專利名稱：中央空調分戶計量方法及中央空調分戶計量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種中央空調分戶計量方法及中央空調分戶計量系統(tǒng)，屬于與熱能有關的測量方法及設備。
本發(fā)明的另一目的是提供一種基于上述計量方法的中央空調分戶計量系統(tǒng)。
本發(fā)明的第一個目的是這樣實現的中央空調分戶計量方法整個中央空調系統(tǒng)劃分成多個用戶，每一用戶有一臺或多臺風機盤管；以特定時間間隔測量整個系統(tǒng)實際總制冷量W1；使用電腦動態(tài)統(tǒng)計整個系統(tǒng)標準工況總制冷量W2，采樣系統(tǒng)中各風機盤管的回風溫度，據此選用相應的溫度矯正參數Cj，根據W1/W2＝Qi′/(QiCj)的關系，用各風機盤管標準工況制冷量Qi計算出各風機盤管實際制冷量Qi′，把每個用戶所有的風機盤管實際制冷量Qi′分別相加，計算出各用戶在此時間間隔內實際使用的制冷量；進而連續(xù)累計計量出每一個用戶總的實際使用的制冷量。
所述的測量整個系統(tǒng)實際總制冷量W1可以是用電腦采樣系統(tǒng)的進、出水溫度和水流量并計算出整個系統(tǒng)在此時間間隔內實際總制冷量W1。
所述的使用電腦動態(tài)統(tǒng)計整個系統(tǒng)標準工況總制冷量W2可以是在電腦中存入各風機盤管在不同風量時的標準工況制冷量Qi，電腦以所述時間間隔采樣各風機盤管的風量信號，據此確定各臺風機盤管當前的標準工況制冷量Qi，并將它們相加，計算出系統(tǒng)當前標準工況總制冷量W2。
所述的特定時間間隔為5秒鐘。
本發(fā)明的另一目的是這樣實現的中央空調分戶計量系統(tǒng)整個中央空調系統(tǒng)劃分成多個用戶，每一用戶有一臺或多臺風機盤管。在中央空調系統(tǒng)的總進水管的始端和總出水管的終端分別各安裝一個溫度傳感器。在中央空調系統(tǒng)的總進水管或總出水管安裝流量計。兩個溫度傳感器和流量計的輸出端與電腦連接。系統(tǒng)中每一臺風機盤管安裝一個風量傳感器及在回風口處安裝一個溫度傳感器，電腦與各風機盤管的溫度傳感器和風量傳感器連接；電腦中存有風機盤管在不同回風溫度的矯正參數Cj和各風機盤管在不同風量時的標準工況制冷量Qi。電腦以特定時間間隔采樣進、出水溫度和水流量計算整個中央空調系統(tǒng)此時間間隔內實際總制冷量W1；電腦以所述時間間隔采樣各風機盤管的風量信號，據此確定各臺風機盤管當前的標準工況制冷量Qi，并將它們相加，計算出整個中央空調系統(tǒng)在此時間間隔內標準工況總制冷量W2；電腦以所述時間間隔采樣各風機盤管的溫度信號，據此選擇相應的矯正參數Cj，按公式Qi′＝Cj*(W1/W2)*Qi計算出各風機盤管在該時間間隔內的實際制冷量Qi′；把每個用戶所有風機盤管的實際制冷量Qi′分別相加，計算出各用戶在此時間間隔內實際使用的制冷量；進而電腦連續(xù)累計計量出每一個用戶總的實際使用的制冷量并加以顯示。
所述的電腦也可以采用分布式結構，它的數字計算設備包括一個能量表、一個總能量計算儀和每一個用戶一臺能量比例計算儀；兩個溫度傳感器和流量計的輸出端與能量表連接，能量表的輸出經數據線與總能量計算儀連接，能量表以特定時間間隔采樣進、出水溫度和水流量并計算出整個中央空調系統(tǒng)在此時間間隔內實際總制冷量W1，并傳送到總能量計算儀；所有能量比例計算儀經數據線與總能量計算儀連接；各能量比例計算儀中存有風機盤管在不同回風溫度的矯正參數Cj和所屬的各風機盤管在不同風量時的標準工況制冷量Qi；每臺能量比例計算儀通過導線與該用戶的風機盤管的風量傳感器及與溫度傳感器連接。能量比例計算儀以所述時間間隔讀取所屬各風機盤管的風量傳感器的風量信號，據此確定該用戶各臺風機盤管當前的標準工況制冷量Qi，并將它們相加，計算出該用戶當前標準工況總制冷量，經數據線傳送到總能量計算儀?？偰芰坑嬎銉x把各用戶的當前標準工況總制冷量相加，計算出整個中央空調系統(tǒng)在所述時間間隔內標準工況總制冷量W2。能量比例計算儀以所述時間間隔讀取總能量計算儀中的實際總制冷量W1和標準工況總制冷量W2以及采樣各風機盤管的溫度傳感器信號，并根據各風機盤管的溫度傳感器信號選擇相應的矯正參數Cj，按公式Qi′＝Cj*(W1/W2)*Qi計算出各風機盤管在該時間間隔內的實際制冷量Qi′。把各個風機盤管在該時間間隔內的實際制冷量Qi′相加，計算出該用戶在此時間間隔內實際使用的制冷量；進而連續(xù)累計計量出每一個用戶總的實際使用的制冷量并加以顯示。
所述的總能量計算儀是具有多個數據接口的微處理機，它的一個數據接口通過數據線與能量表連接，其它的數據接口分別通過數據線與各個能量比例計算儀連接；所述的能量比例計算儀是包括有二組采樣輸入端和一個數字顯示器及一個數據接口的微處理機。其中一組采樣輸入端分別連接各臺風機盤管的溫度傳感器；另一組采樣輸入端分別連接各臺風機盤管的風量傳感器。數據接口通過數據線與總能量計算儀連接。微處理機的數字顯示器顯示制冷能量數據。
本發(fā)明中央空調分戶計量方法及中央空調分戶計量系統(tǒng)，由于用電腦對系統(tǒng)和各用戶的標準工況制冷量進行動態(tài)統(tǒng)計，并對各風機盤管的回風溫度進行測量和計量修正，較真實的反映了用戶實際使用的制冷/熱能量。特別是采用分布式結構的電腦，用戶可直觀地了解實際使用的制冷/熱能量，且便于在用戶變動時及時修改和擴充。系統(tǒng)使用的電腦設備、風量傳感器和溫度傳感器也較簡單、廉價，故系統(tǒng)價格較低。整個系統(tǒng)的投資費用為傳統(tǒng)系統(tǒng)的30％左右。系統(tǒng)結構是開放式的，易于推廣應用。每年只須矯正一只流量計，電腦等電子設備和器件無需特殊矯正，這就可以節(jié)約大量的人力和物力開支。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明中央空調分戶計量方法及中央空調分戶計量系統(tǒng)做進一步的說明。
圖面說明
圖1是本發(fā)明中央空調分戶計量方法及中央空調分戶計量系統(tǒng)的中央空調分戶計量系統(tǒng)的一個實施例總體結構方框圖。
圖2是本發(fā)明中央空調分戶計量方法及中央空調分戶計量系統(tǒng)的中央空調分戶計量系統(tǒng)的又一個實施例的總體結構方框圖。
中央空調末端有兩大類，一是風機盤管，二是風柜。影響風機盤管和風柜的制冷量的主要因素是供水水溫和環(huán)境工作溫度即工況。相同功率的風機盤管或風柜制冷/熱能力在同一工況條件下是一樣的。在以下的討論中，我們說到風機盤管也包括風柜的情形，不再另行說明。
影響中央空調的風機盤管的制冷量的主要因素，一是機組制冷功率大小(指機組型號大小)，二是供水水溫和環(huán)境工作溫度即工況。
當室內溫度不變的條件下，供水水溫越低，溫差越大，制冷效率越高。不同型號風機盤管的制冷量與供水水溫的關系曲線基本上是相同的，故各風機盤管的制冷量存在以下關系Q1′/Q1＝Q2′/Q2Q1——表示標準工況A風機盤管的制冷量Q1′——表示另一水溫點A風機盤管的制冷量Q2——表示標準工況B風機盤管的制冷量Q2′——表示與Q1′相同水溫點工況B風機盤管的制冷量供水水溫在非標準工況，而室內溫度不變的條件下，整個中央空調系統(tǒng)的實際總制冷量W1＝Q1′+Q2′Q3′+Q4′…供水水溫在標準工況，而室內溫度不變的條件下，整個中央空調系統(tǒng)的標準工況總制冷量W2＝Q1+Q2+Q3+Q4....
則有W1/W2＝Qi′/Qi通常廠家提供風機盤管標準工況制冷量Q。
在制冷的過程中供水水溫不變的條件下，環(huán)境溫度越高制冷量越大，反之越小。如相同的風機盤管在水溫相同的條件下回風溫度在300℃時制冷量是25℃的1.6倍左右，如果不考慮工作環(huán)境的回風溫度，此計量方案根本無意義，所以必須測量在不同回風溫度的矯正系數Cj，則上面公式變?yōu)閃1/W2＝Qj′/(Qi*Cj)對于一個確定的中央空調系統(tǒng)，標準工況總制冷量W2可以根據每臺風機盤管的標準工況制冷量Qi計算出來，實際總制冷量W1可以測量出來，測量了回風溫度，選取相應的矯正系數Cj，就可以計算出每臺風機盤管的實際制冷量Qi′，即Qi′＝Cj*(W1/W2)*Qi在實際工作情況中，各個風機盤管因用戶隨時可能選擇不同的風量，從而改變該風機盤管的功率，而供水溫度和回風溫度也會變化。只要將計量的時間間隔劃分得很小，供水溫度和回風溫度可以認為不會變化，隨時對各個風機盤管的風量變化加以監(jiān)測，并及時修改風機盤管標準工況制冷量Qi的取值和系統(tǒng)中的標準工況總制冷量W2，則可以正確的計算出在這一時間間隔內每臺風機盤管的實際制冷量Qi′。
綜上所述得到本發(fā)明的中央空調分戶計量方法整個中央空調系統(tǒng)劃分成多個用戶，每一用戶有一臺或多臺風機盤管。預先測定風機盤管20在j＝1℃，2℃，3℃…40℃共40個不同回風溫度的矯正參數Cj并預先抄錄或測定各風機盤管20在第一檔、第二檔、第三檔風量時的標準工況制冷量Qi并預先存入電腦。以特定的5秒鐘時間間隔用電腦采樣系統(tǒng)的進、出水溫度和水流量并計算出整個系統(tǒng)在此時間間隔內實際總制冷量W1。電腦以所述時間間隔采樣各風機盤管的風量信號，據此確定各臺風機盤管當前的標準工況制冷量Qi，并將它們相加，計算出系統(tǒng)當前標準工況總制冷量W2；采樣系統(tǒng)中各風機盤管的回風溫度，據此選用相應的溫度矯正參數Ci，根據W1/W2＝Qi′/(Qi*Cj)的關系，用各風機盤管標準工況制冷量Qi計算出各風機盤管實際制冷量Qi′，把每個用戶所有的風機盤管實際制冷量Qi′分別相加，計算出各用戶在此時間間隔內實際使用的制冷量；進而連續(xù)累計計量出每一個用戶總的實際使用的制冷量。
根據具體情況，所述的時間間隔也可以選定為10秒鐘或其它數值。回風溫度的范圍和溫度點的個數，即矯正參數Cj的數量在不同的場合中也可以根據需要加以調整。同理，各風機盤管風量分檔也可根據具體情況加以調整。
實現所述中央空調分戶計量方法的中央空調分戶計量系統(tǒng)的一個實施例請參看圖1，中央空調系統(tǒng)的總進水管1和總出水管2并聯(lián)接入多個(記為i個)風機盤管20。整個中央空調系統(tǒng)劃分成多個用戶，每一用戶有一臺或多臺風機盤管20；在中央空調系統(tǒng)的總進水管1的始端和總出水管2的終端分別各安裝一個溫度傳感器3，在中央空調系統(tǒng)的總進水管1或總出水管2安裝流量計4，兩個溫度傳感器3和流量計4的輸出端與電腦30連接，系統(tǒng)中每一臺風機盤管20安裝一個風量傳感器22及在回風口處安裝一個溫度傳感器21，電腦30與各風機盤管20的溫度傳感器21和風量傳感器22連接；電腦30中存有風機盤管20在j＝1℃，2℃，3℃…40℃共40個不同回風溫度的矯正參數Cj和各風機盤管20在第一檔、第二檔、第三檔風量時的標準工況制冷量Qi。電腦30以特定的5秒鐘時間間隔采樣進、出水溫度和水流量計算整個中央空調系統(tǒng)此時間間隔內實際總制冷量W1；采樣各風機盤管20的風量信號，據此確定各臺風機盤管20當前的標準工況制冷量Qi，并將它們相加，計算出整個中央空調系統(tǒng)在此時間間隔內標準工況總制冷量W2；采樣各風機盤管20的溫度信號，據此選擇相應的矯正參數Cj，按公式Qi′＝Cj*(W1/W2)*Qi計算出各風機盤管20在該時間間隔內的實際制冷量Qi。把每個用戶所有風機盤管20的實際制冷量Qi分別相加，計算出各用戶在此時間間隔內實際使用的制冷量；進而電腦30連續(xù)累計計量出每一個用戶總的實際使用的制冷量并加以顯示。
本發(fā)明的中央空調分戶計量系統(tǒng)的又一個實施例請參看圖2，本實施例中電腦30采用分布式結構，它的數字計算設備包括一個能量表5、一個總能量計算儀6和每一個用戶一臺能量比例計算儀10。
本實施例中，中央空調系統(tǒng)的總進水管1和總出水管2并聯(lián)接入多個(記為i個)風機盤管20。在中央空調系統(tǒng)的總進水管1的始端和總出水管2的終端分別各安裝一個溫度傳感器3。在中央空調系統(tǒng)的總進水管1或總出水管2安裝流量計4。兩個溫度傳感器3和流量計4的輸出端與能量表5連接，能量表5的輸出經數據線7與總能量計算儀6連接。通過測量總進水管1和總出水管2的進、出水溫度和水流量用能量表5得出整個中央空調系統(tǒng)5秒時間間隔內實際總制冷量W1，并傳送到總能量計算儀6。整個中央空調系統(tǒng)劃分成多個用戶，每一用戶有一臺或多臺風機盤管20。每一個用戶安裝一臺能量比例計算儀10。所有能量比例計算儀10經數據線7與總能量計算儀6連接。各能量比例計算儀10中存有風機盤管20在j＝1℃，2℃，3℃…40℃共40個不同回風溫度的矯正參數Cj和其所屬的各風機盤管20在第一檔、第二檔、第三檔風量時的標準工況制冷量Qj。每臺能量比例計算儀10通過導線8與該用戶的一臺或多臺風機盤管20的風量傳感器22連接。能量比例計算儀10以5秒時間間隔讀取所屬各風機盤管20的風量傳感器22的風量信號，根據風量傳感器22的風量信號確定該用戶各臺風機盤管20所處的檔位，進而選定該用戶各臺風機盤管20當前的標準工況制冷量Qi值(如果某臺風機盤管20關機，則當前的標準工況制冷量Qi為0)，并將它們相加，計算出該用戶當前標準工況總制冷量，經數據線7傳送到總能量計算儀6?？偰芰坑嬎銉x6把各用戶的當前標準工況總制冷量相加，計算出整個中央空調系統(tǒng)在5秒內標準工況總制冷量W2。每臺能量比例計算儀10通過導線8與該用戶的一臺或多臺風機盤管20的回風口處的溫度傳感器21連接。能量比例計算儀10以5秒時間間隔讀取總能量計算儀6中的實際總制冷量W1和標準工況總制冷量W2以及各風機盤管20的溫度傳感器信號，并根據各風機盤管20的溫度傳感器21信號選擇相應的矯正參數Cj，按公式Qi′＝Cj*(W1/W2)*Qi計算出各風機盤管20在5秒內的制冷量Qi′；把計算出的各個風機盤管20在5秒內的制冷量Qi′相加，得到該用戶所有風機盤管20在5秒內的制冷量，將該用戶在連續(xù)的各不同時間間隔所有風機盤管20的制冷量連續(xù)累加得出該用戶累計使用的制冷能量值并加以顯示。
總能量計算儀6是具有多個數據接口的微處理機，它的一個數據接口通過數據線7與能量表5連接，其它的數據接口分別通過數據線7與各個能量比例計算儀10連接。
能量比例計算儀10是包括有二組采樣輸入端和一個數字顯示器及一個數據接口的微處理機。其中一組采樣輸入端分別連接各臺風機盤管20的溫度傳感器21。另一組采樣輸入端分別連接各臺風機盤管20的風量傳感器22。數據接口通過數據線7與總能量計算儀6連接。微處理機的數字顯示器顯示制冷能量數據。
本例中，數據接口選用RS-485接口，根據具體情況也可以選用其它接口。
顯然，采用本例的電腦結構，用戶可以直觀的了解自己使用的制冷能量；同時，當系統(tǒng)中某一用戶的設備配備發(fā)生改變，只要在該用戶的能量比例計算儀10上做改動；系統(tǒng)中添加新的用戶時，只要添加相應的能量比例計算儀10；系統(tǒng)的調整很方便。
由于集中制冷與集中供暖的道理是相同的，本發(fā)明中央空調分戶計量方法及中央空調分戶計量系統(tǒng)也可以用于集中供暖系統(tǒng)。采用此方法只要按照國家的有關規(guī)定，每年對系統(tǒng)的一只流量計矯正即可，而總能量計算儀和能量比例計算儀等電子器件無需矯正。這樣就可以節(jié)約大量的人力和物力開支，而且整個系統(tǒng)的投資費用為傳統(tǒng)系統(tǒng)的30％左右，為中央空調方面的節(jié)能和物業(yè)管理自動化提供了新的手段。
權利要求
1.中央空調分戶計量方法，其特征是整個中央空調系統(tǒng)劃分成多個用戶，每一用戶有一臺或多臺風機盤管；以特定時間間隔測量整個系統(tǒng)實際總制冷量W1使用電腦動態(tài)統(tǒng)計整個系統(tǒng)標準工況總制冷量W2，采樣系統(tǒng)中各風機盤管的回風溫度，據此選用相應的溫度矯正參數Cj，根據W1/W2＝Qi′/(QI*Cj)的關系，用各風機盤管標準工況制冷量Qi計算出各風機盤管實際制冷量Qi′，把每個用戶所有的風機盤管實際制冷量Qi′分別相加，計算出各用戶在此時間間隔內實際使用的制冷量；進而連續(xù)累計計量出每一個用戶總的實際使用的制冷量。
2.根據權利要求1所述的中央空調分戶計量方法，其特征是所述的測量整個系統(tǒng)實際總制冷量W1是用電腦采樣系統(tǒng)的進、出水溫度和水流量并計算出整個系統(tǒng)在此時間間隔內實際總制冷量W1。
3.根據權利要求1或2所述的中央空調分戶計量方法，其特征是所述的使用電腦動態(tài)統(tǒng)計整個系統(tǒng)標準工況總制冷量W2是在電腦中存入各風機盤管在不同風量時的標準工況制冷量Qi，電腦以所述時間間隔采樣各風機盤管的風量信號，據此確定各臺風機盤管當前的標準工況制冷量Qi，并將它們相加，計算出系統(tǒng)當前標準工況總制冷量W2。
4.根據權利要求1所述的中央空調分戶計量方法，其特征是所述的特定時間間隔為5秒鐘。
5.中央空調分戶計量系統(tǒng)，其特征是整個中央空調系統(tǒng)劃分成多個用戶，每一用戶有一臺或多臺風機盤管(20)；在中央空調系統(tǒng)的總進水管(1)的始端和總出水管(2)的終端分別各安裝一個溫度傳感器(3)，在中央空調系統(tǒng)的總進水管(1)或總出水管(2)安裝流量計(4)，兩個溫度傳感器(3)和流量計(4)的輸出端與電腦(30)連接，系統(tǒng)中每一臺風機盤管(20)安裝一個風量傳感器(22)及在回風口處安裝一個溫度傳感器(21)，電腦(30)與各風機盤管(20)的溫度傳感器(21)和風量傳感器(22)連接；電腦(30)中存有風機盤管(20)在不同回風溫度的矯正參數Cj和各風機盤管(20)在不同風量時的標準工況制冷量Qi；電腦(30)以特定時間間隔采樣進、出水溫度和水流量計算整個中央空調系統(tǒng)此時間間隔內實際總制冷量W1；電腦(30)以所述時間間隔采樣各風機盤管(20)的風量信號，據此確定各臺風機盤管(20)當前的標準工況制冷量Qi，并將它們相加，計算出整個中央空調系統(tǒng)在此時間間隔內標準工況總制冷量W2；電腦(30)以所述時間間隔采樣各風機盤管(20)的溫度信號，據此選擇相應的矯正參數Cj，按公式Qi′＝Cj*(W1/W2)*Qi計算出各風機盤管(20)在該時間間隔內的實際制冷量Qi′把每個用戶所有風機盤管(20)的實際制冷量Qi′分別相加，計算出各用戶在此時間間隔內實際使用的制冷量；進而電腦(30)連續(xù)累計計量出每一個用戶總的實際使用的制冷量并加以顯示。
6.根據權利要求5所述的中央空調分戶計量系統(tǒng)，其特征是所述的電腦(30)采用分布式結構，它的數字計算設備包括一個能量表(5)、一個總能量計算儀(6)和每一個用戶一臺能量比例計算儀(10)；兩個溫度傳感器(3)和流量計(4)的輸出端與能量表(5)連接，能量表(5)的輸出經數據線(7)與總能量計算儀(6)連接，能量表(5)以特定時間間隔采樣進、出水溫度和水流量并計算出整個中央空調系統(tǒng)在此時間間隔內實際總制冷量W1，并傳送到總能量計算儀(6)；所有能量比例計算儀(10)經數據線(7)與總能量計算儀(6)連接；各能量比例計算儀(10)中存有風機盤管(20)在不同回風溫度的矯正參數Cj和所屬的各風機盤管(20)在不同風量時的標準工況制冷量Qi；每臺能量比例計算儀(10)通過導線(8)與該用戶的風機盤管(20)的風量傳感器(22)及與溫度傳感器(21)連接，能量比例計算儀(10)以前述時間間隔讀取所屬各風機盤管(20)的風量傳感器(22)的風量信號，據此確定該用戶各臺風機盤管(20)當前的標準工況制冷量Qi，并將它們相加，計算出該用戶當前標準工況總制冷量，經數據線(7)傳送到總能量計算儀(6)，總能量計算儀(6)把各用戶的當前標準工況總制冷量相加，計算出整個中央空調系統(tǒng)在前述時間間隔內標準工況總制冷量W2；能量比例計算儀(10)以所述時間間隔讀取總能量計算儀(6)中的實際總制冷量W1和標準工況總制冷量W2以及采樣各風機盤管(20)的溫度傳感器信號，并根據各風機盤管(20)的溫度傳感器(21)信號選擇相應的矯正參數Cj，按公式Qi′＝Cj*(W1/W2)*Qi計算出各風機盤管(20)在該時間間隔內的實際制冷量Qi′；把各個風機盤管(20)在該時間間隔內的實際制冷量Qi′相加，計算出該用戶在此時間間隔內實際使用的制冷量，進而連續(xù)累計計量出該用戶總的實際使用的制冷量并加以顯示；所述的總能量計算儀(6)是具有多個數據接口的微處理機，它的一個數據接口通過數據線(7)與能量表(5)連接，其它的數據接口分別通過數據線(7)與各個能量比例計算儀(10)連接；所述的能量比例計算儀(10)是包括有二組采樣輸入端和一個數字顯示器及一個數據接口的微處理機；其中一組采樣輸入端分別連接各臺風機盤管(20)的溫度傳感器(21)；另一組采樣輸入端分別連接各臺風機盤管(20)的風量傳感器(22)；數據接口通過數據線(7)與總能量計算儀(6)連接；微處理機的數字顯示器顯示制冷能量數據。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中央空調分戶計量方法及中央空調分戶計量系統(tǒng),屬于與熱能有關的測量方法及設備。它通過在特定時間間隔內測量整個系統(tǒng)實際總制冷量W
文檔編號F24F11/02GK1344921SQ0113720
公開日2002年4月17日 申請日期2001年10月20日 優(yōu)先權日2001年10月20日
發(fā)明者盧忠 申請人:盧忠