测量采暖热用户间瞬时流量比例关系的方法

摘要

本发明公开了一种一种测量采暖热用户间瞬时流量比例关系的方法，涉及一种采暖用热量的计量方法。包括下列步骤：首先测量待测热用户供水温度t供和回水温度t回，以及测量待测热用户所在建筑物室外温度tW；并根据所述待测热用户供水温度t供和回水温度和t回计算出平均水温t平均；然后确定各热用户的供暖建筑面积F，以及各热用户供热面积热指标q；最后通过如下公式获得待测热用户的瞬时流量比例系数：。本发明的测量方法采用通过易于获得的用户供水温度、回水温度和室外温度数据来计算出用户之间的流量比例数据，提高了热能测量的可实施性，且测量结果准确、误差小。

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体热量计量方法，特别是涉及一种测量采暖热用户间瞬时流量比例关系的方法。 

背景技术

在我国的北方地区，冬季采暖问题在生活中一直都占有重要的地位，往往成为人们关注的焦点。现在，随着供热市场化地推进，供热管理的矛盾日益突出，这其中涉及到技术方案是否适合应用实施，系统是否能够持续稳定的运行，以及管理部门的能源管理工作是否能够及时有效等等诸多方面。 

我国供暖系统存在着系统庞大，一个供热区域内所带的用户数量非常多，且运行水质也较差。由于供热系统水质不好，导致供热系统中流量计无法适应水质的要求的问题，机械式流量计容易发生堵塞、损坏等现象，而超声波流量计的价格又相对较高，不适合我国目前的国情。因此热用户的流量测量一直是供热计量所面临的一道难题，同时也为能源管理带来了巨大的障碍。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种简单易行的测量采暖热用户瞬时流量比例关系的方法，从而为热量测量和能源管理等提供了有效且低成 本的解决办法。 

所述技术方案如下： 

本发明的一种测量采暖热用户间瞬时流量比例关系的方法，具体包括下列步骤： 

步骤A：测量各待测热用户供水温度t_供和回水温度t_回，以及测量各待测热用户所在建筑物的室外温度t_w；并根据所述各待测热用户供水温度t_供和回水温度t_回计算出平均水温t_平均； 

步骤B：确定各待测热用户的供暖建筑面积F，以及各待测热用户供热面积热指标q； 

步骤C：通过如下公式获得待测热用户的瞬时流量比例系数： 

式中： 

t_w   ----热用户所在建筑物的室外温度； 

t_供  ----热用户供水温度； 

t_回  ----热用户回水温度； 

t_平均----热用户供水温度与热用户回水温度的平均水温； 

q    ----热用户供热面积热指标； 

F    ----热用户的供暖建筑面积； 

β   ----热用户的瞬时流量比例系数。 

本发明的测量采暖热用户间瞬时流量比例关系的方法，在所述步骤A 中，待测热用户供水温度t_供和回水温度t_回通过安装在每户的温度采集装置获得。 

本发明的测量采暖热用户间瞬时流量比例关系的方法，在所述步骤A中，建筑物室外温度t_w通过在待测热用户所在建筑物外安装温度采集装置获得。 

本发明的方法基于热用户室内供暖系统中供水温度、回水温度以及热用户所在建筑物室外温度来计算热用户之间流量比例。它将易于在实际环境中测量的供水温度、回水温度以及室外温度引入流量比例计算中，使得测量更加简便易行，计算结果更加科学、合理。 

本发明提供的技术方案的有益效果是： 

1、本发明测量采暖热用户间瞬时流量比例关系的方法为分户供热的热计量提供了更加有效的流量比例获取方法。 

基于用户的供水温度和回水温度数据以及流量比例数据来计算热用户热量分摊热能值时，需要用到热用户之间的流量比例系数。本发明所是提供一种流量比例获得的计算方法，大大降低了原来流量比例需要工程直接测量的实施难度，通过易于获得的用户供水温度、回水温度和室外温度数据来计算出用户之间的流量比例数据，从而使得热能计算更加易于实施，这对于我国分户热计量改造具有重大的推进意义。 

2、采用本发明计算采暖热用户间瞬时流量比例关系的方法可以获得各个热用户的瞬时流量数据。 

本方法可获得的是热用户采暖过程中热用户之间的流量比例关系。通过热用户间的流量比例，再集合楼宇总表测出的楼宇流量值，便可以获得各个热用户的瞬时流量数据，为供热平衡管理提供一种更加有效的流量数 据获取办法。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。 

根据热力学理论，在热量动态平衡的条件下，热介质的散热量等于热介质传到室内空气的热量等于室内空气传到室外空气的热量。即：在供热负荷计算和设备选型过程中，存在以下等式： 

建筑基本耗热量Q为： 

Q＝CG(t_供-t_回)＝k₁F₁(t_平均-t_n)＝k₂F₂(t_n-t_w)＝qF 

参照《使用供热空调设计手册第二版(上册)》可以获取上式中的参数定义及数值如下表： 

  含义   符号   单位   热负荷(围护物的基本耗热量)   Q   J/s   散热器的传热系数   k₁  J/(m²*℃*s)     围护物的传热系数   k₂  J/(m²*℃*s)     供热室外计算温度   t_w  ℃   室内空气计算温度   t_n  ℃   供水温度   t_供  ℃   回水温度   t_回  ℃   平均水温   t_平均  ℃   散热器的面积   F₁  m²  围护物的散热面积   F₂  m²  流量   G   kg/s 

  水的比热   C   J/(mg*℃)   供热面积热指标(每平米热负荷)   q   W/m²  建筑面积   F   m²

通过以上的四个等式可以推导出如下等式： 

其中， 

$k_2{F}_2=\frac{\mathrm{qF}}{t_n-t_w}$

设： 

k₁F₁＝mqF 

k₂F₂＝nqF 

上式中m和n为某常数 

那么 

令 

$\alpha =\frac{\mathrm{mn}}{(m+n)}$

则 

其中C为水的比热，是常数，α是与设计参数相关的量，对于同一个建筑α是相等的。 

流量比例系数为： 

对于一户用户的瞬时流量为 

该建筑物内该用户的流量比例为： 

通过上述推导，即可获得待测热用户的瞬时流量占全部热用户的瞬时总流量比例的计算公式，同时还可以通过计算获得用户的瞬时流量。解决了工程现场流量比例不易测量的技术难题。 

利用上述方法具体进行采暖热用户间瞬时流量比例关系的步骤如下： 

A、测量待测热用户供水温度t_供和回水温度t_回，以及测量待测热用户所在建筑物室外温度t_w。待测热用户供水温度t_供和回水温度t_回可以通过 安装在每户的温度采集装置获得；待测热用户所在建筑物室外温度t_w通过在建筑物外安装温度采集装置获得。然后根据待测热用户供水温度t_供和回水温度和t_回计算出其平均水温t_平均。 

B、确定各热用户的供暖建筑面积F，以及各热用户供热面积热指标q。在该步骤中，各热用户的供暖建筑面积F是指包含公摊面积在内的住户有效的建筑采暖面积。建筑物完成建筑设计后，建筑面积F就已经确定，通过设计院或其他相关机构可以索寻到各热用户的供暖建筑面积F参数和各热用户供热面积热指标q参数。 

供热面积热指标(每平米热负荷)q，即建筑物单位面积热负荷。建筑物完成建筑设计后，该值就已经确定下来，可以通过相应的机构索寻，也可以依据建筑物能耗设计标准，通过相应的标准手册中查询获得有效的估算值。 

C、前述各参数确定后，通过如下公式获得待测热用户的瞬时流量占总热用户瞬时流量的比例系数： 

本发明的测量方法采用通过易于获得的用户供水温度、回水温度和室外温度数据来计算出用户之间的流量比例数据，提高了热能测量的可实施性，且测量结果准确、误差小。本发明通过一种简单易行的方式获得目前供暖系统的流量数据，从而为热量测量和能源管理等提供了有效的、低成本的解决办法。 

此外，通过热用户的瞬时流量数据可以有助于实现如下几方面的系统节能管理：首先，可以通过热用户的瞬时流量数据，并结合热用户的供水温度、回水温度数据，计算获得热用户的热能消耗值；其次，可以通过对各个热用户之间瞬时流量数据对比分析，调整用户之间的供热平衡；另外，通过对各个热用户之间能耗数据对比分析，并结合建筑物的能耗值，来评估建筑物内能耗的分布状况。为节能管理提供有力的数据分析。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。