基于温度法的动态节能热计量分摊系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及热量计量技术领域，具体地说是一种基于温度法的动态节能热计 量分摊系统。
【背景技术】
[0002] 根据中华人民共和国行业标准《供热计量技术规程》的规定，集中供热的新建建筑 和既有建筑的节能改造必须安装热量表。楼栋热量表是该栋楼与供热单位进行用热量结算 的依据。而楼内住户则进行按户热量分摊。所以，每户应该有相应的装置作为对整栋楼的 耗热量进行按户分摊的依据。
[0003] 《供热计量技术规程》JGJ173-2009规定，分户热计量有四种方式，第一种为散热器 热分配法，该方法利用散热器热分配计所测量的每组散热器的散热量比例关系，来对建筑 的总供热量进行分摊。第二种为户用热量表法，该方法依据热量表的读数进行热计量收费。 第三种为流量温度法，流量温度法是利用每个立管或分户独立系统与热力人口流量之比相 对不变的原理，结合现场测出的流量比例和各分支三通前后温差，分摊建筑的总供热量。第 四种为通断时间面积法，该方法是以每户的供暖系统通水时间为依据，按照各户的累计接 通时间结合供暖面积分摊整栋建筑的热量。上述四种方法在目前国内的热计量改造中都有 采用，但是，在使用中都存在着一定的缺陷。
[0004] 以上四种方法都是采用直接或间接的方式计量用户的用热量，依据用户的用热量 进行收费，其共同问题是无法解决户间传热的问题，解决不了建筑物内房间位置不同消耗 热量不同带来的热费不公平问题。针对上述计量手段存在的问题，近两年国内一些公司陆 续开发出了一种基于用户面积和室内温度为热计量依据的温度面积法热量分摊系统；该系 统是在每户热用户的主要房间安装室内温度采集装置，采集室内温度，每栋楼（或几栋楼） 安装一块(或多块）楼栋热量表，计量该楼栋（或几栋楼）的用热量，安装在楼梯间的采集 器采集室内温度，以及楼道热量表的热量，并经通讯线路传至上位机；上位机再结合住户面 积，依据规定的数学模型进行计算，来对建筑的总热量进行分摊，得出每户的用热量。
[0005]目前，温度面积法热量分摊系统在分户热计量中得到了一定的应用，但在实际应 用过程中仍存在一定的问题及不足之处，主要体现在：
[0006] 1、安装复杂：温度采集装置与室外采集器为有线连接，需要穿墙打孔、布线，工程 量大且繁琐。
[0007] 2、用户功能不全
[0008] 在分户热计量中，用户不知道各个装有温度测温装置的屋内温度，也知道自家的 分摊温度、分摊热量，累计热量。
[0009] 用户无法自动调节室内温度，即使通过手动阀门调节，也不清楚在调节前后，分摊 温度、分摊热量的变化。这样，很难使用户为了节省费用支出，而自愿的去调小阀门开度。 [0010] 3、盗热现象严重：用户开窗对流、将测温装置用湿毛巾捂住或者移到窗外或者其 它温度低的位置，使所测室温降低，导致用户分摊温度降低，分摊热量也就降低。这就在无 形中，浪费了大量的资源，也使供热部门受到了损失。
【发明内容】
[0011] 本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、控制方便、节 约能源、数据采集精确、防止热量丢失的基于温度法的动态节能热计量分摊系统。
[0012] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0013] -种基于温度法的动态节能热计量分摊系统，其特征在于设有上位机、能源数据 计算分摊通信终端、楼栋热量表、可编程室内智能温控器和温控阀智能动态控制器，所述能 源数据计算分摊通信终端通过GPRS或者TCP/IP与上位机通讯，并经MBUS通讯接口分别与 楼栋热量表和温控阀智能动态控制器进行数据交互，将上位机设定及分摊热量、分摊热费、 室外温度、建筑物内用户平均温度等发送到可编程室内智能温控器上显示，所述温控阀智 能动态控制器安装在室外，所述可编程室内智能温控器安装在室内，通过上位机采集现场 的数据并存储，供查询分析用，通过可编程室内智能温控器在室内定时采集一次温湿度，并 存储，再每隔一段时间与室外的温控阀智能动态控制器进行一次数据交互，将室内的温湿 度信息传递给温控阀智能动态控制，通过可编程室内智能温控器设定室内温度，显示室内 房间的温湿度和用户的热费信息，定期与室外的温控阀智能动态控制进行数据交互能源数 据计算分摊通信终端通过MBUS与温控阀智能动态控制器交换数据，同时采集楼栋热量表 的数据，并计算当前分摊周期消耗的总热量，并将数据上传至上位机，达到热量分摊精确、 控制方便、节约能源的作用。
[0014] 本实用新型可在室内每个房间设置无线供热质量监测终端，所述无线供热质量监 测终端经无线数传模块与可编程室内智能温控器相连接，通过无线供热质量监测终端检测 所处室内的温度和湿度，并无线传输给可编程室内智能温控器，在可编程室内智能温控器 上显示每个房间的温度、湿度，计算并显示出整个居室的平均温度、分摊热量、分摊费用信 息。
[0015] 本实用新型可在所述可编程室内智能温控器和/或无线供热质量监测终端内分 别设置防拆开关电路，所述防拆开关电路是由行程开关和电阻组成，所述行程开关一端接 地，另一端接到微处理器，并经电阻接到VCC，当安装后，防拆开关被按下，微处理器输入脚 的电压为低电平，记录此时为安装；当用户想将可编程室内智能温控器和/或无线供热质 量监测终端移动到屋内温度低的位置时，可编程室内智能温控器和/或无线供热质量监测 终端与之相连的安装支架分离，此时可编程室内智能温控器和/或无线供热质量监测终端 中的微处理器输入脚的电压为高电平；微处理器根据电平变化，确定可编程室内智能温控 器和/或无线供热质量监测终端被非法拆下、移动，就会通过无线通讯将相关数据传至温 控阀智能动态控制器，由温控阀智能动态控制器做进一步的处理，并做到告警处理，达到节 防止热量丢失、防拆、防移动、防盗热的功能。
[0016] 本实用新型所述可编程室内智能温控器是由微处理器、电源电路、按键电路、液晶 显示电路、无线模块电路、温湿度采集电路和防拆开关电路组成，当温湿度采集电路感知被 测环境温度发生骤变，内部微处理器即可判断异常状态，并根据异常状态对骤变温度进行 补偿，补偿参数可以根据现场条件外部设定，并可以将异常信息发送到温控阀智能动态控 制器，进一步达到防盗热的功能，所述可编程室内智能温控器的电源电路是由一节ER18505 锂电池和LDO稳压电路构成，LDO稳压电路是由滤波电容C12、C17、C13、C18和稳压芯片U7 组成，稳压芯片U7有3个引脚，其中，1脚接工作地，C12、C17对锂电池电压进行滤波，滤波 后接稳压芯片U7的2脚；稳压芯片U7的3脚为稳压后电压输出脚，接滤波电容C13、和C18， 对输出电压滤波，之后接电源VCC，所述温湿度采集电路是由热敏电阻NTC1、湿敏电阻RH1、 电阻R18和电阻R32组成，所述热敏电阻NTCl的1脚连接单片机的P7. 6脚，2脚连接单片 机的P7. 4脚和R18的一端，电阻R18的另一端连接单片机的P5. 0脚；所述湿敏电阻RHl的 1脚连接单片机的Pl. 6脚，2脚连接单片机的P6. 3脚和电阻R 32的一端，电阻R32的另一 脚连接单片机的Pl. 7脚，所述防拆开关电路是由开关SW1、电阻R2组成，开关SWl -端接 地，另一端接到微处理器的P2.0脚，并经上拉电阻R2接到VCC，当用户把可编程室内智能温 控器从墙上拆下，移动到其它温度低的位置，想起到降低分摊温度，从而降低分摊热量，而 由于设有防拆开关电路，一旦被拆下后移动，防拆开关电路就会检测到并开始记录时间，并 通过无线信号传递给温控阀智能动态控制器，温控阀智能动态控制器根据预先设置的处理 机制，当移动时间达到门限值时，会提高用户的热分摊温度，达到防止用户偷热的作用。
[0017] 本实用新型所述无线供热质量监测终端由终端微处理器、终端电源电路、终端按 键电路、终端LED指示电路、终端无线模块电路和终端温湿度采集电路以及终端防拆开关 电路组成，当终端温湿度采集电路感知被测环境温度发生骤变，终端微处理器即可判断异 常状态，并根据异常状态对骤变温度进行补偿，补偿参数可以根据现场条件外部设定，终端 微处理器将异常信息通过终端无线模块电路传输给可编程室内智能温控器进行处理，进一 步达到了防盗热的功能，所述终端微处理器是整个无线供热质量监测终端的核心部分，所 述终端微处理器内嵌全新解码芯片，全双工通信、防干扰、穿透力强，负责控制、协调上述各 个模块的运行；所述终端电源电路包括电池和LDO稳压电路，所述电池通过LDO稳压电路 分别为终端微处理器、终端按键电路、终端LED指示电路、终端无线模块电路、终端温湿度 采集电路和终端防拆开关电路提供稳定的工作电压，通过优化LDO稳压电路，使电池耗电 量极低，1小时的数据传送间隔时，寿命多10年的功能，所述LDO稳压电路是由ER18505锂 电池、滤波电容CU滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4、滤波电容C12、滤波电容C17 和稳压芯片Ul组成，稳压芯片Ul有3个引脚，其中，1脚接工作地，C12、C17对锂电池电压 进行滤波，滤波后接稳压芯片Ul的2脚；稳压芯片Ul的3脚为稳压后电压输出脚，接滤波 电容C3、滤波电容C4,对输出电压滤波，之后接VCC_3V，供电路使用，以达到工作电压平稳， 在+25°C的条件下贮存，年自放电率低于1%的作用，所述终端微处理器采用低功耗的单片 机MSP430F4152,以达到超低功耗、处理能力强、运算速度快、盘内资源丰富的作用；所述终 端按键电路由按键Kl和电阻R19组成，所述按键Kl 一端接工作地，另一端接单片机的P2. 0 脚和电阻R19,电阻R19的另一端接到VCC_3V上，所述单片机的P2. 0脚设置为电平输入端 口，Kl按下时，接收低电平，Kl不按时，接收高电平；通过单片机的P2.0脚接收的高低电平 来判断按键Kl是否被按下；所述终端LED指示电路是由电阻R22和LEDl组成，电阻R22的 一端接单片机的P3. 5脚，另一端接LEDl，LEDl的另一端接工作地，所述单片机的P3. 5设置 为电平输出端口，当输出高电平时，LEDl会亮，当输出低电平时，LEDl不会亮；所述终端温 湿度采集电路是由热敏电阻NTC1、湿敏电阻RH1、电阻R24和电阻R23组成，所述热敏电阻 NTCl的2脚连接单片机的P6. 1脚，1脚连接单片机的P6. 6脚和R24的一端，电阻R24的另 一端连接单片机的P6. 2脚；所述湿敏电阻RHl的1脚连接单片机的P6. 3脚，2脚连接单片 机的P6. 5脚和电阻R 23的一端，电阻R23的另一脚连接单片机的P6. 4脚；所述终端无线 模块电路是由无线模块、电容C5和电容C6组成，所述电容C5和电容C6分别连接无线模块 的电压输入端，以滤除杂波，提高无线模块的工作稳定性；所述终端防拆开关电路是由开关 SW1、电阻R40组成。开关SWl -端接地，另一端接到微处理器的P5. O脚，并经上拉电阻R40 接到VCC，当用户把无线供热质量监测终端从墙上拆下，移动到其它温度低的位置，想起到 降低分摊温度，来降低分摊热量，而由于无线供热质量监测终端内部设有防拆开关电路，一 旦被拆下后移动，防拆开关电路就会检测到并开始记录时间，并通过无线信号传递给温控 阀智能动态控制器，温控阀智能动态控制器根据预先设置的处理机制，当移动时间达到门 限值时，会提高用户的热分摊温度，达到防止用户偷热的作用。
[0018] 本实用新型所述温控阀智能