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解决方案
计量管理解决方案


供热计量的意义


  实施热计量采集与室内温控调节,对促进建筑节能和供热系统节能具有积极的推动作用。对于“面积上限”的收费办法,住房和城乡建设部副部长仇保兴予以严厉斥责:只对供热企业有利,对节能减排极端不利,是反节能减排。

  据统计,北方采暖地区集中供热具有节能改造价值的建筑面积达30亿平方米,若全面实施改造,并实施计量采集,在不增加能耗的情况下,可以有效增加20亿平方米的供暖面积。

 实践证明:采用供热计量与温控调节,节能30%

 京津冀地区要求细颗粒物下降25%一家供热企业就可以把单位面积燃煤降低30%

 因此,建设一套合理的供热计量采集系统,同时安装户用供热温控调节装置,是北方集中供热地区实现真正节能、减排的有效途径。推行热计量采集,利国利民。


传统的供热管理模式弊端


传统的供热管理模式:

供热单位无法实时掌握用户用热情况。

面积收费,用多用少、热与不热,一样收费;

看天供热,不能有效进行气候补偿;

信息化水平落后,不能实时掌握各环节供热数据,管网改造凭感觉;

高耗能、高污染


系统功能介绍


基于城市的热计量管理系统,是一个集【远程数据采集、室温实时监测、本地温度调节、气候自动补偿】等功能为一体的可管、可控、可调的综合性管理平台。

系统数据采集以【楼栋】为基本采集单元;一栋大楼安装1-2台能源集中器,能源集中器负责楼栋能耗数据的采集与传输。

系统采用稳定可靠的有线数据采集和移动公网无线数据传输技术,通过M-BUS或者RS-485通信单元和GPRS远程通信单元,将【热量表及温控智能阀门】的数据,以及【热源、一二次管网】的监测数据,上送到【热力企业管理中心】,并使用相应的管理软件和计费软件,对系统数据进行分析、统计、发布;为收费及生产管理提供数据支撑。


系统具备:


1.高可靠性、稳定性。系统可长期、稳定、连续工作,无需现场维护。

2.实时性高、通讯量少。 

3.模块化设计、应用灵活。

4.容错性高。                  

5.应用拓展性强。


方式一:室内无线温控计量系统


【户表+无线温控】热计量管理系统主要由用户层、数据采集及控制层、管理层三部分组成。

1)用户层:热量表 +智能温控(锁闭)阀+无线温度控制器组成。

2)数据采集层:由楼栋集中器组成。

3)管理层:热力公司数据管理平台。

【示意图】:



【工作原理】


通过户用热量表进行分户热计量,通过温控调节装置每户进行温度调节:

1. 在供暖入户管道上安装户用热量表,用于计量每户采暖消耗的热量。

2.  在用户的家里安装【无线温度控制器】,供暖入户管道上安装【智能温控(锁闭)阀】;用户根据自己的需要设定室内温度,智能温控(锁闭)阀根据用户的设定温度与实际温度之差,自动控制温控阀门的开关; 从而达到室内温度的自动调节。

3. 楼栋集中器通过M-Bus总线采集各户热量表、智能温控(锁闭)阀的数据,以及单元、楼栋的相关仪表数据,通过移动GPRS通讯网络远传至管理中心。




方式二:室内有线温控计量系统


【户表+有线温控】热计量管理系统主要由用户层、数据采集及控制层、管理层三部分组成。

1)用户层:远传热量表 +有线温控器+电热阀组成。

2)数据采集层:由楼栋集中器组成。

3)管理层:热力公司数据管理平台。

【示意图】:



【工作原理】


通过户用热量表进行分户热计量,通过温控调节装置每户进行温度调节:

1. 在供暖入户管道上安装户用热量表,用于计量每户采暖消耗的热量。

2. 在用户的家里安装【有线温度控制器】,供暖入户管道上安装电热阀;用户根据自己的需要设定室内温度,通过有线温度控制器来调节电热阀的开关;从而达到室内温度的自动调节。

3.  楼栋集中器通过M-Bus总线采集各户热量表、【有线温度控制器】的数据,以及单元、楼栋的相关仪表数据,通过移动GPRS通讯网络远传至管理中心。


【通断时间面积法模式的热计量管理系统

【通断时间面积法】热计量管理系统主要由用户层、数据采集及控制层、管理层三部分组成。

1)用户层:通断控制器 + 室温控制器 + 楼栋热量总表组成。

2)数据采集层:由采集计算器组成。

3)管理层:热力公司数据管理平台。

【示意图】:



【工作原理】

是以每户的供暖系统通水时间为依据,分摊建筑的总热量。其具体做法是:

在楼栋供暖的总入水管道上安装楼栋热量表,用于计量和结算建筑物总供暖热量。

对于接户分环的水平式供暖系统,在各户的分支支路上安装通断控制器,对该用户的循环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里放置温度控制器,用于测量室内温度和供用户设定温度,并将这两个温度值传输给通断控制器。

通断控制器根据实测室温与设定值之差,确定在一个控制周期内阀门的开停比,并按照这一开停比控制阀门的接通时间,以此调节送入室内热量,同时记录和统计各户阀门的接通时间。

采集计算器连接通断控制器与楼栋热量表,进行双向数据传输,并根据室温的时间函数积算采暖消费值,结合采暖面积分摊整栋建筑的采暖费,并在温度控制器上显示各户采暖热量,便于用户及时了解采暖消耗状况。并通过GPRS无线/以太网方式将数据传输到热力公司管理中心,为热力公司提供计量采集及节能减排依据。


系统核心产品:


通断控制器
【通断控制器】上行具备M-Bus接口;下行具备RF微功率无线通讯接口,与户内【无线通断控制器】配套使用;



(无线)温度控制器

楼栋热量总表
选用具有M-Bus/RS485接口,符合CJ/T 188-2004规约、EN1434-1997的热计量仪表;


采集计算器

【采集计算器】用于接收来自通断控制器和楼栋热量表的数据信息,进行数据存储和处理,能够即时通信计算,实现了对供暖过程的监测、热费分摊与其它约定的数据处理功能,并根据主站的命令将储存的数据上传主站。

采集计算器具备本地显示功能;数据本地存储功能,存储时间不低于6个月。

采集计算器具备脱离后台系统,独立运行的功能;具备断点续传功能;


热计量管理系统

基于城市的热计量管理系统,是一个集【远程数据采集、室温实时监测、本地温度调节、气候自动补偿】等功能为一体的可管、可控、可调的综合性管理平台。



系统实现的功能



远程用热数据采集:主要用来实现热量表热量、流量、目标温度、当前(室内)实测温度、状态、事项等数据量远程采集、查询、发布等功能。查询灵活多样,数据报表规范全面,权限设置按需定制。

温控阀远程控制:实现了对用户的远程用热控制,尤其对非正常用户可以远程开关阀控制。

用户本地温度调节:实现了用户按需用热功能。用户根据自己的用热需要,通过温度控制器自主调节管道温控阀的开度,调节流量,从而达到调节室内温度的目的。

供热效果比较分析:实现了同一用户的不同时间段、用户与用户之间、楼与楼之间、小区与小区之间、系统内管网与管网之间,各个时间段的供热效果情况的对比分析。


                


供热效果远程监测及集中显示:浏览所有小区的供热效果,分层次集中显示;


第一层   显示各个小区的供热情况;

第二层   显示选中小区的各楼的供热情况;

第三层   显示选中楼宇个单元的供热情况;

第四层   显示选中单元各住户的供热情况;


异常用户自动搜寻诊断:

异常用户及时发现:根据数据库中的数据、判断模型,诊断系统自动搜寻,可以在最短时间内检测到异常用户。

异常用户辨识能力:诊断系统可以对不同的异常数据进行智能辨识,为管理人员提供第一手数据资料。       异常用户分类能力:诊断系统可对不同的异常类别进行分类处理,为管理人员提供详细的分析数据

营销管理及计量采集:为供热管理部门开展营销管理及收费业务实现信息化,提供了一个很好的平台。主要业务模块包括:业扩报装流程管理、客户管理、交费方式管理、分期交费、退还暖费、预交优惠、减免折让、停热滞纳、中途报停、采暖变更、欠费催缴等;并支持按面积交费方式。

预付费管理与控制:为了方便用户缴纳热费,系统软件可实现远程预付费功能。用户先行购买用热量存于系统主站内,系统实时与热量表或通断控制器通讯,计算用户用量,实时与系统内可用热量比对、扣减。当用户使用到用量限额后,系统自动短信通知用户,缴费、催费。当用户欠费后,自动远程控制阀并关阀,用户缴费成功后,自动开阀。

供热系统能耗评测:通过对供热系统的相关数据(水、电、煤)的分析对比、测算,结合供热能耗相关模型,准确测算出供热系统的能耗水平。

供热管网监测:不仅能够实时监控城市各个环节(居民用户、工商业用户、换热站等等)的用热情况,而且可以通过技术手段分析各个环节存在的跑、冒、滴、漏,提高供热公司的产销率,通过系统实时监测城市供热管网及相关设备的运行“健康”情况。


综合节能及经济社会效益分析

系统建设给热改参与各方带来的好处


大数据给供热系统带来的效益

1.热网运行状态的实时全面掌控

2.千家万户供热效果实时全面掌握

3.为供热管网系统平衡改造提供依据

4.对供热效果的综合评价

5.通过数据分析挖掘供热更大潜力

6.为城市能耗监测大数据平台提供数据支撑

7.节能减排的潜力


1、据统计,我国北方集中供热的城市,每年用于供热取暖的煤炭总量近亿吨;按照改造后节能30%计算,每年的煤炭节约量是惊人的,达到了近3000万吨。

2、以一个400万人口的城市为例:居民用户100万户的话,按每户75㎡住房计算;改造前,每平米平均取暖耗煤炭45公斤,耗煤总量为:

45公斤×75平米×100万户=337.5万吨;

改造后,节约30%的话,将节约煤炭:

337.5万吨×30%=101.25万吨。

这样,该市每年将减少排放CO2   269.325万吨,SO20.86万吨,氮氧化物0.74万吨;粉尘数万吨;为国家PM2.5降低做出巨大贡献。


核心产品


热量表

选用具有RS-485或M-BUS接口的并符合CJ/T 188-2004规约的合格热计量仪表


智能温控(锁闭)阀;

【智能温控(锁闭)阀】采用16位超低功耗、具有混合信号处理器的单片机研发而成。
根据设定温度和实测温度,自动调节阀门开度,实现对管道流量及户内温度的智能化控制。
该阀具备【锁闭】及【温控】两种运行模式,用户欠费或需要进行限制使用时,可以远程对阀门进行锁闭。


技术参数:

工作电压

DC12-24V

功率

0.3W

数据传输

上行:M-Bus总线(与楼栋【集中器】通讯)

下行:微功率无线(与室内【无线温度控制器】通讯)

远程运行参数设定

最高供热温度设定(适用于城市居民小区的集中供热)

节能运行模式设定等(适用于城市公建等公共场合等节能运行)

数据类型

温度控制器的实时室温、设定温度;阀门状态、参数等

本地指示

阀门开、关过程及到位显示

掉电检测

系统掉电后自动检测是否掉电

断电开阀

检测掉电后自动开启阀门

报警功能

在开阀、关阀不到位故障时,指示灯闪烁报警

锁闭功能

对欠费或报停的用户进行远程关闭

防锈死功能

可以周期性自动开关阀,以防止阀门锈死等


无线温度控制器


【温度控制器】采用16位超低功耗、具有混合信号处理器的单片机研发而成。

该温度控制器可实时采集室内温度,并通过微功率无线与智能温控(锁闭)阀实现双向通讯,可通过设定温度的方式调节智能温控(锁闭)阀阀门开度,实  现了对室内温度的智能化管理。




技术参数:

供电电压

3V(2节干电池)

数据传输

上行:微功率无线(与【智能温控(锁闭)阀通讯)

设定温度范围

1035

时段温控

3时段控温

温度显示分辨率

0.1

功耗

0.5 mW

时钟

24小时时钟

时钟精度

0.5s/d



有线温控器


【温度控制器】采用16位超低功耗、具有混合信号处理器的单片机研发而成。
该温度控制器可实时测量室内温度,并通过有线方式与数据采集器实现双向通讯,可通过设定温度的方式调节电热阀(电动阀)开度,实现了对室内温度的智能化管理。


技术参数

供电电压

AC220V/24V(可选)

数据传输

上行:M-Bus有线(与楼栋集中器通讯)

设定温度范围

1035

时段温控

3时段控温

温度显示范围

080

休眠功能

具备

温度显示分辨率

0.1

功耗

0.5 mW

时钟

24小时时钟

时钟精度

0.5s/d


楼栋集中器



        采用高性能工业级32位ARM内核CPU硬件平台、嵌入式操作系统以及大容量数据存储器完成。该集中器通过M-Bus/RS485接口直接抄取仪表数据,或通过微功率无线抄取下辖采集器数据,可靠存储后,通过GPRS/CDMA无线公网或以太网将数据上传至主站软件,上、下行通讯采用模块化设计,使用维护方便;广泛用于工厂企业、办公大厦、居民用户等用能数据(水电气热)远程采集及管网监控等场合。



技术参数:

电源供给

AC220V 50Hz

额定平均功率

10W

外形尺寸

290×180×95mm

时钟参数

时钟准确度(日误差)

0.5 s/d

电池寿命

10

电池连续工作时间

5

停电后数据保存时间

10

热表数据

结算日热量、当前热量、热功率、流量、累积流量、供水温度、回水温度。

蒸汽表数据

当前累积流量、瞬时流量、压力、温度、密度等数据。

通讯规约

主站规约

同天规约

表计规约

CJ/T 188-2004EN1434-1997

Modbus-RTU协议

厂家自定义协议

数据传输

上行

GPRS无线公网

备注:标配

以太网络

下行

4485接口

备注:支持插拔方式,可以自由灵活组合。

4M-bus接口

1路微功率无线

备注:与小无线采集器通讯

负载能力

表计数量

表计()数量≤512

备注:视现场而定

工作环境

-25~+70;湿度≤95%

存储容量

128MB

本地显示

多屏切换显示,可查询当前各仪表数据、温控数据等。



通断控制器



【通断控制器】是采用16位超低功耗、具有混合信号处理器的单片机研发而成。
       该产品集小无线通讯、MBUS有线数据传输为一体,实现了远程及本地对阀门的控制;阀门通断时间统计等功能。专业用于热计量【通断时间面积法】收费方式中。通断控制器具备【锁闭】及【温控】两种运行模式,用户欠费或需要进行限制使用时,可以远程对阀门进行锁闭。


技术参数

工作电压

DC12-24V

功率

0.3W

数据传输

上行:M-Bus总线(与采集计算器通讯)

下行:微功率无线(与室内【无线温度控制器】通讯)

远程运行参数设定

最高供热温度设定(适用于城市居民小区的集中供热)

节能运行模式设定等(适用于城市公建等公共场合等节能运行)

数据类型

温度控制器的实时室温、设定温度;阀门状态、参数等

本地指示

阀门开、关过程及到位显示

掉电检测

系统掉电后自动检测是否掉电

断电开阀

检测掉电后自动开启阀门

报警功能

在开阀、关阀不到位故障时,指示灯闪烁报警

锁闭功能

对欠费或报停的用户进行远程关闭

防锈死功能

可以周期性自动开关阀,以防止阀门锈死等

通断时间计量

阀门通断时间统计;楼栋分摊热量发送到户内温控器显示等功能。



采集计算器



【采集计算器】采用高性能32位RISCCPU硬件平台、嵌入式LINUX操作系统;采用先进的GPRS远程数据传输技术、以太网络通讯技术研发的新型智能化产品。
主要用于接收来自通断控制器和楼栋热量表的数据信息,进行数据存储和处理,能够即时通信计算,实现了对供暖过程的监测、热费分摊与其它约定的数据处理功能,并根据主站的命令将储存的数据上传主站。


主要功能


1.采集功能

采集计算器能接收数据信息处理系统的指令,按设定周期自动对通断控制器、楼栋热量表等的数据进行实时采集。

记录并上传故障报警功能。故障排除后不影响数据采集和计算的连续性。

2.计算功能

根据自动采集数据及设定的分摊周期,按照供暖系统标准热用户的分摊热量计算方法即时进行热分摊计算。

3.存储功能

数据存储分为即时数据存储和累计数据存储。数据的保留时间不少于24个月。

即时数据存储包括对应时刻、室内设定温度、室内测量温度和阀门开启时间等信息。

4.累计数据存储应包括以下参数:

供暖起止时间,自供暖起始时的阀门累积开启时间和楼栋热量表测量值。

每一分摊周期内的阀门累积开启时间、分摊周期室内平均温度值及分摊周期热量值。

5.故障记录等信息。

电源中断后,数据和时钟能保持一个月。电源恢复时,保存数据不丢失,内部时钟正常运行,并恢复正常存储功能。

6.显示、查询功能

采集计算器具备现场显示、查询数据及故障信息等功能。

 典型示范工程(张家口地区)





(工作日:8:00-17:00)

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