CN105299837A - 一种中央空调计费监控装置、***及方法 - Google Patents

一种中央空调计费监控装置、***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种中央空调计费监控装置、***及方法，包括中央空调，中央空调包括空调主机和多个风机盘管，每个风机盘管均通过管道与空调主机连通，还包括与风机盘管数量相同的电动二通阀和温控器，每个风机盘管和每个电动二通阀均一一对应地与温控器连接；多个数据采集器，与至少一个温控器连接；中央控制器，与所有数据采集器连接。用户可以通过智能终端实时远程查看室内温度和风机盘管的运行状态并远程控制，非常方便。另外，通过一个主机多个风机盘管的方式，可以有效降低用户的使用成本，通过分户计量，并按照能耗多少计费，克服了传统方式中按面积收费导致能源未被充分利用的缺陷，有效调动用户的节能积极性。

Description

一种中央空调计费监控装置、***及方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种中央空调计费监控装置、***及方法。
背景技术
随着社会的高速发展和人类生活水平的不断提高，中央空调因其舒适性高的优点，已经越来越被广泛地运用于商业、酒店、写字楼、政府机关、住宅小区、高档公寓、学校、医院等领域，中央空调在解决舒适性的同时，其能源消耗也越来越引起人们的重视，建筑空调能耗占到全社会能耗的15-20％。
目前，中央空调计费普遍采用按面积收费或安装热量表收费的方法。按面积收费方法虽然简单方便、成本较低，但无法调动用户的行为节能，用户无节能意识和行为，造成能源的大量浪费；安装热量表收费方法需要对每个末端设备做到精确测量，每个末端都需要加装一个流量计和两个温度计，这样不仅设备投资大、成本高、难于维护，而且热量表使用寿命短；此外，随着移动互联网的快速发展，用户的使用需求也越来越高，现有中央空调计费***无法实现在线支付，用户也不能通过智能手机远程监视和控制自家的空调末端设备，这给用户的使用带来不便；同时，国家正在大力推进智慧社区、智慧城市的建设，这也客观上要求中央空调计费***不能是与外界隔离的信息孤岛。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种中央空调计费监控***及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
依据本发明的一个方面，提供了一种中央空调计费监控装置，包括中央空调，所述中央空调包括空调主机和多个风机盘管，每个所述风机盘管均通过管道与所述空调主机连通，还包括：
与所述风机盘管数量相同的温控器，所述温控器与所述风机盘管一一对应连接，用于读取与其对应的所述风机盘管的实时工作信息并显示，且通过所述数据采集器发送至所述中央控制器；
与所述风机盘管数量相同的电动二通阀，所述电动二通阀与所述温控器一一对应连接，用于根据通断命令导通或截止对应的所述风机盘管，控制与其对应的所述风机盘管是否出风；
多个数据采集器，每个数据采集器与至少一个所述温控器连接，用于将所述风机盘管的实时工作信息发送至所述中央控制器；
中央控制器，与所有所述数据采集器连接，用于根据所述风机盘管的实时工作信息计算对应的用户电量ei、用户空调电费si和实时余额Ri，根据实时余额Ri并依次通过所述数据采集器和温控器向对应的所述电动二通阀发送通断命令。
依据本发明的另一个方面，提供了一种中央空调计费监控***，包括：
所述的一种中央空调计费监控装置；
云服务器，与所述中央控制器连接，用于存储所述风机盘管的实时工作信息；
智能终端，与所述云服务器通信连接，用于随时读取所述云服务器中存储的对应风机盘管的实时工作信息并显示，还用于依次通过所述云服务器、中央控制器和数据采集器向对应的所述温控器发送控制信息。
依据本发明的另一个方面，提供了一种中央空调计费监控方法，其特征在于，包括：
步骤1：检测中央空调主机的运行状态，如果处于开启状态，则进入步骤2，否则不计费，继续下一轮检测；
步骤2：检测风机盘管和电动二通阀的运行状态，如果所述风机盘管和电动二通阀均处于开启状态，则进入步骤3，否则不计费，返回步骤1；
步骤3：采集所述风机盘管的实时工作信息，读取所述风机盘管的运行档位j及对应的运行时间tj，计算用户的每户电量ei；
步骤4：监测中央空调的在设定周期内的总电量E和每户电量ei，根据中央空调总费用S和总电量E核定电量单价p，并计算每户空调电费si和实时余额Ri，根据实时余额Ri并依次通过所述数据采集器和温控器向对应的所述电动二通阀发送通断命令，结束处理流程。
本发明的有益效果是：本发明的一种中央空调计费监控装置、***及方法，用户可以通过智能终端实时远程查看室内温度和风机盘管的运行状态，并对风机盘管实现远程控制，非常方便；另外，通过一个主机多个风机盘管的方式，可以有效降低用户的使用成本，通过分户计量，并按照能耗多少计费，克服了传统方式中按面积收费导致能源未被充分利用的缺陷，有效调动用户的节能积极性，非常适合大面积推广使用。
附图说明
图1为本发明的一种中央空调计费监控装置及***结构示意图；
图2为本发明的一种中央空调计费监控方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一、一种中央空调计费监控装置，下面将结合图1对本实施例提供的一种中央空调计费监控装置进行详细的说明。
如图1所示，一种中央空调计费监控装置，包括中央空调，所述中央空调包括空调主机和多个风机盘管，每个所述风机盘管均通过管道与所述空调主机连通，还包括：
与所述风机盘管数量相同的温控器，所述温控器与所述风机盘管一一对应连接，用于读取与其对应的所述风机盘管的实时工作信息并显示，且通过所述数据采集器发送至所述中央控制器；
与所述风机盘管数量相同的电动二通阀，所述电动二通阀与所述温控器一一对应连接，用于根据通断命令导通或截止对应的所述风机盘管，控制与其对应的所述风机盘管是否出风；
多个数据采集器，每个数据采集器与至少一个所述温控器连接，用于将所述风机盘管的实时工作信息发送至所述中央控制器；
中央控制器，与所有所述数据采集器连接，用于根据所述风机盘管的实时工作信息计算对应的用户电量ei、用户空调电费si和实时余额Ri，根据实时余额Ri并依次通过所述数据采集器和温控器向对应的所述电动二通阀发送通断命令。
通过这种方式可以实现分户计量，并按照能耗多少计费，有效调动用户的节能积极性。这里需要说明的是，在实际中，所述控制总费用包括中央空调的维护费、机组和水泵的电费、人工费等。
优选地，所述温控器还用于接收外部输入的控制信息或所述中央控制器经由所述数据采集器发送的控制信息，并结合所述风机盘管的实时工作信息控制与其对应的所述风机盘管的出风档位，以保持室温在设定温度恒定。这里，所述温控器为周编程温控器，用户可以根据个人习惯设定一组定时任务，让空调自动的运行，以一周为循环周期，每天可以设置个时间段与对应的设定温度，时段、温度、休息日和定时开关机可以根据用户的个性化要求进行编程。人性化设置，非常方便。
其中，所述风机盘管的实时工作信息包括出风出档位及对应工作时长、室温和风速。这里需要指出的是，本实施例中，我们设定了三个档位：高、中、低，所述温控器可以根据用户设定的温度来控制所述风机盘管的档位，以确保室内温度恒定在用户设定的温度。当然，也可以根据实际情况设置更多的档位，以实现更加精确的控制，这些皆在本发明的保护范围之内。
比如，我们以冬天供暖为例，当所述温控器接收到外部控制信息，读取用户设定的温度为25度，而所述温控器读取所述分级盘管的实时工作信息中的室温为20度，则所述温控器控制对应的所述风机盘管的出风档位增加，以提高室内温度；同理，如果所述温控器读取所述分级盘管的实时工作信息中的室温为28度，则所述温控器控制对应的所述风机盘管的出风档位减小，以降低室内温度，使室内温度恒定在用户设定的温度。
另外，所述数据采集器除了上述数据采集、传输等功能外，还承担了通讯协议的转换功能，例如输入ModbusRTU协议输出TCP/IP协议，并且，在与所述中央控制器通讯中断时，它还可以独立运行，将所采集的数据备份到本地，在通讯恢复后自动将数据同步到中央控制器，使数据不至于丢失，提高***的可靠性。
优选地，本发明的一种中央空调计费监测装置还包括多个数据转发器，所述数据转发器设置在所述温控器与所述数据采集器之间，用于实现所述温控器与所述数据采集器隔离，且其中一数据传输端与至少一个所述温控器连接，另一数据传输端与其中一个所述数据采集器连接，用于实现所述温控器与所述数据采集器隔离。通过所述数据转发器可以将现场总线分为了两级层次，扩展了总线所带节点的上限，延长了总线的通讯距离，并当有故障发生时，能进行有效隔离，方便维护，同时也提高了***可靠性。
在本实施例中，本实施例中，多个所述数据采集器通过交换机与所述中央控制器连接，实现数据信息双向传输。通过所述交换机可以实现多个数据采集器同时与所述中央控制器实现实时双向数据交换，提高了数据传输效率和数据传输的准确性，有效防止传输数据丢包或乱码出现。
优选地，本发明的一种中央空调计费监测装置还包括UPS电源，用于为所述中央控制器提供不间断电源，防止在停电等意外情况下***无法正常工作，存储的数据丢失等缺陷。
实施例二、一种中央空调计费监控***，下面将结合图1对本实施例提供的一种中央空调计费监控***进行详细的说明。
一种中央空调计费监控***，包括：
所述一种中央空调计费监控装置；
云服务器，与所述中央控制器连接，用于存储所述风机盘管的实时工作信息；
智能终端，与所述云服务器通信连接，用于随时读取所述云服务器中存储的对应风机盘管的实时工作信息并显示，还用于依次通过所述云服务器、中央控制器和数据采集器向对应的所述温控器发送控制信息。
优选地，用户可以通过所述智能终端对所述温控器进行编程，重新设定和/或修改所述温控器中时段、温度、休息日和定时开关机等信息，不受时间和位置限制，直接远程操控，非常方便。
通过这种方式，用户可以通过所述智能终端登录所述服务器，随时随地了解家中的风机盘管的运行状态并进行控制，比如在炎热的夏天，下班回家的途中可以打开所述风机盘管并开始运行制冷，待回到家中时室内温度会将至设定的温度，提高了用户体验，个性化设计，非常方便。
本实施例中，所述智能终端为多个，每个用户都可以通过智能终端接入所述云服务器。这里，所述智能终端为电脑、智能手机、平板电脑或PDA等具有交互功能的设备。
优选地，如果所述中央控制器计算出用户的实时余额达到设定的最低报警阈值，则通过所述云服务器向对应用户的所述智能终端发送余额不足信息，这样用户可以随时了解自己的账户余额。
优选地，本实施例中，用户可以通过所述智能终端接入云服务器，进行在线预交费，当然，也可以通过人工费方式进行缴费。当用户账户的余额不足时，所述中央控制器控制用户对应的电动二通阀关闭，用户缴费成功后，所述中央控制器控制用于的电动二通阀开启，用户便可以恢复使用。
本实施例中，所述智能终端支持支付宝、微信等互联网App模式，用户可以通过所述智能终端登录所述服务器实现在线充值，当用户收到余额不足的提示信息后，通过随身携带的智能终端进行充值，非常方便，防止由于有额不足导致家中的电动二通阀关闭，影响供暖和供冷功能的使用，
另外，如果用户实时余额等于零，则关闭对应用户的电动二通阀，暂停用户使用。通过这种预付费方式可以防止用户使用空调后不及时缴纳费用，提高用户的缴费积极性。
本实施例中，每个所述温控器、数据转发器、数据采集器都依据其物理位置逐级设置一个唯一的ID编号，比如，每一户依据房型或住宅面积或用户需求设置一个或多个所述温控器时，每个温控器均设置一个分体ID编号。当一户用户设有多个所述温控器时，此时将该用户对应的多个所述温控器归为一组并设置一个用户ID编号，并与用户的登录账户和登录密码绑定，辩护将用户的权限进行限定和划分。比如，普通用户的只能监控自家的风机盘管、对应的账户信息等。
具体地，依据每户风机盘管设置对应数量的温控器，所述温控器与风机盘管、电动二通阀相连。在实际中，每层楼设置一个数据转发器，与该楼层的所有温控器相连；每栋楼设置一个数据采集器，与各楼层的数据转发器相连；整个社区设置一台中央控制器，各楼栋的数据采集器通过交换机与所述中央控制器相连，UPS电源与所述中央控制器相连，为所述中央控制器提供不间断电源，中央控制器经过防火墙与云服务器相连。
优选地，本发明的一种中央空调计费监测***还包括防火墙，所述防火墙设置在所述中央控制器与所述云服务器之间，用于有效阻隔外网对所述中央控制器的恶意攻击，提高了整个***的安全性和稳定性，延长了***设备的使用寿命，降低了***及设备的维护成本。
实施例三、一种中央空调计费监控方法，下面将结合图2对本实施例提供的一种中央空调计费监控方法进行详细的说明。
如图2所示，一种中央空调计费监控方法流程示意图，包括：
步骤1：检测中央空调主机的运行状态，如果处于开启状态，则进入步骤2，否则不计费，继续下一轮检测；
步骤2：检测风机盘管和电动二通阀的运行状态，如果所述风机盘管和电动二通阀均处于开启状态，则进入步骤3，否则不计费，返回步骤1；
步骤3：采集所述风机盘管的实时工作信息，读取所述风机盘管的运行档位j及对应的运行时间tj，计算用户的每户电量ei；
步骤4：监测中央空调的在设定周期内的总电量E和每户电量ei，根据中央空调总费用S和总电量E核定电量单价p，并计算每户空调电费si和实时余额Ri，根据实时余额Ri并依次通过所述数据采集器和温控器向对应的所述电动二通阀发送通断命令，结束处理流程。
本实施例中，所述步骤3和步骤4中，所述单户电量ei、总电量E、电量单价p和单户空调电费si的计算方法分别为：
e i = Σ j = 1 n t j * P j
E = Σ i = 1 m e i
p＝S/E
si＝p*ei
其中，n为档位数，tj为对应档位运行时间，Pj为对应档位的换热功率，m为用户总数。
优选地，所述步骤4中，如果实时余额达到设定的最低报警阈值，则向对应用户的所述智能终端发送余额不足信息。通过这种方式可以方便在余额不足时及时提醒用户缴费，以免余额不足导致停机。
如果用户实时余额等于零，则关闭对应用户的电动二通阀，暂停用户使用。通过这种预付费方式可以防止用户使用空调后不及时缴纳费用，提高用户的缴费积极性。
本发明的一种中央空调计费检测方法，可以实现分户计量，并按照能耗多少计费，有效调动用户的节能积极性。这里需要指出的是，在实际中，所述控制总费用包括中央空调的维护费、机组和水泵的电费、人工费等。
优选地，所述步骤3和/或所述步骤4中，所述温控器还接收部输入的控制信息或所述智能终端经由所述服务器、中央控制器和数据采集器发送的控制信息，读取所述风机盘管的实时工作信息并根据控制信息控制所述风机盘管的出风档位，以保持室温在设定温度恒定。
本实施例中，所述步骤3中，外部控制信息为温控器直接接受外部输入的控制信息或由智能终端接受并反馈至所述温控器的控制信息。用户可以直接在温控器的面板上输入控制信息，比如设定温度、运行模式等，或者用户通过智能终端输入控制信息并反馈至所述温控器，温控器根据接收的控制信息控制风管机的工作状态，使得室内温度恒定在用户设定的温度。
本发明的一种中央空调计费监控装置、***及方法，用户可以通过智能终端实时远程查看室内温度和风机盘管的运行状态，并对风机盘管实现远程控制，非常方便；另外，通过一个主机多个风机盘管的方式，可以有效降低用户的使用成本，通过分户计量，并按照能耗多少计费，克服了传统方式中按面积收费导致能源未被充分利用的缺陷，有效调动用户的节能积极性，非常适合大面积推广使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种中央空调计费监控装置，包括中央空调，所述中央空调包括空调主机和多个风机盘管，每个所述风机盘管均通过管道与所述空调主机连通，其特征在于，还包括：
与所述风机盘管数量相同的温控器，所述温控器与所述风机盘管一一对应连接，用于读取与其对应的所述风机盘管的实时工作信息并显示，且通过所述数据采集器发送至所述中央控制器；
与所述风机盘管数量相同的电动二通阀，所述电动二通阀与所述温控器一一对应连接，用于根据通断命令导通或截止对应的所述风机盘管，控制与其对应的所述风机盘管是否出风；
多个数据采集器，每个数据采集器与至少一个所述温控器连接，用于将所述风机盘管的实时工作信息发送至所述中央控制器；
中央控制器，与所有所述数据采集器连接，用于根据所述风机盘管的实时工作信息计算对应的用户电量ei、用户空调电费si和实时余额Ri，根据实时余额Ri并依次通过所述数据采集器和温控器向对应的所述电动二通阀发送通断命令。
2.根据权利要求1所述一种中央空调计费监控装置，其特征在于：所述温控器还用于接收外部输入的控制信息或所述中央控制器经由所述数据采集器发送的控制信息，并结合所述风机盘管的实时工作信息控制与其对应的所述风机盘管的出风档位，以保持室温在设定温度恒定；
其中，所述风机盘管的实时工作信息包括出风出档位及对应工作时长、室温和风速。
3.根据权利要求1所述一种中央空调计费监控装置，其特征在于：还包括多个数据转发器，其中一数据传输端与至少一个所述温控器连接，另一数据传输端与其中一个所述数据采集器连接，用于实现所述温控器与所述数据采集器隔离。
4.根据权利要求1所述一种中央空调计费监控装置，其特征在于：多个所述数据采集器通过交换机与所述中央控制器连接，用于实现数据信息双向传输。
5.根据权利要求1至4任一项所述一种中央空调计费监控装置，其特征在于：还包括UPS电源，用于为所述中央控制器提供不间断电源。
6.一种中央空调计费监控***，包括：
权利要求1-5所述的一种中央空调计费监控装置；
云服务器，与所述中央控制器连接，用于存储所述风机盘管的实时工作信息；
智能终端，与所述云服务器通信连接，用于随时读取所述云服务器中存储的对应风机盘管的实时工作信息并显示，还用于依次通过所述云服务器、中央控制器和数据采集器向对应的所述温控器发送控制信息。
7.根据权利要求6所述一种中央空调计费监控***，其特征在于：如果所述中央控制器计算出用户的实时余额达到设定的最低报警阈值，则通过所述云服务器向对应用户的所述智能终端发送余额不足信息；如果用户实时余额等于零，则通过所述温控器关闭对应电动二通阀，暂停用户使用。
8.一种中央空调计费监控方法，其特征在于，其采用权利要求6或7所述的一种中央空调计费监控***，包括：
步骤1：检测中央空调主机的运行状态，如果处于开启状态，则进入步骤2，否则不计费，继续下一轮检测；
步骤2：检测风机盘管和电动二通阀的运行状态，如果所述风机盘管和电动二通阀均处于开启状态，则进入步骤3，否则不计费，返回步骤1；
步骤3：采集所述风机盘管的实时工作信息，读取所述风机盘管的运行档位j及对应的运行时间tj，计算用户的每户电量ei；
步骤4：监测中央空调的在设定周期内的总电量E和每户电量ei，根据中央空调总费用S和总电量E核定电量单价p，并计算每户空调电费si和实时余额Ri，根据实时余额Ri并依次通过所述数据采集器和温控器向对应的所述电动二通阀发送通断命令，结束处理流程。
9.根据权利要求8所述一种中央空调计费监控方法，其特征在于：所述步骤3和步骤4中，所述单户电量ei、总电量E、电量单价p和单户空调电费si的计算方法分别为：
e i = Σ j = 1 n t j * P j
E = Σ i = 1 m e i
p＝S/E
si＝p*ei
其中，n为档位数，tj为对应档位运行时间，Pj为对应档位的换热功率，m为用户总数。
10.根据权利要求8所述一种中央空调计费监控方法，其特征在于：所述步骤4中，如果用户的实时余额Ri达到设定的最低报警阈值R0，则向对应用户的所述智能终端发送余额不足信息，如果用户实时余额Ri等于零，则关闭对应用户的电动二通阀，暂停用户使用。
11.根据权利要求8至10任一项所述一种中央空调计费监控方法，其特征在于：所述步骤3和/或所述步骤4中，所述温控器还接收部输入的控制信息或所述智能终端经由所述服务器、中央控制器和数据采集器发送的控制信息，读取所述风机盘管的实时工作信息并根据控制信息控制所述风机盘管的出风档位，以保持室温在设定温度恒定。
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