本發(fā)明涉及建筑采暖的熱計(jì)量領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前建筑采暖領(lǐng)域采用的熱計(jì)量方法以通斷時(shí)間面積法的應(yīng)用最為廣泛。通斷時(shí)間面積法中分戶熱量計(jì)量的基礎(chǔ)是室內(nèi)溫度必須達(dá)標(biāo)以及熱水流量的計(jì)量必須準(zhǔn)確，而現(xiàn)有的熱計(jì)量方法通常基于樓棟或者單戶房間(如熱量表法)進(jìn)行計(jì)量，由于樓棟的各個(gè)房間的方位不同，以及單戶房間之間的散熱量差別較大，因此現(xiàn)有的熱計(jì)量方法在熱計(jì)量的同時(shí)，很難保證單戶內(nèi)的每個(gè)采暖空間均能正好達(dá)到規(guī)范要求的室內(nèi)溫度，如經(jīng)常出現(xiàn)室內(nèi)溫度達(dá)不到或者超過規(guī)范要求的情形。換言之，目前建筑采暖領(lǐng)域普遍存在分戶熱計(jì)量誤差大、分戶溫度控制難度大的缺陷，會(huì)直接影響用戶的采暖體驗(yàn)。

此外，目前建筑采暖領(lǐng)域用于熱計(jì)量的計(jì)量表類型多且計(jì)量表的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不確定，而且計(jì)量表普遍存在計(jì)量精度低、設(shè)備易損壞、成本高以及適用性不強(qiáng)等方面的缺點(diǎn)，使得單戶實(shí)際采暖收費(fèi)的方式大多還是停留在按照房間建筑面積進(jìn)行均攤收費(fèi)的方式，即按照目前的計(jì)量表以及熱計(jì)量方式很難實(shí)現(xiàn)收費(fèi)公平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明提供一種連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置及方法，旨在對(duì)熱水源的壓力能進(jìn)行回收的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)單戶采暖房間的耗熱量的高精度計(jì)量。

技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一方面提供了一種連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置，該裝置包括：

水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其用于將熱水源所攜帶的熱量釋放至單戶房間的室內(nèi)空間以實(shí)現(xiàn)用戶采暖；

溫控計(jì)量系統(tǒng)，其用于在用戶采暖的過程中，基于所述水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)獲取熱量消耗參數(shù)和工作狀態(tài)參數(shù)；以及

監(jiān)控端，其用于接收所述水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以及用于向所述水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)發(fā)送讀取數(shù)據(jù)的請(qǐng)求。

對(duì)于上述連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置，在一種可能的實(shí)施方式中，所述溫控計(jì)量系統(tǒng)包括控制器、供水閥門、傳感器組、速度調(diào)控模塊和通訊單元，

其中，所述傳感器組用于采集所述水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)；

其中，所述控制器用于：

根據(jù)所述傳感器組采集的運(yùn)行參數(shù)得出所述工作狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)所述狀態(tài)工作參數(shù)控制所述供水閥門的開/閉狀態(tài)；以及

根據(jù)所述傳感器組采集的運(yùn)行參數(shù)得出所述熱量消耗參數(shù)，并將所述運(yùn)行參數(shù)、所述熱量消耗參數(shù)和所述工作狀態(tài)參數(shù)中的全部或者一部分通過所述通訊單元傳輸至所述監(jiān)控端。

對(duì)于上述連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置，在一種可能的實(shí)施方式中，所述水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要包括螺桿式膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)和散熱器，所述螺桿式膨脹機(jī)的進(jìn)水口與連接至熱水源的供水支管連接，所述螺桿式膨脹機(jī)的出水口與散熱器的第一端相連接，所述散熱器的第二端與連接至熱水源的回水支管連接，所述螺桿式膨脹機(jī)還通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接。

對(duì)于上述連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置，在一種可能的實(shí)施方式中，所述發(fā)電機(jī)還通過整流器連接有蓄電池，所述蓄電池通過電力電纜與控制器與通訊單元分別相連。

對(duì)于上述連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置，在一種可能的實(shí)施方式中，所述發(fā)電機(jī)為非勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，所述速度調(diào)控模塊為能夠調(diào)整直接或者間接地調(diào)整所述螺桿式膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速的制動(dòng)器。

對(duì)于上述連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置，在一種可能的實(shí)施方式中，所述發(fā)電機(jī)為勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，所述速度調(diào)控模塊為勵(lì)磁模塊，所述控制器通過所述勵(lì)磁模塊調(diào)整所述勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而間接地調(diào)整所述螺桿式膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速。

對(duì)于上述連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置，在一種可能的實(shí)施方式中，其中的傳感器組包括第一溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器，

其中，所述供水閥門和所述第一溫度傳感器均設(shè)置于所述螺桿式膨脹機(jī)的進(jìn)水口的上游，所述轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置于能夠獲取所述螺桿式膨脹機(jī)和/或所述發(fā)電機(jī)的位置，所述第二溫度傳感器設(shè)置于單戶房間的室內(nèi)空間，所述第三溫度傳感器設(shè)置于所述散熱器下游的回水支路。

對(duì)于上述連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置，在一種可能的實(shí)施方式中，所述第二溫度傳感器在室內(nèi)空間設(shè)置為不靠近散熱器和單戶房間的窗戶。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明另一方面還提供了一種連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量方法，該方法包括如下步驟：

s100、溫控計(jì)量系統(tǒng)基于水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)得出工作狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)所述工作狀態(tài)參數(shù)進(jìn)一步判斷控溫與熱計(jì)量裝置是否存在故障，并且

在控溫與熱計(jì)量裝置存在故障的情形下，使供水閥門關(guān)閉，以及將控溫與熱計(jì)量裝置存在故障的信息傳輸至監(jiān)控端；

s200、溫控計(jì)量系統(tǒng)基于水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)得出熱量消耗參數(shù)，并將所述運(yùn)行參數(shù)和所述熱量消耗參數(shù)中的全部或者一部分傳輸至監(jiān)控端；

其中，所述水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)包括螺桿式膨脹機(jī)進(jìn)水口上游的傳熱介質(zhì)的溫度、單戶房間的室內(nèi)空間的溫度、螺桿式膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速以及散熱器下游的傳熱介質(zhì)的溫度。

對(duì)于上述連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量方法，在一種可能的實(shí)施方式中，所述熱量消耗參數(shù)為第i個(gè)溫度段累計(jì)的水流累計(jì)量vi，該水流累計(jì)量vi由以下的公式(1)計(jì)算：

vi＝2msvs(1+m)ni(1)

上述公式(1)中，ni為溫度段i內(nèi)累計(jì)的螺桿式膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，ms為螺桿式膨脹機(jī)的螺槽數(shù)，vs為單個(gè)螺槽的容積，m為泄漏百分?jǐn)?shù)，

其中，溫度段的個(gè)數(shù)i以及每個(gè)溫度段對(duì)應(yīng)的溫度范圍均是由控制器基于單戶房間的室內(nèi)溫度預(yù)先劃分得出。

有益效果

本發(fā)明的連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置及方法利用螺桿式膨脹機(jī)(以下簡(jiǎn)稱膨脹機(jī))的螺槽定容輸送供水和水在膨脹機(jī)內(nèi)膨脹做功的原理將水流量精確地轉(zhuǎn)換為膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)供水的高精度計(jì)量，實(shí)現(xiàn)每一房間溫度的準(zhǔn)確、低波動(dòng)，或者每棟樓中相同方位、面積房間的統(tǒng)一溫度控制和計(jì)量，同時(shí)將供水壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為裝置本身提供電能，既能滿足高精度采暖計(jì)量、室內(nèi)溫度穩(wěn)定的需求，降低建筑采暖銷售商與用戶雙方的經(jīng)濟(jì)損失，也能利用自身壓力能為裝置本身供電，能實(shí)現(xiàn)流量數(shù)據(jù)及裝置工作狀態(tài)的遠(yuǎn)程輸送與監(jiān)控，以及裝置運(yùn)行獨(dú)立于用戶。

此外，本發(fā)明的熱計(jì)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，測(cè)量精度高，噪音低，使用方便，制造成本低，可用于大、中、小型液體計(jì)量場(chǎng)所，尤其適用于中小型高精度供熱計(jì)量的場(chǎng)所。

根據(jù)下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它特征及方面將變得清楚。

附圖說明

包含在說明書中并且構(gòu)成說明書的一部分的附圖與說明書一起示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面，并且用于解釋本發(fā)明的原理。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。

圖1示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖1(普通發(fā)電機(jī))；

圖2示出本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2(勵(lì)磁發(fā)電機(jī))；以及

圖3示出將本發(fā)明的連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置在用于一整棟樓房采暖時(shí)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記列表：

10、控制器；11、供水閥門；12、第一溫度傳感器；13、轉(zhuǎn)速傳感器；14、制動(dòng)器；15、第二溫度傳感器；16、通訊單元；20、膨脹機(jī)；21、散熱器；22、供水子閥門；23、發(fā)電機(jī)；25、第三溫度傳感器。

具體實(shí)施方式

以下將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。

需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

另外，為了更好地說明本發(fā)明，在下文的具體實(shí)施方式中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒有某些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在一些實(shí)例中，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法、手段、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。

實(shí)施例1

如圖1示出本發(fā)明的第一種實(shí)施例的連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置。如圖1所示，該裝置主要包括水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和溫控計(jì)量系統(tǒng)。水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要用于將供水支管中的水所攜帶的熱量通過散熱器釋放至室內(nèi)環(huán)境，即單戶房間的室內(nèi)空間以實(shí)現(xiàn)用戶采暖，而溫控計(jì)量系統(tǒng)則主要用于在用戶采暖的過程中，采集相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)、基于獲取運(yùn)行參數(shù)計(jì)算出與單戶房間的室內(nèi)空間的耗熱量相關(guān)的參數(shù)(熱量消耗參數(shù))以及表征工作狀態(tài)的參數(shù)(工作狀態(tài)參數(shù))以及將參數(shù)中的全部或者一部分傳送至監(jiān)控端。顯然，本實(shí)施例是以水作為傳熱介質(zhì)進(jìn)行說明的，當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際情形可以將水替換為其他傳熱介質(zhì)，如在水中加入其他添加劑性質(zhì)的物質(zhì)，或者整體替換為其他具有等同或者更優(yōu)效果的液態(tài)物質(zhì)。

繼續(xù)參照?qǐng)D1，水流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要包括作為螺桿機(jī)構(gòu)的膨脹機(jī)20、發(fā)電機(jī)23和散熱器21，膨脹機(jī)20的進(jìn)水口與連接至熱水源(顯然，熱水源應(yīng)當(dāng)能夠持續(xù)為供水水管提供溫度達(dá)標(biāo)的熱水)的供水支管連接，膨脹機(jī)20的出水口與散熱器21的上游端相連接，散熱器21的下游端與回水支管連接，膨脹機(jī)20還通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)23連接。熱水源經(jīng)供水支管進(jìn)入膨脹機(jī)20推動(dòng)膨脹機(jī)20旋轉(zhuǎn)，從而將熱水源的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；膨脹機(jī)20帶動(dòng)發(fā)電機(jī)23轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電產(chǎn)生電能，進(jìn)而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

仍然參照?qǐng)D1，溫控計(jì)量系統(tǒng)主要包括控制器10、供水閥門11、傳感器組、制動(dòng)器14和通訊單元16，其中的傳感器組包括第一溫度傳感器12、轉(zhuǎn)速傳感器13、第二溫度傳感器15和第三溫度傳感器25。其中，供水閥門11設(shè)置于供水支管和膨脹機(jī)20之間，第一溫度傳感器12設(shè)置于供水閥門11與膨脹機(jī)20之間，轉(zhuǎn)速傳感器13和制動(dòng)器14均設(shè)置于膨脹機(jī)20的輸出軸上，第二溫度傳感器15設(shè)置于單戶房間的室內(nèi)空間，且在室內(nèi)空間的具體安裝位置應(yīng)當(dāng)距離散熱器21和房間的窗戶均較遠(yuǎn)，以便第二溫度傳感器15測(cè)出的溫度能夠較為準(zhǔn)確地反映室內(nèi)空間的普遍真實(shí)溫度，第三溫度傳感器25則設(shè)置于散熱器下游的回水支路，用于檢測(cè)采暖結(jié)束后的水溫。

作為一種優(yōu)選，發(fā)電機(jī)23的電力輸出端通過電力電纜與控制器10連接，可以為控制器10提供電能?？刂破?0則進(jìn)一步為供水閥門11、第一溫度傳感器12、轉(zhuǎn)速傳感器13、制動(dòng)器14、第二溫度傳感器15、通訊單元16以及第三溫度傳感器25等部件供電。以控制器和前述各部件的供電方式均為直流為例，如控制器10配置有蓄電池或者在發(fā)電機(jī)和控制器之間設(shè)置有蓄電池，發(fā)電機(jī)23產(chǎn)生的電能(交流電)經(jīng)整流器整流之后存儲(chǔ)至蓄電池，蓄電池進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器和前述各部件的電力供應(yīng)。

作為一種優(yōu)選，膨脹機(jī)20選用單螺桿膨脹機(jī)，發(fā)電機(jī)23選普通發(fā)電機(jī)(非勵(lì)磁發(fā)電機(jī))，(第一、第二、第三)溫度傳感器均為熱電偶或者熱敏電阻，熱敏電阻的熱敏元件優(yōu)選為鉑電阻，供水閥門11選用電磁閥，轉(zhuǎn)速傳感器13選用非接觸式傳感器(如轉(zhuǎn)速傳感器13安裝在位置相對(duì)固定的支架(如固定于發(fā)電機(jī)或者膨脹機(jī)殼體上的支架)，且轉(zhuǎn)速傳感器13垂直對(duì)準(zhǔn)到能夠檢測(cè)膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速的位置)，制動(dòng)器14選用電子制動(dòng)器。

供水支管流出的熱水依次通過供水閥門11、膨脹機(jī)20和散熱器21后，返回回水支管。如回水水管中的水優(yōu)選仍被收集作為水源，加熱之后作為仍然進(jìn)入供水支管。即形成了加熱-放熱-冷卻-再加熱的水路循環(huán)。(第一、第三)溫度傳感器分別用于檢測(cè)水路循環(huán)中的水在進(jìn)入單戶房間的室內(nèi)空間(前、后)的溫度，第二溫度傳感器15用于檢測(cè)單戶房間的室內(nèi)空間的溫度。膨脹機(jī)20在水流的壓力能沖擊作用下旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)23旋轉(zhuǎn)進(jìn)而產(chǎn)生電能，如前所述，產(chǎn)生的電能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫控計(jì)量系統(tǒng)自身的電力供應(yīng)。此外，還可以為就近的照明、加熱等提供電能，之后才將多余的電能輸送到電網(wǎng)中。發(fā)電機(jī)的設(shè)置回收了水流中的壓力能，提高了能量利用率。而且這樣的配電方案省略了裝置以及裝置所處的應(yīng)用場(chǎng)景的配電設(shè)施，降低了由于電能輸送產(chǎn)生的能耗，在優(yōu)化壓力能回收的基礎(chǔ)上提高了電能的利用率。

控制器10實(shí)時(shí)或者每隔一定時(shí)間周期性地檢測(cè)供水閥門11和制動(dòng)器14的狀態(tài)，以及接收并存儲(chǔ)第一溫度傳感器12、第二溫度傳感器15、第三溫度傳感器25和轉(zhuǎn)速傳感器13采集并傳輸?shù)臏囟群娃D(zhuǎn)速信號(hào)。根據(jù)第二溫度傳感器15檢測(cè)的室內(nèi)空間的溫度，按照以下方法對(duì)通入膨脹機(jī)20內(nèi)的水流量進(jìn)行控制：

11)當(dāng)?shù)诙囟葌鞲衅?5檢測(cè)的室內(nèi)空間的溫度小于控制器10設(shè)定的室內(nèi)溫度水平時(shí)，控制器10向制動(dòng)器14發(fā)送降低制動(dòng)力度的信號(hào)，發(fā)電機(jī)23的轉(zhuǎn)速以一定的方式升高，如發(fā)電機(jī)23的轉(zhuǎn)速緩慢升高進(jìn)而帶動(dòng)膨脹機(jī)20的轉(zhuǎn)速也隨之緩慢升高，即可實(shí)現(xiàn)通入膨脹機(jī)20內(nèi)的水流量緩慢升高的目的；

12)而第二溫度傳感器15檢測(cè)的室內(nèi)空間的溫度大于等于控制器10設(shè)定的室內(nèi)溫度水平時(shí)，控制器10向制動(dòng)器14發(fā)送提高制動(dòng)力度的信號(hào)，發(fā)電機(jī)23的轉(zhuǎn)速以一定的方式降低，如發(fā)電機(jī)23的轉(zhuǎn)速緩慢降低進(jìn)而帶動(dòng)膨脹機(jī)20的降低也隨之緩慢降低，即可實(shí)現(xiàn)通入膨脹機(jī)20內(nèi)的水流量緩慢降低的目的；

重復(fù)上述步驟1)和2)，直至第二溫度傳感器15檢測(cè)的室內(nèi)空間的溫度等于控制器10設(shè)定的室內(nèi)溫度水平，控制器10不向制動(dòng)器14發(fā)送改變制動(dòng)力度的信號(hào)，即使制動(dòng)器14保持當(dāng)前的制動(dòng)力度不變。

在控制器通過改變制動(dòng)器14的制動(dòng)力度以調(diào)整室內(nèi)空間的溫度的過程中，針對(duì)控制器基于第二溫度傳感器15安裝處對(duì)應(yīng)的單戶房間的室內(nèi)溫度劃分得出的每一個(gè)溫度段i，每一個(gè)溫度段i對(duì)應(yīng)有一個(gè)水流累計(jì)量vi(體積流量)，水流累計(jì)量vi由以下的公式(1)計(jì)算：

vi＝2msvs(1+m)ni(1)

上述公式(1)中，ni為溫度段i內(nèi)累計(jì)的膨脹機(jī)20的轉(zhuǎn)數(shù)，ms為膨脹機(jī)的螺槽數(shù)，vs為單個(gè)螺槽的容積，m為泄漏百分?jǐn)?shù)，泄露百分?jǐn)?shù)m主要與膨脹機(jī)的加工精度有關(guān)，如在產(chǎn)品出廠之前可以通過試驗(yàn)標(biāo)定等方法確定。具體而言，泄露百分?jǐn)?shù)隨著加工精度的提高而降低，對(duì)于同一膨脹機(jī)而言，在其進(jìn)出口壓力一定的情形下，泄漏百分?jǐn)?shù)基本保持不變。如在本實(shí)施方式中，熱水源的出水壓力和回水壓力基本保持一定(實(shí)際出水壓力和回水壓力是不一樣的，但壓力對(duì)水的比焓的影響可以忽略)，因此可以認(rèn)為泄漏百分?jǐn)?shù)m基本為定值。如在一種具體的實(shí)施方式中，泄漏百分?jǐn)?shù)m取0.5％。如在一種具體的實(shí)施方式中，控制器10內(nèi)將室內(nèi)空間的溫度t分為t≥18℃、18℃＞t≥14℃以及t<14℃等三個(gè)溫度段(即i＝1,2,3)，根據(jù)公式(1)計(jì)算出每個(gè)溫度段的水流累計(jì)量，即t≥18℃溫度段的水流累計(jì)量為v1、18℃>t≥14℃溫度段的水流累計(jì)量為v2以及t<14℃溫度段的水流累計(jì)量為v3。仍以上述三個(gè)溫度段為例，對(duì)三種溫度段的水流累計(jì)量進(jìn)行累計(jì)、存儲(chǔ)，并按照以下方法進(jìn)行處理：

控制器10實(shí)時(shí)或者每隔一定時(shí)間周期性地接收第二溫度傳感器15和轉(zhuǎn)速傳感器13采集并傳輸?shù)臏囟群娃D(zhuǎn)速信號(hào)。根據(jù)第二溫度傳感器15和轉(zhuǎn)速傳感器13檢測(cè)的室內(nèi)空間的溫度和膨脹機(jī)20的轉(zhuǎn)速，按照以下方法對(duì)水流累計(jì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)：

21)第二溫度傳感器15檢測(cè)的室內(nèi)空間的溫度處于第三個(gè)溫度段，即t<14℃的溫度段時(shí)，控制器10累計(jì)膨脹機(jī)20的轉(zhuǎn)數(shù)，將累計(jì)的轉(zhuǎn)數(shù)按照上述的公式(1)轉(zhuǎn)換為水流累計(jì)量，并將該水流累計(jì)量累積到水流累積量v3；

22)第二溫度傳感器15檢測(cè)的室內(nèi)空間的溫度處于第二個(gè)溫度段，即18℃>t≥14℃的溫度段時(shí)，控制器10累計(jì)膨脹機(jī)20的轉(zhuǎn)數(shù)，將累計(jì)的轉(zhuǎn)數(shù)按照上述的公式(1)轉(zhuǎn)換為水流累計(jì)量，并將該水流累計(jì)量累積到水流累積量v2；

23)當(dāng)?shù)诙囟葌鞲衅?5檢測(cè)的室內(nèi)空間的溫度處于第一個(gè)溫度段，即t≥18℃的溫度段時(shí)，控制器10累計(jì)膨脹機(jī)20的轉(zhuǎn)數(shù)，將累計(jì)的轉(zhuǎn)數(shù)按照上述的公式(1)轉(zhuǎn)換為水流累計(jì)量，并將該水流累計(jì)量累積到水流累積量v1。

這樣一來，根據(jù)劃分出的每個(gè)溫度段i以及該溫度段累計(jì)的水流累計(jì)量vi即可計(jì)算出室內(nèi)空間的熱量消耗。結(jié)合采暖銷售商制定的熱量?jī)r(jià)格，即可較為準(zhǔn)確地給出熱量消耗的評(píng)價(jià)。如采暖銷售商的熱量?jī)r(jià)格僅針對(duì)室內(nèi)溫度而確定，對(duì)于任一溫度段i而言，根據(jù)該溫度段的水流累計(jì)量v1流量以及(第一、第三)溫度傳感器檢測(cè)的溫度即可得出真實(shí)的熱量消耗。

可以看出，上述的三個(gè)溫度段只是作為一種示例，顯然，溫度段劃分越細(xì)，則關(guān)于單戶房間的室內(nèi)空間的熱量計(jì)量越準(zhǔn)確。事實(shí)上，溫度段劃分足夠小的時(shí)候，總熱量消耗的真實(shí)值就等同于水流量對(duì)溫度求積分的結(jié)果；或者首先將室內(nèi)溫度劃分為幾個(gè)比較大的溫度段(如前述的三個(gè))，然后總熱量消耗真實(shí)值就等同于水流量對(duì)溫度分段求積分的結(jié)果。更為準(zhǔn)確地，對(duì)溫度求積分的溫度(即自變量)應(yīng)該指的是任一點(diǎn)的室內(nèi)溫度(第二溫度傳感器的檢測(cè)值)對(duì)應(yīng)的供水回水溫度的差值(即(第一、第二)溫度傳感器的檢測(cè)值只差)。因此，從理論上講，通過本發(fā)明的熱計(jì)量方法可以精確地評(píng)價(jià)出單戶房間的室內(nèi)空間的真實(shí)的熱量消耗。作為一種具體的實(shí)施例，采暖銷售商為了簡(jiǎn)化熱量?jī)r(jià)格的計(jì)算，也可以只通過每個(gè)溫度區(qū)間的流量直接計(jì)算，即針對(duì)每個(gè)溫度段的單位水流量直接定價(jià)。仍以前面的溫度段(t<14℃、18℃>t≥14℃、t≥18℃)及其相應(yīng)的水流累積量(v1、v2、v3)為例，基于同一個(gè)溫度段的單位水流量對(duì)應(yīng)統(tǒng)一的熱量消耗單價(jià)的假設(shè)，控制器10可以實(shí)時(shí)或者每隔一定時(shí)間定期地將水流累計(jì)量v1、v2和v3(或者對(duì)應(yīng)于(v1、v2和v3)的熱量消耗總價(jià)格)通過通訊單元16發(fā)送到監(jiān)控端，以防止由于系統(tǒng)故障等原因造成數(shù)據(jù)的丟失。監(jiān)控端通過對(duì)前述的v1、v2和v3(或者對(duì)應(yīng)于(v1、v2和v3)的熱量消耗總價(jià)格)進(jìn)行集中地接收、顯示和處理，在裝置正常運(yùn)行的狀態(tài)下即可即可獲取和/或顯示準(zhǔn)確的水流累計(jì)量信息。

當(dāng)出現(xiàn)如轉(zhuǎn)速傳感器13檢測(cè)到膨脹機(jī)20的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)劇烈振蕩/跳動(dòng)、制動(dòng)器14檢測(cè)的制動(dòng)力度與轉(zhuǎn)速傳感器13檢測(cè)的轉(zhuǎn)速不成規(guī)律變化和/或檢測(cè)到發(fā)電機(jī)輸出電壓跳動(dòng)或大幅波動(dòng)等不正常信號(hào)(如在發(fā)電機(jī)的電能輸出端配置相應(yīng)的電壓傳感器)時(shí)，控制器10根據(jù)接收到的信號(hào)判斷裝置是否存在故障以及在存在故障的情形下進(jìn)一步確定出具體的故障類型，并將故障類型和/或相應(yīng)的提示信號(hào)(如聲和/或光形式的報(bào)警)通過通訊單元16發(fā)送至監(jiān)控端，同時(shí)向供水閥門11發(fā)送使供水閥門11關(guān)閉的信號(hào)，直至裝置恢復(fù)正常狀態(tài)后，重新開啟供水閥門11?；蛘弑O(jiān)控端在接收到故障信息之后，通過通訊單元16向控制器10發(fā)送關(guān)閉供水閥門11的信號(hào)。由于監(jiān)控端能夠及時(shí)獲知故障信息并針對(duì)故障采取相應(yīng)的排障策略，使裝置得到了及時(shí)的維修，因此提高了裝置的運(yùn)行可靠性，避免了由于裝置在故障狀態(tài)下仍然運(yùn)行導(dǎo)致的水流量計(jì)量不準(zhǔn)確以及安全事故等。在故障消除之后，監(jiān)控端通過通訊單元16向控制器10發(fā)送相應(yīng)的反饋信息?；谠摲答佇畔?，控制器10使供水閥門11打開，氣體處理系統(tǒng)即可恢復(fù)至正常的工作狀態(tài)。

如監(jiān)控端可以是物理服務(wù)器或者云端服務(wù)器，物理服務(wù)器可以是就近的或者遠(yuǎn)程的監(jiān)控中心，通訊單元16在能夠保證監(jiān)控端與控制器10實(shí)現(xiàn)通訊的前提下，可以采用有線或者無線通訊的方式。通過監(jiān)控端的靈活設(shè)置以及監(jiān)控端對(duì)裝置運(yùn)行狀態(tài)及其運(yùn)行參數(shù)的及時(shí)獲知，以及結(jié)合前述的蓄電池13可以對(duì)控制器10、通訊單元16等部件提供電力的設(shè)置，提高了裝置對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的適用性，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了裝置獨(dú)立于用戶運(yùn)行的目的。如可用于大、中、小型的熱計(jì)量場(chǎng)所，尤其適用于中小型具有高精度要求的熱計(jì)量場(chǎng)所。

實(shí)施例2

圖2示出本發(fā)明的另一種實(shí)施例的連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，實(shí)施例2與實(shí)施例的1的區(qū)別在于，裝置中的發(fā)電機(jī)23由普通的發(fā)電機(jī)替換為勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，相應(yīng)地，實(shí)施例2中也省略了制動(dòng)器14，這是因?yàn)椋嚎刂破魇峭ㄟ^向勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁模塊發(fā)送改變勵(lì)磁電流的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整，通過發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整來改變膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速。具體而言，在最高允許轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著勵(lì)磁電流的增大而升高，膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速隨之升高；隨勵(lì)磁電流的減小而降低，膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速隨之降低。

裝置的其他部分與實(shí)施例類似，裝置的調(diào)壓方法也與實(shí)施例1基本相同，在此不再贅述。

需要說明的是，實(shí)施例2目前的方案是：轉(zhuǎn)速傳感器采集的是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制器基于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過調(diào)整勵(lì)磁電流來改變發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而間接地改變膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速。實(shí)施例1目前的方案是：轉(zhuǎn)速傳感器采集膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制器基于膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速通過調(diào)整制動(dòng)器的制動(dòng)力度來直接改變膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，由于發(fā)電機(jī)與膨脹機(jī)是通過聯(lián)軸器連接的，即二者是剛性連接的，因此此處采集的發(fā)電機(jī)與膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)相等，因此在實(shí)施例1和實(shí)施例2中，無論轉(zhuǎn)速傳感器采集的是發(fā)電機(jī)還是膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速，無論控制器是通過勵(lì)磁電流間接調(diào)整膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速還是通過制動(dòng)器直接(如實(shí)施例1，制動(dòng)器設(shè)置于膨脹機(jī))或者間接調(diào)整(實(shí)施例1的替換形式，制動(dòng)器設(shè)置于發(fā)電機(jī))膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速，均屬于等同的技術(shù)手段。

圖3是將實(shí)施例2對(duì)應(yīng)的連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置應(yīng)用到一整棟樓房采暖時(shí)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，供水干管和回水干管均設(shè)置于樓底，如在樓底設(shè)置有集中加熱的鍋爐房作為熱水源，回水干管通至鍋爐房，鍋爐房引出供水干管。溫度調(diào)控方案為對(duì)樓棟內(nèi)方位、朝向大致相同的多個(gè)房間劃分為同一房間組，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的溫度調(diào)控和熱計(jì)量(按面積平攤)。具體而言，對(duì)每個(gè)房間組配置有與供水干管和回水干管分別連通的供水立管和回水立管(相當(dāng)于圖2中的供水支管和回水支管)，供水立管和回水立管之間設(shè)置有圖2所示的裝置。不過，為了使得本發(fā)明的裝置能夠適應(yīng)具體的應(yīng)用場(chǎng)景，需要對(duì)供熱控溫與熱計(jì)量裝置略作改造，具體地，對(duì)同一房間組的每個(gè)單戶房間均配置有散熱器21和供水子閥門22，即每個(gè)裝置包括一組((第一、第二、第三)溫度傳感器、供水閥門11)以及與單戶房間數(shù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)散熱器21和供水子閥門22，供水立管中的熱水經(jīng)供水閥門11和供水子閥門22進(jìn)入相應(yīng)的單戶房間后通過散熱器21向該單戶房間的室內(nèi)散熱，之后各個(gè)單戶房間的散熱器21的出水口分別匯集至該房間組對(duì)應(yīng)的房間組的回水立管。而第二溫度傳感器15則只檢測(cè)其中一個(gè)單戶房間的室內(nèi)空間的溫度(如就近原則)即通過對(duì)多個(gè)耗熱量相近的房間進(jìn)行統(tǒng)一溫度控制和熱計(jì)量，提高了熱計(jì)量的精度，也全面地改善了單戶室內(nèi)供暖的溫度舒適度。

顯然，根據(jù)實(shí)際情況，也可以將上述圖3中的裝置替換為實(shí)施例1對(duì)應(yīng)的連續(xù)供水式房間供熱控溫與熱計(jì)量裝置，或者將實(shí)施例1和實(shí)施例2交叉混合使用構(gòu)成圖3中的應(yīng)用場(chǎng)景。

至此，已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明的技術(shù)方案。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實(shí)施方式。在不偏離本發(fā)明的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)相關(guān)技術(shù)特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。