本發(fā)明涉及一種基于氣候補(bǔ)償?shù)耐〝鄷r(shí)間面積分?jǐn)偡椒巴〝嗍綗嵊?jì)量裝置。

背景技術(shù)：

供熱系統(tǒng)對(duì)建筑物進(jìn)行供熱的目的是為了滿足用戶熱舒適度需求，并保證其室內(nèi)溫度在一定范圍之內(nèi)，如(18±2)℃，防止用戶出現(xiàn)室內(nèi)溫度過高的現(xiàn)象，而系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，由于室外氣象條件等因素的變化，建筑物的熱負(fù)荷會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。因此，為了使熱源供熱量與用戶熱負(fù)荷的變化相適應(yīng)，需要對(duì)熱源的供回水溫度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)按需供熱，節(jié)約供熱能耗。

日前，熱計(jì)量中的通斷時(shí)間面積法中用于分?jǐn)傆?jì)算的主要依據(jù)為用戶采暖接通時(shí)間，沒有考慮采暖系統(tǒng)供水溫度及水力工況變化對(duì)熱量分?jǐn)偟闹苯佑绊?。然而個(gè)采暖用戶熱量計(jì)量的準(zhǔn)確性主要取決于供熱系統(tǒng)的運(yùn)行條件。目前通斷時(shí)間面積法根據(jù)各用戶在整個(gè)采暖期末的閥門總接通時(shí)間，在不考慮由于氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)引起的總供熱量時(shí)段性變化的情況下，一次性地對(duì)總供熱量進(jìn)行分?jǐn)?，忽略了相同用熱時(shí)長(zhǎng)在不同時(shí)段的不同供水溫度用戶用熱量差別性問題，從而在熱量分?jǐn)偵铣霈F(xiàn)不公平問題。另外，在某個(gè)計(jì)算分?jǐn)倳r(shí)段，只要有一戶或幾戶進(jìn)行通斷調(diào)節(jié)，立管流量一定發(fā)生變化，直接影響到用戶熱量，這種方法沒有考慮到供熱系統(tǒng)水力工況的改變對(duì)供熱量的影響，計(jì)量收費(fèi)有失公平公正。例如：一個(gè)垂直立管帶有11戶分戶采暖系統(tǒng)，某用戶的流量變化規(guī)律是關(guān)閉的用戶越多其流量變化越大，就是說(shuō)用戶的用熱量除了與開通時(shí)間有關(guān)，還與其流量大小有關(guān)，在相同的開通時(shí)間流量越大實(shí)際的耗熱量也越大，很顯然僅按通斷時(shí)間簡(jiǎn)單的分?jǐn)偀崃渴遣粔驕?zhǔn)確，必須充分考慮水力工況的改變。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于氣候補(bǔ)償?shù)耐〝鄷r(shí)間面積分?jǐn)偡椒巴〝嗍綗嵊?jì)量裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種基于氣候補(bǔ)償?shù)耐〝鄷r(shí)間面積分?jǐn)偡椒?，在供熱?jì)量規(guī)程分?jǐn)傊芷趦?nèi)如有用戶進(jìn)行通斷調(diào)節(jié)，進(jìn)行一次熱量的分?jǐn)?，以保證各時(shí)段內(nèi)的總供熱量不發(fā)生變化，熱分?jǐn)偰Ｊ綖橹芷谛苑謹(jǐn)偅灸├塾?jì)求和，即將整個(gè)采暖期劃分為若干個(gè)分?jǐn)傊芷冢诓膳灸?，通過將各個(gè)周期所分配的熱量值累計(jì)求和，獲得各用戶的總分配熱量值；

依據(jù)氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)模式下的時(shí)段劃分，以一個(gè)時(shí)段作為一個(gè)分?jǐn)傊芷?，該周期相?duì)應(yīng)時(shí)段結(jié)束后，分?jǐn)傄淮螛菞澰摃r(shí)段的總熱量，在這期間當(dāng)某個(gè)用戶關(guān)閉或開啟時(shí)，采集一次時(shí)間分?jǐn)傄淮螣崃浚床杉捶帧?/p>

進(jìn)一步的，各分?jǐn)傊芷趦?nèi)的分?jǐn)偰Ｊ较嗤?，以同一分?jǐn)傊芷跒槔嬖趦煞N情況：第一種情況：在同一個(gè)分?jǐn)傊芷趦?nèi)，所有用戶正常運(yùn)行，沒有發(fā)生通斷控制器閥門的調(diào)節(jié)；第二種情況：在同一個(gè)分?jǐn)傊芷趦?nèi)，用戶出現(xiàn)通斷控制器閥門關(guān)閉和/或開啟的調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步的，對(duì)于第一種情況建立熱量分?jǐn)倲?shù)學(xué)模型，根據(jù)氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)模式下的時(shí)段劃分情況預(yù)先設(shè)定一采集周期p，即依據(jù)補(bǔ)償時(shí)段，一個(gè)時(shí)段即為一個(gè)采集周期；每個(gè)時(shí)段結(jié)束后采集一次供熱數(shù)據(jù)，并將分?jǐn)傄淮慰偀崃勘淼臒崃?；在采集?shù)據(jù)時(shí)，給每次采集和分配編號(hào)為n，其中n取值為正整數(shù)，對(duì)于整個(gè)采暖季，采集周期確定以后，n也是確定的，對(duì)于第n次采集和分配，分配的熱量是第n-1次到第n次，即上一個(gè)采集周期內(nèi)的熱量，整個(gè)采暖季每戶n次分配的熱量累積值即為各用在戶整個(gè)采暖期的總熱量，以該值作為收費(fèi)依據(jù)；

①熱用戶i第n次分配中，即第在n-1到n次之間這段時(shí)間內(nèi)所分配的熱量：

式中，qi，n——熱用戶i第n次分配中的熱量，單位為kwh；

qz，n——第n次采集后總熱量表所記錄的熱量，單位為kwh；

qz，n-1——第n-1次采集后總熱量表所記錄的熱量，單位為kwh；

fi——用戶i的采暖面積，單位為m²；

τi——用戶i第n-1次采集到第n次這段采集周期，單位為h；

i——從第n-1次采集到第n次采集這段時(shí)間內(nèi)閥門開啟的熱用戶標(biāo)號(hào)；

n——熱量表分配的次數(shù)，n＝1，2，……p；

j——參與第n次熱分?jǐn)偟挠脩魯?shù)量j＝1，2，……l；

z——對(duì)應(yīng)用戶i的總熱量表標(biāo)號(hào)；

②熱用戶i在采暖期間累積分配熱量：

式中，qi，z——熱用戶i在采暖期間累積分配熱量，單位為kwh；

qi，n——熱用戶i第n次分配中的熱量，單位為kwh；

n——熱量表分配的次數(shù)，n＝1，2，……p。

進(jìn)一步的，對(duì)于第二種情況建立熱量分?jǐn)倲?shù)學(xué)模型，在一個(gè)采集周期內(nèi)，如有用戶發(fā)生通斷調(diào)節(jié)，系統(tǒng)也將會(huì)采集一次供熱數(shù)據(jù)，并分?jǐn)傄淮慰偀崃勘淼目偀崃?；即在采集周期p內(nèi)再設(shè)定一個(gè)采集周期q，q由熱用戶通斷閥門動(dòng)作的次數(shù)決定，給每次采集和分配編號(hào)為m，其中n取值為正整數(shù)；該采集周期從某用戶出現(xiàn)通斷調(diào)節(jié)開始，到某用戶再次出現(xiàn)通斷調(diào)節(jié)結(jié)束，且該采集周期q不能超過采集周期p；

①熱用戶i第m次分配后，即在第m-1到m次之間這段時(shí)間內(nèi)所分配的熱量：

式中，qi，m——熱用戶i第m次分配中的熱量，單位為kwh；

qz，m——第m次采集后總熱量表所記錄的熱量，單位為kwh；

qz，m-1——第m-1次采集后總熱量表所記錄的熱量，單位為kwh；

fi——用戶i的供暖面積，單位為m²；

i——從第m-1次采集到第m次采集這段時(shí)間內(nèi)閥門開啟的熱用戶標(biāo)號(hào)；

m——熱量表分配的次數(shù)，m＝1，2，……q；

j——參與第m次熱分?jǐn)偟挠脩魯?shù)量j＝1，2，……s；

z——對(duì)應(yīng)用戶i的總熱量表標(biāo)號(hào)；

②熱用戶i在一個(gè)采集周期p內(nèi)累積分配熱量：

式中，qi——熱用戶i在一個(gè)采集周期q內(nèi)累積分配熱量，單位為kwh；

qi，m——熱用戶i第m次分配中的熱量，單位為kwh；

m——熱量表分配的次數(shù)，m＝1，2，……q；

③熱用戶i在采暖期內(nèi)累積分配熱量：

式中，qi，z——熱用戶i在采暖期間累積分配熱量，單位為kwh；

qi，n——熱用戶i第n次分配中的熱量，單位為kwh；

n——熱量表分配的次數(shù)，n＝1，2，……p。

一種基于氣候補(bǔ)償?shù)耐〝嗍綗嵊?jì)量系統(tǒng)，包括室溫控制器、通斷控制器、樓棟熱量表、采集計(jì)算器以及數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)，此系統(tǒng)集調(diào)節(jié)與計(jì)量于一體，適用于共用立管按戶分環(huán)獨(dú)立式采暖系統(tǒng)形式。

進(jìn)一步的，所述室溫控制器安置在各戶的典型房間內(nèi)，是由溫度測(cè)量單元、運(yùn)算顯示單元和通信單元構(gòu)成的遙控裝置。主要用于設(shè)定和測(cè)量室內(nèi)溫度，并根據(jù)室內(nèi)測(cè)量溫度和設(shè)定溫度的比較結(jié)果，通過無(wú)線通信方式實(shí)現(xiàn)對(duì)通斷控制器的控制，同時(shí)接受采集計(jì)算器的通信，顯示用戶采暖狀態(tài)和采暖能耗。

進(jìn)一步的，所述通斷控制器安裝于共用管井中用戶入口的分支支路上，由控制器、執(zhí)行器和機(jī)械閥體組成，通過執(zhí)行器控制閥體執(zhí)行全通全斷動(dòng)作，對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)控，同時(shí)記錄閥門狀況及接通時(shí)間。

進(jìn)一步的，所述樓棟熱量表安裝于樓棟入口，由流量傳感器、計(jì)算器或積分儀、配對(duì)溫度傳感器和通信單元組成，承擔(dān)計(jì)量樓棟總采暖用熱量的任務(wù)，其計(jì)量值作為樓棟用戶的分?jǐn)偪傊档囊罁?jù)。

進(jìn)一步的，所述采集計(jì)算器設(shè)置在小區(qū)各單元中，用于接收來(lái)自通斷控制器和樓棟熱量表的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)對(duì)供暖過程的監(jiān)測(cè)和熱費(fèi)分?jǐn)?，是系統(tǒng)中的采暖數(shù)據(jù)集中處理中心；采集計(jì)算器可進(jìn)行即時(shí)通信，連接用戶末端室溫控制器與數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)平臺(tái)，向用戶傳輸采暖狀況的同時(shí)，還可以將數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)下發(fā)的命令轉(zhuǎn)發(fā)給通斷控制器，實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)直接監(jiān)控。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)是供熱人員對(duì)小區(qū)用戶供熱信息的管理平臺(tái)，該系統(tǒng)通過tcp/ip網(wǎng)絡(luò)通訊采集接收由采集計(jì)算器上報(bào)的用戶供熱數(shù)據(jù)，對(duì)熱用戶信息進(jìn)行錄入、存儲(chǔ)、查詢、管理的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)熱用戶供熱工況數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查詢、采集、存儲(chǔ)、顯示、管理功能，以便供熱維護(hù)人員對(duì)熱用戶現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行管理、控制、故障監(jiān)控。

本發(fā)明所取得的有益效果如下：

本發(fā)明考慮到供熱管網(wǎng)供回水溫度的改變及用戶的通斷調(diào)節(jié)對(duì)總供熱及熱量分?jǐn)偟挠绊?，提出在原?供熱計(jì)量規(guī)程)，分?jǐn)傊芷诎磁c求補(bǔ)償器調(diào)節(jié)周期一致，并且在每個(gè)分?jǐn)傊芷趦?nèi)如有用戶進(jìn)行通斷調(diào)節(jié)，即進(jìn)行一次熱量的分?jǐn)偡桨?，以保證各時(shí)段內(nèi)分?jǐn)偟臒崃扛咏鼘?shí)際。熱分?jǐn)偰Ｊ綖橹芷谛苑謹(jǐn)?，季末累?jì)求和，即將整個(gè)采暖期劃分為若干個(gè)分?jǐn)傊芷冢诓膳灸?，通過將各個(gè)周期所分配的熱量值累計(jì)求和，獲得各用戶的總分配熱量值。依據(jù)氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)模式下的時(shí)段劃分，以一個(gè)時(shí)段作為一個(gè)分?jǐn)傊芷?，該周期相?duì)應(yīng)時(shí)段結(jié)束后，分?jǐn)傄淮螛菞澰摃r(shí)段的總熱量。在這期間當(dāng)某個(gè)用戶關(guān)閉或開啟時(shí)，采集一次時(shí)間分?jǐn)傄淮螣崃?，因?yàn)橛捎脩舻拈_啟關(guān)閉都會(huì)影響到管網(wǎng)的水力工況，必須考慮流量變化對(duì)熱量分?jǐn)偟挠绊?，?shí)現(xiàn)即采即分?；跉夂蜓a(bǔ)償?shù)耐〝嗍綗嵊?jì)量系統(tǒng)是以室溫調(diào)控為核心，依據(jù)各用戶的采暖接通時(shí)間結(jié)合采暖面積，定周期實(shí)時(shí)對(duì)樓棟總熱量進(jìn)行分?jǐn)偟摹皹菞澯?jì)量，按戶分?jǐn)偂钡臒嵊?jì)量與調(diào)控技術(shù)產(chǎn)品。該系統(tǒng)通過安置在每戶典型房間內(nèi)的室溫控制器向通斷控制器發(fā)送動(dòng)作指令，對(duì)流入熱用戶采暖系統(tǒng)的熱媒流量進(jìn)行通\斷調(diào)節(jié)，控制送入房間的供熱量，從而實(shí)現(xiàn)室溫調(diào)控。熱計(jì)量系統(tǒng)的熱量分?jǐn)偰Ｊ揭罁?jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段確定，在各個(gè)周期結(jié)束后，按照各戶的采暖接通時(shí)間結(jié)合采暖面積對(duì)樓棟總熱量表的熱量進(jìn)行實(shí)時(shí)分?jǐn)?，并在采暖季末將各周期所分?jǐn)偀崃恐道塾?jì)求和，確定出各戶的總用熱量及應(yīng)繳納的熱費(fèi)。

基于氣候補(bǔ)償?shù)耐〝鄷r(shí)間面積法熱計(jì)量裝置，是對(duì)(供熱計(jì)量規(guī)程)中通斷時(shí)間面積法熱計(jì)量裝置的進(jìn)一步完善，該系統(tǒng)集調(diào)節(jié)與計(jì)量為一體，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)各戶室內(nèi)溫度的分別調(diào)節(jié)，又給出相對(duì)合理的熱量分?jǐn)偡椒āＴ撓到y(tǒng)的核心技術(shù)為依據(jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段確定熱量分?jǐn)偰Ｊ郊凹床杉捶值姆謹(jǐn)偰Ｊ?，通過采用定周期實(shí)時(shí)累計(jì)分?jǐn)偅鉀Q同時(shí)長(zhǎng)不同時(shí)段用熱差異性問題，其特點(diǎn)主要包括：定周期實(shí)時(shí)熱量分配。該系統(tǒng)依據(jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段確定分?jǐn)偰Ｊ?，通過采用定周期實(shí)時(shí)累積分?jǐn)偅瑢?duì)總熱量實(shí)施動(dòng)態(tài)分配，在算法方面使熱量分?jǐn)偢侠恚?jì)量相對(duì)公平公正，解決了供、回水溫度影響所造成的不同時(shí)段相同時(shí)間用熱差異性問題。針對(duì)通斷時(shí)間面積法所存在的相同用時(shí)長(zhǎng)不同用熱時(shí)段熱量分?jǐn)傉`差問題，提出了基于氣候補(bǔ)償?shù)男滦蜔岱謹(jǐn)偡桨福罁?jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段確定熱量的分?jǐn)偰Ｊ?，改一次性分?jǐn)偰Ｊ綖槎ㄖ芷趯?shí)時(shí)累計(jì)分?jǐn)偂?/p>

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明通斷式熱計(jì)量裝置的流程示意圖；

附圖2為本發(fā)明通斷時(shí)間面積法分配的日累計(jì)熱分?jǐn)傊蹬c室溫趨勢(shì)變化示意圖；

附圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的用戶各月累計(jì)熱量對(duì)比示意圖；

附圖4為本發(fā)明實(shí)施例一的各用戶不同時(shí)段熱量分?jǐn)偸疽鈭D；

附圖5為本發(fā)明實(shí)施例一依據(jù)通斷時(shí)間面積法與通斷時(shí)間面積法熱量分?jǐn)倢?duì)比示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說(shuō)明性的，決不作為對(duì)本申請(qǐng)及其應(yīng)用或使用的任何限制。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，部屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

一種基于氣候補(bǔ)償?shù)耐〝鄷r(shí)間面積分?jǐn)偡椒?，其特征在于：在供熱?jì)量規(guī)程分?jǐn)傊芷诘幕A(chǔ)上，如有用戶進(jìn)行通斷調(diào)節(jié)，即時(shí)進(jìn)行一次熱量的分?jǐn)偅员ＷC各時(shí)段內(nèi)水力工況改變時(shí)熱量分?jǐn)偟墓叫?。熱分?jǐn)偰Ｊ綖橹芷谛苑謹(jǐn)?，采暖季末累?jì)求和，獲得各用戶的總分配熱量值；

依據(jù)氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)模式下的時(shí)段劃分，以一個(gè)時(shí)段作為一個(gè)分?jǐn)傊芷?，該周期相?duì)應(yīng)時(shí)段結(jié)束后，分?jǐn)傄淮螛菞澰摃r(shí)段的總熱量，在這期間當(dāng)某個(gè)用戶關(guān)閉或開啟時(shí)，采集一次時(shí)間分?jǐn)傄淮螣崃?，即采即分?/p>

各分?jǐn)傊芷趦?nèi)的管網(wǎng)乃至每個(gè)用戶的供水溫度相同；某用戶關(guān)斷時(shí)剩余用戶流量會(huì)發(fā)生改變。兩者會(huì)影響用戶的熱量分?jǐn)?。以同一分?jǐn)傊芷跒槔嬖趦煞N情況：第一種情況：在同一個(gè)分?jǐn)傊芷趦?nèi)，所有用戶正常運(yùn)行，沒有發(fā)生通斷控制器閥門的調(diào)節(jié)；第二種情況：在同一個(gè)分?jǐn)傊芷趦?nèi)，用戶出現(xiàn)通斷控制器閥門關(guān)閉和/或開啟的調(diào)節(jié)。

對(duì)于第一種情況建立熱量分?jǐn)倲?shù)學(xué)模型，根據(jù)氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)模式下的時(shí)段劃分情況預(yù)先設(shè)定一采集周期p，即依據(jù)補(bǔ)償時(shí)段，一個(gè)時(shí)段即為一個(gè)采集周期；每個(gè)時(shí)段結(jié)束后采集一次供熱數(shù)據(jù)，并分?jǐn)傄淮慰偀崃勘淼臒崃浚辉诓杉瘮?shù)據(jù)時(shí)，給每次采集和分配編號(hào)為n，其中n取值為正整數(shù)，對(duì)于整個(gè)采暖季，采集周期確定以后，n也是確定的，對(duì)于第n次采集和分配，分配的熱量是第n-1次到第n次，即上一個(gè)采集周期內(nèi)的熱量，整個(gè)采暖季每戶n次分配的熱量累計(jì)值即為各用在戶整個(gè)采暖期的總熱量，以該值作為收費(fèi)依據(jù)；

①熱用戶i第n次分配中，即第在n-1到n次之間這段時(shí)間內(nèi)所分配的熱量：

式中，qi，n——熱用戶i第n次分配中的熱量，kwh；

qz，n——第n次采集后總熱量表所記錄的熱量，kwh；

qz，n-1——第n-1次采集后總熱量表所記錄的熱量，kwh；

fi——用戶i的采暖面積，m²；

τi——用戶i第n-1次采集到第n次這段采集周期，h；

i——從第n-1次采集到第n次采集這段時(shí)間內(nèi)閥門開啟的熱用戶標(biāo)號(hào)；

n——熱量表分配的次數(shù)，n＝1，2，……p；

j——參與第n次熱分?jǐn)偟挠脩魯?shù)量j＝1，2，……l；

z——對(duì)應(yīng)用戶i的總熱量表標(biāo)號(hào)；

②熱用戶i在采暖期間累積分配熱量：

式中，qi，z——熱用戶i在采暖期間累積分配熱量，kwh；

qi，n——熱用戶i第n次分配中的熱量，kwh；

n——熱量表分配的次數(shù)，n＝1，2，……p。

對(duì)于第二種情況建立熱量分?jǐn)倲?shù)學(xué)模型，在一個(gè)采集周期內(nèi)，如有用戶發(fā)生通斷調(diào)節(jié)，系統(tǒng)也將會(huì)采集一次供熱數(shù)據(jù)，并分?jǐn)傄淮慰偀崃勘淼目偀崃?；即在采集周期p內(nèi)再設(shè)定一個(gè)采集周期q，q由熱用戶通斷閥門動(dòng)作的次數(shù)決定，給每次采集和分配編號(hào)為m，其中n取值為正整數(shù)；該采集周期從某用戶出現(xiàn)通斷調(diào)節(jié)開始，到某用戶再次出現(xiàn)通斷調(diào)節(jié)結(jié)束，且該采集周期q不能超過采集周期p：

①熱用戶i第m次分配后，即在第m-1到m次之間這段時(shí)間內(nèi)所分配的熱量：

式中，qi，m——熱用戶i第m次分配中的熱量，單位為kwh；

qz，m——第m次采集后總熱量表所記錄的熱量，單位為kwh；

qz，m-1——第m-1次采集后總熱量表所記錄的熱量，單位為kwh；

fi——用戶i的供暖面積，單位為m²；

i——從第m-1次采集到第m次采集這段時(shí)間內(nèi)閥門開啟的熱用戶標(biāo)號(hào)；

m——熱量表分配的次數(shù)，m＝1，2，……q；

j——參與第m次熱分?jǐn)偟挠脩魯?shù)量j＝1，2，……s；

z——對(duì)應(yīng)用戶i的總熱量表標(biāo)號(hào)；

②熱用戶i在一個(gè)采集周期p內(nèi)累積分配熱量：

式中，qi——熱用戶i在一個(gè)采集周期q內(nèi)累積分配熱量，kwh；

qi，m——熱用戶i第m次分配中的熱量，kwh；

m——熱量表分配的次數(shù)，m＝1，2，……q；

③熱用戶i在采暖期內(nèi)累積分配熱量：

式中，qi，z——熱用戶i在采暖期間累積分配熱量，kwh；

qi，n——熱用戶i第n次分配中的熱量，kwh；

n——熱量表分配的次數(shù)，n＝1，2，……p。

一種基于氣候補(bǔ)償?shù)耐〝嗍綗嵊?jì)量裝置包括室溫控制器、通斷控制器、樓棟熱量表、氣候補(bǔ)償器、采集計(jì)算器以及數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)，此系統(tǒng)集調(diào)節(jié)與計(jì)量于一體，適用于共用立管按戶分環(huán)獨(dú)立式采暖系統(tǒng)。

所述室溫控制器安裝在各戶的典型房間內(nèi)，是由溫度測(cè)量單元、運(yùn)算顯示單元和通信單元構(gòu)成的遙控裝置。主要用于設(shè)定和測(cè)量室內(nèi)溫度，并根據(jù)室內(nèi)測(cè)量溫度和設(shè)定溫度的比較結(jié)果，通過無(wú)線通信方式實(shí)現(xiàn)對(duì)通斷控制器的控制，同時(shí)接受采集計(jì)算器的通信，顯示用戶采暖狀態(tài)和采暖能耗。

所述通斷控制器安裝于共用管井中用戶入口的分支支路上，由控制器、執(zhí)行器和機(jī)械閥體組成，通過執(zhí)行器控制閥體執(zhí)行全通全斷動(dòng)作，對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)控，同時(shí)記錄閥門狀況及接通時(shí)間。

所述樓棟熱量表安裝于樓棟入口，由流量傳感器、計(jì)算器或積分儀、配對(duì)溫度傳感器和通信單元組成，承擔(dān)計(jì)量樓棟總采暖用熱量的任務(wù)，其計(jì)量值作為樓棟用戶的分?jǐn)偪傊档囊罁?jù)。

所述氣候補(bǔ)償器安裝于換熱站內(nèi)，通過有線或無(wú)線方式傳輸氣候補(bǔ)償器的調(diào)節(jié)時(shí)段，也可把調(diào)節(jié)時(shí)段直接寫入計(jì)算單元。

所述采集計(jì)算器設(shè)置在小區(qū)各單元中，用于接收來(lái)自通斷控制器、樓棟熱量表和氣候補(bǔ)償器的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)對(duì)供暖過程的監(jiān)測(cè)和熱量分?jǐn)?，是系統(tǒng)中的采暖數(shù)據(jù)集中處理中心；采集計(jì)算器可進(jìn)行即時(shí)通信，連接用戶末端室溫控制器與數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)平臺(tái)，向用戶傳輸采暖狀況的同時(shí)，還可以將數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)下發(fā)的命令轉(zhuǎn)發(fā)給通斷控制器，實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)直接監(jiān)控。

所述數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)是供熱人員對(duì)小區(qū)用戶供熱信息的管理平臺(tái)，該系統(tǒng)通過tcp/ip網(wǎng)絡(luò)通訊采集接收由采集計(jì)算器上報(bào)的用戶供熱數(shù)據(jù)，對(duì)熱用戶信息進(jìn)行錄入、存儲(chǔ)、查詢、管理的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)熱用戶供熱工況數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查詢、采集、存儲(chǔ)、顯示、管理功能，以便供熱維護(hù)人員對(duì)熱用戶現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行管理、控制、故障監(jiān)控。

實(shí)施例一：

示范工程位于邯鄲雅士名邸小區(qū)，總建筑面積為32777.69平方米。小區(qū)樓為6層建筑，共有9棟樓，每棟樓有兩個(gè)單元，各單元均為一梯兩戶式格局，共計(jì)274戶，每戶建筑面積均為110平方米。該小區(qū)采暖系統(tǒng)由熱電廠直接供給熱水，經(jīng)院內(nèi)換熱站水-水換熱后的熱水通過二次管網(wǎng)入戶供暖，換熱站安裝氣候補(bǔ)償器，二次網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)基本維持供水45--56℃回水35--45℃左右。

小區(qū)原有系統(tǒng)為通斷時(shí)間面積法熱計(jì)量系統(tǒng)，為了驗(yàn)證新型通斷時(shí)間面法熱計(jì)量裝置的公平性、合理性和較原有系統(tǒng)的優(yōu)越性，采暖季開始前對(duì)其中1、2兩個(gè)單元的24個(gè)用戶進(jìn)行了改造，安裝基于氣候補(bǔ)償?shù)耐〝鄷r(shí)間面積法熱計(jì)量裝置。通斷時(shí)間面法熱計(jì)量系統(tǒng)中，每個(gè)單元為一個(gè)熱力入口，熱力入口管道由地下進(jìn)入樓梯間，供回立管為下供下回式，采暖系統(tǒng)為共用立管的分戶獨(dú)立系統(tǒng)，室內(nèi)采用單管水平串聯(lián)順序式的連接方式。熱入口裝有總熱量表，可讀取累計(jì)熱量、當(dāng)前供回水溫度、當(dāng)前流量等參數(shù)，各用戶入口加裝末端通斷調(diào)節(jié)裝置。

(1)分戶配置

各用戶的代表房間內(nèi)安裝室溫控制器，每戶供暖用戶支管上安裝通斷控制器。

(2)樓棟配置

每一單元熱力入口安裝熱量表，樓道內(nèi)安裝采集計(jì)算器。熱量表與通斷控制器和采集計(jì)算器相連，熱量值經(jīng)采集計(jì)算器分?jǐn)偵蟼鹘o各熱用戶。

(3)遠(yuǎn)傳設(shè)備配置

建立了遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)通過gprs信息通訊連接采集計(jì)算器，可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)每棟供熱的即時(shí)數(shù)據(jù)如熱量、流量、進(jìn)/回水溫度，也可監(jiān)測(cè)每戶的閥門狀態(tài)、室溫并反饋累計(jì)采暖費(fèi)用，必要時(shí)可對(duì)欠費(fèi)住戶實(shí)施關(guān)閥。整個(gè)采暖及采集記錄以下數(shù)據(jù)：室溫設(shè)定值、室溫實(shí)測(cè)值、室外溫度、入戶供、回水溫度、電動(dòng)通斷控制閥狀態(tài)、用戶閥門接通時(shí)間、總熱量表熱量等。

數(shù)據(jù)采集頻率由氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)模式確定，根據(jù)其一天內(nèi)的[0，4]，[5，9]，[10，12]，[13，17]，[18，19]，[20，23]六個(gè)時(shí)間段的劃分，預(yù)先設(shè)定4時(shí)、9時(shí)、12時(shí)、17時(shí)、19時(shí)、23時(shí)這6個(gè)采集時(shí)間點(diǎn)，并且在此之間如果用戶通斷閥有接通或斷開的動(dòng)作，也要進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)采用實(shí)時(shí)分配的模式，即采即分。每一次采集過程中，通斷控制器接收來(lái)自室溫控制器的數(shù)據(jù)，并將用戶各項(xiàng)供暖數(shù)據(jù)送至采集計(jì)算器，采集計(jì)算器結(jié)合熱量表的數(shù)值按照設(shè)定的程序?qū)崃窟M(jìn)行實(shí)時(shí)分配，分配后的熱量數(shù)據(jù)會(huì)通過通信鏈路傳遞給室溫控制器供用戶查詢，同時(shí)以數(shù)據(jù)報(bào)表形式通過數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)顯示并保存。

暖對(duì)季室溫與日累計(jì)熱分?jǐn)傊底兓闆r進(jìn)行分析：

供暖期各用戶根據(jù)需求設(shè)定相應(yīng)的室內(nèi)溫度，深寒期(1月15日至2月15日)室溫設(shè)定值相對(duì)較高，其平均值約為21℃，初寒(11月15日至12月15日)和末寒(次年2月16日至3月15日)期設(shè)定值相對(duì)較低，平均值約為18℃，整個(gè)采暖期用戶室內(nèi)溫度平均控制在18℃-22℃。圖5-2為102用戶在2012年11月1日至2013年3月15日，如附圖2所示，采用新型通斷時(shí)間面積法分配的日累計(jì)熱分?jǐn)傊蹬c室溫趨勢(shì)變化示意圖。通過分析圖2可以得到以下結(jié)論：

(1)整個(gè)采暖期間用戶室溫變化較為平穩(wěn)，雖然用戶實(shí)測(cè)室溫隨用戶設(shè)定溫度值的變化而上下波動(dòng)，但均可控制在設(shè)定溫度的精度±0.2℃范圍之內(nèi)，室溫控制效果良好，滿足用戶用用熱調(diào)節(jié)的要求。說(shuō)明通斷式熱計(jì)量系統(tǒng)根據(jù)其氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)模式，調(diào)節(jié)用熱量，保證了室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。

(2)整個(gè)采暖期間用戶日累計(jì)熱分?jǐn)傊档淖兓厔?shì)與用戶用熱需求相吻合，初寒、末寒時(shí)段熱分?jǐn)傊灯停簧詈畷r(shí)段熱分?jǐn)傊灯?，滿足按需供熱的要求。

如附圖3和4所示，分別給出了1、2兩個(gè)單元24個(gè)用戶在2012-013整個(gè)采暖季各月的熱量分?jǐn)偳闆r和在初寒、深寒、末寒期的熱量分?jǐn)偳闆r。

通過對(duì)比分析圖3、4可知：

(1)位置差異對(duì)用戶熱量分?jǐn)偹斐傻挠绊戄^小，各用戶在相同時(shí)段的熱量值相差不大。

(2)各用戶在不同時(shí)段的熱量分?jǐn)傊捣掀錈嶝?fù)荷隨室外溫度的的變化規(guī)律且差異很大。

在圖3中，比較各用戶的月累計(jì)熱量分?jǐn)傊悼芍?2月、1月與2月熱分?jǐn)傊递^多，11月與3月熱量分?jǐn)傊递^少，且熱量最大值出現(xiàn)在深寒期的1月，最小值出現(xiàn)在末寒期的3月。以2單元用戶102為例，在整個(gè)采暖季中，11月與3月采暖天數(shù)最少，分別為16天與15天，累計(jì)熱量分?jǐn)傊灯?，最低值出現(xiàn)在3月份為1095kw，其日平均分?jǐn)偀崃繛?3kw。12月、1月采暖天數(shù)為31天，累計(jì)熱量分?jǐn)傊递^大，最高值出現(xiàn)在1月為4050kw，日平均分?jǐn)偀崃繛?35kw，最大月1月日均熱量值約為最小月3月的1.8倍。

由圖4可知，各用戶深寒期熱量值均值為7239kw，約為初寒和深寒期熱量值的3.5倍。因此，對(duì)用戶熱量進(jìn)行分時(shí)段劃分有利于提高熱量分?jǐn)偟臏?zhǔn)確性和公平性，從而保證新型熱分?jǐn)偡椒ǖ目茖W(xué)性與合理性。

與通斷時(shí)間面積法熱分?jǐn)偡治鰧?duì)比，采暖季結(jié)束后，采集各用戶的供熱數(shù)據(jù)，依據(jù)通斷時(shí)間面積法對(duì)其進(jìn)行分析處理并與新型分?jǐn)偡椒ㄋ脭?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比如圖5。

如圖5所示，圖中熱分?jǐn)偡椒ㄒ粸橥〝鄷r(shí)間面積法，熱分?jǐn)偡椒ǘ榛跉夂蜓a(bǔ)償調(diào)節(jié)模式下的新型熱分?jǐn)偡椒?。多?shù)用戶在整個(gè)采暖期通斷閥門處于長(zhǎng)期接通狀態(tài)，關(guān)閉通斷閥的總天數(shù)僅僅約為1-2天，而1-201、1-501、2-301、2-302用戶由于個(gè)人外出情況出現(xiàn)了短暫的停暖，其中1-201與1-501用戶接通時(shí)間相近，2-301與2-302接通時(shí)間相同。

選取2-301與2-302用戶的熱分?jǐn)偳闆r說(shuō)明兩種方法的差異。2-301用戶和2-302用戶分別在2月18日-3月5日(末寒期)和1月23日-12月7日(深寒期)停暖16天，兩者的采暖總接通時(shí)間相同。采用方法一兩戶所分?jǐn)偟臒崃恐迪嗟?，而采用方法二，前者所分?jǐn)偀崃恐当群笳叨喑?26kw。顯然，深寒期的熱負(fù)荷遠(yuǎn)大于初、末寒的熱負(fù)荷。2-301用戶的實(shí)際耗熱量應(yīng)遠(yuǎn)高于的在深寒期停暖16天的2-302用戶耗熱量，2-302用戶采暖熱費(fèi)應(yīng)相對(duì)較少。對(duì)比兩種方法，方法一中2-301用戶和2-302用戶由于供暖時(shí)數(shù)相同所繳納的熱費(fèi)相同，這對(duì)2-302用戶是不公平的，方法二號(hào)慮到了不同時(shí)段熱量差異的影響，更具有公平性。

用戶在初、末寒與深寒期相同的接通時(shí)間內(nèi)，耗熱量存在很大的差異，通斷時(shí)間面積法由于依據(jù)用戶累積接通時(shí)間和采暖面積進(jìn)行熱量分配，無(wú)法反映這一差異，而新型熱分?jǐn)偡椒ǜ鶕?jù)總熱量變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分?jǐn)偅浞挚紤]到不同時(shí)段供熱量差異的影響，顯然更加公平、合理。

綜上所述，利用新型通斷斷時(shí)間面積法進(jìn)行熱量分配，各用戶所分配熱量與用戶耗熱量即室外溫度變化基本一致，解決了相同時(shí)間，不同時(shí)段熱量分?jǐn)偛町愋詥栴}，其熱量分配公平、合理，符合“相同面積用戶，在相同舒適度的條件下，繳納相同熱費(fèi)”的原則。以邯鄲某示范小區(qū)中的兩個(gè)單元用戶為研究對(duì)象，采集實(shí)際工程測(cè)試后的數(shù)據(jù)，經(jīng)過對(duì)比分析得出，采用基于氣候補(bǔ)償?shù)男滦蜔岱謹(jǐn)偧夹g(shù)，各用戶所分配熱量與用戶需熱量即室外溫度變化基本一致，解決了相同時(shí)間，不同時(shí)段熱量分?jǐn)偛町愋詥栴}，其熱量分配公平、合理，符合“相同面積用戶，在相同舒適度的條件下，繳納相同熱費(fèi)”的原則。驗(yàn)證新系統(tǒng)較原系統(tǒng)更具有公平性、合理性，為通斷時(shí)間面積法的改進(jìn)提供了一條思路。

本發(fā)明提出了基于氣候補(bǔ)償?shù)男滦蜔岱謹(jǐn)偡桨?，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)研究出與之相配套的基于氣候補(bǔ)償?shù)耐〝鄷r(shí)間面積法熱計(jì)量裝置。該熱計(jì)量技術(shù)依據(jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段確定熱量的分?jǐn)偰Ｊ剑囊淮涡苑謹(jǐn)偰Ｊ綖槎ㄖ芷趯?shí)時(shí)累計(jì)分?jǐn)?。通過將整個(gè)采暖期劃分為若干個(gè)分?jǐn)傊芷?，?duì)總熱量實(shí)施動(dòng)態(tài)分配，在算法方面使熱量分?jǐn)偢侠?，?jì)量相對(duì)公平公正，解決了供、回水溫度影響所造成的不同時(shí)段相同時(shí)間用熱差異性問題。工程實(shí)踐表明，采用基于氣候補(bǔ)償?shù)男滦蜔岱謹(jǐn)偧夹g(shù)，各用戶所分配熱量與用戶需熱量即室外溫度變化基本一致，解決了相同時(shí)間，不同時(shí)段熱量分?jǐn)偛町愋詥栴}，其熱量分配公平、合理，符合“相同面積用戶，在相同舒適度的條件下，繳納相同熱費(fèi)”的原則。

本發(fā)明考慮到用戶的通斷調(diào)節(jié)對(duì)總供熱量的影響，提出在原有(供熱計(jì)量規(guī)程)分?jǐn)傊芷趦?nèi)如有用戶進(jìn)行通斷調(diào)節(jié)，進(jìn)行一次熱量的分?jǐn)偟姆桨?，以保證各時(shí)段內(nèi)的總供熱量不發(fā)生變化。熱分?jǐn)偰Ｊ綖橹芷谛苑謹(jǐn)?，季末累?jì)求和，即將整個(gè)采暖期劃分為若干個(gè)分?jǐn)傊芷?，在采暖季末，通過將各個(gè)周期所分配的熱量值累計(jì)求和，獲得各用戶的總分配熱量值。依據(jù)氣候補(bǔ)償調(diào)節(jié)模式下的時(shí)段劃分，以一個(gè)時(shí)段作為一個(gè)分?jǐn)傊芷冢撝芷谙鄬?duì)應(yīng)時(shí)段結(jié)束后，分?jǐn)傄淮螛菞澰摃r(shí)段的總熱量。在這期間當(dāng)某個(gè)用戶關(guān)閉或開啟時(shí)，采集一次時(shí)間分?jǐn)傄淮螣崃?，因?yàn)橛捎脩舻拈_啟關(guān)閉都會(huì)影響到管網(wǎng)的水力工況，必須考慮流量變化對(duì)熱量分?jǐn)偟挠绊?，?shí)現(xiàn)即采即分?；跉夂蜓a(bǔ)償?shù)耐〝嗍綗嵊?jì)量系統(tǒng)是以室溫調(diào)控為核心，依據(jù)各用戶的采暖接通時(shí)間結(jié)合采暖面積，定周期實(shí)時(shí)對(duì)樓棟總熱量進(jìn)行分?jǐn)偟摹皹菞澯?jì)量，按戶分?jǐn)偂钡臒嵊?jì)量與調(diào)控技術(shù)產(chǎn)品。該系統(tǒng)通過安置在每戶典型房間內(nèi)的室溫控制器向通斷控制器發(fā)送動(dòng)作指令，對(duì)流入熱用戶采暖系統(tǒng)的熱媒流量進(jìn)行通\斷調(diào)節(jié)，控制送入房間的供熱量，從而實(shí)現(xiàn)室溫調(diào)控。熱計(jì)量系統(tǒng)的熱量分?jǐn)偰Ｊ揭罁?jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段確定，在各個(gè)周期結(jié)束后，按照各戶的采暖接通時(shí)間結(jié)合采暖面積對(duì)樓棟總熱量表的熱量進(jìn)行實(shí)時(shí)分?jǐn)偅⒃诓膳灸⒏髦芷谒謹(jǐn)偀崃恐道塾?jì)求和，確定出各戶的總用熱量及應(yīng)繳納的熱費(fèi)。

基于氣候補(bǔ)償?shù)耐〝鄷r(shí)間面積法熱計(jì)量系統(tǒng)是對(duì)目前通斷時(shí)間面積法熱計(jì)量系統(tǒng)的進(jìn)一步完善，該系統(tǒng)集調(diào)節(jié)與計(jì)量為一體，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)各戶室內(nèi)溫度的分別調(diào)節(jié)，又給出相對(duì)合理的熱量分?jǐn)偡椒?。該系統(tǒng)的核心技術(shù)為依據(jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段確定熱量分?jǐn)偰Ｊ郊凹床杉捶值姆謹(jǐn)偰Ｊ?，通過采用定周期實(shí)時(shí)累計(jì)分?jǐn)?，解決同時(shí)長(zhǎng)不同時(shí)段用熱差異性問題，其特點(diǎn)主要包括：定周期實(shí)時(shí)熱量分配。該系統(tǒng)依據(jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段確定分?jǐn)偰Ｊ?，通過采用定周期實(shí)時(shí)累積分?jǐn)偅瑢?duì)總熱量實(shí)施動(dòng)態(tài)分配，在算法方面使熱量分?jǐn)偢侠?，?jì)量相對(duì)公平公正，解決了供、回水溫度影響所造成的不同時(shí)段相同時(shí)間用熱差異性問題。針對(duì)通斷時(shí)間面積法所存在的相同用時(shí)長(zhǎng)不同用熱時(shí)段熱量分?jǐn)傉`差問題，提出了基于氣候補(bǔ)償?shù)男滦蜔岱謹(jǐn)偡桨?，依?jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段確定熱量的分?jǐn)偰Ｊ?，改一次性分?jǐn)偰Ｊ綖橹芷趯?shí)時(shí)累計(jì)分?jǐn)偂?/p>

以上所述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而并非本發(fā)明可行實(shí)施的窮舉。對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下對(duì)其所作出的任何顯而易見的改動(dòng)，都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。