计量装置包括: 接收模块，用于接收每户的室温、设定温度和面积，接收安装在每个单元或楼栋入口处的热量表的热量值； 通断控制模块，用于根据室温和设定温度的对比产生阀门通断信号，发送所述阀门通断信号到所述电动控制阀，以控制所述电动控制阀的通断，并记录所述电动控制阀的通断时间； 计算模块，用于根据所述热量表的热量值，每户的面积，以及所述通断控制模块所记录的每户的通断时间，计算每户分摊的热量； 发送模块，用于将每户分摊的热量发送到所述集中供热系统的远端控制中心。
10.如权利要求9所述的热计量装置，其特征在于，所述接收模块还用于接收每户的供水温度和回水温度； 所述计算模块还用于计算供回水温差，利用所述供水温度和回水温度以及所述供回水温差修正用户分摊的热量，和/或，通过所述发送模块将所述供水温度和回水温度以及供回水温差发送到远端控制中心用于所述集中供暖系统的管理。
全文摘要
本发明提供了热计量方法、系统和热计量装置，用于集中供暖系统中。该方法包括利用安装在每户供热管道入口处的具有流量预设定功能的电动控制阀对进入每户的流量进行预设定，以使得进入每户的流量保持在设定流量，其中预设定的设定流量根据每户的面积及设计流量得出；根据室温和每户设定温度的对比，控制电动控制阀的通断，并记录通断时间；和根据安装在每个单元或楼栋入口处的热量表的热量、每户的面积以及所记录的每户的通断时间，计算每户分摊的热量。
文档编号F24D19/10GK103104949SQ20111035927
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者张寒晶, 李晓鹏, 张莉 申请人:丹佛斯(天津)有限公司