中央空調計費自動控制系統的製作方法
2023-06-05 02:52:51
專利名稱：中央空調計費自動控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種中央空調計費自動控制系統。
背景技術：
目前中央空調的收費使用現狀是，不單獨計量，只是單獨定性地按用戶或租戶使用面積的大小來平攤，這種方式是最直接、最方便、成本最低，但也是最不合理，最容易引發爭論的。往往促使用戶的惡性消費、運行費用的劇增。
因此需要一種科學、合理的計費系統，以實現多用多支出，少用少支出的經濟原則，有效避免因攤用費用不合理而引發的業主與管理部門，業主與業主間的矛盾和糾紛。採用計費系統，空調使用者支付的費用直接和使用量相關，將極大地促進用戶自覺地採取節能措施，這樣空調系統的能耗將大大降低。同時，由於空調系統的負荷減小，使得建築的智能化程度得到充分的發揮和體現，更進一步發揮節能的潛力。
發明的內容本發明涉及一種中央空調計費自動控制系統，它包括安裝在要計費區域的a)運行時間傳感器，用於統計中央空調的累計使用時間；b)安裝在總水管上的水溫度傳感器和流量計；c)分別安裝在用戶風機盤管分水管的進、回水管道上的溫度傳感器，利用進水、回水的溫差來計算能量的損耗；d)安裝在用戶風機盤管分水管的進水管道上的流量計，用於計量流經的冷凍水/熱水流量的大小；e)在各低壓配電迴路上的脈衝電錶；上述設備與控制器的輸入/輸出設備相連，通過中央控制電腦採集數據形成收費表。
具體實施例方式
本發明涉及一種中央空調計費自動控制系統，它包括安裝在要計費區域的運行時間傳感器、安裝在總水管上的水溫度傳感器和流量計、分別安裝在用戶風機盤管分水管的進、回水管道上的溫度傳感器、安裝在用戶風機盤管分水管的進水管道上的流量計和在各低壓配電迴路上的脈衝電錶。
a)運行時間傳感器運行時間傳感器用於對冷熱源系統進行運行狀態監視，它接入控制器DDC的輸入/輸出接口，統計其累計運行時間。本發明具體使用的運行時間傳感器是本領域常規的傳感器，它可從市場上購得。
b)安裝在總水管上的水溫度傳感器和流量計安裝在總水管上的水溫度傳感器和流量計接入控制器DDC的輸入/輸出接口，通過DDC的運算模塊計算冷熱源系統的冷量。
所述水溫度傳感器是本領域已知的傳感器，它可從市場上購得。在本發明的一個較好實例中，所述傳感器採用HONEYWELL公司的pt 1000電阻型溫度傳感器，鉑電阻溫度傳感器具有精度高、穩定性好、性能可靠等特點。可以完全滿足本系統作為計量、控制依據的要求。
所述流量計可採用本領域已知的任何流量計，包括壓力式流量計。
c)分別安裝在用戶風機盤管分水管的進、回水管道上的溫度傳感器所述溫度傳感器利用進水、回水的溫差來計算能量的損耗。所述水溫度傳感器是本領域已知的傳感器，它可從市場上購得。在本發明的一個較好實例中，所述水溫度傳感器採用HONEYWELL公司的pt1000電阻型溫度傳感器，鉑電阻溫度傳感器具有精度高、穩定性好、性能可靠等特點。可以完全滿足本系統作為計量、控制依據的要求。
d)安裝在用戶風機盤管分水管的進水管道上的流量計它用於計量流經的冷凍水/熱水流量的大小。所述流量計可採用本領域已知的任何流量計，包括壓力式流量計。由於能量的消耗除了與進水、回水的溫差有關以外，還與進水的流量有關。因此，所述流量計d)與溫度傳感器c)一起用於計算能量的消耗。
e)在各低壓配電迴路上的脈衝電錶根據計費系統的特點，需在各低壓配電迴路上安裝脈衝電錶並接入DDC的I/O接口，計量各低壓配電迴路的電能。所述脈衝電錶可以是本領域已知的任何脈衝電錶。例如市售的三相脈衝電錶，電子元氣件採用模塊封裝，它可靠性高，維修方便。輸出方式為光電耦合輸出，避免儀器與設備之間的相互影響。
本發明系統還將風機盤管的三擋(高、中、低)風速信號也同時接入DDC的I/O接口上進行處理，準確的測量出用戶單位時間的能量消耗值，並進行累計。累計的結果存放在DDC的內部存儲器中，等待中央空調計費自動控制系統軟體進行自動採集。並對風機的電源進行控制，以便進行欠費處理，切斷使用。所述分速信號是用風速傳感器測定的。這種傳感器是本領域眾所周知的。
上述設備與控制器的輸入/輸出設備相連，通過中央控制電腦採集數據形成收費表。
本發明系統的控制器採用美國HONEYWELL公司的XL500控制器。XL500控制器是以微處理機為基礎的可編程直接數字控制器，採用模塊化設計，每個XL500最多可容納18塊插入式模塊，包括計算機模塊，電源模塊，和一套可自由組配的輸入/輸出(I/O)模塊。最多可擴充到128個輸入/輸出點。XL500計算機模塊XL5010內部裝有RAM128K-byte、O/S EPROM 512 byte並裝有存儲器Flash Memory128K byte作為控制器的資料庫，供用戶現場編程調試使用。
用於本發明系統的閥門執行器採用HONEYWELL公司的ML7420電動線形閥門執行器，用於調製控制，又步進馬達精確定位。實現的功能是，可依據空調區域溫度和設定溫度依據DDC的邏輯運算功能來調節閥門執行器的開度，達到調節進水的水量，最終達到調節空調區域溫度的目的。
本發明系統使用的中央控制電腦是本領域用於管理的計算機。中央空調計費自動控制系統軟體安裝在此臺機器上，系統管理軟體模塊，運行於中文WINDOWS98/2000環境下全中文操作界面、直觀、簡單、易於操作。它完成整個系統的數據管理、查詢及報表等功能，它也管理系統中用戶、設備的添加、刪除及設置等。它通過DDC與各種現場設備進行數據交換。
本領域的普通技術人員在閱讀了本發明公開的內容以後，結合其專業知識可容易地編寫所述系統軟體。
所述中央控制電腦具備以下功能-準確可靠地採集各表的數據並存貯；-具有斷線報警功能，自動記錄斷線時間、斷點線路編號；
-強抗幹擾能力和不間斷工作能力；-抄表時間可任意設定，手工或自動抄表；-可選擇特定用戶抄表-具有電子地圖功能，明確標識各現場設備的安裝位置；-可以分戶或集中列印各種費用報表；-設置水、電、氣的收費價格，可設置復費率，進行分時計費；-設置密碼等級，給予不同級別操作人員不同權限；-設置和查看各用戶的有關資料；由於不同型號規格的風機，或同一型號規格的風機以不同的風量工作，所傳送的熱能量都會有所差異，考慮到本發明系統的通用性，將不同型號規格的風機和不同的風量運行的實時時間換算到一個標準的計時單位Td。
Td＝T×Mj×Mk其中Td-------計費單位時間Mj-------盤管風機空調、新風機組類型係數Mk-------盤管風機空調、新風機組風量係數Mj是一個與盤管風機，空調、新風機組相關的參數，但又是一個相對係數，例如選定一個型號規格的盤管風機做參照，令其傳熱面積F和傳熱係數K之積Qb＝F×K做標準，該機的Mj＝1，其他風機的Mj等於其F與K之積與Qb之比，即Mj＝(F×K)/Qb。本領域的普通技術人員在閱讀了本發明公開的內容後，根據其專業知識可容易地確定不同機組的類型係數。
Mk與盤管風機的轉速成比例，對於一個三速風機，可以它在額定電壓220V時的Mk＝1，在其它轉速時的Mk等於其轉速與額定轉速之比。
另外，如果出於成本的考慮不採用在每個樓層的風機盤管總水管上設置水溫度傳感器和流量計以計算用戶消耗的冷(熱)量的方法，那麼由於盤管風機的開關與否(或是否消耗電能)並不是表示用戶消耗熱能的唯一標誌，因為影響用戶熱能消耗的主要因素還在於盤管風機的熱交換器中是否流動著經過空調機製冷(或制熱)的冷(熱)媒(例如製冷主機根本沒有開動，盤管風機的熱交換器中是流動(或不流動)的室溫狀態的冷水，或根本沒有水，此時開啟風機(消耗了電能)，但風機只能當作普通的電風扇，自然不能計算用戶的使用空調費，只能計量風機消耗的電能)，因此可設置空調狀態標誌Fa，它標誌製冷主機是否在運行，計費器的微處理機根據該標誌決定是否計算用戶的運行時間。標誌Fa既可以用硬體設置，也可以由上位機(中控電腦)通過軟體設置。
本發明系統還帶有自動監測空調機組的迴風溫度的裝置。它根據迴風溫度，比較冷熱溫度的設定值，按照PID模式自動調節控制冷水兩通閥的開度，維持迴風溫度在設定範圍內。提高了公共區域的舒適度的同時達到了節能的目的。
所述自動監測空調機組的迴風溫度的裝置包括風機盤管溫控器，它採用HONEYWELL公司的T6373系列溫控器，也可採用其它公司各相似產品。所述溫控器可控制一個三速風機與溫控閥門的開關，以控制房間所需溫度。本系統與風機盤管溫控器的連接方式均採用幹接點的連接方式接入DDC的I/O模塊。
本發明系統還帶有自動監視風機啟停及工作狀態、故障報警的裝置。空調機組停止工作(送風機關閉時)，自動聯鎖關閉迴風機，電動二通水閥。
本發明系統採用直接計量法和分攤法結合的方式在特定設備的供電迴路上安裝脈衝電錶進行計量，在分戶的末端使用風機盤管計量分攤該區域總表的讀數。
在本文中，術語「直接計量法」是指將計費系統抄錄的能源消耗值乘以單價直接得出用戶的空調使用費。
在本文中，術語「分攤法」是指將整個建築物或某個區域的當期能量消耗折合成金額，根據計費系統抄錄的數據計算每個用戶在總消耗中所佔的比例得出用戶當期應繳費金額。
使用本發明自動計費系統可更好地貫徹「誰使用誰付費」的原則，有利於減少矛盾，節約能源。
權利要求
1.一種中央空調計費自動控制系統，它包括安裝在要計費區域的a)運行時間傳感器，用於統計中央空調的累計使用時間；b)安裝在總水管上的水溫度傳感器和流量計；c)分別安裝在用戶風機盤管分水管的進、回水管道上的溫度傳感器，利用進水、回水的溫差來計算能量的損耗；c)安裝在用戶風機盤管分水管的進水管道上的流量計，用於計量流經的冷凍水/熱水流量的大小；d)在各低壓配電迴路上的脈衝電錶；上述設備與控制器的輸入/輸出設備相連，通過中央控制電腦採集數據形成收費表。
2.如權利要求1所述的中央空調計費自動控制系統，其特徵在於它還帶有自動監測空調機組的迴風溫度的裝置。
3.如權利要求1或2所述的中央空調計費自動控制系統，其特徵在於它還帶有自動監視風機啟停及工作狀態、故障報警的裝置，以便在空調機組停止工作，送風機關閉，時自動聯鎖關閉迴風機，電動二通水閥。
4.如權利要求1或2所述的中央空調計費自動控制系統，其特徵在於計費的計時單位Td為Td＝T×Mj×Mk其中Td為計費單位時間；Mj為盤管風機空調、新風機組類型係數；Mk為盤管風機空調、新風機組風量係數；Mj是一個與盤管風機，空調、新風機組相關的參數。
5.如權利要求4所述的中央空調計費自動控制系統，其特徵在於Mj是如下確定的確定一個型號規格的盤管風機的傳熱面積F和傳熱係數K之積Qb＝F×K，令該機的Mj＝1，其它風機的Mj等於其F與K之積與Qb之比，即Mj＝(F×K)/Qb。
6.如權利要求1或2所述的中央空調計費自動控制系統，其特徵在於它還包括安裝在風機盤管處的風速傳感器，用於將高、中、低三檔風速信號接入DDC的I/O接口上進行處理，測量用戶單位時間的能量消耗值。
全文摘要
一種中央空調計費自動控制系統，它包括安裝在要計費區域的a)運行時間傳感器，用於統計中央空調的累計使用時間；b)安裝在總水管上的水溫度傳感器和流量計；c)分別安裝在用戶風機盤管分水管的進、回水管道上的溫度傳感器，利用進水、回水的溫差來計算能量的損耗；c)安裝在用戶風機盤管分水管的進水管道上的流量計，用於計量流經的冷凍水/熱水流量的大小；d)在各低壓配電迴路上的脈衝電錶；上述設備與控制器的輸入/輸出設備相連，通過中央控制電腦採集數據形成收費表。
文檔編號G01K17/00GK1584527SQ0315044
公開日2005年2月23日 申請日期2003年8月19日 優先權日2003年8月19日
發明者沈穎華, 周忠民 申請人:上海眾慧科技實業有限公司