[发明专利]用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量系统及方法

摘要

一种用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量系统及方法，室内温度控制器安装于用户室内，室内温度控制器通过无线与智能控制阀通信，智能控制阀通过有线方式与楼栋数据管理器连接；楼栋数据管理器通过移动通信网络传送数据到智慧城市供暖云技术平台，楼栋数据管理器利用接收的室内温度、设定温度等参数对计量楼栋耗热的热量表上传的热量数据进行热量分摊计算，并把接收的数据和分摊结果通过移动通讯网路传送到智慧城市供暖云技术平台。同时接收平台下发运行管理命令，通过智能控制阀控制室温。真正实现住户可通过WEB、客户端、手机实时参与、按需供热的“物联网+供暖”的智慧城市供暖模式。

主权项

1.一种用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量方法，该方法基于用于智慧城市供暖的温度控制面积法热计量系统实现，该系统包括室内温度控制终端，控制供热的智能控制阀、计量楼栋耗热的热量表、楼栋数据管理器和智慧城市供暖平台；所述的室内温度控制终端内包括：温度检测模块，用于检测室内的实时温度；设定模块，用于设定目标温度或工作模式；网络模块，用于通过网络连接所述的智能控制阀，使该终端与智能控制阀双向通讯；显示屏，用于显示用热量、室内实时温度、目标温度，工作模式；所述的智能控制阀，安装于每户采暖主管道或每房间采暖分支主管道上，包括：电动阀门，用于根据室内温度控制终端发来的控制信号来控制管道内流量，从而控制每户或每间房的供热量；智能控制模块，用于接收室内温度控制终端发来的室内数据和控制信号，同时负责向楼栋数据管理器上传室内数据，同时还用于向室内温度控制终端下传数据管理器发来的平台数据；所述的热量表安装在楼栋供热主管线上，包括：电子热量表，用于计量整栋楼的热量数据；网络模块，用于将电子热量表的计量数据上传至楼栋数据管理器；所述的楼栋数据管理器包括：分摊计算模块，用于根据室内数据和热量数据进行分摊计算，形成每户或每个房间的用热量分摊数据；网络模块，一方面用于接收室内温度控制终端发来的室内数据，热量表发来的热量数据，另一方面用于接收平台通过网络发来的平台数据，并将平台数据转发给室内温度控制终端，同时还将用热量分摊数据上报至平台；所述的智慧城市供暖平台，包括：用户信息管理模块，用于管理住户、物业公司、供热公司、供热管理部门的用户的信息；收费管理模块，用于核算住户的费用，并通过网络或者短信通知住户；设备管理模块，用于管理不同住户的室内温度控制终端、热量表、楼栋数据管理器；该系统的智慧城市供暖平台，还包括网络访问端口，用于让住户、物业公司、供热公司、供热管理部门查询访问，并通过该端口操控室内温度控制终端，从而实现供暖的远程控制；该方法包括如下步骤，计量分摊分为标定分摊阶段、正常分摊阶段；1)标定分摊阶段，内容包括建筑物平均传热系数的标定、温度面积法分摊热量、认定采暖季不保证住户；①本阶段主要是标定建筑物平均传热系数，标定过程中通过系统统一设定住户房间的标定目标温度为18℃，不允许住户修改设定温度，确保标定的统一性、准确性，待达到标定目标温度的住户大于总住户数量的95％，开始计算建筑物平均传热系数，建筑物平均传热系数λjl＝Qj,m/S/(18‐Tw,m)；λjl分摊周期m建筑物平均传热系数；Qj,m第m分摊周期建筑物计量热量；S建筑面积；Tw,m分摊周期m室外温度；Tni,m分摊周期m第i户室内温度；Tsi,m分摊周期m第i户设定温度；△ti,m分摊周期m第i户设定温度与室内温度差；△ti,m＝Tsi,m‐Tni,m连续标定10次，标定期结束，取其平均值为整定的最终建筑物平均传热系数λjl；②标定期间分摊方法：第i户第m分摊周期分摊热量Qi,m＝Qj,m*ηi,m；第i户第m分摊周期分摊热量系数ηi,m＝Si*(Tni,m‐Tw,m)/∑Si*(Tni,m‐Tw,m)；③标定期间无法保证达到设定温度的，需进行检查、维修，经供暖管理单位检查、维修仍达不到设定温度的住户，确定为采暖季不保证住户；此类住户整个采暖季采用温度面积法分摊，不再进行修正；2)正常分摊阶段内容：包括住户供暖状态及开窗状态的组合分类、住户状态认定、温度控制面积法分摊计算；①供暖状态、开窗状态组合分类实际运行中，住户根据自己的需求随时可调设定温度，由于设定温度的变化，供暖状态可能处于节能降温、舒适升温、稳态三种供暖状态；住户对外窗的操作行为，可分为开启外窗、未开启外窗两种状态；供暖状态、开窗状态组合分类表②住户状态认定，情况ⅰ：如果Tsi,m‐Tsi,m‐1＜‐1℃，且Tsi,m≤Tni,m‐1，或Tsi,m‐Tsi,m‐1≥1℃，Tsi,m≤Tni,m‐1，进入室温开始降低阶段，定为节能降温用户A类用户；当Tni,m‐Tni,m‐1≥‐0.5℃时，该住户为节能降温，未开启外窗，定义为AⅡ状态；当Tni,m‐Tni,m‐1＜‐0.5℃时，该住户为节能降温，但开启外窗可能性很大，初步认定为开窗用户，定为AⅠ状态；情况ⅱ：如果Tsi,m‐Tsi,m‐1≥1℃，且Tsi,m≥Tni,m‐1，或Tsi,m‐Tsi,m‐1＜‐1℃，Tsi,m≥Tni,m‐1，进行室温温升状态，定性为B类用户；当Tni,m‐Tni,m‐1＜0.2℃时，该住户为节能，开启外窗可能性很大，定为BⅠ状态；当Tni,m‐Tni,m‐1≥0.2℃时，该住户为节能，窗户未开，定义为BⅡ状态；情况ⅲ(状态的转化)：如果‑0.5℃≤Tsi,m‐Tsi,m‐1≤0.5℃时，第m‐1周期用户为A或B或D状态；对于A类：当‐0.5℃≤Tni,m‐Tni,m‐1≤‐0.2℃时，则为未开窗用户，AⅡ状态不变，AⅠ状态转变为AⅡ；当‐0.2℃＜Tni,m‐Tni,m‐1≤0.2℃时，则为稳态状态，AⅠ状态转变为DⅠ，AⅡ转为DⅡ状态；当Tni,m‐Tni,m‐1＜‐0.5℃时，开启外窗可能性很大，初步认定为开窗用户；AⅡ转为AⅠ状态，AⅠ状态不变；对于BⅡ类：当Tni,m‐Tni,m‐1＜‐0.2℃时，开启外窗可能性很大，BⅡ转为BⅠ状态；当Tni,m‐Tni,m‐1＞0.2℃时，未开启外窗用户，BⅡ状态不变；当‐0.2℃≤Tni,m‐Tni,m‐1≤0.2℃时，进入稳态，BⅡ转为DⅡ状态；对于BⅠ类：当0.2℃≤Tni,m‐Tni,m‐1，外窗关闭，BⅠ转为BⅡ状态；当Tni,m‐Tni,m‐1＜0.2℃时，BⅠ状态不变；对于DⅡ类：当‐0.2℃≤Tni,m‐Tni,m‐1时，DⅡ状态不变；当Tni,m‐Tni,m‐1＜‐0.2℃时，为开启外窗用户，DⅡ转为DⅠ；对于DⅠ类：当‐0.2℃≤Tni,m‐Tni,m‐1时，为关闭外窗用户，DⅠ转为DⅡ；当Tni,m‐Tni,m‐1＜‐0.2℃时，DⅠ状态不变；③温度控制面积分摊计算，按照不同的运行状态住户分类，并按照△ti,m＝Tsi,m‐Tni,m由大到小排序；对于未开窗Ⅱ类用户其分摊方法为：Ⅱ类用户第i户第m分摊周期结算热量Q(Ⅱ)js_i,m＝(Tni,m‐Tw,m)*λjl*Si；所有Ⅱ类用户第m分摊周期分摊热量之和Q(Ⅱ)js，m，Q(Ⅱ)js，m＝∑Q(Ⅱ)js_i,m；所有Ⅰ类用户第m分摊周期分摊热量之和Q(Ⅰ)js,m，Q(Ⅰ)js，m＝∑Q(Ⅰ)js_i,m；Qjs,m＝Q(Ⅰ)js,m+Q(Ⅱ)js，m；对于开启外窗Ⅰ类住户，按照由大到小进行偏差排序，按照顺序进行修正值计算；开启外窗Ⅰ类住户，分摊周期结算热量Q(Ⅰ)js_i,m；Ⅰ类住户，第i户第m分摊周期结算热量Q(Ⅰ)js_i,m＝Q(Ⅱ)js，m*﹠i,m；Ⅰ类住户，第i户第m分摊周期分修正分摊热量系数﹠i,m；Ⅰ类住户开窗扰动温差△tr(Ⅰ)i,m对于AⅠ类用户△tr(Ⅰ)i,m＝－(Tni,m‐Tni,m‐1)－0.5；对于BⅠ类用户△tr(Ⅰ)i,m＝Tni,m‐Tni,m‐1)－0.2；对于DⅠ类用户△tr(Ⅰ)i,m＝－(Tni,m‐Tni,m‐1)－0.2；﹠i,m＝Si*△tr(Ⅰ)i,m/∑Si*△tr(Ⅰ)i,m。