中央空调能量计量方式

关于中央空调能量计量的方式

一、前言：

中央空调一般是以水为介质，将能量在用户末端和能量中心进行交换以实现集中供冷（或供热）的空气调节系统。集中供能分散使用是中央空调区别家用空调的主要特征。既然中央空调是集中供能和分散使用，如果分散使用的付费主体不同，就要涉及到费用分摊的问题，故本文着重对中央空调的几种计费方式进行探讨.

中央空调最简单的收费方式是按面积分摊或包干，它源于计划经济中集中供暖时的暖气收费，这也是最浪费能源和最不公平的收费方式，因其与市场经济规则的背离，导致收费矛盾激化时有发生。对中央空调实行分户计量、按量收费，充分体现“谁消费谁出钱”和“用多少能源出多少钱”的能源商品化的基本属性，具有以下意义：

1、分户计量、按量收费，公平合理！

2、促使用户主动节能，培养节能习惯，利国利民！

3、降低运行费用，延长主机寿命，实现业主与物业共赢！

4、实现系统的主动、被动节能，提高物业管理水平。

能量“商品化”，按量收费是市场经济的基本要求。中央空调要实现按量收费，必须有相应的计量器具和计量方法，按计量方法的不同有以下几种方式:

1、直接计量“水土不服”

直接计量形式的中央空调计量器具主要是能量表。目前，大家了解到的中央空调的计量只有在近二年暖气计量中发展起来的能量表这一种计量器具。因暖气的巨大温差与中央空调小温差存在较大差别，所以计量暖气用的能量表（精确度3-95℃）不能满足中央空调的计量精度（0.5℃）要求。并且能量表成本太高（最小型号DN20的就在1000元左右），应用中需要对空调系统设计作出变更，安装中易造成测温不准引起人为误差，对中央空调系统的水质要求较高，使用中容易发生脏堵，受潮等故障，这些都不利於能量表的应用推广。

根据能量守恒原理，中央空调对空间的热交换量与其介质中的能量变化量相等，能量表就是通过直接计量中央空调介质(冷冻水)的能量变化量来实现对中央空调的量化的，其工作原理是依据物质的热交换能量计算热力学公式

Q=∫cΔTV=∫c（T2-T1）qt。(能量表)由带信号输出的流量计、两只温度传感器和能量积算仪三部分组成，它通过计量中央空调介质（冷冻水）的某系统内瞬时流量、温差，由能量积算仪积分计算出系统的热交换量。

这种中央空调计费方式原理明确，结果直观，易於理解。由於它要计量多个参数，特别是中央空调系统的大流量小温差环境，对能量表的温差的精度要求较高，所以其生产成本较高，同时改变中央空调的系统设计和要求水质，普遍采用受到制约，主要用在分层、分区的中央空调计费上。

有些热量表生产厂商将其暖气表的能量积算仪上加“取正”功能后就认为可以用在中央空调的计费上，这是一种误解。暖气和中央空调计量原理虽相同，但实际应用环境不一样：暖气是通过调节水流量来调节热交换量的,属小流量、大温差环境，其进、回水温差在35℃左右，对流量精度要求较高而温差精度要求较低，所以热量表标准温差精度在3-95℃；中央空调未端是定流量，小温差系统，它是通过调节风速来改变热交换面积，从而达到调节热交换量之目的！因此其对流量精度要求较低而温差精度较高，因中央空调的进、回水标准温差是5℃，如果允许1℃的误差，在一个装有6台风机盘管的家庭开一台时，已不能满足计量要求。因此用於中央空调计费的能量表温差精度应在1℃以下。现在暖气热量表温差精度多在2-3℃，价格已在千元，要其达到计量中央空调的温差精度成本将更高。所以，目前以能量表来实现中央空调的计费技术虽比较成熟，但其应用成本太高而并未被商家看好和消费方接受。

2、用水表、电表进行中央空调计量收费的方式是不合理的！

在中央空调直接计费因价格高昂和应用不便而无法为用户所接受，又出现了一些看似简单、便宜的间接计费方法。比如：电表计费，水表计费等。电表计费就是通过电表计量用户的空调末端的用电量作为用户的空调用量依据来进行收费的；如按电表计量收费：中央空调系统中的制冷主机、水泵、管道均可不装！只要有电，用户打开室内风机盘管，就必定计量收费！能量中心的空调主机即使不运行或干脆没有空调主机，只要用户空调末端打开都有计费，热水

表计费就是通过热水表计量用户的空调末端用水量作为用户的空调用量依据来进行收费的，按此方法：中央空调系统中只需配备水系统的水泵、管道、室内风机盘管就行了，什么制冷主机、风机盘管电源都可以不用，启动水泵热水表就有计量收费！

因此，无论水表、电表进行中央空调的计量收费，都不能真正反应空调“量”的实质，中央空调的要计的“量”是消耗的能量（热交换量）的多少，出现这种显然是不合情理的荒诞结果也是必然现象。

3、未端开关时间计费法没能保证“时间量”与中央空调“冷量”的必然联系，重蹈水表计费、电表计费的覆辙在水表计费、电表计费这一明显不合情理且又无奈之中不得不暂时采用的情况下，寻找一种符合国内中央空调应用情况且又经济实用的中央空调计量收费方法成为行业内的有识之士的不懈追求，按人们最熟悉的时间收费似乎是一种最佳方案，然而找出时间与中央空调“量”与“质”的关系中，一些电子行业出身的人士却失之简单，没有抓住中央空调“量”的实质，计量的仅仅是中央空调未端风机盘管开关的时间量，却不能实质保证这种“时间量”与中央空调“冷量”的必然结果，按这种“时间量”进行中央空调收费又回到了只要运行风机盘管，没有主机或系统就计量收费的怪事！落到与水表计量、电表计费同样的境地，这也就不用奇怪为什么国家计量主管部门只给这些厂家颁发“计时器”的《制造计量器具许可证》而不是中央空调计费系统的！（因为其执行的就是《电子时钟计时器器标准》）

4、当量能量计量法中央空调要计量的“量”既不是水量，也不是电量，更不是时间量，而是中央空调介质水中携带的能量（冷量或热量）的变化量——CFP 系列中央空调计费系统能经国家计量主管部门批准的原因是：

中央空调计量收费就是将中央空调的“能量”商品化，而商品的价格取决于商品内在的“质”和外在的“量”，而〖水表、电表、未端开关时间计费法〗计费方式只计量了中央空调末端的外在的“量”，却忽略了中央空调内在的“质”，用户的空调未端使用“用电量”、“用水量”或“开关时间量”并不等於用户所消耗的“用冷量”，所以出现了不合情理的结果，必然造成收费纠纷；因而这些中央空调计费方式被市场所淘汰也在情理之中。

CFP系列中央空调计费系统（有效果计时型）根据中央空调的应用实际情况，首先检测中央空调的供水温度，只有在供水温度大于40℃（采暖）或小于12℃（制冷）情况下才计时（确保中央空调“有效果”），然后检测风机盘管的电动阀状态（无阀认为常开）和电机状态（确保用户在“使用”）进行计时（计量的是用户风机盘管的“有效果”使用时间），但这仅仅是一个初步数据，还得利用计算机技术、微电子技术、通讯技术和网络技术等，通过计费管理软件以这些数据为基础进行合理的计算得出“当量能量”的付费比例，才能作为收费依据。

CFP系列中央空调计费系统是最新一代以风机盘管为计费对象的中央空调计量器具，它是郑州春泉暖通节能设备有限公司首创的“有效果”计费原则和“时间计费”法的结晶，包括CFP计费器、CRS485-D区域管理器、CJ-Wxp管理软件和CJ-3000计费主机四部分。

根据物质的热交换能量计算热力学公式Q=∫cΔTV=∫c（T2-T1）qt，中央空调风机盘管的流量q基本是定值，时间t我们可以通过计时器计量，温差（T2-

T1）是技术的关键点。物质的热交换有传导、对流和辐射三种方式，中央空调风机盘管的热交换主要是通过传导来实现的，不存在对流，并且辐射也可忽略不计，传导量与温差和换热面积成正比，风机盘管的换热面积又与风量v成正比。在标况（供水温度T1=7℃；回水温度T2=12℃）下，中央空调风机盘管的热交换量计算公式Q=∫cΔTV=∫c（T2-T1）qt可变为Q=∫Xvt，（v：风速系数；X：型号能力系数；t：使用时间）。根据模糊理论，我们将供水温度T1≤12℃（制冷）或T≥40℃（采暖），基本能满足用户正常使用要求的情况作为有效计量收费；供水温度T1>12℃空调使用效果较差的时间作为损耗进入成本，不收取用户费用，这就是“有效果”计费原则。通过计量中央空调风机盘管各档位在“有效果”条件下的运行时间（阀开档位运行的时间）按W=∑Pi*ti计算出每一台风机盘管消耗的当量能量，当量能量单价等于总成本除以计量出的总当量能量，这样每一个用户的应交纳的中央空调费用就可以按消耗的当量能量乘以单价得出。就如1KW的电炉，用1小时就是1度电，但其前题是电压在220V±5%范围内，这个±5%就是基本能满足用户正常使用要求的“有效果”范围，如果电压超过±5%这一范围，用户电器就没法正常工作。

CFP系列中央空调计费系统不仅计量了中央空调的“量”（用户使用时间），关键在于计量的是中央空调的“质量”（有效果时间）！较好的解决了中央空调计费的合理性，确保作为商品的中央空调“用冷量”具有实用性，满足用户正常使用要求，较好的保障了用户的权益；同时其将供水温度T>12℃或

T<40℃，空调使用效果较差的时间作为损耗处理，费用计入中央空调运行成本，符合物业管理收费原则。

CFP系列中央空调计费系统具有良好的适用性，对于中央空调系统的设计、安装无任何特殊要求，较小的投资成本满足了用户的需求，已广泛应用于以风机盘管为末端的住宅楼、写字楼中。该系统具有对用户的空调进行计费、查询、欠费禁用等管理功能。

关于CFP系列中央空调计费系统的误差影响因素主要是中央空调系统的水流不平衡和风机盘管的换热功率偏差不一致，而这一部分正是我们的中央空调设计人员的进行专业设计的核心内容。CFP型中央空调计费方式是间接计量、当量分摊机制实现中央空调的计量收费的！CFP系列中央空调计费系统的计费误差经过系统内二次分摊后已达到中央空调计量精确度要求。2002年CFP系列中央空调计费系统取得国家计量器具型式批准和计量生产许可证，是国内第一个经国家主管部门批准中央空调专用计量器具。