专利名称：中央空调计费自动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中央空调计费自动控制系统。
背景技术：
目前中央空调的收费使用现状是，不单独计量，只是单独定性地按用户或租户使用面积的大小来平摊，这种方式是最直接、最方便、成本最低，但也是最不合理，最容易引发争论的。往往促使用户的恶性消费、运行费用的剧增。
因此需要一种科学、合理的计费系统，以实现多用多支出，少用少支出的经济原则，有效避免因摊用费用不合理而引发的业主与管理部门，业主与业主间的矛盾和纠纷。采用计费系统，空调使用者支付的费用直接和使用量相关，将极大地促进用户自觉地采取节能措施，这样空调系统的能耗将大大降低。同时，由于空调系统的负荷减小，使得建筑的智能化程度得到充分的发挥和体现，更进一步发挥节能的潜力。
发明的内容本发明涉及一种中央空调计费自动控制系统，它包括安装在要计费区域的a)运行时间传感器，用于统计中央空调的累计使用时间；b)安装在总水管上的水温度传感器和流量计；c)分别安装在用户风机盘管分水管的进、回水管道上的温度传感器，利用进水、回水的温差来计算能量的损耗；d)安装在用户风机盘管分水管的进水管道上的流量计，用于计量流经的冷冻水/热水流量的大小；e)在各低压配电回路上的脉冲电表；上述设备与控制器的输入/输出设备相连，通过中央控制电脑采集数据形成收费表。
具体实施例方式
本发明涉及一种中央空调计费自动控制系统，它包括安装在要计费区域的运行时间传感器、安装在总水管上的水温度传感器和流量计、分别安装在用户风机盘管分水管的进、回水管道上的温度传感器、安装在用户风机盘管分水管的进水管道上的流量计和在各低压配电回路上的脉冲电表。
a)运行时间传感器运行时间传感器用于对冷热源系统进行运行状态监视，它接入控制器DDC的输入/输出接口，统计其累计运行时间。本发明具体使用的运行时间传感器是本领域常规的传感器，它可从市场上购得。
b)安装在总水管上的水温度传感器和流量计安装在总水管上的水温度传感器和流量计接入控制器DDC的输入/输出接口，通过DDC的运算模块计算冷热源系统的冷量。
所述水温度传感器是本领域已知的传感器，它可从市场上购得。在本发明的一个较好实例中，所述传感器采用HONEYWELL公司的pt 1000电阻型温度传感器，铂电阻温度传感器具有精度高、稳定性好、性能可靠等特点。可以完全满足本系统作为计量、控制依据的要求。
所述流量计可采用本领域已知的任何流量计，包括压力式流量计。
c)分别安装在用户风机盘管分水管的进、回水管道上的温度传感器所述温度传感器利用进水、回水的温差来计算能量的损耗。所述水温度传感器是本领域已知的传感器，它可从市场上购得。在本发明的一个较好实例中，所述水温度传感器采用HONEYWELL公司的pt1000电阻型温度传感器，铂电阻温度传感器具有精度高、稳定性好、性能可靠等特点。可以完全满足本系统作为计量、控制依据的要求。
d)安装在用户风机盘管分水管的进水管道上的流量计它用于计量流经的冷冻水/热水流量的大小。所述流量计可采用本领域已知的任何流量计，包括压力式流量计。由于能量的消耗除了与进水、回水的温差有关以外，还与进水的流量有关。因此，所述流量计d)与温度传感器c)一起用于计算能量的消耗。
e)在各低压配电回路上的脉冲电表根据计费系统的特点，需在各低压配电回路上安装脉冲电表并接入DDC的I/O接口，计量各低压配电回路的电能。所述脉冲电表可以是本领域已知的任何脉冲电表。例如市售的三相脉冲电表，电子元气件采用模块封装，它可靠性高，维修方便。输出方式为光电耦合输出，避免仪器与设备之间的相互影响。
本发明系统还将风机盘管的三挡(高、中、低)风速信号也同时接入DDC的I/O接口上进行处理，准确的测量出用户单位时间的能量消耗值，并进行累计。累计的结果存放在DDC的内部存储器中，等待中央空调计费自动控制系统软件进行自动采集。并对风机的电源进行控制，以便进行欠费处理，切断使用。所述分速信号是用风速传感器测定的。这种传感器是本领域众所周知的。
上述设备与控制器的输入/输出设备相连，通过中央控制电脑采集数据形成收费表。
本发明系统的控制器采用美国HONEYWELL公司的XL500控制器。XL500控制器是以微处理机为基础的可编程直接数字控制器，采用模块化设计，每个XL500最多可容纳18块插入式模块，包括计算机模块，电源模块，和一套可自由组配的输入/输出(I/O)模块。最多可扩充到128个输入/输出点。XL500计算机模块XL5010内部装有RAM128K-byte、O/S EPROM 512 byte并装有存储器Flash Memory128K byte作为控制器的数据库，供用户现场编程调试使用。
用于本发明系统的阀门执行器采用HONEYWELL公司的ML7420电动线形阀门执行器，用于调制控制，又步进马达精确定位。实现的功能是，可依据空调区域温度和设定温度依据DDC的逻辑运算功能来调节阀门执行器的开度，达到调节进水的水量，最终达到调节空调区域温度的目的。
本发明系统使用的中央控制电脑是本领域用于管理的计算机。中央空调计费自动控制系统软件安装在此台机器上，系统管理软件模块，运行于中文WINDOWS98/2000环境下全中文操作界面、直观、简单、易于操作。它完成整个系统的数据管理、查询及报表等功能，它也管理系统中用户、设备的添加、删除及设置等。它通过DDC与各种现场设备进行数据交换。
本领域的普通技术人员在阅读了本发明公开的内容以后，结合其专业知识可容易地编写所述系统软件。
所述中央控制电脑具备以下功能-准确可靠地采集各表的数据并存贮；-具有断线报警功能，自动记录断线时间、断点线路编号；
-强抗干扰能力和不间断工作能力；-抄表时间可任意设定，手工或自动抄表；-可选择特定用户抄表-具有电子地图功能，明确标识各现场设备的安装位置；-可以分户或集中打印各种费用报表；-设置水、电、气的收费价格，可设置复费率，进行分时计费；-设置密码等级，给予不同级别操作人员不同权限；-设置和查看各用户的有关资料；由于不同型号规格的风机，或同一型号规格的风机以不同的风量工作，所传送的热能量都会有所差异，考虑到本发明系统的通用性，将不同型号规格的风机和不同的风量运行的实时时间换算到一个标准的计时单位Td。
Td＝T×Mj×Mk其中Td-------计费单位时间Mj-------盘管风机空调、新风机组类型系数Mk-------盘管风机空调、新风机组风量系数Mj是一个与盘管风机，空调、新风机组相关的参数，但又是一个相对系数，例如选定一个型号规格的盘管风机做参照，令其传热面积F和传热系数K之积Qb＝F×K做标准，该机的Mj＝1，其他风机的Mj等于其F与K之积与Qb之比，即Mj＝(F×K)/Qb。本领域的普通技术人员在阅读了本发明公开的内容后，根据其专业知识可容易地确定不同机组的类型系数。
Mk与盘管风机的转速成比例，对于一个三速风机，可以它在额定电压220V时的Mk＝1，在其它转速时的Mk等于其转速与额定转速之比。
另外，如果出于成本的考虑不采用在每个楼层的风机盘管总水管上设置水温度传感器和流量计以计算用户消耗的冷(热)量的方法，那么由于盘管风机的开关与否(或是否消耗电能)并不是表示用户消耗热能的唯一标志，因为影响用户热能消耗的主要因素还在于盘管风机的热交换器中是否流动着经过空调机制冷(或制热)的冷(热)媒(例如制冷主机根本没有开动，盘管风机的热交换器中是流动(或不流动)的室温状态的冷水，或根本没有水，此时开启风机(消耗了电能)，但风机只能当作普通的电风扇，自然不能计算用户的使用空调费，只能计量风机消耗的电能)，因此可设置空调状态标志Fa，它标志制冷主机是否在运行，计费器的微处理机根据该标志决定是否计算用户的运行时间。标志Fa既可以用硬件设置，也可以由上位机(中控电脑)通过软件设置。
本发明系统还带有自动监测空调机组的回风温度的装置。它根据回风温度，比较冷热温度的设定值，按照PID模式自动调节控制冷水两通阀的开度，维持回风温度在设定范围内。提高了公共区域的舒适度的同时达到了节能的目的。
所述自动监测空调机组的回风温度的装置包括风机盘管温控器，它采用HONEYWELL公司的T6373系列温控器，也可采用其它公司各相似产品。所述温控器可控制一个三速风机与温控阀门的开关，以控制房间所需温度。本系统与风机盘管温控器的连接方式均采用干接点的连接方式接入DDC的I/O模块。
本发明系统还带有自动监视风机启停及工作状态、故障报警的装置。空调机组停止工作(送风机关闭时)，自动联锁关闭回风机，电动二通水阀。
本发明系统采用直接计量法和分摊法结合的方式在特定设备的供电回路上安装脉冲电表进行计量，在分户的末端使用风机盘管计量分摊该区域总表的读数。
在本文中，术语“直接计量法”是指将计费系统抄录的能源消耗值乘以单价直接得出用户的空调使用费。
在本文中，术语“分摊法”是指将整个建筑物或某个区域的当期能量消耗折合成金额，根据计费系统抄录的数据计算每个用户在总消耗中所占的比例得出用户当期应缴费金额。
使用本发明自动计费系统可更好地贯彻“谁使用谁付费”的原则，有利于减少矛盾，节约能源。
权利要求
1.一种中央空调计费自动控制系统，它包括安装在要计费区域的a)运行时间传感器，用于统计中央空调的累计使用时间；b)安装在总水管上的水温度传感器和流量计；c)分别安装在用户风机盘管分水管的进、回水管道上的温度传感器，利用进水、回水的温差来计算能量的损耗；c)安装在用户风机盘管分水管的进水管道上的流量计，用于计量流经的冷冻水/热水流量的大小；d)在各低压配电回路上的脉冲电表；上述设备与控制器的输入/输出设备相连，通过中央控制电脑采集数据形成收费表。
2.如权利要求1所述的中央空调计费自动控制系统，其特征在于它还带有自动监测空调机组的回风温度的装置。
3.如权利要求1或2所述的中央空调计费自动控制系统，其特征在于它还带有自动监视风机启停及工作状态、故障报警的装置，以便在空调机组停止工作，送风机关闭，时自动联锁关闭回风机，电动二通水阀。
4.如权利要求1或2所述的中央空调计费自动控制系统，其特征在于计费的计时单位Td为Td＝T×Mj×Mk其中Td为计费单位时间；Mj为盘管风机空调、新风机组类型系数；Mk为盘管风机空调、新风机组风量系数；Mj是一个与盘管风机，空调、新风机组相关的参数。
5.如权利要求4所述的中央空调计费自动控制系统，其特征在于Mj是如下确定的确定一个型号规格的盘管风机的传热面积F和传热系数K之积Qb＝F×K，令该机的Mj＝1，其它风机的Mj等于其F与K之积与Qb之比，即Mj＝(F×K)/Qb。
6.如权利要求1或2所述的中央空调计费自动控制系统，其特征在于它还包括安装在风机盘管处的风速传感器，用于将高、中、低三档风速信号接入DDC的I/O接口上进行处理，测量用户单位时间的能量消耗值。
全文摘要
一种中央空调计费自动控制系统，它包括安装在要计费区域的a)运行时间传感器，用于统计中央空调的累计使用时间；b)安装在总水管上的水温度传感器和流量计；c)分别安装在用户风机盘管分水管的进、回水管道上的温度传感器，利用进水、回水的温差来计算能量的损耗；c)安装在用户风机盘管分水管的进水管道上的流量计，用于计量流经的冷冻水/热水流量的大小；d)在各低压配电回路上的脉冲电表；上述设备与控制器的输入/输出设备相连，通过中央控制电脑采集数据形成收费表。
文档编号G01K17/00GK1584527SQ0315044
公开日2005年2月23日 申请日期2003年8月19日 优先权日2003年8月19日
发明者沈颖华, 周忠民 申请人:上海众慧科技实业有限公司