CN100395489C - 按冷量测算方式的集中空调计费方法及其*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种按冷量测算方式的集中空调计费方法及其***。在冷量计费方式的基础上，引入冷量这一重要参数，提出按冷量测算的计费方法，以及由冷量计费方式所形成的集中空调冷量计费***。技术方案是：根据集中空调的运行费用B与集中空调所有用户的冷量总消耗量E_q之比，确定单位冷量的价格C_e：C_e=B/E_q，再依据用户所消耗的集中空调冷量与单位冷量价格的乘积，确定各用户在t时间内的集中空调费用Y_e，i：Y_e，i＝C_e·E_q，i，E_q，i系采用集中空调的i用户所消耗的集中空调的冷量。本方法和***，能科学、合理、准确地体现了多消耗集中空调的电能就多付费的集中空调计费原则，促进用户节能思想、节能意识和环保意识的提高，为集中空调***的总体节能与环保提供科学的依据。

Description

按冷量测算方式的集中空调计费方法及其***

所属技术领域：

本发明涉及一种按冷量测算方式的集中空调计费方法及其***。

背景技术：

在各类智能型建筑物中，例如办公大楼、多功能综合性大楼、高档写字楼、商用大厦、住宅小区等，采用先进设备和相应配套设备而成的集中空调***已成为现代化建筑技术的重要标志之一，是现代建筑创造舒适、高效工作和生活环境所不可缺少的重要基础设施。对这些设备的设计、安装和运行管理不仅直接关系到业主和用户的根本利益，而且也关系到对社会能源资源的节约与环境保护。目前集中空调计费方式主要有以下几种：

(1)面积计费方式：在集中空调***设计与施工中均未采用任何计量工具，通常对用户的空调计费采用面积计费方式，是一种最直接、最方便、物业管理成本最低的方式。但存在以下两种因素而不合理，其一为：忽视了不同用户场所的单位面积消耗集中空调冷量的差异；其二为：忽视了用户不同时间的单位面积消耗集中空调冷量的差异。

(2)冷负荷计费方式：以各个用户装空调机负荷来分摊集中空调主机的运行费用，它考虑了不同用户场所的冷负荷差异，比面积计费方式略有改进。但因忽视了以下两种因素而不合理，其一为：实际工况与设计工况的差异，实际工况并非总处于满负荷；其二为：装机负荷并未考虑工作时间的差异，事实上设计中也不可能考虑。

(3)时间计费方式：是根据用户使用集中空调的时间来计费。但仍因没有考虑以下两种因素，其一为：没有考虑进入各用户空调中冷冻水流量的差异；其二为：没有考虑进入用户空调机冷冻水温度的差异，因为冷冻水温度是空调品质与空调效果的重要参数。

(4)流量计费方式：是通过计量通过用户空调中的冷冻水流量，向集中空调的用户提供收费依据。但它忽视了进入各用户空调中冷冻水温的差异。

(5)冷量计费方式：由于冷量需要采用集中空调的运行来获取，并伴随以消耗大量的电能为代价。所以根据用户消耗集中空调的冷量为计费依据，来确定各用户的空调使用费用。

对采用集中空调的各用户来说，所消耗的集中空调的冷量为：

Q_i＝∫G_i(t）C_P(T_1，i-T_2，i)dt

式中，Q_i为i用户所消耗的集中空调的冷量，G_i为进入i用户盘管的冷冻水流量，t为时间，C_P为冷冻水的比热，T_2，i和T_1，i分别为进入和离开i用户盘管的冷冻水温度。

由集中空调的运行费用/集中空调所有用户的冷量总消耗量，就可确定单位冷量的价格。这样，依据用户所消耗的集中空调冷量与单位冷量价格的乘积，来确定各用户的集中空调使用费用。

显然，上述几种计费方法中冷量计费方式基本上体现了多消耗集中空调的电耗就多付费的集中空调计费原则，基本上能够反映用户对集中空调的使用状况。但是尽管冷量计费方式公认为目前最为合理的集中空调计费方式，但是这一计费方式仍然存在着三个方面的缺陷：

(1)不能反映空调的品质与空调的效果：对使用空调的用户来说，相同的冷量下温度低的冷量其空调效果要优于温度高的冷量，所以，空调所制取冷量的温度是反映空调品质与空调效果的重要技术指标，冷量这一参数无法反映这一特性；

(2)不能准确地体现集中空调的计费原则：由于制取不同温度的单位冷量，所消耗的电能是不相同的。制取单位冷量的温度越低，所消耗的电能就越多。现代节能理论的观点是：能量(Energy)不仅有数量上的区别，更有品质或质量上的差异，体现能量的可利用性不仅仅是它的数量，更重要的是它的质量。表征能量质量的参数是能量中所含有的

(Exergy)，即不受任何限制可完全转换为其它形式的高级能。虽然集中空调所制取的冷量与集中空调运行的耗电量有着密切的关系，但由于冷量与电量是不同质量的能量，前者为中级能而后者为高级能，所以仅依据集中空调运行所制取的冷量参数而不考虑

是不能确定集中空调的运行耗电量。

(3)不能科学与准确地作为指导集中空调***节能环保运行的决策依据：对于集中空调主机制取的单位冷量，在不同的室外大气温度下，或者生产用于集中空调的冷冻水温度不同，则所消耗的电能是不同的。而集中空调的冷量计费方式，不能直接反映集中空调耗电量随室外大气温度以及随冷冻水温度的变化关系。

发明内容：

为避免现有技术的缺陷，本发明提出了按冷量

测算方式的集中空调计费方法及其实现计费方法的***，是一种更为科学、合理和准确的集中空调计费新方式。在不额外增加集中空调冷量计费***所需测量参数、以及不额外增加集中空调冷量计费***的建设费用基础上，弥补现有集中空调计费方式的重要缺陷，在冷量计费方式的基础上，引入冷量

这一重要参数，提出按冷量

测算的计费方法，以及由冷量

计费方式所形成的集中空调冷量

计费***。使集中空调计费方法及其***不仅能科学、合理、准确地体现集中空调的计费原则，还能促进用户节能思想、节能意识和环保意识的提高，变为行动的指导，并且能为集中空调***的总体节能与环保提供科学的依据。

本发明的技术方案是：根据集中空调的运行费用B与集中空调所有用户的冷量

总消耗量E_q之比，确定单位冷量

的价格C_e： $C_e=\frac{B}{E_q},$ 再依据用户所消耗的集中空调冷量

与单位冷量

价格的乘积，确定各用户在t时间内的集中空调费用Y_e，i：Y_e，i＝C_e·E_q，i，E_q，i系采用集中空调的i用户所消耗的集中空调的冷量

。

对采用集中空调的所有用户来说，所消耗的总冷量E_q为： $E_q=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{E}_{q,i}=|1-\frac{T_0}{{\stackrel{\‾}{T}}_i}|Q_i,$ $E_{q,i}=|1-\frac{T_0}{{\stackrel{\‾}{T}}_i}|Q_i={\∫G}_i\left(t\right)C_P\left|(T_{1,i}-T_{2,i})(1-\frac{{2T}_0}{T_{1,i}+T_{2,i}})\right|\mathrm{dt}.$

上述发明的按冷量

测算方式的集中空调计费方法的提出根据如下：

集中空调主机在制取冷量Q时，若不考虑集中空调主机的不可逆损失，那么它所消耗的电能E就等于冷量E_q，即

$E=E_q=|1-\frac{T_0}{T}|Q---\left(1\right)$

式中，T₀为室外大气温度，T为集中空调主机制取冷量Q的温度。

对采用集中空调的i用户来说，它所消耗的集中空调的冷量

E_q，i为

$E_{q,i}=|1-\frac{T_0}{{\stackrel{\‾}{T}}_i}|Q_i={\∫G}_i\left(t\right)C_P\left|(T_{1,i}-T_{2,i})(1-\frac{{2T}_0}{T_{1,i}+T_{2,i}})\right|\mathrm{dt}---\left(2\right)$

式中，Q_i为i用户所消耗的集中空调的冷量，T₀为室外的大气温度，T_i为进出i用户空调盘管的冷冻水平均温度，G_i为进入i用户空调盘管的冷冻水流量，t为时间，C_P为冷冻水的比热(为物性参数)，T_2，i和T_1，i分别为进入和离开i用户空调盘管的冷冻水温度。

对采用集中空调的所有用户来说，所消耗的总冷量E_q为

$E_q=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{E}_{q,i}---\left(3\right)$

设在t时间内，集中空调***的折旧费(它反映集中空调设备和***的建设费用)、耗电费、维护管理费之和为B，而在这段时间内集中空调所有用户所消耗的总冷量

为E_q，则单位冷量

的价格C_e就为

$C_e=\frac{B}{E_q}---\left(4\right)$

i用户在t时间内的集中空调费用Y_e，i为

Y_e，i＝C_e·E_q，i                    (5)

当需要考虑电价的时间波动性、室外大气温度的波动性、用户采用集中空调时间的不同步性等，可把每天的集中空调使用时间分段，同样可按照式(2)、(3)、(4)和(5)来确定冷量价格和用户所消耗的冷量

，并由此形成动态的冷量

计费方式。

另外，可以把集中空调的用户划分为若干个区域，实现在按冷量

测算的基础上考虑时间的集中空调计费方式。

所述的按冷量

时间测算的集中空调计费方式是：先测定各区域所消耗的集中空调的冷量

E_q，m，则所消耗的总冷量 $E_q=\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{E}_{q,m},$ 然后测定每个区域中各用户使用集中空调的时间、空调盘管的面积和空调驱动风机的功率，折算出各用户使用集中空调的冷量

E_q，i，既而得到各用户在t时间内的集中空调费用Y_e，i：Y_e，i＝C_e·E_q，i。

所述的每一区域视为具有相同的供与回冷冻水温度，区域所消耗的集中空调的冷量

E_q，m为： $E_{q,m}=|1-\frac{T_0}{{\stackrel{\‾}{T}}_m}|Q_m,E_{q,m}=|1-\frac{T_0}{{\stackrel{\‾}{T}}_m}|Q_m=\∫G_m\left(t\right)C_P\left|(T_{1,m}-T_{2,m})(1-\frac{{2T}_0}{T_{1,m}+T_{2,m}})\right|\mathrm{dt},$ 则采用集中空调的i用户所消耗的集中空调的冷量

为： $E_{q,i}=\frac{{\mathrm{\β}}_i\·\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{C}_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{C}_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}\·E_{q,m}.$

上述发明的按冷量

时间测算的集中空调计费方式的提出根据如下：

由于用户所消耗的冷量或冷量，与用户空调盘管的换热过程有着直接的联系，根据传热学中的牛顿冷却定律，在单位时间内通过i用户空调盘管的冷冻水吸热量q_i，等于i用户空调盘管外壁面与经过该壁面空气的对流换热量，即

q_i＝G_iC_P(T_1，i-T_2，i)＝α_iF_i(T_f，i-T_w，i)                     (6)

式中，G_i为进入用户i空调盘管的冷冻水流量，C_P为冷冻水的比热，T_2，i和T_1，i分别为进入和离开i用户空调盘管的冷冻水温度，α_i为i用户空调盘管外壁面与经过该壁面空气的对流换热系数，F_i为盘管外壁面的换热面积，T_f，i为经过i用户空调盘管外壁面的空气温度(近似为用户的室内温度)，T_w，i为i用户盘管的外壁面温度(T_w，i主要依赖于进出i用户空调盘管的冷冻水温度)。

在一段时间内，考虑到各用户在使用空调的过程中，所保持的室内温度T_f，i以及各用户盘管外壁面的温度T_w，i基本相同，则(T_1，i-T_2，i)也就基本相同，这样就有

(T_f，i-T_w，i)＝h_i·(T_1，i-T_2，i)                              (7)

式中，h_i为换热温差转换系数。

由此，各用户单位时间内所消耗的冷量q_i依据式(6)和(7)就为

q_i＝h_i·(T_1，i-T_2，i)·α_i·F_i                                 (8)

当集中空调投入运行后，各用户的盘管外壁面换热面积F_i是一个固定不变的值，它等于i用户盘管的管外径与盘管长度的乘积。而对流换热系数α_i，则根据实验传热学的外掠单管换热实验的关联式，就有

${\mathrm{\α}}_i=\frac{\mathrm{\λ}}{D_i}b{\mathrm{Re}}_i^{\′\′}---\left(9\right)$

${\mathrm{Re}}_i=\frac{U_i{D}_i}{\mathrm{\υ}}---\left(10\right)$

式(9)与式(10)中，λ为i用户空调盘管外壁面空气的导热系数，D_i为i用户盘管的管外径，b为一个常数，Re_i为i用户空调盘管外壁面空气的雷诺数，n也为一个常数，U_i为i用户空调盘管外壁面空气的流速，v为i用户空调盘管外壁面空气的运动粘度，其中λ和v的定性温度为(T_f，i+T_w，i)/2，所以对各用户来说λ和v都是相同的，并可通过查空气热物性图表获得，而常数b和常数n的数值为：

当Re_i为40000-250000时，则b＝0.0239而n＝0.805

对于式(10)中的空气流速U_i，可由下式确定

$U_i=\frac{V_i}{A_i}---\left(11\right)$

式中，V_i为通过i用户空调盘管通道的空气体积流量，A_i为通过i用户空调盘管通道的有效面积。当集中空调投入运行后，A_i是一个固定不变的值。

对于i用户的空调驱动风机来说，根据风机的相似性规律，有

$\frac{V_{i,k}}{V_{i,0}}=\frac{N_{i,k}}{N_{i,0}}---\left(12\right)$

$\frac{W_{i,k}}{W_{i,0}}={\left(\frac{N_{i,k}}{N_{i,0}}\right)}^3---\left(13\right)$

式(12)与式(3)中，V_i，k和V_i，0分别为风机k工况下和额定功率工况下的体积流量，N_i，k和N_i，0分别为对应着这两个工况下的风机转数，W_i，k和W_i，0分别为对应着这两个工况下的风机功率，其中V_i，0和W_i，0的数值可直接由风机的性能曲线获得。

由式(7)——式(13)，可得

$q_i=h_i\·(T_{1,i}-T_{2,i})\·\left(\frac{b\·\mathrm{\λ}\·D_i^{n-1}\·V_{i,0}^n}{v^n\·A_i^n\·W_{i,0}^{n/3}}\right)\·W_i^{n/3}\·F_i---\left(14\right)$

令：C_i为用户空调结构特征系数，有

$C_i=\frac{b\·\mathrm{\λ}\·D_i^{n-1}\·V_{i,0}^n}{v^n\·A_i^n\·W_{i,0}^{n/3}}---\left(15\right)$

那么i用户单位时间内在k工况下所消耗的冷量q_i，k为

$q_{i,k}=h_i\·(T_{1,i}-T_{2,i})\·C_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i---\left(16\right)$

在t时间内，i用户所消耗的集中空调的冷量Q_i为

$Q_i=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{q}_{i,k}\·t_{i,k}=h_i\·(T_{1,i}-T_{2,i})\·\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{C}_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}---\left(17\right)$

式中，t_i，k为i用户t时间内在k工况下的集中空调运行时间。当集中空调投入运行后，C_i和n均为一固定的常数，主要由i用户盘管结构和空调驱动风机的性能确定，只需通过一次性计算就可获得。

对i用户来讲，当它的空调驱动风机设置高、中、低和关四个调节档位时，通过风机的性能曲线或者采用实测的方法，可获得该风机的高、中、低和关四个调节档位的功率分别为：w_i，1、W_i，2、W_i，3和W_i，4，而W_i，4＝0。

把采用集中空调的用户划分为若干个区域，每个区域中的用户空调视为具有相同的供水温度和回水温度，并与该区域用于集中空调的供水温度和回水温度相同，这样的区域划分就使在同一个区域中，式(7)中h_i就为一常数。对第m区域(例如，某层楼或者某层楼的数家用户)的所有用户来说，在t时间内，实测得进入该区域集中空调冷冻水的流量G_m、供水温度T_2，m和回水温度T_1，m，则第m区域所有用户所消耗的集中空调的冷量

E_q，m为

$E_{q,m}={\∫G}_m\left(t\right)C_P\left|(T_{1,m}-T_{2,m})(1-\frac{{2T}_0}{T_{1,m}+T_{2,m}})\right|\mathrm{dt}---\left(18\right)$

在t时间内，第m区域所有用户所消耗的集中空调的冷量Q_m根据式(17)可变为

$Q_m=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{Q}_{i,k}\·t_{i,k}=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{h}_m\·(T_{1,m}-T_{2,m})\·C_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}---\left(19\right)$

式中，h_m为第m区域换热温差转换系数，与用户i的换热温差转换系数h_i相同。

在t时间内，第m区域中的i用户所消耗的集中空调的冷量E_q，i就为

$E_{q,i}=\frac{h_m\·(T_{1,m}-T_{2,m})\·\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{C}_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{h}_m\·(T_{1,m}-T_{2,m})\·C_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}\·E_{q,m}---\left(20\right)$

$=\frac{\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{C}_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\·C_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}\·E_{q,m}$

根据式(5)，i用户在t时间内的集中空调费用Y_e，i为

$Y_{e,i}=C_e\·E_{q,i}=C_e\·\frac{\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{C}_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\·C_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}\·E_{q,m}---\left(21\right)$

在工程应用中，可将式(21)转变为更有利于设置仪表记录与显示。设第m区域中，以盘管换热面积F_i最小的户型以及所对应风机驱动的低挡功率W_i，3为计费的基本单位，称为空调的面积功率单元r，即

$r=\min {\left\{C_i{W}_{i,3}^{n/3}{F}_i\right\}}_m---\left(22\right)$

则 $C_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i=a_{i,k}\·r---\left(23\right)$

式中，a_i，k称为面积功率单元系数。这样就为用户空调计费表的设置提供了基础，由此，式(21)简化为

$Y_{e,i}=C_e\·E_{q,i}=C_e\·\frac{\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,k}\·r\·t_{i,k}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,k}\·r\·t_{i,k}}\·E_{q,m}=C_e\·\frac{\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,k}\·t_{i,k}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,k}\·t_{i,k}}\·E_{q,m}---\left(24\right)$

选择一段合适的时间t₀，使第m区域各类空调盘管换热面积的用户都使用集中空调，便可获得用户空调的面积功率单元的价格C_r，m为

$C_{r,m}=C_e\·\frac{1}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,k}\text{\·r\·}{t}_0}\·E_{q,m}---\left(25\right)$

这样，第m区域在t时间内i用户应交纳的集中空调费就为

$Y_{e,i}=(a_i\·C_{r,m}\·\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{t}_{i,k})\·{\mathrm{\β}}_i---\left(26\right)$

式中，β_i称为区域内用户空调换热温差修正系数，不作用户换热温差修正时β_i取值为1，而a_i可由式(24)和式(25)得出。

式(25)和式(26)为冷量

计费表的设置提供了基础，并为采用分时段冷量

的计费建立了基础。此时，冷量

计费表中仅有6个显示参数，它们分别为：F_i(用户面积，m²)、ε_i(空调驱动风机挡数，ε_i＝1，2，3，4分别对应着高、中、低和关四个挡位)、a_i，k(称为面积功率单元系数，i＝1，2，3，4)、C_r，m(面积功率单元的价格)，t(集中空调使用时间累计值)、Y_e，i(集中空调使用累计费用)，其中F_i、ε_i、a_i，k、C_r，m为表的设置值，可采用在线或离线方式设定。

上述所指的集中空调的一个区域，它的划分取决于温度测量的精度。当可用温度测量的方法，对集中空调冷冻水沿着供水支管流动方向，能够区分第X用户和第Y用户的进入空调盘管的入水温度时，包括X和Y之间的所有用户就为一个区域(例如第m区域)。在第m区域中，冷量

时间计费方式的精度，与区域内用户所保持的室内温度T_f，i以及用户盘管外壁面的温度T_w，i的差值(T_f，i-T_w，i)的一致性有关。当(T_f，i-T_w，i)的一致性较差时，可引入适当的区域内用户温差修正系数β_i来修正(T_f，i-T_w，i)的一致性。

一种实现上述按冷量

测算方式的集中空调计费方法的计费***，建立集中空调***各冷量

仪表与计费计算机之间的通讯连接，并按冷量

时间测算的集中空调计费方式进行信息处理，便形成了按冷量

时间测算方式的集中空调计费***。建立各测量仪表、计费计算机之间的通讯连接，并由该计算机完成信息处理与管理控制，其特征在于：所述的测量仪表是：在集中空调机房安装冷量

仪表***C：在各个用户处安装冷量

仪表***A或B；所述的冷量

仪表***C：用于测量和记录集中空调主机房运行的耗电量、回水干管的冷冻水流量、供水干管和回水干管的冷冻水温度、室外环境大气的温度；冷量仪表***A：用于测量和记录进入用户空调盘管的冷冻水流量、进入和离开用户盘管的冷冻水温度；冷量

仪表***B：用于测量和记录空调运行的时间、空调驱动风机的档位、空调盘管外壁面中部温度和盘管通道中部空气温度。

所述的冷量仪表***C：包括一个电表、三个温度表、一个流量表以及两个显示器；电表E联结用电***，流量表G和第五温度表T₅连接在回水干管上，第六温度表T₆连接供水干管，第七温度表T₀安装在室外，两个显示器用于显示集中空调运行时间t、冷量

累计量E_q。

所述的冷量

仪表***A：包括两个温度表、一个流量表以及四个显示器；流量表G和第一温度表T₁连接在回水管上，第二温度表T₂连接供水管，四个显示器用于显示***计算出的用户使用空调的时间t、冷量

累计量E_q、冷量

价格C、空调费用Y。

所述的冷量

仪表***B：包括两个温度表、一个空调驱动风机的档位表以及四个显示器；档位表W与空调驱动风机连接，第四温度表T₄与空调盘管外壁面中部连接，第三温度表T₃与盘管通道中部连接，四个显示器用于显示各用户使用空调的时间t、冷量

累计量E_q、面积功率单元的价格C₂、空调费用Y。

当集中空调机房安装冷量

仪表***C，各个用户处安装冷量

仪表***A时，形成了按冷量

测算方式的集中空调计费***。在集中空调机房、各用户处安装冷量

仪表，用来测量和记录：集中空调***的室外大气温度；进入各用户空调盘管的冷冻水流量，进入和离开该空调盘管的冷冻水温度，以及使用集中空调的计费统计时间。计费计算机对集中空调计费的统计时间内，完成统计各用户所消耗的总冷量

、集中空调***的折旧费、耗电费、维护管理费等，并按照式(2)、(3)、(4)和(5)确定冷量

价格、各用户所消耗的冷量

以及用户的集中空调费用。计费计算机将计算统计结果传送到各用户的冷量

仪表上，显示用户使用空调的时间、冷量

累计量、冷量

价格、空调费用等信息。

当集中空调机房安装冷量仪表***C，各个用户处安装冷量

仪表***B时，便形成了按冷量

时间测算方式的集中空调计费***。进行集中空调用户的区域划分，并确定和记录各用户使用集中空调的面积、驱动用户空调的风机功率、风机功率与风机调节档位的关系。在集中空调机房、各区域、各用户处安装冷量时间仪表，用来测量和记录：集中空调***的室外大气温度；进入各区域的冷冻水流量、供与回冷冻水温度、使用集中空调的计费统计时间；各用户使用集中空调的时间和风机档位；在各用户空调盘管中部和盘管通道中部上各安装一个温度表，测量和记录该盘管外壁面中部温度和盘管通道中部空气温度，作为区域内用户温差修正系数的依据。计费计算机对集中空调计费的统计时间内，按照式(18)、(21)、(22)、(23)和(24)确定各区域的面积功率单元、面积功率单元的价格，各用户所消耗的冷量

以及用户的集中空调费用。计费计算机将计算统计结果传送到各用户的冷量

仪表上，显示用户使用空调的时间、冷量累计量、面积功率单元的价格、空调费用等信息。

本发明提出的方法和***，弥补了现有集中空调冷量计费方式的重要缺陷(即它不能反映空调的品质与空调的效果；不能科学与准确地体现集中空调的计费原则；不能科学与准确地作为指导集中空调***节能环保运行的决策依据)，并在不额外增加集中空调冷量计费***所需测量参数、以及不额外增加集中空调冷量计费***的建设费用基础上，提出了更为科学、合理和准确的集中空调计费新方式——冷量

计费方式，以及由冷量

计费方式所形成的集中空调冷量

计费***，使之达到不仅能科学、合理、准确地体现了多消耗集中空调的电耗就多付费的集中空调计费原则，还能促进用户节能思想、节能意识和环保意识的提高，变为行动的指导，并且能为集中空调***的总体节能与环保提供科学的依据。

附图说明：

图1：A型表与安装布局

图2：B型表与安装布局

图3：C型表与安装布局

图4：按冷量

测算方式的集中空调计费***

图5：按冷量

时间测算方式的集中空调计费***

具体实施方式：

现结合附图对本发明作进一步描述：

按冷量

测算方式的集中空调计费***的实施例：如图4所示，这是一个由12个集中空调用户组成的集中空调***。在t时间内，集中空调机房处的C型表测量与记录下集中空调主机房运行的耗电量和室外大气温度T₀；由各用户的A型表测量与记录下进入用户空调盘管的冷冻水流量G_i、进入和离开用户盘管的冷冻水温度T_2，i和T_1，i。集中空调***计费***的计算机通过网络通讯线路采集C型表与各A型表记录下的信息，按照下式：

$E_{q,i}=|1-\frac{T_0}{{\stackrel{\‾}{T}}_i}|Q_i={\∫G}_i\left(t\right)C_P\left|(T_{1,i}-T_{2,i})(1-\frac{{2T}_0}{T_{1,i}+T_{2,i}})\right|\mathrm{dt}$

进行信息处理，便获得了各用户在t时间内所消耗的冷量E_q，i。然后，根据t时间内集中空调主机房运行的耗电量E，集中空调***的折旧费、维护管理费(单位时间的折旧费、维护管理费通过人工核算统计，并事先输入到该计费***的计算机)，按下式：

$E_q=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{E}_{q,i}$

$C_e=\frac{B}{E_q}$

确定出所有用户消耗的总冷量E_q和单位冷量

的价格C_e；最后，按下式

Y_e，i＝C_e·E_q，i

确定各用户在t时间内的集中空调费用Y_e，i。计费***将各用户使用空调的时间t以及E_q，i、C_e和Y_e，i的信息实时地反馈到各用户的A型表上显示；及将集中空调主机房运行时间t和E_q信息实时地反馈到集中空调机房处的C型表上显示。

按冷量

时间测算方式的集中空调计费***的实施例：如图5所示，这是一个由12个集中空调用户组成的集中空调***，该***按照楼层将***划分为3个区域，每一层楼的用户为一个区域。在t时间内，集中空调机房处的C型表测量与记录下集中空调主机房运行的耗电量和室外大气温度T₀；由各区域的B型表测量与记录下进入各区域的冷冻水流量G_m，进入和离开各区域的冷冻水温度T_2，m和T_1，m，分别为进入和离开m区域的冷冻水温度，则：冷冻水流量G_i、进入和离开用户盘管的冷冻水温度T_2，i和T_1，i。集中空调***计费***的计算机通过网络通讯线路采集C型表与各B型表记录下的信息，按照下式

$E_{q,m}=|1-\frac{T_0}{{\stackrel{\‾}{T}}_m}|Q_m={\∫G}_m\left(t\right)C_P\left|(T_{1,m}-T_{2,m})(1-\frac{{2T}_0}{T_{1,m}+T_{2,m}})\right|\mathrm{dt}$

进行信息处理，便获得了各区域在t时间内所消耗的冷量

E_q，m。然后，根据t时间内集中空调主机房运行的耗电量E，集中空调***的折旧费、维护管理费(单位时间的折旧费、维护管理费通过人工核算统计，并事先输入到该计费***的计算机)，按下式

$E_q=\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{E}_{q,m}$

$C_e=\frac{B}{E_q}$

确定出所有用户消耗的总冷量

E_q和单位冷量

的价格C_e；与此同时，根据各用户使用集中空调的时间、空调盘管的面积(各用户的空调盘管的面积已事先输入到该计费***的计算机中)，按下式

$E_{q,i}=\frac{{\mathrm{\β}}_i\·\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{C}_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{C}_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}\·E_{q,m}$

折算出各区域中各用户所消耗的冷量

E_q，i；最后，按下式

Y_e，i＝C_e·E_q，i

确定各用户在t时间内的集中空调费用Y_e，i。

计费***的计算机将各用户使用空调的时间t以及E_q，i、C_e(B型表中以面积功率单元的价格C_r，m显示)和Y_e，i的信息实时地反馈到各用户的B型表上显示；及将集中空调主机房运行时间t和E_q信息实时地反馈到集中空调机房处的C型表上显示。

关于B型表中的面积功率单元价格C_r，m是由以下

$Y_{e,i}=C_e\·E_{q,i}=C_e\·\frac{\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,k}\·r\·t_{i,k}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,k}\·r\·t_{i,k}}\·E_{q,m}=C_e\·\frac{\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,k}\·t_{i,k}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,k}\·t_{i,k}}\·E_{q,m}$

$C_{r,m}=C_e\·\frac{1}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,k}\text{\·r\·}{t}_0}\·E_{q,m}$

$Y_{e,i}=(a_i\·C_{r,m}\·\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{t}_{i,k})\·{\mathrm{\β}}_i$

三式联立，并由计费***的计算机求解得到。

Claims (10)

1.一种按冷量

测算方式的集中空调计费方法，其特征在于：根据集中空调的运行费用B与集中空调所有用户的冷量

总消耗量E_q之比，确定单位冷量

的价格 $C_e:C_e=\frac{B}{E_q},$ 再依据用户所消耗的集中空调冷量与单位冷量价格的乘积，确定各用户在t时间内的集中空调费用Y_e，i：Y_e，i＝C_e·E_q，i，E_q系采用集中空调的i用户所消耗的集中空调的冷量

2.根据权利要求1所述的按冷量

测算方式的集中空调计费方法，其特征在于：对采用集中空调的所有用户来说，所消耗的总冷量E_q为： $E_q=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{E}_{q,i}=|1-\frac{T_0}{{\stackrel{-}{T}}_i}|Q_i,$ $E_{q,i}=|1-\frac{T_0}{{\stackrel{-}{T}}_i}|Q_i=\∫G_i\left(t\right)C_P\left|(T_{1,i}-T_{2,i})(1-\frac{{2T}_0}{T_{1,i}+T_{2,i}})\right|\mathrm{dt};$ 其中T₀为室外的大气温度，T_i为进出i用户空调盘管的冷冻水平均温度，Q_i为i用户所消耗的集中空调的冷量，G_i为进入i用户空调盘管的冷冻水流量，t为i用户集中空调的运行时间，C_P为冷冻水的比热，T_1，i和T_2，i和分别为进入和离开i用户空调盘管的冷冻水温度。

3.根据权利要求1所述的按冷量

测算方式的集中空调计费方法，其特征在于：把集中空调的用户划分为若干个区域，先测定各区域所消耗的集中空调的冷量

E_q，m，则所消耗的总冷量

$E_q=\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{E}_{q,m},$ 然后测定每个区域中各用户使用集中空调的时间、空调盘管的面积和空调驱动风机的功率，折算出各用户使用集中空调的冷量

E_q，i，得到各用户在t时间内的集中空调费用Y_e，i：Y_e，i＝C_e·E_q，i。

4.根据权利要求3所述的按冷量

测算方式的集中空调计费方法，其特征在于：所述的每一区域具有相同的供与回冷冻水温度，区域所消耗的集中空调的冷量

E_q，m为：

$E_{q,m}=|1-\frac{T_0}{{\stackrel{-}{T}}_m}|Q_m,E_{q,m}=|1-\frac{T_0}{{\stackrel{-}{T}}_m}|Q_m={\∫G}_m\left(t\right)C_P\left|(T_{1,m}-T_{2,m})(1-\frac{2T_0}{T_{1,m}+T_{2,m}})\right|\mathrm{dt},$ 则采用集中空调的i用户所消耗的集中空调的冷量

为： $E_{q,i}=\frac{{\mathrm{\β}}_i\·\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{C}_i{W}_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{C}_i\·W_{i,k}^{n/3}\·F_i\·t_{i,k}}\·E_{q,m}.$

5.一种实现权利要求2所述的计费方法的***，建立各测量仪表、计费计算机之间的通讯连接，并由该计算机完成信息处理与管理控制，其特征在于：所述的测量仪表是：在集中空调机房安装冷量

仪表***C：在各个用户处安装冷量

仪表***A或B；所述的冷量

仪表***C：用于测量和记录集中空调主机房运行的耗电量、回水干管的冷冻水流量、供水干管和回水干管的冷冻水温度、室外环境大气的温度；冷量

仪表***A：用于测量和记录进入用户空调盘管的冷冻水流量、进入和离开用户盘管的冷冻水温度；冷量

仪表***B：用于测量和记录空调运行的时间、空调驱动风机的档位、空调盘管外壁面中部温度和盘管通道中部空气温度。

6.根据权利要求5所述的计费方法的***，其特征在于：所述的冷量

仪表***C：包括一个电表(E)、第五温度表(T₅)、第六温度表(T₆)、第七温度表(T₀)、一个流量表(G)以及两个显示器；电表(E)联结用电***，流量表(G)和第五温度表(T₅)连接在回水干管上，第六温度表(T₆)连接供水干管，第七温度表(T₀)安装在室外，两个显示器用于显示集中空调运行时间t、冷量

累计量E_q。

7.根据权利要求5所述的计费方法的***，其特征在于：所述的冷量

仪表***A：包括第一温度表(T₁)、第二温度表(T₂)，一个流量表(G)以及四个显示器；流量表(G)和第一温度表(T₁)连接在回水管上，第二温度表(T₂)连接供水管，四个显示器用于显示***计算出的用户使用空调的时间t、冷量

累计量E_q、冷量

价格C、空调费用Y。

8.根据权利要求5所述的计费方法的***，其特征在于：所述的冷量

仪表***B：包括第三温度表(T₃)、第四温度表(T₄)，一个空调驱动风机的档位表(W)以及四个显示器；档位表(W)与空调驱动风机连接，第四温度表(T₄)与空调盘管外壁面中部连接，第三温度表(T₃)与盘管通道中部连接，四个显示器用于显示各用户使用空调的时间t、冷量

累计量E_q、面积功率单元的价格C₂、空调费用Y。

9.根据权利要求6或7所述的计费方法的***，其特征在于：当集中空调机房安装冷量仪表***C，各个用户处安装冷量

仪表***A时，利用权利要求1与权利要求2的方法计算确定各用户在t时间内的集中空调费用Y_e，i。

10.根据权利要求6或8所述的计费方法的***，其特征在于：当集中空调机房安装冷量

仪表***C，各个用户处安装冷量

仪表***B时，利用权利要求1与权利要求4的方法计算确定各用户在t时间内的集中空调费用Y_e，i。

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