TWI479442B

TWI479442B - Central air conditioning user usage estimation method

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Publication number: TWI479442B
Application number: TW102122690A
Authority: TW
Original assignee: China Steel Corp
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2015-04-01
Also published as: TW201501064A

Description

中央空調用戶使用量推估計量方法

本發明涉及一種利用實驗建立數學模型進行推估計量的方法，尤指一種中央空調用戶使用量推估計量方法。

為了避免空氣品質惡劣，一般商業大樓內部均是使用中央空調系統作為空調的選擇，以冷氣的中央空調系統為例，該中央空調系統是製作冰水並且以冰水管路將冰水送至各公司單位(以下簡稱用戶)，在各用戶設置串連在冰水管路的送風機，當一用戶開啟空調後，該用戶的送風機即開始運轉令空氣流通，將空氣經冰水熱傳遞降溫後吹送到室內，也就是所謂的冷氣。

早期計算各用戶之中央空調使用比例的方法，是按照各用戶的建坪數作為基準來計算分攤的金額，然而如此的計算方法主要的缺點在於建坪數未必與空調的使用量成正比，因此單以建坪數計算空調的使用比例不甚公平，因此在業界衍生出許多計算中央空調使用量的方法，例如方法1，是在各用戶的送風機處設有計算裝置，以計算裝置取得冰水流經送風機的瞬間流量與變化溫差，即可明確計算出冰水實際的能量變化量；然而前述的方法1需要計量多種參數，且為了提高量測溫差所需之精準度，所需要的溫度測量儀器亦必須較為精密，故成本過高而難以普及。

或有方法2，是待各用戶的送風機啟動後量測送風機處冰水的入水溫度，待冰水之溫度達一設定值時開始計時，配合送風機運轉之額定熱功率以求得各用戶使用中央空調之比例；雖然方法2相較於方法1有著成本較低的優點，但成本較低，準確度自然打了折扣，且當冰水尚未達溫度設定值時，能量雖已有消耗，卻不在使用比例的計算範圍內，並且額定功率無法準確代表實際送風機冰水盤管真正之傳遞之熱交換量，更會產生計費不公平之問題。

又有方法3，是當冰水管路的冰水閥被開啟，令冰水流入送風機時，即計算各用戶之送風機耗電量，以作為中央空調之使用比例，或者累計送風機被啟動後冰水通過的時間，以此作為中央空調裝置之額定製冷、製熱能力分配的計算基礎；方法3的成本雖低於方法1，但根據室內送風機馬達的耗電量的計算基礎仍沒有辦法確實掌握室內空調用量的變化情形，還是有計費不公平的問題。

再有方法4，是TW專利第I326055號「計算各用戶之中央空調使用比例的方法」發明專利案，主要是為簡化方法1的作法，但無考慮送風機之風量變化狀況，因此無法正確得到送風機冰水盤管真正之傳遞之熱交換量，但風量的差異，請參照圖5所示，影響送風機冰水盤管的熱傳遞可高達20%，並且由於仍需要在送風機出口處、室內處設置相當數量的溫度感測器，量測時容易累積誤差值，尤其在每一送風機的出風口處皆需要一組溫度感測器，溫度感測器會外露的設置位置容易髒汙，產生不準確性。

如同前述，現有計算用戶的中央空調使用比例的方法，若非需要裝設許多感應器，耗費極高之成本，同時增加許多量測不確定度與累積誤差，就是推估空調用量的計算方法過於簡單，無法實際反應正確的空調使用量，導致計費有失公允，因此仍有待提出設置成本平衡、推估計算空調使用量相對上精確的方法以解決用戶分攤空調使用量計費的公平問題。

為解決現有計算中央空調使用量方法的不足及限制，本發明主要在於提出一種中央空調用戶使用量推估計量方法，以預先得出送風機冷房能力的方式推估用戶實際的空調使用量，在費用可接受的前提下達到具有較佳空調使用量計算精確度的效果。

為達到上述目的，本發明解決先前技術問題所提出的方法步驟包括實驗建立數學模型以及推估用戶使用量，其中：在實驗建立數學模型的步驟中，是先將與用戶使用相同的送風機裝設在實驗室並且將送風機的二通閥串連可供定溫冰水的冰水管路，在乾球溫度、濕球溫度以及相對濕度的三個空氣條件參數中，選出第一空氣條件參數P₁ 、第二空氣條件參數P₂ ，並選定至少三個P₁ 的數值P_1x 以及至少三個P₂ 的數值P_2x ；固定冰水管路送出的冰水溫度、流量，在送風機的各種風量強度下，依次固定實驗室中各P_1x 而量測得出至少三個的P_2x 及其對應的單位時間流經各送風機的冰水熱傳遞交換量Q；固定第一參數進行第一次迴歸分析，在各風量強度下以數值分析方法依次將對應各P_1x 的至少三個第二空氣條件參數P_2x 及其對應的Q進行迴歸分析並且建立至少三個第一次迴歸方程式G_P1X ；在推估用戶使用量的步驟中，實測送風機使用之室內空氣條件，在用戶處裝設一空氣條件感知器並且實地量測出與P₁ 、P₂ 對應的實測第一空氣條件數值P_1m 以及實測第二空氣條件數值P_2m ，在用戶的送風機安裝一風量訊號感知器以及一二通閥開啟感知器；判斷送風機二通閥是否開啟，若否，則不累計並且回到前述的實測送風機使用之室內空氣條件的步驟，若是，則由二通閥開啟感知器偵測二通閥開啟時間t；依風量使用確認決定適用風量強度計算，由風量訊號感知器偵測送風機的風量強度，決定P_1m 與P_2m 適用何種風量強度下的至少三個的第一次迴歸方程式G_P1X ；進行第二次回歸計算，將P_2m 代入適用風量強度下的至少三個G_P1X 進行計算，推估得出至少三個推估冰水熱傳導交換量Q(_P1x，P2m )，以數值分析方法將P_2m 及其對應的至少三個的Q_(P1x，P2m) 進行迴歸分析並且得出適用風量強度下的第二次迴歸方程式G_P2M ；計算Q_(P1m，P2m) 值，將P1m代入適用風量強度下的G_P2M 中，得出推估冰水熱傳導交換量Q_(P1m，P2m) ，接著加乘Q_(P1m，P2m) *t值，得出目前用戶使用時段的冰水熱傳導交換量，並且累計用戶所有使用時段Q_(P1m，P2m) 值*t值，得該用戶截至目前為止所有使用時段的冰水熱傳導交換量；判斷是否計算用戶使用量，若否，則回到實測送風機使用之室內空氣條件的步驟，若是，則計算各別用戶比例係數，將累計各別用戶所有使用時段冰水熱傳導交換量，除以累計所有用戶所有使用時段冰水熱傳導交換量而得各別用戶使用的比例係數。

進一步，本發明在所述計算各別用戶比例係數的步驟後，計算各別用戶使用電量，將各別用戶的比例係數加乘中央空調系統總耗電量，得各別用戶使用電量。

進一步，本發明在所述固定第一參數進行第一次迴歸分析的步驟中，將所述送風機的各種風量強度下分別得出的至少三個的第一次迴歸方程式G_P1X ，在計算機的計算機程式中依不同的風量強度，分別建立至少三個第一次迴歸方程式；並且在該計算機的計算機程式中，進行所述第二次回歸計算的步驟、計算Q_(P1m，P2m) 值的步驟、加乘Q_(P1m，P2m) *t值的步驟、累計用戶所有使用時段Q_(P1m，P2m) 值*t值的步驟，以及計算各別用戶比例係數的步驟。

更進一步，本發明在實測送風機使用之室內空氣條件的步驟中，將、空氣條件感知器、風量訊號感知器以及二通閥開啟感知器整合在一送風機控制器，該送風機控制器配備有通訊模組，將前述感知器量測得到的資料回傳至計算機的計算機程式；在所述判斷送風機二通閥是否開啟的步驟中，由二通閥開啟感知器偵測到二通閥是開啟並回傳計算機的時間累計，得出二通閥開啟時間t；又在所述依風量使用確認決定適用風量強度計算的步驟中，以風量訊號感知器偵測到的送風機的風量強度，決定所述P_1m 以及P_2m 適用於計算機程式在何種風量強度下的至少三個第一次迴歸方程式進行後續的計算。

較佳的，本發明在所述固定第一參數進行第一次迴歸分析的步驟中，迴歸分析是設定x值為第二空氣條件參數，y值為冰水熱傳遞交換量，並且迴歸分析得出的各第一次迴歸方程式G_P1X 的y值為Q_(P1x，P2x) ，x值為P_2X ，在所述第二次回歸計算的步驟中，迴歸分析是設定x值為第一空氣條件參數，y值為推估冰水熱傳導交換量，並且迴歸分析得出適用風量強度下的各第二次迴歸方程式G_P2M 的y值為Q_(P1x，P2m) ，x值為P_1x 。

較佳的，本發明在所述實驗建立數學模型的步驟中，是由20℃-35℃以及相對濕度40%-80%的範圍內，選定至少三個第一空氣條件參數P₁ 的數值P_1x 以及至少三個第二空氣條件參數P₂ 的數值P_2x 。

本發明是以實驗建立數學模型的計算方法推估用戶使用量，算出各別用戶送風機的冰水熱傳遞使用量的比例係數，除了感應器用量較少，減少大量感測器的誤差累積以外，由於是在穩定且精確的實驗室內，做不同的第一、第二空氣條件參數與送風機單位時間下的冰水熱傳遞交換量的多點量測，透過高階多項式迴歸方法，可使推估的精準度提升，毋需高成本的設備配合即可公平地計算各用戶之空調使用比例。

圖1是本發明較佳實施例步驟的方塊圖。

圖2是本發明較佳實施例的相對濕度-冰水熱傳遞交換量的座標圖。

圖3是本發明較佳實施例的實測乾球溫度-推估冰水熱傳導交換量的座標圖。

圖4是本發明較佳實施例的實驗室驗證數據表。

圖5是送風機固定兩空氣條件參數下各風量強度的單位時間冰水熱交換值表。

本發明係一種中央空調用戶使用量推估計量方法，請參看圖1的流程圖所示的較佳實施例，是應用於一冷氣的中央空調系統，該中央空調系統是連接各用戶室內的送風機，並且各送風機具有一種以上的風量強度，如本發明較佳實施例使用的送風機具有強風、中風以及弱風三種風量強度，本發明方法的步驟包括實驗建立數學模型(A)以及推估用戶使用量(B)，其中：實驗建立數學模型(A)：先選定送風機多點取樣參數與範圍(100)，是先將與用戶使用相同的送風機裝設在實驗室中並且將該送風機的二通閥連接可供定溫冰水的冰水管路，在乾球溫度(單位為℃)、濕球溫度(單位為 ℃)以及相對濕度(單位為%)的三個空氣條件參數中，選出第一空氣條件參數P₁ 以及第二空氣條件參數P₂ ，接著在用戶開啟空調的空氣條件範圍內，例如20℃-35℃以及相對濕度40%-80%的範圍內，選定至少三個第一空氣條件參數P₁ 的數值P_1X ，各P_1X 由小至大分為P₁₁ 、P₁₂ 、P₁₃ 依此類推，以及至少三個第二空氣條件參數P₂ 的數值P_2X ，各P_2X 由小至大分為P₂₁ 、P₂₂ 、P₂₃ 依此類推。

接著進行穩態實驗量測(101)，是固定冰水管路送出的冰水溫度、流量，分別在送風機的各種風量強度下，依次固定實驗室中各P_1X 並量測對應各P_1X 下的至少三個的P_2X 以及各P_2X 對應的單位時間流經各送風機的冰水熱傳遞交換量Q(單位為Kcal/hr)，得出各風量強度下實驗室中各第一空氣條件參數P_1X 與各第二空氣條件參數P_2X 組合所對應的各冰水熱傳遞交換量的數值Q_(P1x，P2x) ，將相同的風量強度下的各第二空氣條件參數P_2X 以及冰水熱傳遞交換量Q_(P1x，P2x) 分別作為X軸與Y軸的數值標示在相對濕度-冰水熱傳遞交換量的座標圖中會形成矩陣般的網格狀。

接著固定第一參數進行第一次迴歸分析(102)，設定x值為第二空氣條件參數，y值為冰水熱傳遞交換量，在各風量強度下依次固定各第一空氣條件參數P_1X 並以數值分析方法分別將對應各第一空氣條件參數P_1X 的至少三個第二空氣條件參數P_2X 以及各冰水熱傳遞交換量Q_(P1x，P2x) 進行迴歸分析，最後建立迴歸方程式(103)，在各種送風機的風量強度下分別迴歸分析得出至少三個第一次迴歸方程式G_P1X (y值為Q_(P1x，P2x) ，x值為P_2X )，各G_P1X 由小至大分為G_P11 、G_P12 、G_P13 依此類推，較佳的，將送風機的各種風量強度下分別得出的至少三個的第一次迴歸方程式G_P1X ，在計算機的計算機程式中依不同的風量強度，分別建立至少三個第一次迴歸方程式。

推估用戶使用量(B)：實測送風機使用之室內空氣條件(200)，在送風機安裝的場所，即用戶處裝設一空氣條件感知器，在用戶處現場量測出與P₁ 、P₂ 對應的實測第一空氣條件數值P_1m 以及實測第二空氣條件數值P_2m ，在用戶的送風機安裝一風量訊號感知器以及一二通閥開啟感知器，較佳的，前述各種感知器整合在一送風機控制器，該送風機控制器配備有通訊模組，以通訊模組將各種感知器量測得到的資料回傳至計算機的計算機程式。

接著判斷送風機二通閥是否開啟(201)，若否，則不累計(202)，回到實測送風機使用之室內空氣條件(200)的步驟，若是，則計算二通閥開啟時間t(203)，由二通閥開啟感知器偵測到二通閥開啟的時間累計可得出二通閥開啟時間t，接著依風量使用確認決定適用風量強度計算(204)，由風量訊號感知器偵測送風機的風量強度，決定空氣條件感知器回傳的實測第一空氣條件數值P_1m 以及實測第二空氣條件數值P_2m 適用於何種風量強度下的至少三個的第一次迴歸方程式來進行後續的計算。

進行第二次回歸計算(205)，將實測第二空氣條件數值P_2m 作為X的數值代入適用風量強度下的至少三個G_P1X 進行計算，推估得出至少三個推估冰水熱傳導交換量Q_(P1x，P2m) (單位為Kcal/hr)，設定x值為第一空氣條件參數，y值為推估冰水熱傳導交換量，在固定實測第二空氣條件數值P_2m 下，將至少三個的P_1x 與各Q_(P1x，P2m) 進行迴歸分析，得出適用風量強度下的第二次迴歸方程式G_P2M (y值為Q_(P1x，P2m) ，x值為P_1x )。

計算Q_(P1m，P2m) 值(206)，將實測第一空氣條件數值P_1m 作為X的數值代入適用風量強度下的第二次迴歸方程式G_P2M 中，得出適用風量強度下以實測第一空氣條件數值P_1m 以及實測第二空氣條件數值P_2m 推估出的推估冰水熱傳導交換量Q_(P1m，P2m) 。

接著加乘Q_(P1m，P2m) *t值(207)，將Q_(P1m，P2m )數值與送風機的二通閥開啟時間t相乘，得出目前用戶使用時段的冰水熱傳導交換量，接著累計用戶所有使用時段Q_(P1m，P2m) *t值(208)，累計用戶截至目前為止所有使用時段所得的Q_(P1m，P2m) *t值，得出該用戶截至目前為止的總冰水熱傳導交換量。

判斷是否計算用戶使用量(209)，若否，則回到實測送風機使用之室內空氣條件(200)步驟，若是，則計算各別用戶比例係數(210)，將累計各別用戶所有使用時段Q_(P1m，P2m) *t值/累計所有用戶所有使用時段Q_(P1m，P2m) *t值，得比例係數，最後計算各別用戶使用電量(211)，將各別用戶的比例係數加乘中央空調系統總耗電量，得各別用戶使用電量，以此用電量作為公平的收費依據。

前述為本發明方法的步驟，以下以實際在實驗室與用戶室內進行量測的數據，說明本發明前述較佳實施例的方法的實施方式；實驗建立數學模型(A)，本發明較佳實施例在選定送風機多點取樣參數與範圍(100)的步驟中，是分別選擇乾球溫度以及相對濕度作為第一空氣條件參數P₁ 以及第二空氣條件參數P₂ ，並且選定P₁₁ =25℃、P₁₂ =30℃、P₁₃ =35℃，又選定P₂₁ =50%、P₂₂ =65%、P₂₃ =80%。

在此預先說明，由於本發明在前述穩態實驗量測(101)的步驟中，各種風量強度下的量測方式皆相同，並且各種風量強度下進行穩態實驗量測(101)之後的步驟也相同，因此以下本發明較佳實施例的說明皆以在強風下的量測數值進行說明，其餘中風、弱風下的量測數值說明就不再贅述。

本發明較佳實施例在穩態實驗量測(101)的步驟中，在送風機為強風下依次固定實驗室中的P₁₁ 、P₁₂ 、P₁₃ 而量測出P₁₁ 固定時P₂₁ 、P₂₂ 、P₂₃ 對應的Q_(P11，P21 )=4843 Kcal/hr、Q_(P11，P22) =6428 Kcal/hr、Q_(P11，P23) =7816 Kcal/hr，以及P₁₂ 固定時P₂₁ 、P₂₂ 、P₂₃ 對應的Q_(P12，P21) =7459 Kcal/hr、Q_(P12，P22) =9306 Kcal/hr、Q_(P12，P23) =10873 Kcal/hr，還有P₁₃ 固定時P₂₁ 、P₂₂ 、P₂₃ 對應的Q_(P13，P21) =9984 Kcal/hr、Q_(P13，P22) =11162 Kcal/hr、Q_(P13，P23) =12845 Kcal/hr，分別將前述九組P_2X 、Q_(P1x，P2x) 中的P_2X 作為x軸的數值、Q_(P1x，P2x) 作為y軸的數值繪製在相對濕度-冰水熱傳遞交換量的座標圖中，是形成如圖2所示的3乘3的網格。

本發明較佳實施例在固定第一參數進行第一次迴歸分析(102)以及建立迴歸方程式(103)的步驟中，設定x值為第二空氣條件參數，y值為冰水熱傳遞交換量，在強風下固定P₁₁ =25℃迴歸P₂₁ 、P₂₂ 、P₂₃ 與Q_(P11，P21) 、Q_(P11，P22) 、Q_(P11，P23) 可得第一次迴歸方程式G_25℃ ：y=-0.44x² +156.01x-1,863.11，接著依次固定P₁₂ 、P₁₃ 同樣進行前述迴歸方法而分別得到P₁₁ =25℃的第一次迴歸方程式G_25℃ ：y=-0.44x² +156.01x-1,863.11(y為Q_{(25℃，P2x)} ，x為P_2x )、P₁₂ =30℃的第一次迴歸方程式G_30℃ ：y=-0.62x² +194.69x-719.89(y為Q_{(30℃，P2x)} ，x為P_2x )，以及P₁₁ =35℃的第一次回歸方程式G_35℃ ：y=1.12x² -50.52x+9,704.56(y為Q_{(35℃，P2x)} ，x為P_2x )，將前述強風下的三個第一次迴歸方程式繪製在相對濕度-冰水熱傳遞交換量的座標圖中如圖2所示，本發明較佳實施例在中風、弱風下分別迴歸求得三個第一次迴歸方程式的方式與前述強風下的迴歸方式相同；將強風、中風、弱風下分別得出的三個第一次迴歸方程式G_25℃ 、G_30℃ 以及G_35℃ ，依照強風、中風、弱風的分類建立在計算機的計算機程式中。

推估用戶使用量(B)，本發明較佳實施例在實測送風機使用之室內空氣條件(200)的步驟中，在送風機安裝的場所，即用戶處裝設一空氣條件感知器，以用戶處安裝的空氣條件感知器在用戶現場量測出實測第一空氣條件數值P_1m =32℃以及實測第二空氣條件數值P_2m =44.42%，又在用戶的送風機安裝一風量訊號感知器以及一二通閥開啟感知器，以安裝在送風機的風量訊號感知器以及二通閥開啟感知器分別偵測到送風機的風量強度是強風以及二通閥是開啟的狀態，並且將前述感知器整合在一送風機控制器，該送風機控制器配備有通訊模組，將前述感知器量測得到的資料回傳至計算機的計算機程式。

本發明較佳實施例在判斷送風機二通閥是否開啟(201)的步驟中，二通閥開啟感知器回傳資料是開啟，因此略過不累計(202)步驟，直接進行計算二通閥開啟時間t(203)的步驟，由二通閥開啟感知器偵測到二通閥是開啟並回傳計算機的時間累計，可得出二通閥開啟時間t，接著依風量使用確認決定適用風量強度計算(204)，由風量訊號感知器偵測到送風機的風量強度是強風，決定空氣條件感知器回傳的實測第一空氣條件數值P_1m =32℃以及實測第二空氣條件數值P_2m =44.42%適用於計算機程式在強風下的三個第一次迴歸方程式進行後續的計算。

本發明較佳實施例在進行第二次回歸計算(205)的步驟中，是在計算機程式中，將實測第二空氣條件數值P_2m =44.42%作為x的數值代入強風下的三個G_25℃ 、G_30℃ 、G_35℃ 進行計算，得出三個以實測第二空氣條件數值P_2m =44.42%推估而得出的推估冰水熱傳導交換量Q_{(25℃，44.42%)} =4198.674 Kcal/hr、Q_{(30℃，44.42%)} =6704.895 Kcal/hr、Q_{(35℃，44.42%)} =9670.374 Kcal/hr，將前述三組P_1x 、Q_(P1x，P2m) 中的P_1x 作為x軸的數值、Q_(P1x，P2m) 作為y軸的數值繪製在實測乾球溫度-推估冰水熱傳導交換量的座標圖中，是形成如圖3所示的座標圖，接著設定x值為第一空氣條件參數，y值為推估冰水熱傳導交換量Q，固定第二空氣條件參數P_2m =44.42%迴歸P₁₁ =25℃、P₁₂ =30℃、P₁₃ =35℃與Q_{(25℃，44.42%)} =4198.674 Kcal/hr、Q_{(30℃，44.42%)} =6704.895 Kcal/hr、Q_{(35℃，44.42%)} =9670.374 Kcal/hr得出強風下的第二次迴歸方程式G_44.42% ：y=9.19x² -3.94x-1,443.56(y為Q_(P1m，P2m) 值，x為P_1m 值)，將前述強風下的第二次迴歸方程式繪製在實測乾球溫度-推估冰水熱傳導交換量的座標圖中如圖3所示。

本發明較佳實施例在進行計算Q_(P1m，P2m) 值(206)的步驟中，是在計算機程式中，將實測第一空氣條件數值P_1m =32℃作為x的數值代入強風下的G_44.42 %：y=9.19x² -3.94x-1,443.56，得出用戶處實測第一空氣條件數值P_1m =32℃以及實測第二空氣條件數值P_2m =44.42%時的推估冰水熱傳導交換量Q_{(32℃，44.42%)} =7840.92 Kcal/hr，(32,7840.92)的座標點繪製在實測乾球溫度-推估冰水熱傳導交換量的座標圖中如圖3所示。

本發明較佳實施例在加乘Q_(P1m，P2m) *t值(207)的步驟中，是在計算機程式中，將推估冰水熱傳導交換量Q_{(32℃，44.42%)} =7840.92 Kcal/hr與二通閥開啟時間t相乘，得出目前用戶使用時段的冰水熱傳導交換量，接著進行累計用戶所有使用時段Q_(P1m，P2m) *t值(208)的步驟，累計用戶截至目前為止所有使用時段所得的Q_(P1m，P2m) *t值，得出該用戶截至目前為止的總冰水熱傳導交換量。

本發明較佳實施例在判斷是否計算用戶使用量(209)，是判斷要計算用戶的使用量，因此不返回實測送風機使用之室內空氣條件(200)的步驟，繼續進行計算各別用戶比例係數(210)的步驟，在計算機程式中，累計用戶所有使用時段Q_(P1m，P2m) *t值/累計所有用戶所有使用時段Q_(P1m，P2m) *t值，得比例係數，最後進行計算各別用戶使用電量(211)的步驟，將各別用戶比例係數加乘中央空調系統總耗電量，得各別用戶使用電量，以此用電量作為公平的收費依據。

本發明是使用實驗建立數學模型(A)的計算方法推估用戶使用量(B)，即用戶的送風機的冰水熱傳遞使用量，參照圖4的實驗室驗證數據表的7組數據可知，透過本發明方法的推估數值相較於實驗室驗證值的誤差皆小於±2%以下，因此本發明的方法相當可靠，能夠克服以往需要裝設許多感應器之計量方式，整合以單一的送風機控制器取而代之，減少大量感測器的誤差累積，並且由於是在穩定且精確的實驗室內，做不同的第一、第二空氣條件參數與送風機單位時間下的冰水熱傳遞交換量的多點量測，透過高階多項式迴歸方法，可使推估的精準度提升，毋需高成本的設備配合，仍可公平地計算各用戶之空調使用比例。

Claims

一種中央空調用戶使用量推估計量方法，步驟包括實驗建立數學模型以及推估用戶使用量，其中：在實驗建立數學模型的步驟中，是先將與用戶使用相同的送風機裝設在實驗室並且將送風機的二通閥串連可供定溫冰水的冰水管路，在乾球溫度、濕球溫度以及相對濕度的三個空氣條件參數中，選出第一空氣條件參數P₁ 、第二空氣條件參數P₂ ，並選定至少三個P₁ 的數值P_1x 以及至少三個P₂ 的數值P_2x ；固定冰水管路送出的冰水溫度、流量，在送風機的各種風量強度下，依次固定實驗室中各P_1x 而量測得出至少三個的P_2x 及其對應的單位時間流經各送風機的冰水熱傳遞交換量Q；固定第一參數進行第一次迴歸分析，在各風量強度下以數值分析方法依次將對應各P_1x 的至少三個第二空氣條件參數P_2x 及其對應的Q進行迴歸分析並且建立至少三個第一次迴歸方程式G_P1X ；在推估用戶使用量的步驟中，實測送風機使用之室內空氣條件，在用戶處裝設空氣條件感知器並且實地量測出與P₁ 、P₂ 對應的實測第一空氣條件數值P_1m 以及實測第二空氣條件數值P_2m ，在用戶的送風機安裝風量訊號感知器以及二通閥開啟感知器；判斷送風機二通閥是否開啟，若否，則不累計並且回到前述的實測送風機使用之室內空氣條件的步驟，若是，則由二通閥開啟感知器偵測二通閥開啟時間t；依風量使用確認決定適用風量強度計算，由風量訊號感知器偵測送風機的風量強度，決定P_1m 與P_2m 適用何種風量強度下的至少三個的第一次迴歸方程式G_P1X ；進行第二次回歸計算，將P_2m 代入適用風量強度下的至少三個G_P1X 進行計算，推估得出至少三個推估冰水熱傳導交換量Q_(P1x，P2m) ，以數值分析方法將P_2m 及其對應的至少三個的Q_(P1x，P2m) 進行迴歸分析並且得出適用風量強度下的第二次迴歸方程式G_P2M ；計算Q_(P1m，P2m) 值，將P1m代入適用風量強度下的G_P2M 中，得出推估冰水熱傳導交換量Q_(P1m，P2m) ，接著加乘Q_(P1m，P2m) *t值，得出目前用戶使用時段的冰水熱傳導交換量，並且累計用戶所有使用時段Q_(P1m，P2m )值*t值，得該用戶截至目前為止所有使用時段的冰水熱傳導交換量；判斷是否計算用戶使用量，若否，則回到實測送風機使用之室內空氣條件的步驟，若是，則計算各別用戶比例係數，將累計各別用戶所有使用時段冰水熱傳導交換量，除以累計所有用戶所有使用時段冰水熱傳導交換量而得各別用戶使用的比例係數。
如請求項1所述之中央空調用戶使用量推估計量方法，其中在所述計算各別用戶比例係數的步驟後，計算各別用戶使用電量，將各別用戶的比例係數加乘中央空調系統總耗電量，得各別用戶使用電量。
如請求項1或2所述之中央空調用戶使用量推估計量方法，其中在所述固定第一參數進行第一次迴歸分析的步驟中，將所述送風機的各種風量強度下分別得出的至少三個的第一次迴歸方程式G_P1X ，在計算機的計算機程式中依不同的風量強度，分別建立至少三個第一次迴歸方程式；並且在計算機的計算機程式中，進行所述第二次回歸計算的步驟、計算Q_(P1m，P2m) 值的步驟、加乘Q_(P1m，P2m) *t值的步驟、累計用戶所有使用時段Q_(P1m，P2m )值*t值的步驟，以及計算各別用戶比例係數的步驟。
如請求項3所述之中央空調用戶使用量推估計量方法，其中在實測送風機使用之室內空氣條件的步驟中，將、空氣條件感知器、風量訊號感知器以及二通閥開啟感知器整合在送風機控制器，送風機控制器配備有通訊模組，將前述感知器量測得到的資料回傳至計算機的計算機程式；在所述判斷送風機二通閥是否開啟的步驟中，由二通閥開啟感知器偵測到二通閥是開啟並回傳計算機的時間累計，得出二通閥開啟時間t；又在所述依風量使用確認決定適用風量強度計算的步驟中，以風量訊號感知器偵測到的送風機的風量強度，決定所述P_1m 以及P_2m 適用於計算機程式在何種風量強度下的至少三個第一次迴歸方程式進行後續的計算。
如請求項4所述之中央空調用戶使用量推估計量方法，其中在所述固定第一參數進行第一次迴歸分析的步驟中，迴歸分析是設定x值為第二空氣條件參數，y值為冰水熱傳遞交換量，並且迴歸分析得出的各第一次迴歸方程式G_P1X 的y值為Q_(P1x，P2x) ，x值為P_2X ，在所述第二次回歸計算的步驟中，迴歸分析是設定x值為第一空氣條件參數，y值為推估冰水熱傳導交換量，並且迴歸分析得出適用風量強度下的各第二次迴歸方程式G_P2M 的y值為Q_(P1x，P2m) ，x值為P_1x 。
如請求項5所述之中央空調用戶使用量推估計量方法，其中在所述實驗建立數學模型的步驟中，是由20℃-35℃以及相對濕度40%-80%的範圍內，選定至少三個第一空氣條件參數P₁ 的數值P_1x 以及至少三個第二空氣條件參數P₂ 的數值P_2x 。