CN102175901A - 多联机中央空调系统的能耗拆分方法及分户计费系统 - Google Patents

Abstract

一种多联机中央空调系统的能耗拆分方法及分户计费系统，包括智能网关、电量采集模块、电能拆分模块、电能集中显示装置，其中智能网关分别与电量采集模块、电能拆分模块及电能显示装置通过RS485串行通信相互交换数据，达到远程计费管理的目的。其特点是能够远程监控，省去人工抄表的麻烦；采用全新的能耗拆分原则，避免了因不同用户共用室外机所带来的分摊不合理；系统具有简单便捷、拆分合理有效、安装成本低等优点。

Description

多联机中央空调系统的能耗拆分方法及分户计费系统

技术领域

本发明涉及空调计费领域，具体是一种多联机能耗拆分模型进而实现分户计费的远程管理系统。

背景技术

楼宇中央空调收费问题一直是众多物业管理公司的难题，如何合理地计量和收取集中式空调的使用费用，已是众多物业管理公司不容忽视的问题。目前存在的收费方式，如面积分摊法、水计量法、电计量法、时间计量等，都存在各自的优缺点，容易引起用户与业主之间的资费纠纷。现就当今各种收费方式介绍如下：

1)面积分摊法

按照用户使用面积比例承担中央空调运行总费用，需要的仪表最少，但会在使用观念上形成“用多用少一个样，用与不用一个样”，容易引起用户与业主之间的资费纠纷，还会造成很大的能源浪费。

2)水计量

水计量就是通过水表计量用户空调末端用水量作为空调用量依据来进行收费的。将水表安装在回水管上，记录用户空调的水流量，根据水表读数来进行计费。这种方法只简单地依靠循环水流量作为收费标准，没有考虑循环水进出口温度的变化，所以这种方法存在误差。

3)电计量

电表计费是通过电表计量用户空调末端的用电量作为空调用量依据来进行收费的。只要室内机打开即使室外主机不运行也要开始计费。这种方法只测量了室内机的用电量，室外主机的用电量不能计量。

4)时间型计量系统

将采集器与风机盘管温控器上的三速开关相连接，获得电动二通阀开通信号，同时获得用户使用的高中低档信息，并可自动累计各档位的运行时间。通过通讯器将信号传至空调计费仪，空调计费仪与中央工作站通讯，进行数据库管理。以用户使用的当量时间为依据，进行收费。

5)能量型计量系统

本系统由能量积分仪、流量计、温度传感器、通讯器、空调计费仪、中央工作站等设备组成。能量型分户计量系统在用户的供回水管上安装温度传感器各一只，在供水管道上安装流量传感器一只，将三路信号接入能量积分仪。通过对用户的供水温度、回水温度及瞬时流量进行实时测量，并按照热力学能量计算公式对使用冷量或热量进行累积而得到用户消耗的能量值。能量积分仪与中央工作站通讯，进行数据库管理。以用户使用的能量值为依据进行收费。

以上几个计量方法主要适用于水机系统的分户计量且计量成本较高，而对多联机系统的计量仍仅限于电计量和面积分摊法，由于这两种方法自身存在的缺陷，使多联机系统分户计量数据存在误差，容易造成用户与业主间的纠纷。

发明内容

为了解决现有技术中存在的所述问题，本技术方案提出一种多联机中央空调系统的能耗拆分方法及分户计费系统。

一种多联机中央空调系统的能耗拆分方法，将室外机的电能通过其对应的各个室内机电能均匀分摊，即：

$C_{i,\mathrm{out}}=C_{\mathrm{out}}\×\frac{C_{i,\mathrm{in}}}{C_{\mathrm{in}}}$

其中C_i，out表示对于室内机i，室外机为其工作所消耗的电能；C_out表示室内机i所属室外机消耗的总电能；C_i，in表示室内机i自身工作所消耗的电能；C_in表示与室内机i同属一室外机的所有室内机的电能总和；

则可得：同一室外机下的每个室内机所消耗的电能是，室内机的自身工作所消耗的电能与所需承担的室外机的相应电能之和，即：

C_i＝C_i，in+C_i，out

其中C_i表示室内机i所消耗的总电能；

这样，每户的空调电能是该户所有的室内机总电能之和C＝∑C_i。

一种应用上述方法的多联机中央空调系统的能耗分户计费系统，包括智能网关、电量采集模块、能耗分析模块和结果输出装置；所述电量采集模块有多个，分别测量多联机中央空调系统中的各个室内机和室外机的能耗；电量采集模块的输出连接智能网关；智能网关的输出连接能耗分析模块；能耗分析模块的输出连接结果输出装置。所述能耗分析模块包括电能拆分模块；电能拆分模块应用所述多联机中央空调系统的能耗拆分方法。

所述电量采集模块与智能网关之间通过RS485串口通信。

所述智能网关与能耗分析模块通过Internet网络通信。

所述电量采集模块通过双绞线，采用“手拉手”方式逐一连接到总线，再连接到智能网关。

综上所述，该计费远程管理不但系统简单、方便、准确，安装成本低，而且在多联机空调分户计费方面具有很高的实用性，容易推广，对促进社会和谐等方面具有积极的现实意义。

附图说明

图1为室内机和室外机分布例图。

图中室外机包括A、B两台，室内机共有8台，其中属于室外机A的两台室内机，以及属于室外机B的一台室内机共处于一个房间。

图2为本技术方案的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本技术方案作进一步说明：

一种多联机中央空调系统的能耗拆分方法，将室外机的电能通过其对应的各个室内机电能均匀分摊，即：

$C_{i,\mathrm{out}}=C_{\mathrm{out}}\×\frac{C_{i,\mathrm{in}}}{C_{\mathrm{in}}}$

其中C_i，out表示对于室内机i，室外机为其工作所消耗的电能；C_out表示室内机i所属室外机消耗的总电能；C_i，in表示室内机i自身工作所消耗的电能；C_in表示与室内机i同属一室外机的所有室内机的电能总和；

则可得：同一室外机下的每个室内机所消耗的电能是，室内机的自身工作所消耗的电能与所需承担的室外机的相应电能之和，即：

C_i＝C_i，in+C_i，out

其中C_i表示室内机i所消耗的总电能；

这样，每户的空调电能是该户所有的室内机总电能之和C＝∑C_i。

一种应用上述方法的多联机中央空调系统的能耗分户计费系统，包括智能网关、电量采集模块、能耗分析模块和结果输出装置；所述电量采集模块有多个，分别测量多联机中央空调系统中的各个室内机和室外机的能耗；电量采集模块的输出连接智能网关；智能网关的输出连接能耗分析模块；能耗分析模块的输出连接结果输出装置。所述能耗分析模块包括电能拆分模块；电能拆分模块应用所述多联机中央空调系统的能耗拆分方法。

所述电量采集模块与智能网关之间通过RS485串口通信。

所述智能网关与能耗分析模块通过Internet网络通信。

所述电量采集模块通过双绞线，采用“手拉手”方式逐一连接到总线，再连接到智能网关。

本例提出的适用于多联机系统的能耗拆分新方法，结合能耗管理软件及RS485串行通信，开发出一套基于RS485串行通信的多联机分户计费远程管理系统，避免了以上计费方式的不合理之处，又节约了仪表的数量，实现了多联机中央空调计费系统在其收费方面的科学合理性、实时简便性，对促进社会和谐等方面具有积极的现实意义.

能耗拆分模型简述如下：

多联机空调系统的费用实际上是电费，电费可以理解为对应的电能，包含室外机的电能和室内机的电能两部分，室内机电能通过每户安装的室内机电表直接体现，本方法将室外机的电能通过其所对应的室内机电能均匀分摊，即：

$C_{i,\mathrm{out}}=C_{\mathrm{out}}\×\frac{C_{i,\mathrm{in}}}{C_{\mathrm{in}}}$

其中C_i，out表示室外机为室内机i工作所消耗的电能；C_out表示该室外机所消耗的总电能；C_i，in表示所计算室内机的电能；C_in示同一室外机的所有室内机的电能总和；

则可得到每个室内机空调电能是室内机的电能与所需承担的室外机的电能之和，即：

C_i＝C_i，in+C_i，out

其中C_i表示与室内机i对应的总电能；

这样，每户的空调电能是该户所有的室内机总电能之和，即：

C＝∑C_i

如图1所举的例子，图中房间共有3、4、5号室内机，A、B为室外机，则室内机3的空调电能为：

$C_3=c_{3,\mathrm{in}}+C_{3,\mathrm{out}}=C_{3,\mathrm{in}}+C_A\×\frac{C_{3,\mathrm{in}}}{C_{1,\mathrm{in}}+C_{2,\mathrm{in}}+C_{3,\mathrm{in}}+C_{4,\mathrm{in}}}$

同理求得室内机4和室内机5的空调电能。所以该房间的空调电能为：

C＝C₃+C₄+C₅

能耗拆分模型的运行嵌入在能耗监测系统中，其中涉及的简单运算均由建筑能源管理系统(BEMS)内部组态编程完成，最终显示的数据即为该计量房间的总电能。

该计费系统的设计方案考虑了现有建筑的结构，尽量做到安装方便，改动最少，投入的成本低。并且将室外机使用的电量按比例合理地计入到各个用户的电费中，室内机的用电量直接在室内的电能表上可以读出，做到公平公开，可以提高用户的节能意识。

以下结合附图对本技术方案做进一步描述：

如图2所示，一种基于RS485串行通信的多联机用户计费远程管理系统，包括智能网关、电量采集模块、电能拆分模块、电能集中显示装置组成，其中智能网关与电量采集模块、电能拆分模块及电能显示装置通过现场总线网络以及因特网相互交换数据，达到远程计费管理的目的，业主只需要在办公室内就可以把各用户的用电量导出，省去了抄表的麻烦，简单、准确、高效。

具体实施方式是分别在多联机系统每台室内机/室外机供电上安装带有RS485带有通信接口的智能电表(如果某一用户所使用的室内机均由同一个室外机拖带，室内机可以只安装一个总表，不过室外机必须一台对应一块表)，每块智能电表都分配一个通信地址逐一编号，然后通过屏蔽双绞线采用“手拉手”方式将电表逐一连接到总线，最后由智能采集网关将总线信号汇集且暂存并转化为网络信号，通过网线传输到办公电脑，最终能耗拆分模块将数据合理拆分存储到SQL Server数据库并显示在能耗管理软件上，实现多联机的分户计费远程管理。

本系统实现的关键是采用能耗管理软件对数据进行合理的拆分，具体的原则详见发明内容，在能耗管理软件上进行合理的组态编程建立能耗拆分模块，来实现数据的合理拆分。目前市场上多种能耗监测软件(如研华BEMS)都可以实现，且每套软件都配有自己的数据采集网关，安装方便系统简单。电表要求主要是必须带有RS485通信接口，且其通信协议要与软件、网关能实现通信，比较常用的如山东力创科技的EDA9033系统三项智能电表。

Claims (5)

1.一种多联机中央空调系统的能耗拆分方法，其特征是将室外机的电能通过其对应的各个室内机电能均匀分摊，即：

$C_{i,\mathrm{out}}=C_{\mathrm{out}}\×\frac{C_{i,\mathrm{in}}}{C_{\mathrm{in}}}$

其中C_i，out表示对于室内机i，室外机为其工作所消耗的电能；C_out表示室内机i所属室外机消耗的总电能；C_i，in表示室内机i自身工作所消耗的电能；C_in表示与室内机i同属一室外机的所有室内机的电能总和；

则可得：同一室外机下的每个室内机所消耗的电能是，室内机的自身工作所消耗的电能与所需承担的室外机的相应电能之和，即：

C_i＝C_i，in+C_i，out

其中C_i表示室内机i所消耗的总电能；

这样，每户的空调电能是该户所有的室内机总电能之和C＝∑C_i。

2.一种应用权利要求1所述方法的多联机中央空调系统的能耗分户计费系统，包括智能网关、电量采集模块、能耗分析模块和结果输出装置；所述电量采集模块有多个，分别测量多联机中央空调系统中的各个室内机和室外机的能耗；电量采集模块的输出连接智能网关；智能网关的输出连接能耗分析模块；能耗分析模块的输出连接结果输出装置，其特征是所述能耗分析模块包括电能拆分模块；电能拆分模块应用所述多联机中央空调系统的能耗拆分方法。

3.根据权利要求2所述的多联机中央空调系统的能耗分户计费系统，其特征是所述电量采集模块与智能网关之间通过RS485串口通信。

4.根据权利要求2所述的多联机中央空调系统的能耗分户计费系统，其特征是所述智能网关与能耗分析模块通过Internet网络通信。

5.根据权利要求3所述的多联机中央空调系统的能耗分户计费系统，其特征是所述电量采集模块通过双绞线，采用“手拉手”方式逐一连接到总线，再连接到智能网关。

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