一、引言

在我国北方地区，冬季家庭用户供暖方式主要包括集中供暖、地热供暖、壁挂炉釆暖以及电热膜供暖。集中供暖主要采用以城市热网、区域热网或较大规模的集中供暖为热源的方式，该种供暖方法主要优点包括技术比较成熟、安全可靠、使用方便等，可以持续小时不间断供暖。现阶段，我国冬季供暖运营模式落后于发达国家，从长远发展和国家政策看，未来一段时间仍会以燃煤集中供暖为主要供暖方式。

我国虽然施行了按热量计费方法，但是大部分釆暖用户室内无温度调节与节能设备，一般供热公司采用的热计量方法收费模式对于建筑位置不同的用户是非常不公平的，同时也带来了很多弊端。有些居民家庭采暖温度要求不高，当采暖温度过高时，常通过开窗通风的方式进行散热、降温，造成热能浪费；还有当某段时间内家中无人，一些办公场所和学校等单位夜晚无人，但暖气还照常开着，也浪费了很多热能。

21世纪初，我国学者提出了利用热用户供热管道上阀门的通断时间来实现供热计费的方法，即通断时间面积法，该方法具有经济、节能、不易堵塞等特点，比较适合我国国情，目前已在我国一些地区展开试点工作。然而，基于该方法的供热计费装置在试点过程中，尚存在一些问题：室温调节精度不高，往往出现调节延迟或者超调的情况；热用户私自改换散热器或者阀门堵塞等情况的出现影响分摊结果，导致收费不合理；该方法的工程适用条件严苛，长期运行条件下不易满足。因此，进一步研究通断时间面积法，基于此方法开发出一套能够稳定有效调温、合理可靠计费且被用户广泛认可的热计费系统是非常有必要的。

二、方案设计方法

1、整体方案设计

本文参考文献中，基本将暖气控制系统分为两个部分#8212;#8212;针对用户的室温控制器和针对阀门的智能通断器。室温控制器通常会被赋予室温测量、设定温度、与阀门通信的功能。某些文献中将它作为物联网的终端，让它与用户的手机、电脑等设备进行通信，这样用户就可以在回家前提前开启暖气，极大地提高了用户体验。通断器的功能则比较简单，它可以控制暖气的通断、记录暖气的开启时长，与用户端和数据中心进行通信等等，通常选用可靠、精确的时间测量模块来设计电路。

2、温度控制方案

温度控制技术大致可分以下几种：

（1）定值开关控温法