专利名称：智能供暖计量系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种计量装置及方法，特别是涉及一种用于集中供暖的计量装置及方法。
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；另一类是在楼栋热力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量分摊，目前依据分摊方式的不同主要有四种，分别为通断时间面积法，散热器热分配计法，流量温度法，温度面积法。⑴通断时间面积法每栋安装一块热表，每户安装温控装置及可调节通断的阀门，并配合以远传及抄控装置，用户通过对温度的设定，通过后台装置的计算调节阀门的开关并记录通断时间及温度信息，实现热量分摊计算及热费分摊。⑵散热器热分配计法:在每栋楼安装热表，每组散热器上安装一个热分配计，通过读取热分配计的读数，来确定每组散热器的耗热量，及各散热器间的的耗热比例，再根据总热量表的计量数据进行热费分摊。⑶流量温度法:在每栋楼安装热表，在每组散热器入口或者双管的入口管井位置安装跨越管和三通阀，并保证无论分流系数多少，三通装置的总流量稳定不变。这样只要测出三通装置的总温差，就能够计算出供暖热量进行热量分摊；⑷温度面积法在每栋楼安装热表，在每户安装一个或多个温度测量装置，并将测量结果定时或实时通过采集装置集中上传，根据每户的温度、面积情况及总热量表的计量数据进行热费分摊。上述方法各有其局限性，实行起来，存在诸多问题。主要表现在:⑴用户实际用热量为分摊计算值且无直观的显示。计算方法复杂且不透明。最为关键的是用户实际用热量为分摊计算值而非计量值。⑵总体供热能力不足时，耗热量不高，分摊的费用却较高，会显失公平。⑶因为最终户私自加装散热器片、对测温装置采取干扰措施时，会产生不同用户或额外得热或额外丢热的不公平情况。⑷无法解决户间墙传热、建筑端部、顶层耗热多的问题，而试图通过面积大小、温度相同与否等来调整缴费的做法又而违背了用热量相同，费用相同的根本计量原则。综合分析上述方法的缺陷会发现，根源在于上述方法都将用热量、耗热量混淆在一起，而未能清晰地将计量收费的基准同用热量或耗热量联系在由此带来了许多问题。用热量:指按热量表计量的供应热量，如每栋楼的热表计量栋用热量。每户的热表计量户用热量等。耗热量:指用热单位(如每栋楼，每户)实际消耗的热量。散热量:由于户间存在传热，考虑把山和顶楼存在对外散热等因素，对外散热是对整栋楼的保护，该热量散失不应视为户耗热量，而应视为公共贡献。所以每户用热量一般不等于每户耗热量，而每栋楼用热量一般等于每栋耗热量。对外传热面:指把山及楼顶的表面,该类表面仅对外传热,而该热的散失,对整栋楼来说，是处于贡献地位。导热面:是指处于两户之间的墙面，该类表面将热从一户传到另一户，对整栋楼来说，是处内部传导地位。如图1所示，现有的热表计量时，是将热表01安装在室内散热器的热力流入管道上或楼宇的热力流入管道上，用于计量热媒的流量和实时温度变化，形成流量数据和流入温度数据，在室内散热器的热力流出管道上或楼宇的热力流出管道上安装温差采集装置02，通过其内置的温度传感器采集相应热力流出管道的实时温度变化，形成流出温度数据，并将流出温度数据通过温差采集装置02与相应热表01的数据链接通道传送给相应热表01，相应热表01内置的处理单元，计算相应热力流入管道与热力流出管道间的温差并结合热媒流量，得出相应室内或楼宇的用热量数据，该用热量数据或存储在热表01中，或显示在热表01的显示屏上，或通过与上位监控系统03的数据链接通道上传。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能供暖计量系统，解决楼宇内用热单位用于公共贡献的散热量与自身的耗热量无法合理计量的技术问题。本发明的另一个目的是提供一种利用上述智能供暖计量系统进行计量的方法，解决大量集中的用热单位热量计量不精确的技术问题。本发明的智能供暖计量系统，包括热表、温差采集装置和上位监控系统，其中:所述热表包括流量计量装置、温度计量装置、第一通信装置、第二通信装置、显示装置和数据处理装置，流量计量装置，用于计量热力流入管道中的热媒流量形成流量数据，并将流量数据传送至数据处理装置；温度计量装置，用于计量热力流入管道中的热媒变化温度形成流入温度数据，并将流入温度数据传送至数据处理装置；第一通信装置，用于与温差采集装置建立第一数据链接通道，将流出温度数据传送至数据处理装置；第二通信装置，用于与上位控制系统建立第二数据链接通道，发送相应用热单位用热数据，接收内置策略的基准参数；显示装置，用于接收数据处理装置发送的显示数据进行显示；数据处理装置，用于接收流量数据、流出温度数据和流入温度数据，根据内置策略计算相应用热单位的用热量，耗热量和散热量，并输出显示数据，发送相应用热单位用热数据，接收内置策略的运算基准数据。所述数据处理装置包括第一数据存储单元，第二数据存储单元和运算单元，
第一数据存储单元，用于存储流量数据、流出温度数据和流入温度数据；第二数据存储单元，用于存储内置策略的数据处理模型和运算基准数据；运算单元，用于根据运算基准数据初始化数据处理模型，读取存储流量数据、流出温度数据和流入温度数据进行数据处理，形成用热量，耗热量和散热量的数据，并形成显示数据向显示装置传输，形成监控数据向第二通信装置014传输。利用所述的智能供暖计量系统进行热量计量的方法，包括以下步骤:步骤1，通过上位监控系统向楼宇中的用热单位热表分发用热单位的数据处理模型、运算基准数据；通过上位监控系统向楼宇热表分发楼宇的数据处理模型、运算基准数据；步骤2，用热单位热表中的流量计量装置计量本用热单位的流量数据，传送至数据处理装置；用热单位热表中的温度计量装置计量本用热单位的流入温度数据，传送至数据处
理装置；用热单位热表的数据处理装置通过第一数据链接通道接收温差采集装置采集的本用热单位的流出温度数据；步骤3，用热单位热表中的数据处理装置通过数据处理模型将运算基准数据、流量数据、流入温度数据和流出温度数据换算为本用热单位的用热量、耗热量和散热量；步骤4，各用热单位热表中的数据处理装置通过第二数据链接通道向上位监控系统传送本用热单位的用热量、耗热量和散热量；步骤5，楼宇热表中的流量计量装置计量本楼宇的流量数据，传送至数据处理装置；楼宇热表中的温度计量装置计量本楼宇的流入温度数据，传送至数据处理装置；楼宇热表01的数据处理装置通过第一数据链接通道接收温差采集装置采集的楼宇的流出温度数据；步骤5，楼宇热表中的数据处理装置通过第二数据链接通道向上位监控系统传送本楼宇的用热量；步骤6，上位监控系统根据楼宇的用热量、楼宇中各用热单位的用热量、耗热量和散热量完成后续运算基准数据的调整，通过第二数据链接通道更新相应热表的基准数据。本发明的智能供暖计量系统可以区分供热过程中不同用热单位的用热量、耗热量和散热量，将散热量根据用热单位的位置、冷山面积等实际耗散的计量基准参数，分摊到相应用热单位，使得每个用热单位的耗热量可以得到精确计量，进而精确分摊整个楼宇的散热量，使显示的计量计费值更趋于合理，避免了不合理计费。同时上位监控系统可以通过对计量基准参数进行数据更新，使得针对用热单位所处不同时段、节气和保温改造等环境变化因素，智能供暖计量系统可以做出及时修正。下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。
图1为现有应用中进行热量计量的结构示意图；图2为本发明智能供暖计量系统实施例中热表的结构示意图3为本发明智能供暖计量系统实施例热表中数据处理装置的结构示意图。
具体实施例方式如图2所示，本实施例中热表01包括流量计量装置011、温度计量装置012、第一通信装置013、第二通信装置014、显示装置015和数据处理装置016，流量计量装置011，用于计量热力流入管道中的热媒流量形成流量数据，并将流量数据传送至数据处理装置016 ；温度计量装置012，用于计量热力流入管道中的热媒变化温度形成流入温度数据，并将流入温度数据传送至数据处理装置016 ；第一通信装置013，用于与温差采集装置02建立第一数据链接通道，将流出温度数据传送至数据处理装置016 ；第二通信装置014，用于与上位控制系统03建立第二数据链接通道，发送相应用热单位用热数据，接收内置策略的基准参数；显示装置015，用于接收数据处理装置016发送的显示数据进行显示；数据处理装置016，用于接收流量数据、流出温度数据和流入温度数据，根据内置策略计算相应用热单位的用热量，耗热量和散热量，并输出显示数据，发送相应用热单位用热数据，接收内置策略的运算基准数据。如图3所示，数据处理装置016中包括第一数据存储单元161，第二数据存储单元162和运算单元163，第一数据存储单元161，用于存储流量数据、流出温度数据和流入温度数据；第二数据存储单元162，用于存储内置策略的数据处理模型和运算基准数据；运算单元163，用于根据运算基准数据初始化数据处理模型，读取存储流量数据、流出温度数据和流入温度数据进行数据处理，形成用热量，耗热量和散热量的数据，并形成显示数据向显示装置015传输，形成监控数据向第二通信装置014传输。本实施例通过与上位监控系统03的双向数据传输，可以在完成单一用热单位的不同类型热量消耗的实时计量，众多用热单位耗热量的准确分摊，同时可以实现上位监控系统03对众多用热单位的耗热量变化实时监控。利用本发明的智能供暖计量系统进行热量计量的方法，包括以下步骤:步骤I，通过上位监控系统03向楼宇中的用热单位热表01分发用热单位的数据处理模型、运算基准数据；通过上位监控系统03向楼宇热表01分发楼宇的数据处理模型、运算基准数据；步骤2，用热单位热表01中的流量计量装置011计量本用热单位的流量数据，传送至数据处理装置016;用热单位热表01中的温度计量装置012计量本用热单位的流入温度数据，传送至数据处理装置016;用热单位热表01的数据处理装置016通过第一数据链接通道接收温差采集装置02采集的本用热单位的流出温度数据；步骤3，用热单位热表01中的数据处理装置016通过数据处理模型将运算基准数据、流量数据、流入温度数据和流出温度数据换算为本用热单位的用热量、耗热量和散热量;步骤4，各用热单位热表01中的数据处理装置016通过第二数据链接通道向上位监控系统03传送本用热单位的用热量、耗热量和散热量；步骤5，楼宇热表01中的流量计量装置011计量本楼宇的流量数据，传送至数据处理装置016 ；楼宇热表01中的温度计量装置012计量本楼宇的流入温度数据，传送至数据处理装置016 ；楼宇热表01的数据处理装置016通过第一数据链接通道接收温差采集装置02采集的楼宇的流出温度数据；步骤5，楼宇热表01中的数据处理装置016通过第二数据链接通道向上位监控系统03传送本楼宇的用热量；步骤6，上位监控系统03根据楼宇的用热量、楼宇中各用热单位的用热量、耗热量和散热量完成后续运算基准数据的调整，通过第二数据链接通道更新相应热表的基准数据。用热单位的运算基准数据包括该用热单位的建筑面积、在楼宇中的户型位置、四壁墙面面积、对外传热面积、对内传热面积等。楼宇的数据处理模型包括以下内容:栋耗热量(栋表总热量)=Σ户记录用热量+损耗= Σ户用热量+ Σ户贡献热量+损耗== Σ户用热量+公共贡献热量Σ户记录用热量=Σ户用热量+ Σ户贡献热量Σ户贡献热量=Σ户记录用热量*(对外传热面积/户散热面积)Σ户用热量=Σ户记录用热量*(对内传热面积/户散热面积)用热单位的数据处理模型包括以下内容:户散热面积=户使用(建筑)面积+户四面墙面积或:Σ户贡献热量=Σ户记录用热量*(对外传热面数量/6)Σ户用热量=Σ户记录用热量*(对内传热面数量/6)对外传热面数量+对内传热面数量=6户计费热量(户耗热量)=(户用热量/ Σ户用热量)*栋耗热量(栋表总热量)利用本发明的智能供暖计量系统通过本热量计量方法可以精确计算楼宇中每一个用热单位的耗热量和楼宇总的耗热量和散热量，并且可以将用于位置楼宇公共温度的散热量精确分摊到每一个用热单位，使得热量计量和计费更趋于合理。使得上位控制系统03可以在供热期间根据热能消耗的各种变化因素及时调整各用热单位的计量基准，为热力资源的合理调配提供有效手段。以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种智能供暖计量系统，包括热表(01)、温差采集装置(02)和上位监控系统(03)，其特征在于:所述热表(01)包括流量计量装置(011)、温度计量装置(012)、第一通信装置(013)、第二通信装置(014)、显示装置(015)和数据处理装置(016)， 流量计量装置(011 )，用于计量热力流入管道中的热媒流量形成流量数据，并将流量数据传送至数据处理装置(016)； 温度计量装置(012)，用于计量热力流入管道中的热媒变化温度形成流入温度数据，并将流入温度数据传送至数据处理装置(016)； 第一通信装置(013)，用于与温差采集装置(02)建立第一数据链接通道，将流出温度数据传送至数据处理装置(016)； 第二通信装置(014)，用于与上位控制系统(03)建立第二数据链接通道，发送相应用热单位用热数据，接收内置策略的基准参数； 显示装置(015)，用于接收数据处理装置(016)发送的显示数据进行显示； 数据处理装置(016)，用于接收流量数据、流出温度数据和流入温度数据，根据内置策略计算相应用热单位的用热量，耗热量和散热量，并输出显示数据，发送相应用热单位用热数据，接收内置策略的运算基准数据。
2.根据权利要求1所述的智能供暖计量系统，其特征在于:所述数据处理装置(016)包括第一数据存储单元(161 )，第二数据存储单元(162)和运算单元(163)， 第一数据存储单元(161)， 用于存储流量数据、流出温度数据和流入温度数据； 第二数据存储单元(162)，用于存储内置策略的数据处理模型和运算基准数据； 运算单元(163)，用于根据运算基准数据初始化数据处理模型，读取存储流量数据、流出温度数据和流入温度数据进行数据处理，形成用热量，耗热量和散热量的数据，并形成显示数据向显示装置(015)传输，形成监控数据向第二通信装置014传输。
3.利用权利要求1或2所述的智能供暖计量系统进行热量计量的方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1，通过上位监控系统(03)向楼宇中的用热单位热表(01)分发用热单位的数据处理模型、运算基准数据；通过上位监控系统(03)向楼宇热表(01)分发楼宇的数据处理模型、运算基准数据； 步骤2，用热单位热表(01)中的流量计量装置(011)计量本用热单位的流量数据，传送至数据处理装置(016); 用热单位热表(01)中的温度计量装置(012)计量本用热单位的流入温度数据，传送至数据处理装置(016)； 用热单位热表(01)的数据处理装置(016)通过第一数据链接通道接收温差采集装置(02)采集的本用热单位的流出温度数据； 步骤3，用热单位热表(01)中的数据处理装置(016)通过数据处理模型将运算基准数据、流量数据、流入温度数据和流出温度数据换算为本用热单位的用热量、耗热量和散热量; 步骤4，各用热单位热表(01)中的数据处理装置(016)通过第二数据链接通道向上位监控系统(03)传送本用热单位的用热量、耗热量和散热量； 步骤5，楼宇热表(OI)中的流量计量装置(011)计量本楼宇的流量数据，传送至数据处理装置(016)； 楼宇热表(01)中的温度计量装置(012)计量本楼宇的流入温度数据，传送至数据处理装置(016)； 楼宇热表01的数据处理装置(016)通过第一数据链接通道接收温差采集装置(02)采集的楼宇的流出温度数据； 步骤5，楼宇热表(01)中的数据处理装置(016)通过第二数据链接通道向上位监控系统(03)传送本楼宇的用热量； 步骤6，上位监控系统(03)根据楼宇的用热量、楼宇中各用热单位的用热量、耗热量和散热量完成后续运算基准 数据的调整，通过第二数据链接通道更新相应热表的基准数据。
全文摘要
一种智能供暖计量系统，包括热表、温差采集装置和上位监控系统，其中所述热表包括流量计量装置、温度计量装置、第一通信装置、第二通信装置、显示装置和数据处理装置，数据处理装置，用于接收流量数据、流出温度数据和流入温度数据，根据内置策略计算相应用热单位的用热量，耗热量和散热量，并输出显示数据，发送相应用热单位用热数据，接收内置策略的运算基准数据。本发明使显示的计量计费值更趋于合理，避免了不合理计费。同时上位监控系统可以通过对计量基准参数进行数据更新，使得针对用热单位所处不同时段、节气和保温改造等环境变化因素，智能供暖计量系统可以做出及时修正。还包括一种计量方法。
文档编号G01K17/12GK103162347SQ20131011520
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者柳耀文 申请人:黑龙江龙电电气有限公司