采暖系统用户用热计量及远程监控系统技术方案

采暖系统用户用热计量及远程监控系统涉及一种对单管或双管采暖系统用户用热实施计量和远程监控的系统，由多个温度传感器和流量传感器以及监控器组成。温度传感器和流量传感器分别采集的水温数据和水流量数据以无线通信方式发送至监控器；监控器接收到水温数据和水流量数据后按预先设置的程序分别计算出采暖系统中各散热器的散热量，关闭或开通散热器的指令也以无线通信方式发送至相关的温度传感器并控制相关的控制阀关断或开启。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种安装在以水为载热体的集中供热采暖系统中用于对用户用热实施计量及远程控制的系统。在集中供热采暖系统中，采暖用户实际用热量的计量和收费一直是困扰广大用户和供热商的棘手难题。由于缺乏有效的计量手段，采暖用户的实际用热量很难准确计量，供热取暖费的收取也缺乏科学的依据。在我国北方的采暖地区，长期沿用按用户采暖面积计收采暖费的办法，该办法不但不能准确反映用户的实际热量，供热商对采暖用户的用热也没有行之有效的监控手段，实在是一种既不合理又不科学的办法，很有必要加以改变。为了准确计量采暖用户的实际用热量，近年来陆续出现了一些不同的计量器具和计量方法。方法之一是利用热量表直接测量散热器的进出水温差和水流量并计算出散热器的散热量(即用户用热量)，由天津市赛源智能控制有限公司开发的IC卡热量表即是此类热量表。对于目前普遍采用的集中供热采暖系统来说，每一个散热器都必须安装一个这样的热量表，其安装的复杂性和高昂的费用都是各方面难以接受的。方法之二是在散热器表面安装所谓热分配表，并利用液体蒸发量来计算采暖用户的实际用热量。这种方法看似简单，造价也不算很高，但其缺点也是显而易见的，它不能实时计量和显示用热量，而必须等采暖期结束以后才能算总账，而且每个采暖期都必须更换蒸发液，累计运行费用并不比热量表方式低。总而言之，上述两种方法虽然可以比较准确地计量采暖用户的实际用热量，但都还存在着造价高或运行费用高等问题，而且供热商对采暖用户用热的监控、特别是远程监控的问题仍然未能解决。本专利技术的目的即在于获得一种采暖系统用户用热计量及远程监控系统，以便对集中供热系统用户实际用热量实施准确的计量并对用户用热实施有效的远程监控。为了实现上述目的，本专利技术在采暖系统各散热器的进水管路和出水管路的适当部位安装多个温度传感器和流量传感器以及可由温度传感器控制关断或开启的控制阀，并在采暖监控中心设置一级或多级监控器。各温度传感器所采集的水温数据和各流量传感器采集的水流量数据分别由各温度传感器和流量传感器按预先设置的程序处理后，以无线通信的方式发送至监控器；监控器接收到发自各温度传感器的水温数据和发自各流量传感器的水流量数据后，按预先设置的程序分别计算出各散热器的散热量(即用户用热量)；监控器按预先设置的程序发出的关闭或开通某散热器的监控指令也以无线通信的方式发送至相关的温度传感器，并由温度传感器控制相关的控制阀关断或开启。以下结合具体实施例对本专利技术采暖系统用户用热计量及远程监控系统的技术特征作进一步的详细说明。附附图说明图1为单管采暖系统用户用热计量及远程监控系统图；附图2为双管采暖系统用户用热计量及远程监控系统图；附图3为温度传感器框图；附图4为流量传感器框图；附图5为监控器框图；附图6为测温管式热水流量计的结构示意图；附图7为具有随动温控功能的两通控制阀的结构示意图；附图8、9为具有随动温控功能的两通控制阀阀杆、支架和杠杆配合关系的正视图和侧视图；附图10为其有随动温控功能的三通控制阀的结构示意图。以水为载热体的集中供热采暖系统大致可以分为两类，即单管采暖系统和双管采暖系统。在这两种采暖系统中，散热器的安装方式各不相同，本专利技术中的温度传感器、流量传感器和控制阀的安装位置也有所区别。在单管采暖系统中(参见图1)，各散热器S(包括跨越管K)都是串联在同一进水立管中的，上游散热器的出水管路即为下游散热器的进水管路，在本专利技术单管采暖系统用户用热计量及远程监控系统中，温度传感器T分别安装在单管采暖系统各散热器S(包括跨越管K)的进水管路和出水管路中，上游散热器出水管路温度传感器可以作为下游散热器进水管路温度传感器。流量传感器F则安装在单管采暖系统的进水立管或出水立管中，且每个单管采暖系统只需要安装一个流量传感器。控制阀可以采用两通控制阀V2，也可以采用三通控制阀V3；两通控制阀V2安装在单管采暖系统各散热器S(不包括跨越管K)的进水管路中，而三通控制阀则安装在单管采暖系统各散热器S和跨越管K的进水管路中。在双管采暖系统中(参见图2)，各散热器S的进水管路并联于同一进水立管上，各散热器S的出水管路则并联于同一回水立管上。在本专利技术双管采暖系统用户用热计量及远程监控系统中，温度传感器T分别安装在双管采暖系统各散热器S的进水管路和回水管路中，而各散热器S进水管路温度传感器可由安装在双管采暖系统进水立管中的一个温度传感器代替。流量传感器F则安装在双管采暖系统各散热器S的进水管路中或出水管路中；控制阀则只能采用两通控制阀V2并与相关的温度传感器一起安装在双管采暖系统各散热器S的出水管路中。本专利技术中的温度传感器T(参见图3)由微处理器、温度采集器、无线通信模块、外围电路和电源组成，所采集的水温数据由微处理器按预先设置的程序处理后以无线通信的方式发送至监控器M；其中的温度采集器可采用多种型式，如测温电阻、热电偶等。本专利技术中的流量传感器F(参见图4)由微处理器、流量采集器，无线通信模块、外围电路和电源组成，所采集的水流量数据由微处理器按预先设置的程序处理后以无线通信的方式发送至监控器M；其中的流量采集器也可以采取多种型式，例如采用所谓测温管式热水流量计。参考图6，测温管式热水流量计的主体测温管1为内径、壁厚和导热系统均已标定的圆管，其两端带有管接头2并可通过管接头2安装在散热器的进水管路中或出水管路中，其内壁、外壁和中央处分别设置有内壁测温点3、外壁测温点4和中央测温点5。测温管式热水流量计测量热水流量的原理如下根据传热学理论，测温管内壁与外壁的导热量为q＝2λ(tw2-tw1)/(D-d)其中λ为测温管材的导热系数，D和d分别为测温管的外径和内径，tw1和tw2分别为测温管外壁温度和内壁温度；根据传热学理论，测温管内流体与管壁间的对流换热量为q＝α(tf-tw1)其中α为对流换热系数，tf为测温管内流体温度；稳定传热时，上述两个q应该相等，从而可求出对流换热系数α；另外有，Nu＝α·d/λf＝0.023Re0.8·Pr0.4，其中Nu称为努谢尔特准数，Re为雷诺数，Pr为普朗特常数，λf为管内流体导热系数；由此可求出雷诺数Re；又，测温管内流体的流速为V＝Re·νf/d，其中νf是流体的运动粘滞系数；于是，可求得测温管内流体的体积流量为m=π4·d2·V]]>显然，只要利用测温管式热水流量计分别测出管外壁温度tw1、管内壁温度tw2和管内热水温度tf，并利用已知的测温管内径d、外径D和导热系数λ以及热水的导热系数λf和运动粘滞系数νf等参数，即可测得热水的体积流量。本专利技术中的监控器(参见图5)由微处理器、键盘、显示器、无线通信模块、有线通信模块、外围电路和电源组成；所接收的发自各温度传感器的水温数据和发自各流量传感器的水流量数据由微处理器按预先设置的程序分别计算出各散热器的散热量(即用户用热量)并储存在微处理器中或以有线通信方式发送至上一级监控器，储存在微处理器中或上一级监控器中的用户用热量可随时调出并通过显示器加以显示；由微处理器按预先设置的程序(例如用户预缴的采暖费用尽时或用户续缴了采暖费后)所发出的关闭或开通某散热器的监控指令也以无线通信的方式发送至相关的温度传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单管采暖系统用户用热计量及远程监控系统，其特征在于由多个温度传感器和流量传感器以及监控器组成；所述各温度传感器由微处理器、温度采集器、无线通信模块、外围电路和电源组成并分别安装在单管采暖系统各散热器（包括跨越管）的进水管路和出水管路中，所采集的水温数据由微处理器按预先设置的程序处理后以无线通信的方式发送至监控器；所述流量传感器由微处理器、流量采集器、无线通信模块、外围电路和电源组成并安装在单管采暖系统的进水立管中或出水立管中，所采集的水流量数据由微处理器按预先设置的程序处理后以无线通信的方式发送至监控器；所述监控器由微处理器、键盘、显示器、无线通信模块、有线通信模块、外围电路和电源组成，所接收的发自各温度传感器的水温数据和发自流量传感器的水流量数据由微处理器按预先设置的程序分别计算出各散热器的散热量并储存在微处理器中或以有线通信方式发送至上一级监控器，由微处理器按预先设置的程序所发出的关闭或开通某散热器的监控指令也以无线通信的方式发送至安装在该散热器进水管路中的温度传感器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左晔，孙学良，于志夫，汪健生，牛瑞明，王秉明，李维升，刘玉城，
申请(专利权)人：天津市赛恩电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]