CN101937011A - 中央空调的分户计量系统和分户计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中央空调的分户计量系统和分户计量方法。所述分户计量方法包括以下步骤，首先，判断空调系统是制热工况还是制冷工况；其次，由室内机和室外机在相同间隔内分别采集对应的第一数据或第二数据，在将该采集的数据传输至处理器；该处理器采用预置的拟合公式组合所述采集的数据，得到每个室内机的功率参数值DF_C或DF_H；最后，获取所述的室外机在设定时间内的总耗电量；计算得出每个室内机的耗电量并输出。本发明通过采用上述的修正能量型的方法，将制热工况和制冷工况下的功率参数值的计算采用不同的拟合公式进行计算，适应了变工况，成本低、开发周期短，易于产品中应用。

Description

中央空调的分户计量系统和分户计量方法

技术领域

本发明涉及中央空调系统的分户计费技术，更确切地说，涉及一种中央空调的分户计量系统和分户计量方法。

背景技术

在商用楼宇和集中住宅中已广泛应用中央空调系统。由于在商用建筑或住宅区中的每个公司或每间办公室为一个独立系统，如果分摊空调，就必须对各个室内机的用冷/用热量进行计量，以便合理收取每个空调的使用费。在多联机中央空调系统中，多台室内机共用一台室外机，没有中间载冷剂，也就是所说的多联机系统。

目前多联机系统的分户计量费用的方法按其方式分为两种：时间型和能量型。时间型中央空调计费系统中仅考虑开关持续的时间，不考虑开启时复杂的变工况情况。例如，若每户的室内机的额定换热功率Q₀，那么经过Δt时间后，该室内机的换热能量为Q₀*Δt。时间型中央空调计费系统不考虑制冷剂的流量，较为粗略，主要应用于室内机开机和关机的条件较少区别的场合，如写字楼等。因此，时间型中央空调计费系统也简称为开关型中央空调计费系统。时间型中央空调计费系统大都依据室内机的额定能力功率值来计算分配，或者就直接由室内机型号的相对大小来简单计算分配，计算分配误差没有考虑到变工况对室内机能力的影响。如专利申请公开号是CN1746649A的发明名称为“中央空调冷量分配计量方法及其装置”的专利中，针对水机盘管用三速风的风速和时间来计算制冷系数，未考虑实际中空调系统的制冷工况或制热工况的变化。因此，这种计量方式下的电量分配误差很大。

另一种计量方法，即能量型中央空调计费系统详细地考虑了流量的因素，因此比较精确和专业。图1为现有技术中的能量型中央空调计费系统的示意图。如图1所示，该系统中流通的介质为水，包括流量计100、回水温度传感器102、进水温度传感器103、和能量计算仪101。经过Δt时间后，该室内机的换热能量为c*q*(T₂-T₁))*Δt，其中c为常数，q为水流量，T₂为出水温度，T₁为进水温度。也就是说，该能量型中央空调计费系统是根据工程热力学和传热学的公式直接地、不加修正地、理论化地计算出室内机的能力功率值。如专利申请公开号为CN1808083A发明名称为“中央空调的分户计量系统和方法”的专利中，采用流量计来估算制冷剂质量流量、温度传感器或风量来获得或估算室内机进出口温度差的方法来估算室内机的能力，按室内机的能力来分配室外机的耗电量。能量型方法原理性清晰直接，所用参数较多，参数测量难度大，比较难以实现技术产品化。

如下具体描述现有技术中使用数学公式说明能量型中央空调系统的计费方法的计算过程和修正过程。

在传统的能量型的计费方式的数学模型中，电力分配公式(1)为：

$E_{\mathrm{ID}}\left(i\right){|}_{t_n}^{t_{n+1}}={\∫}_{t_n}^{t_{n+1}}\frac{\underset{k=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{DF}\left(k\right)}{\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{DF}\left(j\right)}\mathrm{dt}*{\∫}_{t_n}^{t_{n+1}}{E}_{\mathrm{OD}}\mathrm{dt}---\left(1\right)$

室内机能力需求公式(2)为：

DF＝f(f₁，f₂，f₃，f₄，f₅，...)    (2)

其中，在公式(1)和公式(2)中各个参数表示：

为在t_n～t_n+1时间内，室外机对第i户室内机的电力分配量即第i户室内机的耗电量估计值；

DF(i)：为第i台需要参与电力分配的室内机的能力需求；

为t_i时刻该室外机所连接的需要参与电力分配的所有室内机(共计N台)的实时能力需求；

为t_i时刻该第i户所使用的所有需要参与电力分配的室内机(共计M台)的实时能力需求；

为在t_n～t_n+1时间内，该第i户的电力分配函数；

为在t_n～t_n+1时间内，该第i户所在空调系统中的室外机的总耗电量(数字电量表实测值)；

f₁，f₂，f₃，f₄，f₅，...为功率参数DF的函数变量。

每个公司做分户计量的最大区别在于室内机的功率参数值DF的计算上，其计算模型共有两类，一种是固定功率值对应于时间型计算方法：DF＝Q₀；另外一种是变功率值(即变工况)：DF＝f(f₁，f₂，f₃，f₄，f₅，...)。

当中央空调系统处于制冷状态或制热状态时，现有技术采用风侧焓差法或冷媒侧焓差法来计算功率参数即能力值DF。下面以直接膨胀式室内机为例进行说明。

如图2所示，为现有技术中直接膨胀式室内机传感器分布示意图，A为空气进口，B为空气出口，A’为冷媒进口，B’为冷媒出口。

其中，完整的风侧焓差法采用五个变量参数，DF_C＝f(f₁；f₂；f₃；f₄；f₅)。通过室内机空气进口干球温度传感器202测量室内机空气进口干球温度C₁以及对应的函数变量f₁；室内机进口湿球温度传感器203测量室内机空气进口湿球温度C₂和对应的函数变量f₂；室内机空气出口干球温度传感器207测量室内机空气出口干球温度C₃和对应的函数变量f₃；室内机空气出口湿球温度传感器208测量室内机空气出口干球温度C₄和对应的函数变量f₄；通过风量测量装置206测量通风量C₅和对应的函数变量f₅。

也就是说，函数变量f₁，f₂，f₄.....分别对应于这些传感器的实际测量参数值。参数共分为两类：放热介质参数和吸热介质参数，每类参数中都含有5个基本参数，每类参数能够从理论上直接地独立计算出该换热器的换热的功率参数值DF。

这种完整的风侧焓差法的优点是功率参数值DF的计算原理性强、精度高，一般在5％以内。缺点是成本高，尤其是室内机进口和出口使用的湿球温度传感器203、207价格昂贵，难以产品化生产。

另外，完整的冷媒侧焓差法也采用五个变量参数，DF_C＝f(f′₁；f′₂；f′₃；f′₄；f′₅)。通过室内机冷媒进口温度传感器204测量的室内机冷媒进口温度C₁’和对应的函数变量f′₁，室内机冷媒出口温度传感器209测量的室内机冷媒出口温度C₂’和对应的函数变量f′₂，室内机冷媒进口压力传感器205测量的室内机冷媒进口压力C₃’和对应的函数变量f′₃，室内机冷媒出口压力传感器210测量的室内机冷媒出口压力C₄’和对应的函数变量f′₄，以及冷媒流量测量装置201测量的冷媒流量C₅’和对应的函数变量f′₅。通过各个参数对应的不同的函数变量能够从理论上直接地独立计算出该换热器的换热的功率参数值DF。

这种完整的冷媒侧焓差法的优点是功率参数值DF的计算原理性强，比较直接，缺点是对于直接膨胀式室内机，冷媒流量难以计算和测量，功率参数值的计算误差大，成本高。尤其是室内机冷媒进口和出口压力传感器205、210价格昂贵，也难以产品化应用。并且，现有的能量型的计量方法中对于当系统处于制热或制冷这两种不同的工作状态时均采用相同的焓差计算方法。

鉴于上述问题，如何提供一种能够反映出室内机的变工况特性，且简单方便、并易于实现产品化的中央空调系统的分户计费方法成为当前亟待解决的问题。

发明内容

在发明内容部分引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为解决上述现有技术中的问题，本发明公开一种中央空调系统的计费方法，所述中央空调系统包括一台室外机、与其相连的至少一台室内机，以及连接于所述室外机的处理器，所述方法包括以下步骤：

分析所述空调系统是在制热工况还是制冷工况；

若所述空调系统在制冷工况时，所述每个室内机分别采集对应的第一数据；若所述空调系统在制热工况时，所述每个室内机和室外机分别采集对应的第二数据；

将所述第一数据或第二数据传输至所述处理器；

所述处理器依据预置的第一公式组合所述第一数据，得到所述每个室内机的功率参数值DF_C；或，依据预置的第二公式组合所述第二数据，得到所述每个室内机的功率参数值DF_H；

获取所述的室外机的总耗电量；

所述处理器将所述每个室内机的功率参数值DF_C或DF_H与所述所有室内机的总功率参数值的比值和所述室外机的总耗电量相乘，得到所述每个室内机的耗电量并输出。

进一步地，所述的第一公式和第二公式分别为拟合公式。

优选地，所述每个室内机各自采集第一数据的步骤包括：在设定的时间间隔内，采集所述每个室内机空气出口干球温度C₂、室内机空气进口干球温度C₁、室内机冷媒进口温度C₄、室内机冷媒出口温度C₅和室内机风量C₃。

进一步地，所述每个室内机各自采集第二数据的步骤包括：在设定的时间间隔内，采集所述每个室内机空气进口干球温度H₁、室内机冷媒出口温度H₂、室内机风量H₃，以及获取所述室外机的饱和冷凝温度H₄。

进一步地，所述处理器依据预置的第一公式组合所述第一数据，得到所述每个室内机的功率参数值DF_C的步骤包括：

设置所述空气出口干球温度C₂的函数变量f_2c、空气进口干球温度C₁的函数变量f_1c、冷媒进口温度C₄的函数变量f_4c、冷媒出口温度C₅的函数变量f_5c以及风量C₃的函数变量f_3c；

将常系数a与所述f_1c的乘积、所述室内机空气进口湿球温度函数变量的近似值、常系数c与所述f_2c的乘积、所述室内机空气出口湿球温度函数变量的近似值、常系数e与所述f_3c的乘积、常系数f与所述f_4c的乘积、常系数g与所述f_5c的乘积、以及常数h求和。

优选地，所述a为6.390984754；b为89.25528233；c为-4.695005724；d为-0.798850835；e为0.04235；f为-0.354648995；g为0.04884；h为-92.30705487。

进一步地，所述处理器依据预置的第二公式组合所述第二数据，得到所述每个室内机的功率参数值DF_H的步骤包括：

设置所述空气进口干球温度H₁的函数变量f_1H、饱和冷凝温度H₄减去冷媒出口温度H₂的函数变量f_2H、风量H₃的函数变量f_3H、以及饱和冷凝温度H₄的函数变量f_4H；

将常系数a’与所述f_1H的乘积再加上常系数b’的值、常系数c’与所述f_2H的乘积再加上常系数d’的值、常系数e’与所述f_3H的乘积再加上常系数f’的值、以及常系数g’与所述f_4H的乘积再加上常系数h’的值相乘。

优选地，所述a′为-0.03727，b′为1.74953，c’为-0.0071，d’为1.1961，e’为1，f’为0，g’为0.0267，h’为-0.28。9、如权利要求3或4所述的计费方法，其特征在于，所述时间间隔依据所述处理器的计算量进行设定。

相应地，本发明还公开一种使用上述的计费方法的中央空调系统，所述中央空调系统包括一室外机和至少一个室内机、以及与所述室外机相连的处理器，以及位于所述室外机和所述处理器之间的用于计量所述室外机的总耗电量的电能计量装置，所述每个室内机包括：设置在风侧进风的一边用来测量空气进口干球温度C₁的空气进口温度传感器、设置在风侧出风的一边用来测量空气出口干球温度C₂的空气出口温度传感器、设置在所述风侧出风的一边的用来测量室内机风扇的通风量C₃的风量测量装置、设置在冷媒进口侧的用来测量冷媒进口温度C₄的冷媒进口温度传感器和设置在冷媒出口侧的用来测量冷媒出口温度C₅的冷媒出口温度传感器；

所述室外机包括一用来测量空调系统的冷凝压力的压力传感器；

所述处理器接收分别在设定时间内的所述室内机和室外机的数据信号，以及结合所述电能测量装置计量的总耗电量对所述的数据信号进行处理，输出需要计量的所述每个室内机的耗电量。

优选地，所述每个室内机包含一将所述压力传感器测量的压力值转换为饱和冷凝温度的数值换算器。

优选地，所述处理器包含一数据处理程序，该数据处理程序用来接收所述室内机和室外机的数据信号，然后依据预置计算公式对所述数据信号进行处理，输出所述每个室内机的耗电量。

与现有技术相比，本发明主要是采用修正能量型的方法，综合了时间型的简洁和能量型的精确优点，将制热工况和制冷工况下的功率参数值的计算采用不同的拟合公式进行计算，适应了变工况，成本低、开发周期短，易于产品中应用。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1为现有技术中的能量型中央空调计费系统的示意图；

图2为现有技术中直接膨胀式室内机传感器分布示意图；

图3为中央空调分户计费系统的基本结构示意图；

图4为图3中室内机、室外机和处理器的内部结构示意图；

图5为本发明的中央空调制冷时室内机的传感器分布示意图；

图6为本发明的中央空调制热时室内机的传感器分布示意图；

图7为本发明的中央空调系统的分户计量费用的方法流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

本发明的核心构思在于针对中央空调的不同的工况而对功率参数值DF的计算过程进行了优化和改进，并且针对制冷和制热时的功率参数值DF分别采取不同的计算方法。本发明的能量型计算方法精度高，能够适应变工况的情况，并且易于产品化生产。

参考图3所示，图3为中央空调分户计费系统的基本结构示意图。该中央空调系统包括：室外机301、与其相连的至少一个室内机302和分户计费系统的通讯装置310、以及连接于所述分户计费系统的通讯装置310的处理器311。

室内机302和室外机301通过管路连接，且在管路上可以装配有若干阀件，室外机301的耗电量由数字电表309来测量，室内机302和室外机301的相关参数和数字电表309耗电量将通过分户计费系统的通讯装置310上传给处理器311。

图4为图3中室内机、室外机和处理器的内部结构示意图。参考图4a所示，在室内机302中设置有用来测量室内机的空气进口干球温度C₁的室内机空气进口温度传感器303、用来测量室内机的空气出口干球温度C₂的室内机空气出口温度传感器304、用来测量室内机的冷媒进口温度C₄的室内机冷媒进口温度传感器305、用来测量室内机的冷媒出口温度C₅的室内机冷媒出口温度传感器306和用来测量室内机风扇的通风量C₃的室内机风量测量装置307。另外，风量测量装置307还可以测量风速。

参考图4b和图4c所示，在室外机301中设置有用来测量空调系统的冷凝压力的压力传感器308。在处理器311中设置有计算软件或数据处理程序312。其中，压力传感器308用来获得空调系统的冷凝压力，并采用转换器经过冷媒的物性换算成饱和冷凝温度，参与制热量的计算。分户计费系统的通讯装置310将上述传感器硬件测量的各种数据上传给处理器311进行计算处理，并输出各个室内机的耗电量或费用。其中，用于完成对分户计费相关输入数据的计算和输出的处理器311可以是计算机或单片机。

本实施例中的中央空调计费系统的使用的公式如下。

电力分配公式(1)为：

$E_{\mathrm{ID}}\left(i\right){|}_{t_n}^{t_{n+1}}={\∫}_{t_n}^{t_{n+1}}\frac{\underset{k=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{DF}\left(k\right)}{\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{DF}\left(j\right)}\mathrm{dt}*{\∫}_{t_n}^{t_{n+1}}{E}_{\mathrm{OD}}\mathrm{dt}---\left(1\right)$

计算室内机功率参数值的公式(2)为：

DF＝f(f₁，f₂，f₃，f₄，f₅，...)    (2)

其中，在公式(1)和公式(2)中各个参数表示：

为在t_n～t_n+1时间内，室外机对第i户室内机的电力分配量即第i户的耗电量估计值；

DF(i)：为第i台需要参与电力分配的室内机的能力需求；

为t_i时刻该室外机所连接的需要参与电力分配的所有室内机(共计N台)的实时能力需求；

为t_i时刻该第i户所使用的所有需要参与电力分配的室内机(共计M台)的实时能力需求；

为在t_n～t_n+1时间内，该第i户的电力分配函数；

为在t_n～t_n+1时间内，该第i户所在空调系统中的室外机的总耗电量(数字电量表实测值)；

f₁，f₂，f₃，f₄，f₅，...为功率参数DF的函数变量。

表一：本实施例中的中央空调系统的分户计费计算过程示意图

举例来说：中央空调系统包括1个数字电表，1个室外机K和N台室内机。在一段时间t(1)～t(M)内有M个数据采集点，如表一所示。在每个采集点上，分别对应计算出N台室内机的功率参数值DF的公式(制冷量或制热量)，时间结束时，计算出每台室内机的分配电量和电费。

在本实施例中，室内机的功率参数值DF的计算可以分为制冷和制热两种情况。当中央空调系统制热时，室外机301作为蒸发器，室内机302作为冷凝器，本发明采用修正风侧焓差法来计算功率参数DF_C。当中央空调处于制热的工作状态时，室外机301作为冷凝器，室内机302作为蒸发器，本发明采用修正能量型方法并结合产品化特征来计算室内机的功率参数DF_H。

参照图5，示出了中央空调制冷时室内机302的传感器分布示意图。其中，室内机302包括：设置于风侧进风的一边用来测量空气进口干球温度C₁的空气进口温度传感器502、设置于风侧出风的一边用来测量空气出口干球温度C₂的空气出口温度传感器503；以及在所述风侧出风的一边还设置有用来测量室内机风扇的通风量C₃的风量测量装置504。冷媒进口侧设置有用来测量冷媒进口温度C₄的冷媒进口温度传感器501，冷媒出口侧设置有用来测量冷媒出口温度C₅的冷媒出口温度传感器505。

所述处理器311接收所述室内机302和室外机301测量的各种参数以及结合所述数字电表309的总耗电量进行计算，输出需要计量的单个室内机的耗电量。

具体地，在处理器311中的DF_C的函数关系如下：

DF_c＝f(f_1c；f_2c；f_3c；f_4c；f_5c)

其中f_1c表示室内机空气进口干球温度C₁对应的函数变量；f_2c表示室内机空气出口干球温度C₂对应的函数变量；f_3c表示风量C₃对应的函数变量；f_4c表示室内机冷媒进口温度C₄对应的函数变量；f_5c表示室内机冷媒出口温度C₅对应的函数变量。

例如，具体地采用第一拟合公式，在本实施例中的第一拟合公式为二阶精度的第一拟合公式(3)：

DF_C＝(a*f_1c+b*(-0.0088*f_1c+0.7083)+c*f_2c+d*(f_2c-1)+e*f_3c+f*f_4c+g*f_5c+h)²

其中，f_1C～f_5C指在制冷条件下的对应的变量参数f₁～f₅，用下角标C来表示制冷状态，a、b、c、d、e、f、g为拟合公式的常系数，h为常数。

该公式中，b*(-0.0088*f_1C+0.7083)项为“室内机空气进口湿球温度函数变量”的近似，d*(f_2C-1)项为“室内机空气出口湿球温度函数变量”的近似。

具体地，该第一拟合公式(3)是基于大量的实验数据得出，可以使用现有技术中的数字处理程序实现(如处理器311中的数据处理程序312)，特别地，该第一拟合公式(3)可以为1阶、2阶或3阶方程。在本实施例中，采用了2阶拟合公式，且常系数a～h之间的取值可以取值为：a＝6.390984754；b＝89.25528233；c＝-4.695005724；d＝-0.798850835；e＝0.04235；f＝-0.354648995；g＝0.04884；h＝-92.30705487。

下面结合表二和表三举例说明在制冷过程中的分户计费计算过程和数据分布。当N＝3，M＝12时，即1套空调系统中包含1个室外机和3个室内机，如果5分钟一个时间间隔来采集空调系统的数据，那么在60分钟内就能够采集12个数据点。起始时间为XX：05，结束时间为XX：60，通过室内机上分布的传感器检测每个数据点，分别获得分户计费需要的参数(如表二)，然后将表二中的数据代入到第一拟合公式(3)中，采用上述的常系数a～h的值通过处理器311中的计算软件312计算出每个室内机在每个数据采集点上的功率参数值DF、空调系统饱和冷凝温度即室外机的饱和冷凝温度和60分钟内室外机的耗电量(如表三的参数计算过程列)，最后根据其计算的功率参数值DF再获取每个室内机应该分配的电量(如表三的电量分配过程列)，进而可以根据电量的单价计算出电费。最终室内机1至室内机3分别分配到室外机耗电量32千瓦时中的15.59、10.45、5.96千瓦时。就室内机1而言，将其在电力分配公式(1)中的具体计算过程为：分配的耗电量等于千瓦时。

表二：分户计费种的数据采集过程

表三：分户计费中的参数计算和电量分配过程

本实施例中制冷工况下，功率参数值DF_C的计算公式为上述第一拟合公式(3)，当然，并不局限于该二阶精度的第一拟合公式(3)，其也可以采用其他阶次的拟合公式。且大量的实验数据的计算过程是通过现有技术中的数据处理软件即处理器311中的数据处理程序312进行计算和处理；任何一个可以处理数据的软件在本实施例中均可使用，在此不进行限定。

需要说明的是，本发明的修正风侧焓差法没有采用理论焓差法中的两个湿球温度参数。虽然没有湿球温度传感器，但是本发明结合了直接膨胀式室内机的特点，近似了这两个修正，提高了公式的精度，在第一拟合公式(3)中，b*(-0.0088*f_1C+0.7083)项为“室内机空气进口湿球温度函数变量”的近似，d*(f_2-1)项为“室内机空气出口湿球温度函数变量”的近似。

本实施例中功率参数D_FC的计算方式的优点是：一，能够反映出室内机的变工况特性，在舒适度相对湿度范围40％～60％内，室内机能力功率参数D_FC的计算精度较高，计量误差平均在7％(以标准测试实验台的测量值为基准)，而实际的室内机分配电量的误差比室内机能力功率参数D_FC的计算误差要小得多，一般约为2％；二，成本低，在现有的直接膨胀式室内机上只需要增加一个空气出口干球温度传感器，不需要任何湿球温度传感器，易实现产品。当在舒适度相对湿度范围之外，功率参数D_FC的计算精度会降低。考虑室内侧的环境一般在舒适度范围之内，因此该偏差在商用空调和家用空调领域可以忽略。

上述具体说明了中央空调系统处于制冷工况状态下，如何计算各个室内机的电力分配的装置，其具体描述为各个传感器的分布和测量，本领域技术人员应该知道的是，本发明中所述的实施例和测量装置均为优选的实施方式，对于任何可以通过变形实现的方式均属于本发明的范畴。另外，在本发明中，对于中央空调处于制热的工作状态时的室内机的电力分配的具体计算如下说明。

参照图6，示出了中央空调制热时室内机302的传感器分布示意图。所述室内机302包括：测量空气进口干球温度H₁的空气进口干球温度传感器602、测量冷媒出口温度H₂的冷媒出口温度传感器603、用于测量风量H₃的风量测量装置604。

另外，在冷媒进口的一侧A’处设置一可以将饱和冷凝压力值换算成饱和冷凝温度的换算器601，该换算器601用于获取室外机301中的饱和冷凝压力传感器308采样的饱和冷凝压力值；并将该饱和冷凝压力值在换算器601中依据冷媒的物性换算将饱和冷凝压力值换算成饱和冷凝温度H₄。

其中，设定f_1H为室内机空气进口干球温度H₁对应的函数变量；f_2H为室内机冷媒出口过冷度对应的函数变量即饱和冷凝温度H₄减去冷媒出口温度H₂；f_3H为风量H₃对应的函数变量；f_4H为室内机饱和冷凝温度H₄对应的函数变量。且f_1H～f_4H指在制热条件下的对应的变量参数f₁～f₄，用下角标H来表示系统制热工况。

依据处理器311中预置的第二拟合公式(4)将所述室内机采集的空气进口干球温度H₁、冷媒出口温度H₂、风量H₃和饱和冷凝温度H₄组合，得到单个室内机的功率参数值DF_H；例如，采用线性耦合修正公式：

DF_H＝(a′*f_1H+b′)*(c′*f_2H+d′)*(e′*f_3H+f′)*(g′*f_4H+h′)(4)

优选地，根据因变量对功率参数值DF_H的影响特性，如f_3H＝0时，DF_H＝0即f’＝0，此时为第二拟合公式的边界条件，在实际的操作过程中，该处的边界并不影响其在边界内的计算。在上述的第二拟合公式(4)中，a’，b’，c’，d’，e’，f’，h’分别为常数。当然，也可以采用其他的公知的函数形式。在本实施例中，第二拟合公式(4)为边界条件时，公式中的a′～h′的取值可以为：a′＝-0.03727；b′＝1.74953；c’＝-0.0071；d’＝1.1961；e’＝1；f’＝0；g’＝0.0267；h’＝-0.28。

在制热工况下该中央空调系统的分户计量方法的计量精度高，误差平均在3％。本发明的制热计量方法具有以下优点：一、能够反映出室内机的变工况特性，计量精度高达97％(以标准测试实验台的测量值为基准)；二、不需要考虑配备辅助电加热器带来的误差影响，技术实现容易；三、成本低，且不需要在空调系统上增加额外的传感器。

以上是对本发明的中央空调系统的分户计量费用的装置进行了详细介绍，相应地，本发明还提供一种中央空调系统的分户计量费用的方法。下面结合图7对本发明的中央空调系统的分户计量费用的方法进行详细说明。

参照图7，示出了本发明的中央空调分户计费系统的计费方法流程图，其包括如下步骤：

步骤701：判断所述空调系统是在制热工况还是制冷工况；若空调系统为制热工况，则执行步骤702至步骤706；若空调系统为制冷工况，则执行步骤702’至步骤706’。

步骤702：当空调系统为制热工况时，所述每个室内机和室外机分别采集对应的第二数据，在本实施例中，所述室内机采集空气进口干球温度H₁、冷媒出口温度H₂、风量H₃，以及所述室外机采集饱和冷凝压力值；并将该采集饱和冷凝压力值转换的饱和冷凝温度H₄。

步骤703：将所述每个室内机和室外机分别采集的第二数据传输至所述处理器。

步骤704：所述处理器依据预置的第二公式组合所述第二数据，得到所述每个室内机的功率参数值DF_H；当然，该处的第二公式可以为一阶、二阶或三阶的常微分方程。具体地，在本实施例中采用二阶的方程进行计算，具体的操作子步骤如下：

子步骤A1：在设定的时间间隔内，采集所述每个室内机空气进口干球温度H₁、室内机冷媒出口温度H₂、室内机风量H₃，以及所述室外机采集所述饱和冷凝压力值并转换为饱和冷凝温度H₄；

子步骤A2：设置所述空气进口干球温度H₁的函数变量f_1H、饱和冷凝温度H₄减去冷媒出口温度H₂的函数变量f_2H、风量H₃的函数变量f_3H、以及饱和冷凝温度H₄的函数变量f_4H；

子步骤A3：将常系数a’与所述f_1H的乘积再加上常系数b’的值、常系数c’与所述f_2H的乘积再加上常系数d’的值、常系数e’与所述f_3H的乘积再加上常系数f’的值、以及常系数g’与所述f_4H的乘积再加上常系数h’的值相乘。即得到所述每个室内机的功率参数值D_FH。

步骤705：获取所述的室外机的总耗电量。

步骤706：所述处理器将所述每个室内机的功率参数值DF_H与所述所有室内机的总功率参数值的比值和所述室外机的总耗电量相乘，得到所述每个室内机的耗电量并输出。

相应的，当中央空调系统为制冷工况时，执行以下的步骤703’至706’；

步骤702’：若所述空调系统在制冷工况时，所述每个室内机分别采集对应的第一数据.

步骤703’：将所述第一数据传输至所述处理器。

步骤704’：所述处理器依据预置的第一公式组合所述第一数据，得到所述每个室内机的功率参数值DF_C。当然，该处的第一公式可以为一阶、二阶或三阶的常微分方程。在本实施例中，采用二阶的方程进行计算的，具体的子步骤如下：

子步骤B1：在设定的时间间隔内，采集所述每个室内机空气出口干球温度C₂、室内机空气进口干球温度C₁、室内机冷媒进口温度C₄、室内机冷媒出口温度C₅和室内机风量C₃。

子步骤B2：设置所述空气出口干球温度C₂的函数变量f_2c、空气进口干球温度C₁的函数变量f_1c、冷媒进口温度C₄的函数变量f_4c、冷媒出口温度C₅的函数变量f_5c以及风量C₃的函数变量f_3c；

子步骤B3：将常系数a与所述f_1c的乘积、所述室内机空气进口湿球温度函数变量的近似值、常系数c与所述f_2c的乘积、所述室内机空气出口湿球温度函数变量的近似值、常系数e与所述f_3c的乘积、常系数f与所述f_4c的乘积、常系数g与所述f_5c的乘积、以及常数h求和；其中，所述a＝6.390984754；b＝89.25528233；c＝-4.695005724；d＝-0.798850835；e＝0.04235；f＝-0.354648995；g＝0.04884；h＝-92.30705487。

步骤705’：获取所述的室外机的总耗电量。

步骤706’：所述处理器将所述每个室内机的功率参数值DF_C与所述所有室内机的总功率参数值的比值和所述室外机的总耗电量相乘，得到所述每个室内机的耗电量并输出。

优选地，所述室内机在采集数据点的时间间隔依据所述处理器的计算软件的计算量进行设定。

上述的实施例是采用修正能量型的方法，综合了时间型的简洁和能量型的精确优点，适应变工况，成本低、开发周期短，易于产品中应用。

需要注意的是，本文中所提到的“第一”、“第二”和“第三”之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。另外，文中所述的“包含”、“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内，此外，本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (12)

1.一种中央空调系统的计费方法，其特征在于，所述中央空调系统包括一台室外机(301)、与其相连的至少一台室内机(302)，以及连接于所述室外机的处理器(311)，所述方法包括以下步骤：

分析所述空调系统是在制热工况还是制冷工况；

若所述空调系统在制冷工况时，所述每个室内机(302)分别采集对应的第一数据；若所述空调系统在制热工况时，所述每个室内机(302)和室外机(301)分别采集对应的第二数据；

将所述第一数据或第二数据传输至所述处理器(311)；

所述处理器(311)依据预置的第一公式组合所述第一数据，得到所述每个室内机(302)的功率参数值DF_C；或，依据预置的第二公式组合所述第二数据，得到所述每个室内机(302)的功率参数值DF_H；

获取所述的室外机(301)的总耗电量；

所述处理器(311)将所述每个室内机(302)的功率参数值DF_C或DF_H与所述所有室内机(302)的总功率参数值的比值和所述室外机(301)的总耗电量相乘，得到所述每个室内机(302)的耗电量并输出。

2.如权利要求1所述的计费方法，其特征在于，所述的第一公式和第二公式分别为拟合公式。

3.如权利要求1所述的计费方法，其特征在于，

所述每个室内机(302)各自采集第一数据的步骤包括：在设定的时间间隔内，采集所述每个室内机空气出口干球温度C₂、室内机空气进口干球温度C₁、室内机冷媒进口温度C₄、室内机冷媒出口温度C₅和室内机风量C₃。

4.如权利要求1所述的计费方法，其特征在于，

所述每个室内机(302)各自采集第二数据的步骤包括：在设定的时间间隔内，采集所述每个室内机空气进口干球温度H₁、室内机冷媒出口温度H₂、室内机风量H₃，以及获取所述室外机的饱和冷凝温度H₄。

5.如权利要求3所述的计费方法，其特征在于，

所述处理器(311)依据预置的第一公式组合所述第一数据，得到所述每个室内机(302)的功率参数值DF_C的步骤包括：

设置所述空气出口干球温度C₂的函数变量f_2c、空气进口干球温度C₁的函数变量f_1c、冷媒进口温度C₄的函数变量f_4c、冷媒出口温度C₅的函数变量f_5c以及风量C₃的函数变量f_3c；

将常系数a与所述f_1c的乘积、所述室内机空气进口湿球温度函数变量的近似值、常系数c与所述f_2c的乘积、所述室内机空气出口湿球温度函数变量的近似值、常系数e与所述f_3c的乘积、常系数f与所述f_4c的乘积、常系数g与所述f_5c的乘积、以及常数h求和。

6.如权利要求5所述的计费方法，其特征在于，所述a为6.390984754；b为89.25528233；c为-4.695005724；d为-0.798850835；e为0.04235；f为-0.354648995；g为0.04884；h为-92.30705487。

7.如权利要求4所述的计费方法，其特征在于，

所述处理器依据预置的第二公式组合所述第二数据，得到所述每个室内机(302)的功率参数值DF_H的步骤包括：

设置所述空气进口干球温度H₁的函数变量f_1H、饱和冷凝温度H₄减去冷媒出口温度H₂的函数变量f_2H、风量H₃的函数变量f_3H、以及饱和冷凝温度H₄的函数变量f_4H；

将常系数a’与所述f_1H的乘积再加上常系数b’的值、常系数c’与所述f_2H的乘积再加上常系数d’的值、常系数e’与所述f_3H的乘积再加上常系数f’的值、以及常系数g’与所述f_4H的乘积再加上常系数h’的值相乘。

8.如权利要求7所述的计费方法，其特征在于，所述a′为-0.03727，b′为1.74953，c’为-0.0071，d’为1.1961，e’为1，f’为0，g’为0.0267，h’为-0.28。

9.如权利要求3或4所述的计费方法，其特征在于，所述时间间隔依据所述处理器(311)的计算量进行设定。

10.一种实现权利要求1计费方法的中央空调系统，所述中央空调系统包括一室外机(301)和至少一个室内机(302)、以及与所述室外机(301)相连的处理器(311)，以及位于所述室外机(301)和所述处理器(311)之间的用于计量所述室外机的总耗电量的电能计量装置(309)，其特征在于，

所述每个室内机包括：设置在风侧进风的一边用来测量空气进口干球温度C₁的空气进口温度传感器(303)、设置在风侧出风的一边用来测量空气出口干球温度C₂的空气出口温度传感器(304)、设置在所述风侧出风的一边的用来测量室内机风扇的通风量C₃的风量测量装置(307)、设置在冷媒进口侧的用来测量冷媒进口温度C₄的冷媒进口温度传感器(305)和设置在冷媒出口侧的用来测量冷媒出口温度C₅的冷媒出口温度传感器(306)；

所述室外机(301)包括一用来测量空调系统的冷凝压力的压力传感器(308)；

所述处理器(311)接收分别在设定时间内的所述室内机(302)和室外机(301)的数据信号，以及结合所述电能测量装置(309)计量的总耗电量对所述的数据信号进行处理，输出需要计量的所述每个室内机的耗电量。

11.如权利要求10所述的中央空调系统，其特征在于，所述每个室内机(302)包含一将所述压力传感器(308)测量的压力值转换为饱和冷凝温度的数值换算器(601)。

12.如权利要求10所述的中央空调系统，其特征在于，所述处理器(311)包含一数据处理程序(312)，该数据处理程序用来接收所述室内机(302)和室外机(301)的数据信号，然后依据预置计算公式对所述数据信号进行处理，输出所述每个室内机的耗电量。

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