1、1群表多功能时间面积法技术简介社会背景。据权威部门统计，我国的建筑能耗占总能耗的 25%，是发达国家的 3倍，每年浪费的能源价值 3 个三峡工程，潜力巨大。从 2000 年开始，国家陆续出台政策和规划，要求加大建筑节能力度，外墙保温和热计量首当其冲。尤其是四部委关于进一步推进供热计量改革工作的意见（建城201014 号） 文件，把这热计量工作推到了风口浪尖，无法逆转的境地，这是背水一战的打法，只能向前走，无法向后退。 文曰“各地新建建筑，含棚户区改造等工程，必须安装供热计量和温度调控装置，达到建筑节能强制性标准和计量收费要求。 ”面对历史的机遇，将有勇立潮头者，亦将有消失的浪花。技术背景：目前
2、的热计量技术主要存在以下几种方式。1.热量表法。在建筑物入口处设一块总表做贸易结算，楼内每户设置户表做热量分配，依据户表的读数和规则对结算表的数据分摊。其优点是对用户用热形式和设施限制少，数据包含的信息量大，能够比较客观地反映用户的用热情况，无论何种形式的能耗变化均会被转变成用热量的增减，方便用户，有利于行为节能，规则透明，令人信任。其缺点是系统复杂，设备投资大，尤其是其中的流量计，后期的维护工作量大，占用的安装空间也大对我国的住房市场，尤其是中小户型，从经济性而言无法支撑户表的使用。2.热分配表法。在建筑物入口设一块总表做贸易结算表，户内每组散热器上安装一个热分配表；根据热分配表的读数对总表
3、的数据进行分摊。其优点是安装所需场地较小，没有维护量大的流量计，使用简单，缺点是只能测量散热器（暖气片）的耗热，无法测量其他方式的（如用采暖系统加热的2热水器）耗热，规则的透明度差，同时其数据采集系统在室内，容易受到人为的干扰；另一方面，它设计时假设用户温度为某一值，散热器为某型号，未必符合用户的实际状况，因此其误差可能很大。因其规则不透明掩盖了实际的误差。3.流量温度法。在热力入口设置一块总表做贸易结算表，在每户的入口采用一个自力式流量调节阀取代了流量计，通过测量供回水温度和设置流量调节阀的流量进行热量分摊，采用一个三通阀调节室温，实现了测量与调节一体，因为没有流量计，维护工作量较小。缺点：
4、硬件原理上等同热表，却没有采用热表的算法和规则，同时对用户的用热过程进行干预，规则复杂（因为干预过程）而不透明，同时也因为分配涉及用热过程，所以对用户限制多，亲和力差。4.通断时间面积法。在入口采用一块总表做贸易结算，在各用户入口设置一个开关阀对室温进行调节，记录通断的时间，再根据用户的面积对总表的热量进行分摊。其优点是用最小的投资和维护工作量同时实现了计量和调节，规则透明简单，其缺点是它的规则是在定性的基础上建立的，有时误差很大，因为它有一系列的假设前提，所以实际的工作条件要求较高（否则误差很大） 。5、室内温度法。通过测量室内温度来分摊热量，结构简单，规则合理，但是因为无法解决使用过程中的
5、博弈问题（作弊）和行为问题（如开窗导致温度降低，耗热增加，无法激励行为节能）而难以使用。上述的种种方法实际上都从中透漏了这样一个事实：它们都企图甩掉流量计，因为它实在是太麻烦了；但另一方面又透出了一个无奈的事实：其中前三种方法实际上或等效上是有流量计的，因为没有流量计就无法实现热量计量，而没有热量计量就无法激励行为节能这正是社会要实施热计量的3根本目的。如果大家都自愿自觉的节能，还要兴师动众的搞什么热计量呢，但那只是如果而已。热计量换成大众语言是什么？正常耗热，按标准付费（可以理解为现在的面积收费） ，多耗热量自理，节约热量归己。请注意，说的是热量，而非其他。本技术提供了一种多功能分户热计量分
6、配管理装置及计量方法，能够用较少的流量计实现分户的时间计量，流量计量，热量计量；同时测量与调节、管理、系统调试融为一体，可以监测系统自身是否正常，可以帮助调节系统的热力平衡，甚至是热力企业最为头疼的问题系统失水，包括人为的放水和系统的泄漏，最大限度地保护用户的投资。它可以称为“群表管网量化管理技术”因为它着眼于管网的能量平衡；也可以称为“多功能时间面积法”，因为它最低层面上除了可以实现时间面积法的功能外，还可以根据不同的配置和需要，实现到户的量化管理和计量，在甩掉了每户的流量表的前提下，实现了按户的流量和热量计量。基本原理：本系统的基本构架是水平双管系统，以单元为单位，每个用户一个开关阀门，该
7、阀门的开关时间在调节用户室温的同时配合系统另设的几个测量仪表，实现了全组热用户（十几户到几十户）的流量测量。能够实现这一点是因为用户的参数具有相对的稳定性，测得用户的参数和入口的压力，就可以计算出用户的流量。也可以认为每户的开关阀起到了流量计的作用：当阀门开通时，其流量由入口压力和用户参数决定；当阀门关闭时，流量为零。重要的是这个流量计不需要标定，大大减少了需要维护的流量计的数量，空间占用、一次投资、后期维护工作都将大大减少，同时因为有了每户的流量，当然也可以像其他的热表那样实现热量计量了。本技术的优点1、最大限度的节省安装空间，实现按户热量计量。热量计量包含了最丰富的用户信息，是实现公平分摊
8、的最佳手段，但是因为有传统流量计的存在，设备安装的空间要求高，维护难度大。安装空间虽然看起来不是问题，4但实际上是实施中的最大问题，且不说城市动辄上万的房价，一平米的空间占用意味着什么，既有的建筑，有的根本就没有空间来安装过多的设备，热计量无法实现。有的建筑，即使能够勉强安装，但因为空间狭小，维护极其不便，哪个业主能够接受，解决的根本途径在于不降低功能，最大限度地减少设备，本技术发明的目的之一就是如此，目前还没有听说哪一种技术用开关阀实现了分户的流量和热量计量。2、最大限度地减少后期维护。热量计量难度之大之复杂是造成中国热计量进展迟缓的一个重要原因。中国的国情是什么？是人口众多，人均住房面积较
9、小，热费在收入中占比很高；这对热计量系统的经济性提出了极其苛刻的要求，照搬国外的模式肯定是不行的。很简单，200 平米的房子节约的热费足以使得国外的一户仪表模式看起来是经济的，因为所节约的费用足以超过表计的全部费用；而几十平米的房子显然是不行的，必须在系统的设计阶段就解决这个问题。怎么解决？本技术在设计时主要考虑了两种方法，一个是减少需要维护的工作量，用开关阀取代流量计就是如此，流量计又怕脏污，又怕气泡，又要直管段，又要定期拆下来清洗标定；而开关阀不怕脏污，不怕气泡，不需要标定清洗；另一个方法就是考虑尽量减少上台标定的需求，用一致性标定代替上台标定。何为一致性标定？就是在系统工作的若干台仪表互
10、相标定，从中选出偏离平均值的个别仪表，对其他的个体，仍给予信任。在仪表数较少时，可籍此发现问题，减少系统的故障运行时间。实际上，这些户表是用于分摊，如果有一个相同方向的误差是完全可以接受的，不会影响分摊结果。对于温度的一致性标定可以在供热初始或结束后进行：系统停止投热，但依旧循环，此时，供回水温差很小，且有规律分布，不符合规律者即应拆下台检，压力亦是如此，这样便大大降低了维护使用成本使得系统从技术经济上是合理的。3、系统设计决定了本技术在应用上具有极大的伸缩性，可以分期投资分期受益；立即投资，马上受益。最低系统：每个单元一个开关阀，调解到单元，同样采用开关时间调节分配能量，达到管网的能量平衡，
11、实现均衡供5热；每户安装开关阀，可以实现调节到户，平衡到户， （时间面积法）测量到户；增加检测仪表和网络，实现失水监测，流量测量到户；增加供回水温度测量和积算，热量测量到户。分阶段投资，立即受益的特点使得本技术具有极大的竞争优势。投资的伸缩性有效地规避了政策风险，使用户的投资效益最大化；同时也使得技术的实施方从底层实施之日起就获得了远期的合同，可以根据政策的要求升级系统，实现多赢。本技术分步实施受益简表层级 状态投资升级项目 受益项目一 单元开关阀门 热力平衡到单元，省热省电二控制权和调节权均在系统 户前开关阀门热力平衡到户，解决冷山死角问题三网络（M-bus总线）时间面积法分摊,用户自主调温
12、四检测仪表(本技术基本框架)流量计量到户，失水监测，可以按时间或流量分摊热量五控制权在系统调节权在用户供回水温度测量，积算仪热量计量到户，实现普通户表的全部功能，并兼具调节能力上表中第一、第二两项的实现就是对不同的阀门设置一个不同的最大导通比，据热源较近的阀门（热用户）导通比较小；同理，用热条件较差的用户（冷山等）设置一个较大的导通比，从而实现了系统的热平衡。特别应该指出的是，既有建筑热计量改造需要许多非技术条件，此时，可以应用本系统的独立模式，分阶段投资，分阶段受益，这是其他系统所没有的优势。当系统热量不足需要调度热量时，由于调节阀（开关阀）是系统的一部分，可以按系统的要求进行调度，进行应急
13、管理；同时可以在发现系统严重6失水时关闭所在建筑，使系统不再失水。保证系统运行，最大限度减少相应的损失。4、迄今为止，尚没有一种得到普遍认同的热量分摊方法，而热费在人们收入中占比较大的现实，使得人们格外关注公平。在这种情况下作为技术和设备的提供商我们应该做什么？有两点最重要：1、先实现节能效益，再考虑如何分摊；2、能够适应多种分摊方式，以便在社会做出选择时能够适应。本技术具有这两项优势，第一点不再赘述，第二点，本技术具有足够的信息可以适应多种分摊方式：时间（时间面积法） ，热量（户用热量表法） ，流量，室温，回水温度或者前述方式的组合，具有其他方式所无法比拟的优势。系统中有多个仪表可以互相校验，可以及时发现问题，大大提升了系统的可靠性。用户阀门的开关会互相影响，系统的波动也会影响每个用户的流量和热量，这正是本技术所要解决的。本技术的边界：本技术只包括管道工艺的连接设计、规范、算法，开关阀的功能设计，不包括相应的电路等的设计，相应的硬件设计应由受让方完成。
