供热节能系统方案

　　当前，能源问题已经受到世界各国广泛的关注，不但关系到人们的正常生产和生活，更关系到国家的安定和富强。集中供热作为解决集中采暖问题的一项重要措施，在我国已得到了广泛的应用和发展。但是我国集中供热分户计量、按量收费现状不容乐观，与经济体制的改革和国家的节能政策不相适应。由于我国现行的供热收费体制是按面积收费，所以抑制了供热节能的实现，同时造成了热费收缴困难等问题。目前，随着对供热节能研究的深入，热计量与温度控制已经成为当前我国暖通行业关注与研究的热点。

　　一、温控采暖计费阀设计依据

　　温控采暖计费阀是基于行业标准《通断时间面积法热计量装置技术条件》(JG/T 379-2012),在我公司多项专利技术的基础上研发的。其技术原理是：以每户的供暖系统有效通水时间为依据，分摊建筑的总供热量。其具体方法是：对于按户分环的水平式供暖系统，在楼栋入口安装一块楼栋热量表，计量楼栋总供热量，在各户的分支支路上安装温控采暖计费阀，对该用户的循环热水进行通断控制来实现该户的室温调节，同时在各户的代表房间(一般为客厅)里放置室温控制器，用于用户开关控制、设定温度和测量室内温度。根据设定温度和室内温度计算开停比，确定开关指令并传输给时间通断阀，时间通断阀根据开关指令控制通断，以开启时间调节送入室内热量，同时记录和统计各户供水温度达到“有效”要求的开启时间，按照各户的“有效”累计开启时间结合供暖面积分摊整栋建筑的热量及热费。

　　二、温控采暖计费阀功能

　　温控采暖计费阀是基于接通时间分摊法原理而开发的产品，它由时间通断阀和室温控制器两部分组成，为用户行为节能与热量分摊计量提供了一种先进、实用的技术手段，根据需求设计有以下几种功能：

　　(1)基于“通断时间面积法”实现集中供热的分户计量，一户一阀;

　　(2)按用户设置温度自动开关阀，实现室内温度的恒定和节能;

　　(3)采暖阀自带供水温度检测，实现有效果计费;

　　(4)显示终端可以显示室内温度、设定温度、供水温度、阀的开关状态、用户面积、单价、用量、费用、余额、万年历等;

　　(5)数据自动累计、掉电保存，存储时间长达20年;

　　(6)可采用IC卡预付费管理及欠费禁用功能;

　　(7)采用RS485工业总线，故障自动退出专利技术和防雷保护;

　　(8)阀位自动检测、故障或窃能自动报警;

　　(9)可远程进行采暖阀的开关管理和设置定时段管理模式;

　　三、温控采暖计费阀特点

　　(1)适用性：完全取代热量表，适合既有、新建、住宅、办公、等各种单户成环的水平采暖系统，尤其对地板辐射采暖系统更具优势，计量准确，可实现温度调控，造价低。

　　(2)实用性： 可同时实现室内温度调控和热费分摊计量，不用加装温控阀、不用入户测量用户散热器散热系数。系统安装简便，只需要在用户户外楼梯间的管道井里安装阀体，同时户内安装室内温控器。

　　(3)调节性：室内温控器采用数字液晶显示室内温度以及设定温度，同时根据室温控制器内的智能温控算法，可将室内温度调控到设定温度的±0.5度以内。

　　(4)可靠性：设备运行稳定，使用寿命长，维护成本低。没有像热量表一样因为水质问题导致仪表读数越来越小(测温热电偶、流量计结垢等)，并且得定期检定、拆装等问题。

　　(5)防盗热性：系统防盗热性高。不会像热量表或热分配器等计量方式可通过调整测温探头或人为降低设备环境温度等方法作弊盗热。

　　(6)合理性：温控采暖计费阀遵循“有效果”计费原则，只计量供热管网供水温度达到设计要求情况下的采暖时间，避免了供热情况不达标的现象，公平合理。

　　(7)收费方式衍生于原按居住面积收费方式，用户易于按受，管理部门也便于管理。使用面积和时间为计费方法，有效地解决了目前采暖收费标准的问题。

　　(8)可采用IC卡预付费。用户只要按供热采暖面积预付费用购买一定的时间，就可按自己的意愿使用供热采暖。

　　四、温控采暖计费阀创新点

　　温控采暖计费阀在计费方式和控制管理功能上有较突出的创新，主要表现在以下几个方面：

　　(1)实现“有效果”计费

　　设在阀体上的温度检测装置实时检测暖气管道中水的温度，当温度高于T0(有效温度)时处于允许计费状态，当温度低于T0时处于禁止计费状态，从而实现采暖达到有效果的情况下开始计费。有利于用户与供热单位的和谐，避免了室内温度达不到规定的温度交费而造成的矛盾。此技术已授权国家发明专利(ZL200710141425.4)。

　　(2)创新计费方式，实现以“平方/小时”作为基本收费单位的计费方法

　　在传统按面积收费的基础上，提出了一种新的比较合理、切实可行的采暖计量计费方法。沿用了传统按面积收费的基本概念，将其衍生为按“平方/小时”作为基本收费单位，突破传统按面积收费、吃大锅饭的弊端，实现了分户采暖的“按需计费”，也无需进行热量分摊。可以节约家庭开支，有利于提高用户的节约能源和环保意识，具有长远的社会综合效益。此方法已授权国家发明专利(ZL200710141425.4)。

　　(3)实现“一户一卡、IC卡预付费”

　　同一用户内，可采用一个IC卡阀门进行控制计费。用户可根据使用需要向IC卡中充值，作为预付费，根据采用的计量计费方法来计算用户使用的热量和费用，自动从预付费中进行扣除金额，如果用户欠费即预付费为0，将对用户的温控采暖计费阀进行禁用，用户将无法手动开启阀门。此方法已授权国家发明专利(ZL200710141425.4)。

　　(4)基于半双功通讯控制发明专利技术

　　半双工通讯是指通讯双方在同一时刻只能进行接收或发送中的一种工作方式，半双工通讯可以采用多种通讯技术标准，如RS485接口，CAN总线等技术。此技术主要解决半双工通讯的固有问题，因某个网络节点出现问题而长期占用总线，从而导致了整个网络瘫痪。以此技术解决了在本项目网络通讯过程中故障节点自动退出的难题，提高网络稳定性。此技术已经授权发明专利，《半双工通讯收发控制方法及装置》专利号ZL200710141425.4。

　　(5)实现自动分时段采暖控制

　　每户室内安装有室温控制器，温控器采用数字液晶显示屏，用户可以通过显示屏来设定采暖时段，当时间处于设定的采暖时段内，温控采暖计费阀自动处于采暖使用状态;当时间不处于设定的采暖时段内，温控采暖计费阀自动处于停止采暖状态。

　　五、温控采暖计费阀解决的问题

　　(1)解决了既有采暖系统节能改造三个关键性难题

　　① 政策节能：既有采暖系统的节能改造，需要政府部门制定相应的政策进行推动。本项目提供的计费方式无需政府部门出台新的收费标准，仍可沿用既有按面积收费的计费标准。

　　② 行为节能：本项目采用技术手段和经济扛杆促进行为节能。就是依靠人的行为主动或被动地管理自己的能源消费。一方面需要通过宣传教育提高人的节能意识，另一方面需要把节能效果和消费者的利益结合起来，做到节能和节约家庭开支。

　　③ 技术节能：就是研究、开发、推广使用节能技术和产品，同时给能源消费者提供有效的能源消费管理手段。

　　(2)解决了热能防盗问题

　　系统加入了防盗报警功能，不会像热量表或热分配器等计量方式可通过调整测温探头或人为降低设备环境温度等方法作弊盗热。

　　(3)解决了传统计量受水质影响的问题

　　温控采暖计费阀采用了定时开启的功能，避免了堵塞问题，不受水质影响，从根本上解决了热量表不适合我国供暖系统水质问题。不仅简化了分户计量之后的复杂管理，还解决了由于流量计的不适应而带来的计量偏差过大矛盾。

　　(4)解决自行关闭或开启问题

　　每只阀均可以由用户根据自己的需要自行关闭或开启，只有在允许计费状态 (有效温度) 下用户开启阀门才计费，禁止计费状态或关闭阀门时不再减少用户充入的使用金额。

　　六、温控采暖计费阀应用示例

　　郑州市东区的集中供热面积收费单价是0.19元/m²天(合5.70元/ m²月、22.80元/ m²采暖季)，某家庭的采暖面积为125 m²，那么他一个采暖季的缴费总额为2850元。

　　如采用温控采暖计费阀进行计量收费，不需要另行出台供热计量收费文件，直接根据建设部《民用建筑供热计量管理办法》建城[2008]106号之规定，固定费用按30%计算，计量费用按70%计算。

　　即该家庭125 m²采暖面积的固定费用=0.19元/m²天×30%×120天×125 m²=855元/采暖季(基本单价=0.19元/m²天×120天×30%=6.84元/ m²采暖季。)

　　该家庭125 m²采暖面积的时间计量单价为(0.19元/m²天×70%÷24h/天)×125 m²=0.69元/h(注：单位面积小时单价=0.19元/m²天×70%÷24h/天=0.0055元/ m²h;)，该户的用量收费总额=温控采暖计费阀计量的开启时间t×0.69元/h。

　　七、温控采暖计费阀产生的社会综合效益

　　(1)温控采暖计费阀无需针对即有采暖系统改造制定新的收费标准。

　　(2)可以实现分户采暖的“按需使用、按量计费”，用户可根据需求开启采暖的阀门，不仅可以节约家庭开支，避免不必要的能源浪费，同时也提高了用户的节约能源和环保意识。

　　(3)实现一户一卡，给用户提供了根据自己需要选择热能消费的方法，使节能与用户家庭节约支出相关联，促进用户的行为节能，克服了传统按面积收费、吃大锅饭的弊端，能够推动我国建筑节能的发展，具有长远的社会综合效益。

　　(4)可与房间温控器配合使用，按设定温度自动运行，在保持房间温度适宜的情况下自动控制，实现最大限度的节能。

　　总上所述，温控采暖计费阀沿用传统按面积收费的基本概念并将其衍生为“平方米/小时”作为计量单价，突破传统按面积收费、吃大锅饭的弊端，是“通断时间面积法”的基础性发明专利，已入选行业标准，并进行系统应用“有效果”计时计费的改进，得到建设主管部门的大力支持和推广，替代传统热量表填补国内空白，对推动产业升级换代和行业技术进步具有很大的促进作用。