專利名稱：智能供暖計量系統及控制方法
技術領域：
本發明涉及一種計量裝置及方法，特別是涉及一種用于集中供暖的計量裝置及方法。
背景技術：
目前我國進行嘗試的按熱計量方法基本分為兩大類:一類是分戶直接計量熱量；另一類是在樓棟熱力入口安裝總熱量表進行樓棟總熱量計量，再通過一定的方法進行熱量分攤，目前依據分攤方式的不同主要有四種，分別為通斷時間面積法，散熱器熱分配計法，流量溫度法，溫度面積法。⑴通斷時間面積法每棟安裝一塊熱表，每戶安裝溫控裝置及可調節通斷的閥門，并配合以遠傳及抄控裝置，用戶通過對溫度的設定，通過后臺裝置的計算調節閥門的開關并記錄通斷時間及溫度信息，實現熱量分攤計算及熱費分攤。⑵散熱器熱分配計法:在每棟樓安裝熱表，每組散熱器上安裝一個熱分配計，通過讀取熱分配計的讀數，來確定每組散熱器的耗熱量，及各散熱器間的的耗熱比例，再根據總熱量表的計量數據進行熱費分攤。⑶流量溫度法:在每棟樓安裝熱表，在每組散熱器入口或者雙管的入口管井位置安裝跨越管和三通閥，并保證無論分流系數多少，三通裝置的總流量穩定不變。這樣只要測出三通裝置的總溫差，就能夠計算出供暖熱量進行熱量分攤；⑷溫度面積法在每棟樓安裝熱表，在每戶安裝一個或多個溫度測量裝置，并將測量結果定時或實時通過采集裝置集中上傳，根據每戶的溫度、面積情況及總熱量表的計量數據進行熱費分攤。上述方法各有其局限性，實行起來，存在諸多問題。主要表現在:⑴用戶實際用熱量為分攤計算值且無直觀的顯示。計算方法復雜且不透明。最為關鍵的是用戶實際用熱量為分攤計算值而非計量值。⑵總體供熱能力不足時，耗熱量不高，分攤的費用卻較高，會顯失公平。⑶因為最終戶私自加裝散熱器片、對測溫裝置采取干擾措施時，會產生不同用戶或額外得熱或額外丟熱的不公平情況。⑷無法解決戶間墻傳熱、建筑端部、頂層耗熱多的問題，而試圖通過面積大小、溫度相同與否等來調整繳費的做法又而違背了用熱量相同，費用相同的根本計量原則。綜合分析上述方法的缺陷會發現，根源在于上述方法都將用熱量、耗熱量混淆在一起，而未能清晰地將計量收費的基準同用熱量或耗熱量聯系在由此帶來了許多問題。用熱量:指按熱量表計量的供應熱量，如每棟樓的熱表計量棟用熱量。每戶的熱表計量戶用熱量等。耗熱量:指用熱單位(如每棟樓，每戶)實際消耗的熱量。散熱量:由于戶間存在傳熱，考慮把山和頂樓存在對外散熱等因素，對外散熱是對整棟樓的保護，該熱量散失不應視為戶耗熱量，而應視為公共貢獻。所以每戶用熱量一般不等于每戶耗熱量，而每棟樓用熱量一般等于每棟耗熱量。對外傳熱面:指把山及樓頂的表面,該類表面僅對外傳熱,而該熱的散失,對整棟樓來說，是處于貢獻地位。導熱面:是指處于兩戶之間的墻面，該類表面將熱從一戶傳到另一戶，對整棟樓來說，是處內部傳導地位。如圖1所示，現有的熱表計量時，是將熱表01安裝在室內散熱器的熱力流入管道上或樓宇的熱力流入管道上，用于計量熱媒的流量和實時溫度變化，形成流量數據和流入溫度數據，在室內散熱器的熱力流出管道上或樓宇的熱力流出管道上安裝溫差采集裝置02，通過其內置的溫度傳感器采集相應熱力流出管道的實時溫度變化，形成流出溫度數據，并將流出溫度數據通過溫差采集裝置02與相應熱表01的數據鏈接通道傳送給相應熱表01，相應熱表01內置的處理單元，計算相應熱力流入管道與熱力流出管道間的溫差并結合熱媒流量，得出相應室內或樓宇的用熱量數據，該用熱量數據或存儲在熱表01中，或顯示在熱表01的顯示屏上，或通過與上位監控系統03的數據鏈接通道上傳。
發明內容
本發明的目的是提供一種智能供暖計量系統，解決樓宇內用熱單位用于公共貢獻的散熱量與自身的耗熱量無法合理計量的技術問題。本發明的另一個目的是提供一種利用上述智能供暖計量系統進行計量的方法，解決大量集中的用熱單位熱量計量不精確的技術問題。本發明的智能供暖計量系統，包括熱表、溫差采集裝置和上位監控系統，其中:所述熱表包括流量計量裝置、溫度計量裝置、第一通信裝置、第二通信裝置、顯示裝置和數據處理裝置，流量計量裝置，用于計量熱力流入管道中的熱媒流量形成流量數據，并將流量數據傳送至數據處理裝置；溫度計量裝置，用于計量熱力流入管道中的熱媒變化溫度形成流入溫度數據，并將流入溫度數據傳送至數據處理裝置；第一通信裝置，用于與溫差采集裝置建立第一數據鏈接通道，將流出溫度數據傳送至數據處理裝置；第二通信裝置，用于與上位控制系統建立第二數據鏈接通道，發送相應用熱單位用熱數據，接收內置策略的基準參數；顯示裝置，用于接收數據處理裝置發送的顯示數據進行顯示；數據處理裝置，用于接收流量數據、流出溫度數據和流入溫度數據，根據內置策略計算相應用熱單位的用熱量，耗熱量和散熱量，并輸出顯示數據，發送相應用熱單位用熱數據，接收內置策略的運算基準數據。所述數據處理裝置包括第一數據存儲單元，第二數據存儲單元和運算單元，
第一數據存儲單元，用于存儲流量數據、流出溫度數據和流入溫度數據；第二數據存儲單元，用于存儲內置策略的數據處理模型和運算基準數據；運算單元，用于根據運算基準數據初始化數據處理模型，讀取存儲流量數據、流出溫度數據和流入溫度數據進行數據處理，形成用熱量，耗熱量和散熱量的數據，并形成顯示數據向顯示裝置傳輸，形成監控數據向第二通信裝置014傳輸。利用所述的智能供暖計量系統進行熱量計量的方法，包括以下步驟:步驟1，通過上位監控系統向樓宇中的用熱單位熱表分發用熱單位的數據處理模型、運算基準數據；通過上位監控系統向樓宇熱表分發樓宇的數據處理模型、運算基準數據；步驟2，用熱單位熱表中的流量計量裝置計量本用熱單位的流量數據，傳送至數據處理裝置；用熱單位熱表中的溫度計量裝置計量本用熱單位的流入溫度數據，傳送至數據處
理裝置；用熱單位熱表的數據處理裝置通過第一數據鏈接通道接收溫差采集裝置采集的本用熱單位的流出溫度數據；步驟3，用熱單位熱表中的數據處理裝置通過數據處理模型將運算基準數據、流量數據、流入溫度數據和流出溫度數據換算為本用熱單位的用熱量、耗熱量和散熱量；步驟4，各用熱單位熱表中的數據處理裝置通過第二數據鏈接通道向上位監控系統傳送本用熱單位的用熱量、耗熱量和散熱量；步驟5，樓宇熱表中的流量計量裝置計量本樓宇的流量數據，傳送至數據處理裝置；樓宇熱表中的溫度計量裝置計量本樓宇的流入溫度數據，傳送至數據處理裝置；樓宇熱表01的數據處理裝置通過第一數據鏈接通道接收溫差采集裝置采集的樓宇的流出溫度數據；步驟5，樓宇熱表中的數據處理裝置通過第二數據鏈接通道向上位監控系統傳送本樓宇的用熱量；步驟6，上位監控系統根據樓宇的用熱量、樓宇中各用熱單位的用熱量、耗熱量和散熱量完成后續運算基準數據的調整，通過第二數據鏈接通道更新相應熱表的基準數據。本發明的智能供暖計量系統可以區分供熱過程中不同用熱單位的用熱量、耗熱量和散熱量，將散熱量根據用熱單位的位置、冷山面積等實際耗散的計量基準參數，分攤到相應用熱單位，使得每個用熱單位的耗熱量可以得到精確計量，進而精確分攤整個樓宇的散熱量，使顯示的計量計費值更趨于合理，避免了不合理計費。同時上位監控系統可以通過對計量基準參數進行數據更新，使得針對用熱單位所處不同時段、節氣和保溫改造等環境變化因素，智能供暖計量系統可以做出及時修正。下面結合附圖對本發明的實施例作進一步說明。
圖1為現有應用中進行熱量計量的結構示意圖；圖2為本發明智能供暖計量系統實施例中熱表的結構示意圖3為本發明智能供暖計量系統實施例熱表中數據處理裝置的結構示意圖。
具體實施例方式如圖2所示，本實施例中熱表01包括流量計量裝置011、溫度計量裝置012、第一通信裝置013、第二通信裝置014、顯示裝置015和數據處理裝置016，流量計量裝置011，用于計量熱力流入管道中的熱媒流量形成流量數據，并將流量數據傳送至數據處理裝置016 ；溫度計量裝置012，用于計量熱力流入管道中的熱媒變化溫度形成流入溫度數據，并將流入溫度數據傳送至數據處理裝置016 ；第一通信裝置013，用于與溫差采集裝置02建立第一數據鏈接通道，將流出溫度數據傳送至數據處理裝置016 ；第二通信裝置014，用于與上位控制系統03建立第二數據鏈接通道，發送相應用熱單位用熱數據，接收內置策略的基準參數；顯示裝置015，用于接收數據處理裝置016發送的顯示數據進行顯示；數據處理裝置016，用于接收流量數據、流出溫度數據和流入溫度數據，根據內置策略計算相應用熱單位的用熱量，耗熱量和散熱量，并輸出顯示數據，發送相應用熱單位用熱數據，接收內置策略的運算基準數據。如圖3所示，數據處理裝置016中包括第一數據存儲單元161，第二數據存儲單元162和運算單元163，第一數據存儲單元161，用于存儲流量數據、流出溫度數據和流入溫度數據；第二數據存儲單元162，用于存儲內置策略的數據處理模型和運算基準數據；運算單元163，用于根據運算基準數據初始化數據處理模型，讀取存儲流量數據、流出溫度數據和流入溫度數據進行數據處理，形成用熱量，耗熱量和散熱量的數據，并形成顯示數據向顯示裝置015傳輸，形成監控數據向第二通信裝置014傳輸。本實施例通過與上位監控系統03的雙向數據傳輸，可以在完成單一用熱單位的不同類型熱量消耗的實時計量，眾多用熱單位耗熱量的準確分攤，同時可以實現上位監控系統03對眾多用熱單位的耗熱量變化實時監控。利用本發明的智能供暖計量系統進行熱量計量的方法，包括以下步驟:步驟I，通過上位監控系統03向樓宇中的用熱單位熱表01分發用熱單位的數據處理模型、運算基準數據；通過上位監控系統03向樓宇熱表01分發樓宇的數據處理模型、運算基準數據；步驟2，用熱單位熱表01中的流量計量裝置011計量本用熱單位的流量數據，傳送至數據處理裝置016;用熱單位熱表01中的溫度計量裝置012計量本用熱單位的流入溫度數據，傳送至數據處理裝置016;用熱單位熱表01的數據處理裝置016通過第一數據鏈接通道接收溫差采集裝置02采集的本用熱單位的流出溫度數據；步驟3，用熱單位熱表01中的數據處理裝置016通過數據處理模型將運算基準數據、流量數據、流入溫度數據和流出溫度數據換算為本用熱單位的用熱量、耗熱量和散熱量;步驟4，各用熱單位熱表01中的數據處理裝置016通過第二數據鏈接通道向上位監控系統03傳送本用熱單位的用熱量、耗熱量和散熱量；步驟5，樓宇熱表01中的流量計量裝置011計量本樓宇的流量數據，傳送至數據處理裝置016 ；樓宇熱表01中的溫度計量裝置012計量本樓宇的流入溫度數據，傳送至數據處理裝置016 ；樓宇熱表01的數據處理裝置016通過第一數據鏈接通道接收溫差采集裝置02采集的樓宇的流出溫度數據；步驟5，樓宇熱表01中的數據處理裝置016通過第二數據鏈接通道向上位監控系統03傳送本樓宇的用熱量；步驟6，上位監控系統03根據樓宇的用熱量、樓宇中各用熱單位的用熱量、耗熱量和散熱量完成后續運算基準數據的調整，通過第二數據鏈接通道更新相應熱表的基準數據。用熱單位的運算基準數據包括該用熱單位的建筑面積、在樓宇中的戶型位置、四壁墻面面積、對外傳熱面積、對內傳熱面積等。樓宇的數據處理模型包括以下內容:棟耗熱量(棟表總熱量)=Σ戶記錄用熱量+損耗= Σ戶用熱量+ Σ戶貢獻熱量+損耗== Σ戶用熱量+公共貢獻熱量Σ戶記錄用熱量=Σ戶用熱量+ Σ戶貢獻熱量Σ戶貢獻熱量=Σ戶記錄用熱量*(對外傳熱面積/戶散熱面積)Σ戶用熱量=Σ戶記錄用熱量*(對內傳熱面積/戶散熱面積)用熱單位的數據處理模型包括以下內容:戶散熱面積=戶使用(建筑)面積+戶四面墻面積或:Σ戶貢獻熱量=Σ戶記錄用熱量*(對外傳熱面數量/6)Σ戶用熱量=Σ戶記錄用熱量*(對內傳熱面數量/6)對外傳熱面數量+對內傳熱面數量=6戶計費熱量(戶耗熱量)=(戶用熱量/ Σ戶用熱量)*棟耗熱量(棟表總熱量)利用本發明的智能供暖計量系統通過本熱量計量方法可以精確計算樓宇中每一個用熱單位的耗熱量和樓宇總的耗熱量和散熱量，并且可以將用于位置樓宇公共溫度的散熱量精確分攤到每一個用熱單位，使得熱量計量和計費更趨于合理。使得上位控制系統03可以在供熱期間根據熱能消耗的各種變化因素及時調整各用熱單位的計量基準，為熱力資源的合理調配提供有效手段。以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種智能供暖計量系統，包括熱表(01)、溫差采集裝置(02)和上位監控系統(03)，其特征在于:所述熱表(01)包括流量計量裝置(011)、溫度計量裝置(012)、第一通信裝置(013)、第二通信裝置(014)、顯示裝置(015)和數據處理裝置(016)， 流量計量裝置(011 )，用于計量熱力流入管道中的熱媒流量形成流量數據，并將流量數據傳送至數據處理裝置(016)； 溫度計量裝置(012)，用于計量熱力流入管道中的熱媒變化溫度形成流入溫度數據，并將流入溫度數據傳送至數據處理裝置(016)； 第一通信裝置(013)，用于與溫差采集裝置(02)建立第一數據鏈接通道，將流出溫度數據傳送至數據處理裝置(016)； 第二通信裝置(014)，用于與上位控制系統(03)建立第二數據鏈接通道，發送相應用熱單位用熱數據，接收內置策略的基準參數； 顯示裝置(015)，用于接收數據處理裝置(016)發送的顯示數據進行顯示； 數據處理裝置(016)，用于接收流量數據、流出溫度數據和流入溫度數據，根據內置策略計算相應用熱單位的用熱量，耗熱量和散熱量，并輸出顯示數據，發送相應用熱單位用熱數據，接收內置策略的運算基準數據。
2.根據權利要求1所述的智能供暖計量系統，其特征在于:所述數據處理裝置(016)包括第一數據存儲單元(161 )，第二數據存儲單元(162)和運算單元(163)， 第一數據存儲單元(161)， 用于存儲流量數據、流出溫度數據和流入溫度數據； 第二數據存儲單元(162)，用于存儲內置策略的數據處理模型和運算基準數據； 運算單元(163)，用于根據運算基準數據初始化數據處理模型，讀取存儲流量數據、流出溫度數據和流入溫度數據進行數據處理，形成用熱量，耗熱量和散熱量的數據，并形成顯示數據向顯示裝置(015)傳輸，形成監控數據向第二通信裝置014傳輸。
3.利用權利要求1或2所述的智能供暖計量系統進行熱量計量的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1，通過上位監控系統(03)向樓宇中的用熱單位熱表(01)分發用熱單位的數據處理模型、運算基準數據；通過上位監控系統(03)向樓宇熱表(01)分發樓宇的數據處理模型、運算基準數據； 步驟2，用熱單位熱表(01)中的流量計量裝置(011)計量本用熱單位的流量數據，傳送至數據處理裝置(016); 用熱單位熱表(01)中的溫度計量裝置(012)計量本用熱單位的流入溫度數據，傳送至數據處理裝置(016)； 用熱單位熱表(01)的數據處理裝置(016)通過第一數據鏈接通道接收溫差采集裝置(02)采集的本用熱單位的流出溫度數據； 步驟3，用熱單位熱表(01)中的數據處理裝置(016)通過數據處理模型將運算基準數據、流量數據、流入溫度數據和流出溫度數據換算為本用熱單位的用熱量、耗熱量和散熱量; 步驟4，各用熱單位熱表(01)中的數據處理裝置(016)通過第二數據鏈接通道向上位監控系統(03)傳送本用熱單位的用熱量、耗熱量和散熱量； 步驟5，樓宇熱表(OI)中的流量計量裝置(011)計量本樓宇的流量數據，傳送至數據處理裝置(016)； 樓宇熱表(01)中的溫度計量裝置(012)計量本樓宇的流入溫度數據，傳送至數據處理裝置(016)； 樓宇熱表01的數據處理裝置(016)通過第一數據鏈接通道接收溫差采集裝置(02)采集的樓宇的流出溫度數據； 步驟5，樓宇熱表(01)中的數據處理裝置(016)通過第二數據鏈接通道向上位監控系統(03)傳送本樓宇的用熱量； 步驟6，上位監控系統(03)根據樓宇的用熱量、樓宇中各用熱單位的用熱量、耗熱量和散熱量完成后續運算基準 數據的調整，通過第二數據鏈接通道更新相應熱表的基準數據。
全文摘要
一種智能供暖計量系統，包括熱表、溫差采集裝置和上位監控系統，其中所述熱表包括流量計量裝置、溫度計量裝置、第一通信裝置、第二通信裝置、顯示裝置和數據處理裝置，數據處理裝置，用于接收流量數據、流出溫度數據和流入溫度數據，根據內置策略計算相應用熱單位的用熱量，耗熱量和散熱量，并輸出顯示數據，發送相應用熱單位用熱數據，接收內置策略的運算基準數據。本發明使顯示的計量計費值更趨于合理，避免了不合理計費。同時上位監控系統可以通過對計量基準參數進行數據更新，使得針對用熱單位所處不同時段、節氣和保溫改造等環境變化因素，智能供暖計量系統可以做出及時修正。還包括一種計量方法。
文檔編號G01K17/12GK103162347SQ20131011520
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月3日 優先權日2013年4月3日
發明者柳耀文 申請人:黑龍江龍電電氣有限公司