中央空调计费系统说明

中央空调计费系统简介

中央空调计费系统实际上是在对水、电、煤气的基础上发展起来的，对热能量的一种计量系统技术。由于对能量的流量监测、综合监测都不能得到很精确的测量结果，因此，区别于水、电、煤气等的计量，中央空调计费系统不能简单的理解成对单户进行计量的形式，特别是中央空调运行费用包含多重内容的时候，便有了中央空调计费系统的概念。

传统热计量技术理论上是可以对单户进行能量计算的，只要得到温度差，热载体的流量便可以计算出用户的能量使用量。但是该理论对流量计和温度计的精度要求非常苛刻，而且积分方程中，温度和流量是关键的参数，因此，在统计方面存在着两难的尴尬局面：一、精度不高的设备计量不精确，数据依据不科学；

二、高精度的计量设备费用高昂，不易于广泛推广。

中央空调使用量的计量，在结合传统热计量理论的基础上，用时间当量去换算中央空调使用量的理论，从而实现复杂问题的简单化。这种计费技术从中央空调使用的系统整体出发，综合考虑用户的使用行为、消费心理等因素，大量应用了现代微机技术、数据采集、数据传输、数据处理、自动控制等应用技术。并被命名为“中央空调计费系统”。该系统一经推出，便受到了业界的广泛关注，至今得到了广泛的推广应用，在所应用的大部分项目中，大多采用能量型与时间当量型计费方法（需要根据建筑实际情况和分户计量的要求来选择，或两种综合运用）。大量的项目能够成功稳定运行，因而能量型和时间当量型计费方法成为物业管理对中央空调收费的依据。

时间当量型计费原理介绍

将带有采集时间功能的温控器与风机盘管相连接，实时对电动阀状态进行检测，在获得电动二通阀开通信号的同时，检测风机盘管高、中、低档的工作状态，并自动累计各档位的有效运行时间。通过485通讯线将信号传至数据采集器，数据采集器与数据交换机通讯，把“有效运行时间时间”换算成KWh，按照核定的单价进行收费，实现“多用多出，少用少出”的收费目的。适合应用于住宅小区、高级公寓、写字楼、商铺、宿舍楼等需要分户计量的场所。

时间型计费系统造价低、施工成本低；以风机盘管为计量对象，不与空调水系统发生关系，不受户型结构变化的影响；在计费的同时可以实现空调设备的联网控制；不影响空调主机的运行和其他用户的使用。

能量型计费原理介绍

“流量×温差“计量方式，是一种目前被国际上认可的、符合中华人民共和国城镇建设行业标准《热量表》和中华人民共和国国家《热能表》计量检定规程要求的一种中央空调计费方式，也是当今市场上普遍得到应用的一种中央空调贸易结算方式。

依据热力学“热交换”原理，通过测量流过用户端的冷冻水（或热水）温度和流量来计算用户所消耗的能量。在用户的进水管上安装一台冷热量表，在进回

水管道上各安装一只温度传感器。当水流经系统时，根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供水和回水温度，用温差来计算能量的损耗，通过计量流经的冷冻水（或热水）流量的大小(即流速与管道大小)，以及水流的时间。上位机系统根据释放或吸收的能量消耗进行计费，按照核定的单价进行收费，只要进水、回水的温差为零，系统就不会计费。适合应用于商场、会所、工厂、展厅、场馆、酒店等需要分区域/分楼层/分楼栋计量的大区域计费的场所。

能量型计费系统科学、有依据；使用无运动部件的超声波冷热量表，计量更精准，误差更小。

Q-释放的冷量，kJ;t--时间，s

qm-流经冷量表中，载冷液体的质量流量，kg/s

△h-热交换回路中入口温度与出口温度对应的载冷液体的比焓值差，kJ/kg

时间能量混合型计费系统

根据系统内各计费要求的不同，将时间当量型计费系统与能量型计费系统设计组合，实现最合适的计费模式，适合应用于同时需要时间当量计费方式与能量型计费方式的综合型建筑场所。

适用范围广，能全方位适应各类型建筑结构、功能；兼有系统造价低、施工成本低、高精度、低误差的特点；在计费的同时可以实现空调设备的联网控制；通过系统软件轻松实现数据集抄、自动生成收费单据等功能。

中央空调计费的发展历史

自中央空调发明运行以来，对中央空调的使用收费是一直困扰着业界专家的问题之一。在未采用计量技术时期，国外普遍采用按面积分摊收费的方式进行收费。到了20世纪70年代，由于石油危机的出现，随着人们认识到节约能源的重要性，节能技术和设备随之得到迅猛发展。在推广供热计量技术过程中，如何选择计量方式从而达到节能目的，并提高经济效益的目的，成为中央空调收费的热点问题。

冷热计量在国外应用时间当量较长，是比较成熟的技术；而在国内改革开放后，中央空调才发展了约二十余年，中央空调冷量计量收费技术是新兴的技术领域，选用计费方法时既要考虑计量的准确性——合理、公平，又要考虑投资的经济性——能够广泛应用。国内广泛应用的“按面积”平均分摊的计费方式虽然简单方便、零成本，但无准确性而言，纯属一种简单的算术平均的分摊方法，不能满足用户对计费合理性的需求。在此形势下，国内的冷、热计量技术也受到了广泛的重视，业内暖通专家提出了一系列的计量费用分摊方法并被应用到中央空调计费系统中。至今，国内空调计费先后经历了用“电表计量”、“水表计量”、“热能表计量”等收费方式，但这些计量收费方法都存在着或多或少的缺陷，都未能彻底解决空调计量收费“合理性”的问题。

中央空调计费的发展现状

按照国家节约能源法的要求，生活用能必须计量向用户收费。这是社会主义市场经济要求的一项重大改革，是促进建筑节能工作的一项根本措施。然而从中

央空调在国内出现至今，中央空调分户计量的问题一直困扰着国内专家。而这一问题也成为供冷计量的一大难题。

1、传统不合理的中央空调分户计量方式，分户计量收费无从谈起

中央空调分户计量技术在国内发展过程中，出现了诸如电表计量、水表计量、按面积计量等分户计量方式。由于这些计量方式存在不科学，不合理，不公平的问题，使中央空调分户计量形同虚设，甚至适得其反。就拿中央空调“按照使用面积进行分摊”来说，导致中央空调使用“用多用少一样，用与不用一样”的“大锅饭”局面，体现不出按中央空调“使用量”进行公平收费的原则，甚至大有提倡浪费消费的嫌疑。因此，在现在国内消费观念不成熟、人们整体节能意识薄弱的情况下，不合理，不科学的分户计量方式无助于社会节能，并有害于社会节能。

2、科学的中央空调分户计量方法造价高，制约其广泛应用于分户计量。

采用能量热交换原理进行分户计量的方式，是通过计量户用能量进行分户计量的方法。这种方法有科学依据，是最科学的计量方式。然而，由于精确的热计量方式对用于采集温度差和瞬时流量的设备（配对温度传感器、流量计）的精度要求非常高，因此精确热计量方式设备成本相当高。同时，由于国内空调系统水质等外界因素的影响，这就直接制约了中央空调热计量分户计量方式的广泛运用。

3、时间型中央空调分户计量系统的出现，得到迅速的应用。

分户计量是手段，中央空调费用分摊是目的，分户计量收费的结果是促进社会节能。通过用户使用中央空调的时间反映该用户使用中央空调当量能量的计量

方式，这种方式通过采集中央空调运行状态，风机盘管运行状态，二通阀运行状态等数据，通过转换系数，得出用户使用中央空调的使用时间，从而转换成用户使用中央空调能量比例，实现分户计量，最终进行费用分摊。这种计量分摊技术用简单、合理、公平、科学的方法实现了中央空调分户计量和费用分摊。由于这种分摊技术造价相对较低，而且不与空调水系统发生关系，只限于电子控制系统的改造，因此非常适合于旧楼的中央空调分户计量系统改造。特别适合以风机盘管为末端的中央空调系统的分户计量。因此，这种分户计量系统一经推出，受到了业界广泛关注，得到了迅速的发展。

随着中央空调计费的市场需求越来越大，在普遍对中央空调计费系统概念不是很懂的情况下，就需要了解如何选择搭配最合适的类型计费方式。

根据应用场所的不同，具体的计量方式分成五种

风机盘管计量方式

依据时间当量型计算原理，以风机盘管为单位计量，通过具有联网功能的时间当量温控器对风机盘管实时计量能量消耗，同时时间当量温控器还具备控制功能，特别适合应用于写字楼、商铺等以单台或少台风机盘管进行分户计费的场所。住宅分户计量方式

依据时间当量型计费原理，以户型结构为单位计量，通过具有联网功能的时间当量采集器同时对户内多台风机盘管实时计量能量消耗，特别适合应用于住宅小区、商务公寓等以多台风机盘管进行分户计费场所。

空调风柜/新风柜计量方式

依据能量型计费原理，以空调风柜/新风柜为单位计量，通过具有联网功能的超声波冷热量表对空调风柜/新风柜实时计量能量消耗，适合应用于公摊区域计费。

区域/楼层/楼栋计量方式

依据能量型计费原理，以区域/楼层/楼栋为单位计量，通过具有联网功能的超声波冷热量表对各区域/楼层/楼栋实时计量能量消耗，适合应用于酒店、工厂、场馆、商场等以分区域/分楼层/分楼栋进行计费的场所。

综合型计量方式

依据时间能量混合型计费原理，系统适用于复杂计费要求的综合型建筑，既可以对风机盘管计量与控制，又可以用于住宅分户计量，还可以用于空调风柜/新风柜的计量，以及分区域/楼层/楼栋计量。通过具有联网功能的时间当量温控器、时间当量采集器以及超声波冷热量表，对各计费对象实时计量能量消耗，适合应用于复杂计量要求的综合型建筑。

系统方案特点

1、配合区域管理器、计费软件等管理设备，对建筑内所有需要计量的单位实现集中化远程抄表、自动生成收费单据，远程控制等功能，达到精确计费、节约能源、精细化管理的目的；

2、时间当量温控器具备计算与控制双重功能，同时采集水阀与风机状态，计费科学合理；

3、时间当量温控器具备RS485接口，只要一条双绞屏蔽线就能链接到系统，便于施工布线；

4、超声波冷热量表，测量机构无运动部件，精度高、永不磨损、维护方便；

5、超声波冷热量表具备RS485接口，只要一条4芯屏蔽线就能连接到系统，便于施工布线；

6、区域管理器具备以太网接口，数据通过TCP/IP方式传输到网络，通讯速度10M/100M，通讯数据能实时传输，系统响应速度极快，特别适合风机盘管数量多的大型系统；

7、在任何地点，借助互联网，用户可通过任意一台电脑或3G智能手机，通过授权的用户名与密码登陆空调计费系统，可查看系统内各设备的运行状况并能远程控制；

8、完善的防盗用报警、实时状态监测、房间用量、用户信息、用户报表、统计报表、设备设置情况、运行日志等功能都可以方便查询、打印；

9、计费系统可以与其他计费系统互联，实现智能化、集中式的综合计费管理。影响中央空调计费发展的核心技术问题

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，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，下面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，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“用多少能源出多少钱”的能源商品化的基本属性，也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、直接计量方式受限制

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几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，对中央空调系统的水质要求较高，使用中有时会发生脏堵，受潮等故障，这些都不利于能量表的应用推广。

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，通过计量中央空调介质（冷冻水）的瞬时流量、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，易于理解。由于它要计量多个参数，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。

将其暖气能量表加上“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。因此用于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℃，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不合理

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，中央空调的要计算的“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无法保证“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，一些电子行业出身的人士设计计量的仅仅是中央空调未端风机盘管开关的时间，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情况，落到与水表计量、电表计费同样的境地。

4、中央空调要计量的既不是水量，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。

中央空调计量收费就是将中央空调的“能量”商品化，用户的空调未端使用“用电量”、“用水量”或“开关时间量”并不等于用户所消耗的“用冷量”，所以出现了不合情理的结果，因而这些中央空调计费方式被市场所淘汰也在情理之中。

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，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。

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：型号功率系数；t：使用时间）。根据模糊理论，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。通过计量中央空调风机盘管各档位在”有效“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。

中央空调计费系统不仅计量了中央空调的用户使用时间，关键在于计量的是

中央空调的有效时间。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。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。

关于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，而这一部分正是中央空调设计人员的进行专业设计的核心内容。间接计量、当量分摊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。

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