一种煤改气煤改电供暖的热量分配计量装置及方法与流程

本发明涉及建筑供暖计量领域，具体涉及一种集中供暖的热量分配计量装置方法和应用。

背景技术：

为了减轻冬季雾霾，全国各地陆续推出推进清洁能源取暖。并相应出台了煤改气或煤改电的相关政策。现有技术一般通过天然气或电能的用量计量每户的能源损耗。其看似同时解决了热分配以及计量问题。然而其仅对别墅类的独栋建筑适用，对绝大多数的公寓建筑不适用。具体地，相对于多层或高层分配计量方法，达到相同室温下的，顶户、临边户以及中间户所需热损耗各不相同，且现有技术难以准确计量。因此，现有技术常常出现：①不同户能源分配不均，临边户或顶户电/气供应不足，中间户电压或气压过高或不稳；②每家每户改装空调电暖或者天然气炉带来了更大的空气污染及能源损耗，难以对每户能耗进行把控；③原始天然气/电路管线取暖改装输送负担过重，安全系数低；④每户单独布线成本高，取暖使用成本贵，用户改装意愿低。

具体地，现有的技术一是每户安装电热炉或燃气炉自动控制加热为每户自己供热，以每户计量天然气或电能的用量作为每户的能源消耗收费的依据，每户的热计量就是每户的电或煤气的计量(如图1所示)；这种煤改气煤改电的改造方法存在三个问题：a、这种计量方法其看似计量了电或气的用量，同时解决了分户热计量问题。然而其仅对如别墅类的独栋或独有建筑适用，对绝大多数的公共或居住建筑不适用。

相对于多层或高层的分室分户热计量方法，按照等舒适度等收费的原则，同一栋建筑每室每户同样的面积达到相同室温下的，顶户、临边户以及中间户所需热损耗各不相同，而且相差巨大，临边户或顶户电/气消耗大许多，中间户相对位置不利用户电/气消耗小很多；如果按照每户的电或气的计量为准，对位置不利用户就不公平，所以这种传统的热计量方法非常不公平，现有技术难以准确公平的按照等舒适度等收费的原则进行热计量和管理，需要修正，在实际中很难推广应用。b、这种煤改气煤改电的改造方法每户可以任意停止使用自己的暖气，由于我们的户间保温隔热能力不强，户间传热非常大，可能就会给邻户造成很大的影响，我们又不能计量基础热费即户间传热损失，所以在实际应用推广中就会要重新规定户间隔热标准，无法解决“抱团取暖”问题。c、由于供暖热负荷较大，使用时段集中，每户不可能用现有的生活电线和气管供应能源，需要重新设计布管布线把电或燃气送到每家每户，每家每户改装电暖炉或者天然气炉带来了改造成本高，每户要再装电或燃气的计量表，天然气/电路管线进入每家每户，安全系数低；每户单独布管布线成本高，取暖使用成本贵，用户改装意愿低；每户的电炉或燃气炉热效率低，不方便与太阳能、热泵和蓄热等设备集中对接使用，提高热效率。所以这种现有技术成本高，施工扰民，不能集中对接其它节能设备，不方便监控管理，存在安全隐患，也不方便优惠政策的应用。

现有的技术二是每栋楼安装一个电热炉或燃气炉，每户按需要自动控制电动阀门的开关加热，以楼栋计量天然气或电能的用量计量作为楼栋的总能源消耗，每户的热计量就是按照每户的面积分摊总计量的量(如图2所示)。这种煤改气煤改电的改造方法虽然解决了上述的问题c，但是按面积平摊，不能满足分户热计量的要求，仍然没有解决问题a和b。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术的问题，本发明提供一种煤改气煤改电供暖的热量分配计量装置不仅能够满足各户的取暖要求，满足已有建筑结构供暖体系的改装条件，而且使每户住宅尤其是中间户，都有安全稳定的热量供应，在清洁低耗的前提下达到舒适的温度，降低供暖成本。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种煤改气煤改电供暖的热量分配计量装置，包括温控器、电控阀门、楼栋总计量表、中央处理器和供暖炉；楼栋的供暖炉包括电热炉、空调或燃气炉；每户的散热器与每户的热负荷对应匹配；每户电控阀门根据室温要求，控制温控器的电控阀门开关调节室温，楼栋总的电或燃气的计量表的计量作为每户热计量的依据，电控阀门、楼栋总计量表和供暖炉与中央处理器的集中分摊电脑之间实现网络连接控制，根据每户的用热情况进而控制楼栋的供暖炉出力，每户的热计量按照每户电控阀门开启累积时间和每户的面积实时分摊楼栋总表的量，即按照通断时间面积法即数控供暖管理及计量的技术方法进行温度控制和分户计量，实现楼栋集中统一供热(图3)。

第二种情况是还是每户自己供热，每户的电热炉或燃气炉和散热器与每户的热负荷对应匹配，每户通断控制器根据室温要求，控制电控阀门开关进而联动电热炉或燃气炉工作，只安装楼栋总的电或燃气的计量表，作为每户收费的依据，通断控制器和楼栋总计量表与中央处理器(集中分摊电脑)之间实现网络连接控制，每户的热计量按照电控阀门开启累积时间和每户的面积实时分摊楼栋总表的量，即按照通断时间面积法就是数控供暖管理及计量的技术方法进行温度控制和分户计量；为每户的热计量分摊。图3

本发明还提供一种煤改气煤改电供暖的热量分配计量方法，包括以下步骤：

①将每户取暖管线安装通断时间面积法计量模块，采用数控供暖管理及计量的技术方法进行采暖计量；

②使用所述计量模块，按照通断时间面积法，通过计算分配计量方法中不同位置住户停供后的热消耗量；

③在整栋建筑中安装统一煤改清洁能源的取暖装置；

④根据所得热消耗量改装现有取暖管线；

⑤进行清洁能源产能的热量分配及计量。

优选的，所述不同位置住户包括顶户、底户、边户和中间户。

优选的，所述取暖装置包括天然气热炉、中央空调、中央太阳能和地热炉中的至少一种。

优选的，所述取暖装置包括天然气热炉，所述取暖管线在所述取暖装置前为天然气管路。更优选的，所述天然气管线中所输天然气，杂质含量高于或热值低于灶用天然气，和/或

所述天然气管线中所输天然气含有助燃添加剂。灶用天然气标准较高，需要满足燃烧安全稳定性。取暖天然气对燃气品质和热值要求低，所述取暖专用电能够降低取暖成本，方便添加具备一定毒性的助燃添加剂，改善燃烧残余，削减取暖成本，并进一步降低污染。

优选的，所述取暖装置包括中央空调，所述取暖管线在所述取暖装置前为输电线路。更优选的，所述输电线路为三相线路，和/或

所述输电线路中所输电为取暖专用电。取暖用电对功率和电压稳定性要求低，无需如民用电般精准，所述取暖专用电能够降低取暖成本，方便改装风电、水电或太阳能作为取暖能源，削减取暖成本，并进一步降低污染。

本发明还提供一种通断时间面积法在煤改清洁能源的集中供暖中的应用，其通过上述热量分配计量方法，确定不同位置用户的热损耗量，对整栋楼进行统一取暖装置及管线改装，并进行热量分配与计量。

本发明所带来的综合效果包括：

(1)根据现有的水暖或汽暖管线基础上进行改装，无须改变采暖整体框架，实际操作上更加便利和灵活，集中管理更加安全，提高效率更便捷。

(2)采用通断时间面积法确定具体热损耗量，把实体的计量(水、电、气、能源消耗、设备投入等)或者消耗变为占用时段和强度的计量分摊，使各户改装后采暖效果更合理，均能达到舒适温度。

(3)管线改装及取暖输送更有目的性，避免热量“饥饱不均”，以及取暖压力不均造成的安全隐患。

(4)整楼统一耗能产热，每户根据实际热损耗量取暖，量入为出，节约能源。避免了市内区域供暖造成的输暖损耗，并解决了每家每户单独采暖带来的额外能耗和污染。

(5)根据整楼输暖采用风能或特种天然气等专用能源，不仅降低成本，提高安全系数，还能进一步降低环境污染。

(6)随着温控器智能化和物联网的实现，本发明相对集中地供暖可以克服现有技术的弊端；又能够按照等舒适度等等收费的原则进行热计量，并能更好的利用政策的优惠，降低污染。

附图说明

图1是现有的技术一供暖装置结构示意图。

图2是现有的技术二供暖装置结构示意图。

图3是本发明实施例应用通断时间面积法的热计量装置结构示意图。

图4是本发明实施例应用通断时间面积法的热计量装置第二部分结构示意图。

其中，在附图中相同的部件用相同的附图标记；附图并未按照实际的比例绘制。

图中，温控器1、散热器2、电控阀3、供暖炉4、户表5、栋表52、楼栋集中器6。粗实线为水管线路，点划线为电线或天然气管道，虚线为通讯线路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

本发明所用通断时间面积法即数控供暖管理及计量的技术方法具体采用zl2006100616803记载方法进行实施，并将其全文引用并入本发明说明书中。本发明所用公平计量基础热费的方法具体采用zl2014101125860记载方法进行实施，并将其全文引用并入本发明说明书中。

一种煤改气煤改电集中供暖的热量分配计量方法，包括以下步骤：

①将每户取暖管线安装通断时间面积法计量模块，采用数控供暖管理及计量的技术方法进行采暖计量；

②使用所述计量模块，按照通断时间面积法，通过计算分配计量方法中不同位置住户停供后的热消耗量，不同位置住户包括顶户、底户、边户和中间户；

③在整栋建筑中安装统一煤改清洁能源的取暖装置；

④根据所得热消耗量改装现有取暖管线；

⑤进行清洁能源产能的热量分配及计量。

所述取暖装置包括天然气热炉、中央空调、中央太阳能和地热炉。

所述取暖管线在所述取暖装置前为天然气管路。所述天然气管线中所输天然气，杂质含量高于或热值低于灶用天然气，所述天然气管线中所输天然气含有助燃添加剂。灶用天然气标准较高，需要满足燃烧安全稳定性。取暖天然气对燃气品质和热值要求低，所述取暖专用电能够降低取暖成本，方便添加具备一定毒性的助燃添加剂，改善燃烧残余，削减取暖成本，并进一步降低污染。

所述取暖管线在所述取暖装置前为输电线路。所述输电线路为三相线路，所述输电线路中所输电为取暖专用电。取暖用电对功率和电压稳定性要求低，无需如民用电般精准，所述取暖专用电能够降低取暖成本，方便改装风电、水电或太阳能作为取暖能源，削减取暖成本，并进一步降低污染。

一种通断时间面积法在煤改气煤改电的集中供暖中的应用，通过上述热量分配计量方法，确定不同位置用户的热损耗量，对整栋楼进行统一取暖装置及管线改装，并进行热量分配与计量。

实施例

应用通断时间面积法的热计量装置，采用上述热量分配计量方法，其采用上述热量分配计量方法。在图1所示现有技术装置结构的基础上，每户的电热炉或燃气炉和散热器与每户的热负荷对应匹配，并实现温控器、通断控制器和楼栋总计量表与中央处理器的集中分摊电脑之间实现网络连接控制，按照通断时间面积法即数控供暖管理及计量的技术方法进行温度控制和分户计量(图3)；温控和计量使用同一套设备；在以上基础上按照公平计量基础热费的方法计量基础热费即户间传热损失；温控、分户计量和计量基础热费还是使用同一套设备完成。

在图1和图2所示现有技术装置结构的基础上，实现楼栋集中统一供热，把每户的温控器、通断控制器和楼栋总计量表与中央处理器的集中分摊电脑和楼栋电热炉或燃气炉之间实现网络连接控制，按照通断时间面积法即数控供暖管理及计量的技术方法进行温度控制和分户计量；温控和计量使用同一套设备；在以上基础上按照公平计量基础热费的方法计量基础热费即户间传热损失；温控、分户计量和计量基础热费还是使用同一套设备完成。(图4)

在一些其他实施方式中：

确定计量统计能耗总计量(总熵表)、智能通断控制每个控制单元的温度(熵变)、在线联网各个节点、按时段档位控制节点范围计量分摊。实现楼栋集中统一安装电热炉、燃气炉或空调(熵变器)供热，每户通断控制器根据室温要求，控制电控阀门开关调节室温，楼栋总的计量表的计量作为每户收费的依据，通断控制器、楼栋总计量表和电热炉或燃气炉或空调与中央处理器(集中分摊电脑)之间实现网络连接控制，每户的热计量按照每户电控阀门开启累积时间和每户的面积实时分摊楼栋总表的量。按照公平计量基础热费的方法计量基础热费即户间传热损失(图4)。

亦或者，每户的空调、电热炉、燃气炉和散热器与每户的热负荷对应匹配，每户通断控制器根据室温要求，控制电控阀门开关进而联动空调或电热炉或燃气炉工作，只安装楼栋总的电或燃气的计量表(熵表)，作为每户收费的依据，通断控制器和楼栋总计量表与中央处理器(集中分摊电脑)之间实现网络连接控制，每户的热计量按照电控阀门开启累积时间和每户的面积实时分摊楼栋总表的量，即按照通断时间面积法进行温度控制和分户计量，为每户的热计量分摊。按照公平计量基础热费的方法计量基础热费即户间传热损失(图3)。

并且，电热炉或燃气炉或空调可以和太阳能、热泵、风能发电等节能或提高效率的设备集中连接使用，每户的分摊的投资按照每户电控阀门开启累积时间和每户的面积实时计量分摊每户应分摊设备投资的量。

供电优先采用3相电，电热炉或空调可以尽量利用波谷电价和进行蓄热蓄能。更优选的，燃气炉所述天然气管线中所输天然气，杂质含量高于或热值低于灶用天然气，和/或所述天然气管线中所输天然气含有助燃添加剂。

以上参考了优选实施例对本发明进行了描述，但本发明的保护范围并不限制于此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本发明的保护范围内。在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。