基本信息
- 项目名称：
- 热负荷式热计量装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品一种热负荷式热计量装置，解决了现有热计量装置对现有供暖系统改造大、调节不方便、收费特麻烦的问题。技术方案包括与积分仪输入端连接的温度传感器，所述温度传感器的第一温度传感器位于维护结构内，第二温度传感器位于维护结构外。本实用新型结构简单、计量较精准、调节方便、收费管理简单、便于对已有住宅采暖系统进行改造，有效避免由于邻户传热的存在，用户热费的收取时存在不公平的问题。同时节能效果十分明显。
- 详细介绍：
- 本作品的技术方案包括与积分仪输入端连接的温度传感器，所述温度传感器的第一温度传感器位于维护结构内，第二温度传感器位于维护结构外。 所述积分仪的输入端还并联有多个第一温度传感器。 所述积分仪的输出端连接可控制热介质流量的电动三通阀。 本实用新型是基于下述热原学原理：室内的散热设备释放的热量通过维护结构如外墙，窗等传递到室外，通过维护结构传递出热量后能够使室内维持一定的温度。由此得知，只要能测量出通过维护结构传递到室外的热量也就测量出热介质散发到室内的热量，根据这一传热学原理，维护结构传热量的计算公式如下： Q=ΣKΔt K—维护结构的传热系数。 Δt—室内外温差。 由于建筑结构是一定的，那么传热系数就可通过对维护结构的测量计算得到一个确定值。此时，可通过检测室内外温差和维护结构的传热系数代入上述公式从而得到传热量，该传热量即维护结构传递到室外的热量，同时等于散热设备释放出的热量。 为测得室内外温差，将连接积分仪的第一温度传感器设置在室内以采集室内温度数据，并将第二温度传感器置于室外以采集室外温度数据，上述温度数据被送入积分仪，积分仪对采集数据进行处理形成室内外温度变化的曲线，并可以时刻纪录室内外温度变化曲线，并且将该用户房间的维护结构的传热系数和室内外温差数据代入公式Q=ΣKΔt，其中K—维护结构的传热系数，Δt—室内外温差，通过积分仪计算可得到维护结构传热量，即用热量的多少。上述温度数据及传热量数据可通过显示屏进行实进显示。进一步的，积分仪还可以根据计算得到的传热量通过事先设计好的调节方案对电动三通阀控制开度，以实现热量平衡，或者还可根据事预先的设计控制电动三通阀在规定时间内开闭。 若用户有多个房间，每个房间均有散热设备，则可在多个相应房间内安装第一温度传感器，积分仪可对每个房间的室内外温度数据进行处理，从而计算得到每个房间的传热量，达到精确热计量的目的。 有益效果： 1、对于现有大量垂直单管顺流式系统，基本上无需对现有的供暖系统改造，而是对每户进行加装本实用新型设备即可，安装使用简便，适用于各种形式的新旧供暖系统，市场前景极为广阔。 2、能够很好的克服邻户传热、人为开窗干扰等问题，对提高使用者的节能意识有十分明显的促进作用。 3、利用温度传感器测量室内外温度，以获得室内外温差，利用公式计算得到传热量，这种计量方式无需流量计，温度传感器也不需接触热介质，仪器使用寿命长、维修简便。 4、利用积分仪可对一户的多个房间可同时计量，实时显示，操作方便、安全可靠。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、发明目的： 顺应我国的供暖收费体制正从按面积收费向按用热的多少收费转变，改变传统的从供暖工质处测量热量的方法。创建独特的测量室内外空气温度去计量供暖热量的方法。 二、基本思路： 由于建筑结构是一定的，那么传热系数就可通过对维护结构的测量计算得到一个确定值。此时，可通过检测室内外温差和维护结构的传热系数代入上述公式从而得到传热量，该传热量即维护结构传递到室外的热量，同时等于散热设备释放出的热量。 三、创新点： 1、通过测量室内外温差，通过计算得出通过围护结构传递的热量，从而不受采暖系统形式的影响，并且可以将计量和控制合成成一个系统，为立管顺流式采暖系统的改造和建筑节能提供了切实可行的可能。 2、通过室内温度曲线旋率的变化来判断是否人为开门窗换气，并计量开窗时所损失的热量，这也是以前从来没人提出过的。 四、技术关键和技术指标： 1、安装使用简便，适用于各种形式的新旧供暖系统，市场前景极为广阔。 2、能够很好的克服邻户传热、人为开窗干扰等问题，对提高使用者的节能意识有十分明显的促进作用。 3、这种计量方式无需流量计，温度传感器也不需接触热介质，仪器使用寿命长、维修简便。 4、利用积分仪可对一户的多个房间可同时计量，实时显示，操作方便、安全可靠。 5、本热负荷式热计量装置附带控制功能，初步预算可以比传统的热计量方式节能10%—20%。
科学性、先进性
- 一、科技性： 实现了由按面积收费到按用热量的多少收费的转变 二、先进性： 本热负荷式热计量装置完全不同现有的国内外热计量方式，具有国内领先水平。现有的热计量测量的是热媒在采暖过程中失去的热量，其测量主体比较简单，可靠性也比较强，但对采暖方式有特殊的要求，收费管理比较困难。而热负荷式热计量系统从原理上讲完全不同现有的计量方式，它是通过测量室内外温差，通过计算得出通过围护结构传递的热量，从而不受采暖系统形式的影响，并且可以将计量和控制合成成一个系统，为立管顺流式采暖系统的改造和建筑节能提供了切实可行的可能，极可能产生巨大的经济效益和社会效益。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年3月26日经过武汉耀星冷气有限公司的评审，公司的技术负责人认为该作品具有巨大的市场价值。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 技术入股，合作生产
作品可展示的形式
- 图纸 图片 录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一、技术特点： 计量方便，改变了传统的计量思维和方式。 二、作品优势： 1、安装使用简便，适用于各种形式的新旧供暖系统。 2、本热负荷式热计量装置附带控制功能，初步预算可以比传统的热计量方式节能10%—20%。 3、这种计量方式无需流量计，温度传感器也不需接触热介质，仪器使用寿命长、维修简便。 4、利用积分仪可对一户的多个房间可同时计量，实时显示，操作方便、安全可靠。 5、能够很好的克服邻户传热、人为开窗干扰等问题。 三、市场分析： 1、采用分户独立的热量计量系统改造投入十分巨大，据估计共计每户要10000元，一共有5000万户，总投入达500亿；如果采用热负荷式热计量装置，则可以节省以上的改造费用。 2 、我国北方城镇采暖能耗占全国城镇建筑总能耗的40%，由于本热负荷式热计量装置附带控制功能，初步预算可以比传统的热计量方式节能10%—20%，前景非常广大。
同类课题研究水平概述
- 目前国内外的热计量主要是两种形式: 1、分户独立的热量计量系统。主要是测量进出住宅管道的热媒的温度和流量，再通过计算得出热媒释放的热量，目前我国已经安装的热计量装置大部分是这种。这种计量技术只能应用于分户独立的供热系统。其特点是计量准确，收费管理方便，但对水质要求高，无法计量建筑内墙互相传递的热量。 2、蒸发式热分配表计量装置。是根据液体蒸发原理制成的，一般放置在散热器表面，散热器表面温度低，持续时间短，表管内液体蒸发量就少，反之则多。通过读出热表液体的刻度数，反映出散热器散发的热量，但这只是一个无量纲数，只表示各散热器的散热量的比例值，还得计量各计量单元的总热量，再计算各户散热器实际散发的热量，这种形式的计量目前主要在立管顺流集中供热系统应用。其特点对系统没特殊要求，但收费管理很不方便，无法计量内墙热量的互相传递，如果用户不交费无法采取其它措施。 根据建设部公布的集中供热系统热计量技术规程还有流量温度法 通断时间面积法，这此方法是上面二种方法的变种，其原理基本是一致的。
