CN102721143A

CN102721143A - 多联机空调电量划分方法

Info

Publication number: CN102721143A
Application number: CN2012102146333A
Authority: CN
Inventors: 梁锐; 阎杰; 尚建武; 胡军; 詹艳; 蔡婷花
Original assignee: Guangdong Midea Electric Appliances Co Ltd
Current assignee: GD Midea Heating and Ventilating Equipment Co Ltd; Shanghai Meikong Smartt Building Co Ltd
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: CN102721143B

Abstract

本发明涉及一种多联机空调电量划分方法，特点是在由一台或者多台室内、外机组成的冷媒系统中，由电量划分装置将室外机消耗的电量区分为运行电量P1、待机电量P2和异常电量P3；电量划分装置实时采集室内、外机及电量计量装置的运行数据并存放于存储器中，其以结算时间间隔T2为周期，从数据库中连续抽取T2/T1组的运行数据记录并判断每组各室外机是处于运行状态、待机状态还是掉线状态并进行处理及统计，得知运行电量X和待机电量Y；电量划分装置将运行电量X、待机电量Y以及运行电量P1、待机电量P2以及异常电量P3生成带时间戳的电量文件上报给上位机系统，按照用户设定费率计算出用电费用。其具有可以细分室外机运行电量、待机电量和异常电量，误差小等优点。

Description

多联机空调电量划分方法

技术领域

本发明涉及一种多联机空调电量划分方法，更确切的说，涉及一种在由一台或者多台室内机和一台或者多台室外机组成的冷媒系统中，通过上述方法和系统实现计算各室内机用电量的方法。

背景技术

多联机系统是指一台或者多台室内机通过实际的物理冷媒管路与室外机连接在一起的一组设备群，它的优点是不仅像普通家居用的空调能解决冷暖问题，还能处理空气，节省空间，节约电能源，创造一种更加舒适的室内环境。广泛的用于商用写字楼和集中式住宅中。

由于多联机空调室外机是被多个多联机室内机用户所公用的，这种情况下就会涉及到一个课题，就是如何将室外机消耗的电能公平合理的划分给各个室内机用户。

目前的一些多联机系统的电量划分方法在室内机方面仅考虑用户空调的功率或者运行时间，有的甚至用住宅使用面积作为电量划分的依据；在室外机方面没有将室外机耗电情况加以区分。这些方式比较简单粗略，更没有异常情况下的保护机制，误差可能会比较大，往往给物业以及空调用户带来了一些不便，甚至纠纷。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题而提供一种在异常情况下可以进行保护，可以细分室外机运行电量、待机电量和异常电量，误差小，给物业以及空调用户带来方便的多联机空调电量划分方法。

本发明的具体方案是：一种多联机空调电量划分方法，其特征在于：在由一台或者多台室内机和一台或者多台室外机组成的冷媒系统中，由电量划分装置将室外机消耗的电量区分为运行电量P1、待机电量P2和异常电量P3，并通过下述步骤分别划分给室内机：

A.电量划分装置实时采集冷媒系统中空调室内机、室外机以及电量计量

装置的运行数据，所述运行数据包括室内机的运转模式、设定温度、环境温度、功率、电子膨胀阀开度、室外机的运转模式、环境温度和电量计量装置电量读数，并以采样间隔时间T1为周期，将运行数据保存在电量划分装置的数据库中，所述数据库数据存放于电量划分装置的存储器中；

B.电量划分装置以结算时间T2为周期，从数据库中连续抽取T2/ T1组的运行数据记录，并判断每组运行数据的冷媒系统中各室外机是处于运行状态、待机状态还是掉线状态；若处于运行状态，则将相邻两组的电量计量装置读数差值划归运行电量p1；若处于待机状态，则将相邻两组的电量计量装置读数差值划归待机电量p2；若处于掉线状态，则记录掉线标志，并将掉线前最后一次有效读数存储在数据库中，同时通过处理方式之一得知各室内机的能力需求H；

C.电量划分装置统计并分别累加T2/ T1组运行电量p1及待机电量p2，得出T2时间内的运行电量P1和待机电量P2，并根据掉线标志以及掉线前最后一次有效读数和掉线恢复后第一次有效读数差值计算得出异常电量P3，同时根据处理方式之二得知各室内机的电量划分因子β，并根据处理方式之三和处理方式之四分别得知各室内机的运行电量X和待机电量Y；

D.电量划分装置将T2时间内各室内机的运行电量X、待机电量Y以及各室外机的运行电量P1、待机电量P2以及异常电量P3，生成带时间戳的电量文件，上报给上位机系统并在电量划分装置的存储器中备份存档；上位机系统汇总一天24小时的24个带时间戳的电量文件，并根据处理方式之五得知出各室内机1天即24小时不同时间段的室内机（6）的用电量W，按照用户设定费率计算出用电费用。

所述处理方式之一为：H=Hp ×C，其中Hp为室内机匹数；C室内机能力需求系数，该系数通过室内机的设定温度、环境温度、运转模式以及电子膨胀阀开度等综合计算得出。

所述处理方式之二为：

，其中

为结算时间T2内冷媒系统中第i台室内机的电量划分因子；n=T2/T1，n为整数，即结算时间T2为采样时间T1的整数倍；m为冷媒系统中室内机台数；i为第i台室内机；j为第j个采样周期；

为第i台室内机第j个采样周期的能力需求。

所述处理方式之三为：

，其中

表示第i台室内机的运行电量X；i为第i台室内机。

所述处理方式之四为：

,其中m为冷媒系统中室内机台数。

所述上位机系统（3）将电量划分装置（1）上传的带时间戳的电量文件汇总，并通过处理方式之五得出一段时间内的室内机的耗电量W；所述处理方式之五为，其中

为第i台室内机的耗电量；i为冷媒系统中第i台室内机；r为电量文件个数，m为冷媒系统中室内机台数。

所述异常电量P3将用于当无法采集到有效的运行数据或者电量计量装置读数的情况下进行电量补偿，保证电量不丢失，提高电量划分的容错性。

所述电量划分装置生成带时间戳的电量文件，所述电量文件为文本文件并定义如下：

A文件名：文件名包含电量划分装置的IP地址、文件类型和时间戳信息，格式为TYPE_IP_YYYYMMDDHHMM.txt；

B、文件体：文件体包含头（HEADER）及主体两部分，所述头包含本文档记录的起始时间、结束时间、本文件中系统数量和IP地址；所述起始时间和结束时间格式为YYYYMMDDHHMM，为本地时间格式即包含本地时区；所述系统数量表示电量文件中制冷系统的数量；IP地址表示电量划分装置的IP地址； [tomi1]

所述电量划分装置上传电量文件至上位机系统采用的通讯协议为文件传输协议（FTP）。

所述电量划分装置还包括微处理器、闪存、同步动态随机存储器、电源、I/O模块、以太网接口模块、串口扩展模块、串口电平转换模块、显示模块；所述串口扩展模块按照采样周期采集空调设备的运行数据和电量计量装置的读数，并将其保存在数据库中，按照结算周期从数据库中读取数据分析计算生成电量文件，将电量文件存储于存储器中并按时将电量文件上传给交换机。

所述上位机系统包括计算机（PC）、操作系统（Windows系统）和电量文件分析计算程序构成的硬件平台，所述上位机系统汇总、分析电量文件内容，显示、输出计算结果。

本发明与现有技术相比的优点为：

1、电量划分装置将室外机消耗的电量，细分为室外机运行电量、待机电量和异常电量，并通过文中所述的方法将它们划分给各室内机。异常电量的处理可以在通讯不良、设备异常、电量划分装置意外停电等数据无法采集的情况下，确保消耗电量不丢失，并且合理的划分到室内机，保护用户利益：

2、电量划分装置每小时生成带时间戳信息、IP信息和电量划分信息的电量文件，存储于电量划分装置的存储器中，并通过文件传输协议（FTP），传输到指定的上位机。这种方式将减少对上位机的依赖，将大部分电量划分工作交给处于现场的一个或多个电量划分装置并行的完成。相比以往的方式，这种方式和系统架构，增强了数据可视化、可追溯性，减少了数据压力，方便了数据存储，提高了电量划分效率和稳定性：

3、上位机系统分析收集到的电量文件，并进行二次计算加工，显示输出用户数据。比以往的数据采集分析，电量划分和数据输出都由上位机系统来完成的方式，准确、稳定和可靠。

附图说明

图1为本发明所述的多联机空调电量划分系统的示意图；

图2为本发明所述的电量划分装置的内部系统图；

图3为本发明所述的多联机空调电量划分方法的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种多联机空调电量划分方法，本发明的特点是：在由一台或者多台室内机6和一台或者多台室外机5组成的冷媒系统中，由电量划分装置1将室外机5消耗的电量区分为运行电量P1、待机电量P2和异常电量P3，并通过下述步骤分别划分给室内机6：

A.电量划分装置1实时采集冷媒系统中空调室内机6、室外机5以及电量计量装置4的运行数据，所述运行数据包括室内机6的运转模式、设定温度、环境温度、功率、电子膨胀阀开度、室外机5的运转模式、环境温度和电量计量装置4电量读数，并以采样间隔时间T1为周期，将运行数据保存在电量划分装置1的数据库111中，所述数据库111数据存放于电量划分装置1的存储器11中；

B.电量划分装置1以结算时间间隔T2为周期，从数据库8中连续抽取T2/ T1组的运行数据记录，并判断每组运行数据的冷媒系统中各室外机5是处于运行状态、待机状态还是掉线状态；若处于运行状态，则将相邻两组的电量计量装置4读数差值划归运行电量p1；若处于待机状态，则将相邻两组的电量计量装置4读数差值划归待机电量p2；若处于掉线状态，则记录掉线标志，并将掉线前最后一次有效读数存储在数据库11中，同时通过处理方式之一得知各室内机6的能力需求H：

C.电量划分装置1统计并分别累加T2/ T1组运行电量p1及待机电量p2，得出T2时间内的运行电量P1和待机电量P2，并根据掉线标志以及掉线前最后一次有效读数和掉线恢复后第一次有效读数差值计算得出异常电量P3，同时根据处理方式之二得知各室内机6的电量划分因子β，并根据处理方式之三和处理方式之四分别得知各室内机6的运行电量X和待机电量Y；

D.电量划分装置1将T2时间内各室内机6的运行电量X、待机电量Y以及各室外机5的运行电量P1、待机电量P2以及异常电量P3，生成带时间戳的电量文件，上报给上位机系统3并在电量划分装置1的存储器[tomi2] 1中备份存档；

E.上位机系统3汇总一天24小时的24个带时间戳的电量文件，并根据公式5计算出各室内机6的1天即24小时不同时间段的室内机6的用电量W，按照用户设定费率计算出用电费用。

在本实施例中，所述处理方式之一为：H=Hp ×C，其中Hp为室内机6匹数；C室内机6能力需求系数，该系数通过室内机的设定温度、环境温度、运转模式以及电子膨胀阀开度等综合计算得出。

在本实施例中，所述处理方式之二为：

，其中

为结算时间T2内冷媒系统中第i台室内机6的电量划分因子；n=T2/T1，n为整数，即结算时间T2为采样时间T1的整数倍；m为冷媒系统中室内机6台数；i为第i台室内机6；j为第j个采样周期；

为第i台室内机6第j个采样周期的能力需求。

在本实施例中，所述处理方式之三为：

，其中

表示第i台室内机6的运行电量X；i为第i台室内机。

在本实施例中，所述处理方式之四为：

,其中m为冷媒系统中室内机台数。

在本实施例中，所述上位机系统3将电量划分装置1上传的带时间戳的电量文件汇总，并通过处理方式之五得出一段时间内的室内机6的耗电量W；所述处理方式之五为

，其中

为第i台室内机6的耗电量；i为冷媒系统中第i台室内机6；r为电量文件个数，m为冷媒系统中室内机台数。

在本实施例中，所述异常电量P3将用于当无法采集到有效的运行数据或者电量计量装置4读数的情况下进行电量补偿，保证电量不丢失，提高电量划分的容错性。

在本实施例中，所述电量划分装置1生成带时间戳的电量文件，所述电量文件为文本文件并定义如下：

A文件名：文件名包含电量划分装置1的IP地址、文件类型和时间戳信息，格式为TYPE_IP_YYYYMMDDHHMM.txt；

例如PWR_192.168.100.30_201112131400.txt，表示IP地址为192.168.100.30的电量划分装置1在2011/12/13 14点00分上传的PWR类型文件。电量文件类型定义为PWR，表示电量文件，以区分其他可能的文件。时间戳为本地时间格式即包含本地时区：

B、文件体：文件体包含头（HEADER）及主体两部分，所述头包含本文档记录的起始时间、结束时间、本文件中系统数量和IP地址；所述起始时间和结束时间格式为YYYYMMDDHHMM，为本地时间格式即包含本地时区；所述系统数量表示电量文件中制冷系统的数量；IP地址表示电量划分装置（1）的IP地址； [tomi3]

文件体实例如下：

HEADER start_time:201206011500 stop_time:201206011600 cold_system_num:1 ip:192.168.100.41

SYSTEM_START system_id:0 indoor_number:3 outdoor_number:2

INDOOR_INFO indoor_info:0-0-0 X:0.000 Y:0.019

INDOOR_INFO indoor_info:0-0-1 X:1.765 Y:0.019

INDOOR_INFO indoor_info:0-0-2 X:0.000 Y:0.019

OUTDOOR_INFO outdoor_info:0-7-0 P1:1.765 P2:0.057 P3:0.000

OUTDOOR_INFO outdoor_info:0-7-1 P1:0.000 P2:0.000 P3:0.000

SYSTEM_END

上面实例说明IP地址为192.168.100.41的电量划分装置1在2012年6月11号15：00到2012年6月11号16：00有一个冷媒系统进行了电量划分。这个冷媒系统的系统序号为0，包含3个内机和2个外机：地址为0-0-0的内机的运行电量X为0.000，待机电量Y为0.019；地址为0-0-1的内机的运行电量X为1.765，待机电量Y为0.019；地址为0-0-2的内机的运行电量X为0.000，待机电量Y为0.019；地址为0-7-0的外机的运行电量P1为1.765，待机电量P2为0.057，异常电量P3为0.000；地址为0-7-1的外机的运行电量P1为0.000，待机电量P2为0.000，异常电量（P3）为0.000；

在本实施例中，所述电量划分装置1上传电量文件至上位机系统3采用的通讯协议为文件传输协议（FTP）。

在本实施例中，所述电量划分装置1还包括微处理器13、闪存14、同步动态随机存储器15、电源、I/O模块19、以太网接口模块18、串口扩展模块16、串口电平转换模块17、显示模块12；所述电量划分装置1采用了Linux操作系统；所述微处理器13、闪存14和同步动态随机存储器15构成基本计算和逻辑处理单元，并通过串口扩展模块16和串口电平转换模块17，按照采样周期采集空调设备的运行数据和电量计量装置4的电量读数，并将其保存在数据库111中，并按照结算周期从数据库111中读取数据分析计算生成电量文件，将电量文件存储于存储器11中并按时将电量文件上传给交换机2；所述I/O模块19用于电量划分装置1的报警输出和急停信号输入；所述显示模块12用于显示电量划分装置1工作状态。

在本实施例中，所述上位机系统3包括计算机PC、操作系统（Windows系统）和电量文件分析计算程序构成的硬件平台，所述上位机系统3汇总、分析电量文件内容，显示、输出计算结果。

如图3所示为本发明所述的多联机空调电量划分方法的工作程图：

a.电量划分装置实时采集冷媒系统和电量计量装置的运行数据；

b.每30秒周期抽取一组运行数据，存入数据库；

c.整点时间为起点从数据库中连续抽取120组运行数据，计算每组的室内机能力需求和相邻两个组的电量计量装置读数差值，并判断每组室外机运行状态；

d.若处于开机运行状态则将两次连续间隔30秒的电量计量装置读数差值划归运行电量p1;若处于待机等待状态则将则将两次连续间隔30秒的电量计量装置读数差值划归运行电量p2；若处于掉线状态，则标记掉线标志，并将掉线前最后一次有效的电量计量装置读数存储在数据库中；

e.计算1小时中的外机运行电量P1、待机电量P2和异常电量P3并计算室内机电量划分因子

；

f.计算1小时中室内机的运行电量X、待机电量Y，并将X、Y、P1、P2和P3生成带时间戳的电量文件上报上位机系统；

g.上位机系统汇总24个电量文件，分时段计算室内机耗电量W；

h.上位机系统根据单一电价、分时电价和阶梯电价计算，一段时间内室内机消电费用。

Claims

1.一种多联机空调电量划分方法，其特征在于：在由一台或者多台室内机（6）和一台或者多台室外机（5）组成的冷媒系统中，由电量划分装置（1）将室外机（5）消耗的电量区分为运行电量P1、待机电量P2和异常电量P3，并通过下述步骤分别划分给室内机（6）：

A.电量划分装置（1）实时采集冷媒系统中空调室内机（6）、室外机（5）以及电量计量装置（4）的运行数据，所述运行数据包括室内机（6）的运转模式、设定温度、环境温度、功率、电子膨胀阀开度、室外机（5）的运转模式、环境温度和电量计量装置（4）电量读数，并以采样间隔时间T1为周期，将运行数据保存在电量划分装置（1）的数据库（111）中，所述数据库（11）数据存放于电量划分装置（1）的存储器（11）中；

B.电量划分装置（1）以结算时间间隔T2为周期，从数据库（111）中连续抽取T2/ T1组的运行数据记录，并判断每组运行数据的冷媒系统中各室外机（5）是处于运行状态、待机状态还是掉线状态；若处于运行状态，则将相邻两组的电量计量装置（4）读数差值划归运行电量p1；若处于待机状态，则将相邻两组的电量计量装置（4）读数差值划归待机电量p2；若处于掉线状态，则记录掉线标志，并将掉线前最后一次有效读数存储在数据库（11）中，同时通过处理方式之一得知各室内机（6）的能力需求H；

C.电量划分装置（1）统计并分别累加T2/ T1组运行电量p1及待机电量p2，得出T2时间内的运行电量P1和待机电量P2，并根据掉线标志以及掉线前最后一次有效读数和掉线恢复后第一次有效读数差值计算得出异常电量P3，同时根据处理方式之二得知各室内机（6）的电量划分因子β，并根据处理方式之三和处理方式之四分别得知各室内机（6）的运行电量X和待机电量Y；

D.电量划分装置（1）将T2时间内各室内机（6）的运行电量X、待机电量Y以及各室外机（5）的运行电量P1、待机电量P2以及异常电量P3，生成带时间戳的电量文件，上报给上位机系统（3）并在电量划分装置（1）的存储器（11）中备份存档；

E.上位机系统（3）汇总一天24小时的24个带时间戳的电量文件，并根据处理方式之五得知出各室内机（6）1天即24小时不同时间段的室内机（6）的用电量W，按照用户设定费率计算出用电费用。

2.根据权利要求1所述的多联机空调电量划分方法，其特征在于所述处理方式之一为：H=Hp ×C，其中Hp为室内机（6）匹数；C室内机（6）能力需求系数，该系数通过室内机的设定温度、环境温度、运转模式以及电子膨胀阀开度等综合计算得出。

3.根据权利要求1所述的多联机空调电量划分方法，其特征在于所述处理方式之二为：，其中为结算时间T2内冷媒系统中第i台室内机（6）的电量划分因子；n=T2/T1，n为整数，即结算时间T2为采样时间T1的整数倍；m为冷媒系统中室内机（6）台数；i为第i台室内机（6）；j为第j个采样周期；

为第i台室内机（6）第j个采样周期的能力需求。

4.根据权利要求1所述的多联机空调电量划分方法，其特征在于所述处理方式之三为：

，其中

表示第i台室内机（6）的运行电量X；i为第i台室内机）。

5.根据权利要求1所述的多联机空调电量划分方法，其特征在于所述处理方式之四为：

,其中m为冷媒系统中室内机台数。

6.根据权利要求1所述的多联机空调电量划分方法，其特征在于所述上位机系统（3）将电量划分装置（1）上传的带时间戳的电量文件汇总，并通过处理方式之五得出一段时间内的室内机（6）的耗电量W；所述处理方式之五为

，其中

为第i台室内机（6）的耗电量；i为冷媒系统中第i台室内机（6）；r为电量文件个数，m为冷媒系统中室内机台数。

7.根据权利要求1所述的多联机空调电量划分方法，其特征在于所述异常电量P3将用于当无法采集到有效的运行数据或者电量计量装置（4）读数的情况下进行电量补偿，保证电量不丢失，提高电量划分的容错性。

8.根据权利要求1所述的多联机空调电量划分方法，其特征在于所述电量划分装置（1）生成带时间戳的电量文件，所述电量文件为文本文件并定义如下：

A、文件名：文件名包含电量划分装置（1）的IP地址、文件类型和时间戳信息，格式为TYPE_IP_YYYYMMDDHHMM.txt；

B、文件体：文件体包含头（HEADER）及主体两部分，所述头包含本文档记录的起始时间、结束时间、本文件中系统数量和IP地址；所述起始时间和结束时间格式为YYYYMMDDHHMM，为本地时间格式即包含本地时区；所述系统数量表示电量文件中制冷系统的数量；IP地址表示电量划分装置（1）的IP地址；

所述主体部分包含开始、系统序号、室内机数量、室外机数量及结束。

9.根据权利要求1所述的多联机空调电量划分方法，其特征在于所述电量划分装置（1）上传电量文件至上位机系统（3）采用的通讯协议为文件传输协议（FTP）。

10.根据权利要求1所述的多联机空调电量划分方法，其特征在于所述电量划分装置（1）还包括微处理器（13）、闪存（14）、同步动态随机存储器（15）、电源、I/O模块（19）、以太网接口模块（18）、串口扩展模块（16）、串口电平转换模块（17）、显示模块（12）；所述串口扩展模块（16）按照采样周期采集空调设备的运行数据和电量计量装置（4）的读数，并将其保存在数据库（111）中，按照结算周期从数据库（111）中读取数据分析计算生成电量文件，将电量文件存储于存储器（11）中并按时将电量文件上传给交换机（2）。

11.根据权利要求1所述的多联机空调电量划分方法，其特征在于所述上位机系统（3）包括计算机（PC）、操作系统（Windows系统）和电量文件分析计算程序构成的硬件平台，所述上位机系统（3）汇总、分析电量文件内容，显示、输出计算结果。