基于通断时间面积法的热计费系统设计-仪器仪表工程专业论文.docxVIP

中图分类号 TU832.1 学校代码 10356 UDC 697 密级 公开 硕 士 学 位 论 文 MASTER DISSERTATION 基于通断时间面积法的热计费 系统设计 Design of A Heat Billing System Based on On-off Time and Area Method 作 者 张光明 专业领域 仪器仪表工程 校内导师 刘铁军 讲师 校外导师 吴红兵 高工 申请学位 工程硕士 论文类型 应用研究 二〇一五年六月 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 中国计量学院 或其他教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 中国计量学院 有关保留、使用学位论文的 规定。特授权 中国计量学院 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借 阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位 论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 致 谢 近三年的硕士研究生生活即将落下帷幕，期间在生活、学习和科研等方面 得到了各位老师、同学以及亲友的大力帮助，使得论文能够顺利定稿，在此向 各位致以深深的谢意！ 首先衷心感谢刘铁军老师。刘老师从论文的选题、研究到论文的撰写等方 面都给予了我悉心指导和热心帮助。刘老师渊博的学识、严谨的治学态度、不 畏艰难困苦的拼搏精神、对研究精益求精追求创新的作风深深感染和影响着我， 并将指引我今后的人生道路。对于刘老师给予我的指导和帮助、支持和鼓励、 关心和照顾，我将铭记于心，在此谨向刘老师表达深深感谢和崇高的敬意！ 衷心感谢谢代梁老师、徐志鹏老师、梁晓瑜老师在论文撰写方面给予的教 导和帮助。感谢研究生阶段一起生活学习的朋友和同学，在大家共同工作和生 活的日子里，收获了很多快乐和感动，这些美好的回忆将伴我终生。感谢郑州 雅克菲热能设备公司提供的大力支持，感谢我的朋友张永豪在试验过程中来给 予我的帮助。 特别感谢家人的无私奉献和大力支持，让我在生活和学习中克服一个又一 个困难，正是你们的关怀和默默奉献，才使我顺利完成学业。在此祝他们身体 健康、万事如意。 最后，再次向所有关心我、爱护我、支持我的人表示由衷的感谢。 张光明 2015 年 6 月 基于通断时间面积法的热计费系统设计 摘要：随着我国供热计量体制改革的深入，分户热计量技术的施行已渐成趋势。 在众多分户热计量方法当中，通断时间面积法比较适合我国国情，得到了较为 广泛的应用。然而，基于通断时间面积法的热计量装置在实际应用中还存在一 些问题，有待进一步改善。本文针对通断时间面积法在室温控制和热分摊计算 上的不足，给出解决办法，并设计了一套基于该方法的热计费系统，主要研究 内容如下： 首先，从理论上分析了阀门通断状态下室温的变化规律，提出通过模糊控 制算法来计算下一调节周期阀门开启比的方法，以此实现室内温度的调节。通 过对设计情况和实际情况下用户室内采暖热平衡规律的研究，得出实际情况相 对于设计工况条件的散热器面积修正系数和循环水量修正系数的计算公式。根 据各用户历史供热数据，分析了散热器面积和循环水量分别对用户供热系统的 影响程度，以影响系数表征。通过以上几个系数来修正阀门开启比，以实现不 同供暖条件下热费的合理分摊。 其次，从系统供热和用户用热的实际需求出发，对基于通断时间面积法的 供热系统进行需求分析，制定了本文热计费系统的总体设计方案。根据总体设 计方案，分别完成了系统室温控制器、通断控制器、采集计算器三个部分的硬 件设计和软件设计，以实现相应功能。 最后，测试本文设计的热计费系统的实际运行效果。试验结果表明本文阀 门控制策略能够有效防止室温超调。用户室内供热系统进入动态平衡后，测得 室温在设定温度上下 0.5℃的范围内浮动，且本文供热系统能够较好地满足用户 不同时段下的不同热舒适度需求。热计费系统对于用户短暂通风和室内存在其 他热源的情况能够快速做出反应，在 1~2 个调节周期内室内供热便可达到平衡 状态。对于增大散热器面积和管路堵塞两类用户，其修正后的阀门开启比相对 于修正前分别增大和减小，说明本文门开启比修正算法对这两种情况均有修正 作用；对比修正后两类用户之间的阀门开启比，两者相差不大，说明本文阀门 开启比修正算法相对合理。 关键词