當前，能源問題已經(jīng)受到世界各國廣泛的關注，不但關系到人們的正常生產(chǎn)和生活，更關系到國家的安定和富強。集中供熱作為解決集中采暖問題的一項重要措施，在我國已得到了廣泛的應用和發(fā)展。但是我國集中供熱分戶計量、按量收費現(xiàn)狀不容樂觀，與經(jīng)濟體制的改革和國家的節(jié)能政策不相適應。由于我國現(xiàn)行的供熱收費體制是按面積收費，所以抑制了供熱節(jié)能的實現(xiàn)，同時造成了熱費收繳困難等問題。目前，隨著對供熱節(jié)能研究的深入，熱計量與溫度控制已經(jīng)成為當前我國暖通行業(yè)關注與研究的熱點。

　　一、溫控采暖計費閥設計依據(jù)

　　溫控采暖計費閥是基于行業(yè)標準《通斷時間面積法熱計量裝置技術條件》(JG/T 379-2012),在我公司多項專利技術的基礎上研發(fā)的。其技術原理是：以每戶的供暖系統(tǒng)有效通水時間為依據(jù)，分攤建筑的總供熱量。其具體方法是：對于按戶分環(huán)的水平式供暖系統(tǒng)，在樓棟入口安裝一塊樓棟熱量表，計量樓棟總供熱量，在各戶的分支支路上安裝溫控采暖計費閥，對該用戶的循環(huán)熱水進行通斷控制來實現(xiàn)該戶的室溫調(diào)節(jié)，同時在各戶的代表房間(一般為客廳)里放置室溫控制器，用于用戶開關控制、設定溫度和測量室內(nèi)溫度。根據(jù)設定溫度和室內(nèi)溫度計算開停比，確定開關指令并傳輸給時間通斷閥，時間通斷閥根據(jù)開關指令控制通斷，以開啟時間調(diào)節(jié)送入室內(nèi)熱量，同時記錄和統(tǒng)計各戶供水溫度達到“有效”要求的開啟時間，按照各戶的“有效”累計開啟時間結(jié)合供暖面積分攤整棟建筑的熱量及熱費。

　　二、溫控采暖計費閥功能

　　溫控采暖計費閥是基于接通時間分攤法原理而開發(fā)的產(chǎn)品，它由時間通斷閥和室溫控制器兩部分組成，為用戶行為節(jié)能與熱量分攤計量提供了一種先進、實用的技術手段，根據(jù)需求設計有以下幾種功能：

　　(1)基于“通斷時間面積法”實現(xiàn)集中供熱的分戶計量，一戶一閥;

　　(2)按用戶設置溫度自動開關閥，實現(xiàn)室內(nèi)溫度的恒定和節(jié)能;

　　(3)采暖閥自帶供水溫度檢測，實現(xiàn)有效果計費;

　　(4)顯示終端可以顯示室內(nèi)溫度、設定溫度、供水溫度、閥的開關狀態(tài)、用戶面積、單價、用量、費用、余額、萬年歷等;

　　(5)數(shù)據(jù)自動累計、掉電保存，存儲時間長達20年;

　　(6)可采用IC卡預付費管理及欠費禁用功能;

　　(7)采用RS485工業(yè)總線，故障自動退出專利技術和防雷保護;

　　(8)閥位自動檢測、故障或竊能自動報警;

　　(9)可遠程進行采暖閥的開關管理和設置定時段管理模式;

　　三、溫控采暖計費閥特點

　　(1)適用性：完全取代熱量表，適合既有、新建、住宅、辦公、等各種單戶成環(huán)的水平采暖系統(tǒng)，尤其對地板輻射采暖系統(tǒng)更具優(yōu)勢，計量準確，可實現(xiàn)溫度調(diào)控，造價低。

　　(2)實用性： 可同時實現(xiàn)室內(nèi)溫度調(diào)控和熱費分攤計量，不用加裝溫控閥、不用入戶測量用戶散熱器散熱系數(shù)。系統(tǒng)安裝簡便，只需要在用戶戶外樓梯間的管道井里安裝閥體，同時戶內(nèi)安裝室內(nèi)溫控器。

　　(3)調(diào)節(jié)性：室內(nèi)溫控器采用數(shù)字液晶顯示室內(nèi)溫度以及設定溫度，同時根據(jù)室溫控制器內(nèi)的智能溫控算法，可將室內(nèi)溫度調(diào)控到設定溫度的±0.5度以內(nèi)。

　　(4)可靠性：設備運行穩(wěn)定，使用壽命長，維護成本低。沒有像熱量表一樣因為水質(zhì)問題導致儀表讀數(shù)越來越小(測溫熱電偶、流量計結(jié)垢等)，并且得定期檢定、拆裝等問題。

　　(5)防盜熱性：系統(tǒng)防盜熱性高。不會像熱量表或熱分配器等計量方式可通過調(diào)整測溫探頭或人為降低設備環(huán)境溫度等方法作弊盜熱。

　　(6)合理性：溫控采暖計費閥遵循“有效果”計費原則，只計量供熱管網(wǎng)供水溫度達到設計要求情況下的采暖時間，避免了供熱情況不達標的現(xiàn)象，公平合理。

　　(7)收費方式衍生于原按居住面積收費方式，用戶易于按受，管理部門也便于管理。使用面積和時間為計費方法，有效地解決了目前采暖收費標準的問題。

　　(8)可采用IC卡預付費。用戶只要按供熱采暖面積預付費用購買一定的時間，就可按自己的意愿使用供熱采暖。

　　四、溫控采暖計費閥創(chuàng)新點

　　溫控采暖計費閥在計費方式和控制管理功能上有較突出的創(chuàng)新，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　(1)實現(xiàn)“有效果”計費

　　設在閥體上的溫度檢測裝置實時檢測暖氣管道中水的溫度，當溫度高于T0(有效溫度)時處于允許計費狀態(tài)，當溫度低于T0時處于禁止計費狀態(tài)，從而實現(xiàn)采暖達到有效果的情況下開始計費。有利于用戶與供熱單位的和諧，避免了室內(nèi)溫度達不到規(guī)定的溫度交費而造成的矛盾。此技術已授權國家發(fā)明專利(ZL200710141425.4)。

　　(2)創(chuàng)新計費方式，實現(xiàn)以“平方/小時”作為基本收費單位的計費方法

　　在傳統(tǒng)按面積收費的基礎上，提出了一種新的比較合理、切實可行的采暖計量計費方法。沿用了傳統(tǒng)按面積收費的基本概念，將其衍生為按“平方/小時”作為基本收費單位，突破傳統(tǒng)按面積收費、吃大鍋飯的弊端，實現(xiàn)了分戶采暖的“按需計費”，也無需進行熱量分攤?？梢怨?jié)約家庭開支，有利于提高用戶的節(jié)約能源和環(huán)保意識，具有長遠的社會綜合效益。此方法已授權國家發(fā)明專利(ZL200710141425.4)。

　　(3)實現(xiàn)“一戶一卡、IC卡預付費”

　　同一用戶內(nèi)，可采用一個IC卡閥門進行控制計費。用戶可根據(jù)使用需要向IC卡中充值，作為預付費，根據(jù)采用的計量計費方法來計算用戶使用的熱量和費用，自動從預付費中進行扣除金額，如果用戶欠費即預付費為0，將對用戶的溫控采暖計費閥進行禁用，用戶將無法手動開啟閥門。此方法已授權國家發(fā)明專利(ZL200710141425.4)。

　　(4)基于半雙功通訊控制發(fā)明專利技術

　　半雙工通訊是指通訊雙方在同一時刻只能進行接收或發(fā)送中的一種工作方式，半雙工通訊可以采用多種通訊技術標準，如RS485接口，CAN總線等技術。此技術主要解決半雙工通訊的固有問題，因某個網(wǎng)絡節(jié)點出現(xiàn)問題而長期占用總線，從而導致了整個網(wǎng)絡癱瘓。以此技術解決了在本項目網(wǎng)絡通訊過程中故障節(jié)點自動退出的難題，提高網(wǎng)絡穩(wěn)定性。此技術已經(jīng)授權發(fā)明專利，《半雙工通訊收發(fā)控制方法及裝置》專利號ZL200710141425.4。

　　(5)實現(xiàn)自動分時段采暖控制

　　每戶室內(nèi)安裝有室溫控制器，溫控器采用數(shù)字液晶顯示屏，用戶可以通過顯示屏來設定采暖時段，當時間處于設定的采暖時段內(nèi)，溫控采暖計費閥自動處于采暖使用狀態(tài);當時間不處于設定的采暖時段內(nèi)，溫控采暖計費閥自動處于停止采暖狀態(tài)。

　　五、溫控采暖計費閥解決的問題

　　(1)解決了既有采暖系統(tǒng)節(jié)能改造三個關鍵性難題

　?、?政策節(jié)能：既有采暖系統(tǒng)的節(jié)能改造，需要政府部門制定相應的政策進行推動。本項目提供的計費方式無需政府部門出臺新的收費標準，仍可沿用既有按面積收費的計費標準。

　?、?行為節(jié)能：本項目采用技術手段和經(jīng)濟扛桿促進行為節(jié)能。就是依靠人的行為主動或被動地管理自己的能源消費。一方面需要通過宣傳教育提高人的節(jié)能意識，另一方面需要把節(jié)能效果和消費者的利益結(jié)合起來，做到節(jié)能和節(jié)約家庭開支。

　　③ 技術節(jié)能：就是研究、開發(fā)、推廣使用節(jié)能技術和產(chǎn)品，同時給能源消費者提供有效的能源消費管理手段。

　　(2)解決了熱能防盜問題

　　系統(tǒng)加入了防盜報警功能，不會像熱量表或熱分配器等計量方式可通過調(diào)整測溫探頭或人為降低設備環(huán)境溫度等方法作弊盜熱。

　　(3)解決了傳統(tǒng)計量受水質(zhì)影響的問題

　　溫控采暖計費閥采用了定時開啟的功能，避免了堵塞問題，不受水質(zhì)影響，從根本上解決了熱量表不適合我國供暖系統(tǒng)水質(zhì)問題。不僅簡化了分戶計量之后的復雜管理，還解決了由于流量計的不適應而帶來的計量偏差過大矛盾。

　　(4)解決自行關閉或開啟問題

　　每只閥均可以由用戶根據(jù)自己的需要自行關閉或開啟，只有在允許計費狀態(tài) (有效溫度) 下用戶開啟閥門才計費，禁止計費狀態(tài)或關閉閥門時不再減少用戶充入的使用金額。

　　六、溫控采暖計費閥應用示例

　　鄭州市東區(qū)的集中供熱面積收費單價是0.19元/m²天(合5.70元/ m²月、22.80元/ m²采暖季)，某家庭的采暖面積為125 m²，那么他一個采暖季的繳費總額為2850元。

　　如采用溫控采暖計費閥進行計量收費，不需要另行出臺供熱計量收費文件，直接根據(jù)建設部《民用建筑供熱計量管理辦法》建城[2008]106號之規(guī)定，固定費用按30%計算，計量費用按70%計算。

　　即該家庭125 m²采暖面積的固定費用=0.19元/m²天×30%×120天×125 m²=855元/采暖季(基本單價=0.19元/m²天×120天×30%=6.84元/ m²采暖季。)

　　該家庭125 m²采暖面積的時間計量單價為(0.19元/m²天×70%÷24h/天)×125 m²=0.69元/h(注：單位面積小時單價=0.19元/m²天×70%÷24h/天=0.0055元/ m²h;)，該戶的用量收費總額=溫控采暖計費閥計量的開啟時間t×0.69元/h。

　　七、溫控采暖計費閥產(chǎn)生的社會綜合效益

　　(1)溫控采暖計費閥無需針對即有采暖系統(tǒng)改造制定新的收費標準。

　　(2)可以實現(xiàn)分戶采暖的“按需使用、按量計費”，用戶可根據(jù)需求開啟采暖的閥門，不僅可以節(jié)約家庭開支，避免不必要的能源浪費，同時也提高了用戶的節(jié)約能源和環(huán)保意識。

　　(3)實現(xiàn)一戶一卡，給用戶提供了根據(jù)自己需要選擇熱能消費的方法，使節(jié)能與用戶家庭節(jié)約支出相關聯(lián)，促進用戶的行為節(jié)能，克服了傳統(tǒng)按面積收費、吃大鍋飯的弊端，能夠推動我國建筑節(jié)能的發(fā)展，具有長遠的社會綜合效益。

　　(4)可與房間溫控器配合使用，按設定溫度自動運行，在保持房間溫度適宜的情況下自動控制，實現(xiàn)最大限度的節(jié)能。

　　總上所述，溫控采暖計費閥沿用傳統(tǒng)按面積收費的基本概念并將其衍生為“平方米/小時”作為計量單價，突破傳統(tǒng)按面積收費、吃大鍋飯的弊端，是“通斷時間面積法”的基礎性發(fā)明專利，已入選行業(yè)標準，并進行系統(tǒng)應用“有效果”計時計費的改進，得到建設主管部門的大力支持和推廣，替代傳統(tǒng)熱量表填補國內(nèi)空白，對推動產(chǎn)業(yè)升級換代和行業(yè)技術進步具有很大的促進作用。