[发明专利]基于节点质量和能量平衡理论的分户热计量方法和装置

摘要

本发明涉及集中供热计量收费领域，为针对分户热计量供暖系统的主要形式——按户分环的室内供暖系统，开发计量准确且成本较低的新型供热计量方法和装置，推动供热计量技术在不同经济水平地区的发展。为此，本发明采取的技术方案是，基于节点质量和能量平衡理论的分户热计量方法和装置，结构为检测元件包括楼栋热力入口回水总管安装的热计量表、每个用户水平分环供回水干管的供水温度和回水温度传感器、回水总立管各管段的温度传感器；楼栋数据处理器包括通信接口、输入通道、输出通道、中央处理器和存储器；区域数据采集系统。本发明主要应用于集中供热计量场合。

主权项

一种基于节点质量和能量平衡理论的分户热计量方法，其特征是，基于节点质量和能量平衡理论的分户热计量方法：利用节点质量平衡和能量平衡原理，采集总立管各管段回水温度tLH(i)、各用户供水温度tYG(i)、各用户回水温度tYH(i)以及楼栋热量表计量的瞬时流量G和热量值Q，按照由底层到顶层的顺序顺次计算出各个用户的实时流量GY(i)，进而根据实时监测的用户供回水温度计算出用户的实时热量，实现分户热计量，具体计算方法为：已知热量表计量的瞬时流量G，第一层用户瞬时回水温度tYH(1)，热力入口至一层用户之间回水立管瞬时温度tLH(1)、一层用户和二层用户之间回水立管瞬时温度tLH(2)，根据节点质量和能量平衡原理，利用公式(1)和(2)联立，计算出一层用户的瞬时流量GY(1)、一层用户和二层用户之间回水立管瞬时流量GL(2)；同理，根据上述计算方法，利用公式(3)和(4)联立，计算出任意用户瞬时流量GY(i)：G＝GL(2)+GY(1)                             (1)cGtLH(1)＝cGL(2)tLH(2)+cGY(1)tYH(1)                (2)式中，c为水的质量比热；G为楼栋热量表计量的瞬时流量；GY(1)为一层用户瞬时流量；tLH(1)为楼栋热力入口至一层用户之间回水立管瞬时温度；GL(2)为一层用户和二层用户之间回水立管瞬时流量；tYH(1)为一层用户瞬时回水温度；GL(i)＝GL(i+1)+GY(i)                            (3)cGL(i)tLH(i)＝cGL(i+1)tLH(i+1)+cGY(i)tYH(i)              (4)式中，GL(i)为第i‑1层用户和第i层用户之间回水立管瞬时流量；GL(i+1)为第i层用户和第i+1层用户之间回水立管瞬时流量；GY(i)为第i层用户瞬时流量；tLH(i)为第i‑1层用户和第i层用户之间回水立管温度；tLH(i+1)为第i层用户和第i+1层用户之间回水立管温度；tYH(i)为第i层用户回水温度；根据计算的第i层用户瞬时流量GY(i)，以及监测的各第i层用户供水温度tYG(i)和回水温度tYH(i)，利用公式(5)，计算出相应用户的瞬时热量QY(i)，根据公式(6)，计算出各用户的累计热量QYL(i)：QY(i)＝cGY(i)(tYG(i)‑tYH(i))                       (5)式中，QY(i)为第i层用户瞬时热量；tYG(i)为第i层用户瞬时供水温度；QYL(i)=Σ1T/ΔTQY(i)ΔT---(6)]]>式中，ΔT为采样周期；T为热量累计时间。