空调计费系统方案说明
1. 需求分析
1.1 中央空调使用计费的现状
随着中央空调在民用住宅、商用大厦、高档写字楼及多功能的综合性大楼中的广泛使用，对中央空调的使用管理也显得越来越重要。如何在保证中央空调空气调节质量的前提下，降低中央空调的能耗使用成本，减少维护和维修费用，延长中央空调的使用寿命，是摆在许多物业公司面前的一道难题。运用飞速发展的电子技术和计算机技术，构造科学的综合管理平台，是解决这道难题的有效手段。
目前，中央空调在使用过程中碰到的主要问题就是中央空调的长期超负荷运转，导致设备老化加速和能源的大量浪费，而不合理的中央空调的计费方式是产生这种现象的根本原因。现阶段中央空调的使用计费通常采用的是如下两种方式：
1、 按照面积进行分摊：由物管部门定出每平方米的缴费单价，各用户按使用面积来进行付费，或者把这部分费用直接打到房租或物业管理费用里面。此方法非常简单，但是没有考虑各用户的实际使用情况，造成一种“大锅饭”的现象。
2、 按照电能表的计量来进行计算：即在每户的中央空调出风口（指安装有风机盘管的情况下）安装电表，电表的数值一定情况下可以反映风机盘管的使用情况，但是中央空调的能耗主要体现在空调主机端，末端风机盘管的能耗是比较小的。如果在空调主机没有开启而用户开启了风机盘管，对这样的用户来说就不公平。
以上的两种收费方法都存在以下弊端：
• 用户的恶性消费。
由于收费是按面积或电表数值进行计算，用户交费基本上定值，与使用情况无关，这就形成了各用户“用与不用一样，用多用少一样”、“不用白不用，用也白用”的消费心理，以至于有些用户很少关空调，不管是否需要，空调总在使用，形成“供多少用多少”的局面。
• 能源大量浪费，运行费用升高，用户负担过重。
由于没有计费设备，用户不能像水费、电费一样按需使用，按量交费，只是按面积平摊，每月费用基本是一个定额。这种“大锅饭”现象形成的消费观念，一方面造成能源大量浪费，用户负担加重；另一方面使运行费用升高，管理利润降低。
• 物管部门设备投入加大。
由于用户上述的使用情况，加大了中央空调的工作负荷，降低了系统的使用寿命，加大了维护维修费用。更头痛的是到使用高峰时，由于所有用户全部将负荷打开，容易造成制冷主机超负荷运行，中央空调的制冷（制热）效果会下降，导致用户的不满和埋怨。
• 造成物管部门与用户的收费纠纷。
由于不能提供收费依据，采用按平方米收费，每月定额，当用户外出，空调长期不用；或气温变化，不需要使用空调等诸如此类的情况时，用户往往拒绝付费。这样就造成了客主之间的收费纠纷，加大物业管理难度，影响物管和大楼的企业形象。
1.2 使用中央空调分户计费系统的优点
• 提升节能意识、降低能耗
中央空调分计费系统的面世，使中央空调的使用从“不用白不用”到按需使用。体现了按用量收费，“多用多付，少用少付”、“用多少付多少”的基本收费原则，引导用户树立正确的消费观念，促使用户节约能源，减小中央空调系统的工作负荷，延长设备的使用寿命，降低运行费用。
• 公平收费，减少业主之间、业主和物业管理公司之间的矛盾
由于使用了计算机分户计费系统，可以使用户在缴费问题上有据可依，体现了公正、公平、合理的原则，减少了业主与业主之间、业主与物业管理公司间的矛盾，改善客、主之间的关系，有助于物业管理公司树立良好的企业形象。这样不仅增加了物业管理公司的经济效益，社会效益也得到了很好的回报。
• 提高管理效率和水平
由于计费有据可依，减轻了物业管理部门对业主的解释说服工作，提高物业管理公司的工作效率；同时，该计算机系统具有欠缴费管理、账单管理、用户管理、报表管理等多种模块，可以使物业部门的管理更加科学、有效。
2. 中央空调分户计费系统的原理
2.1 基本原理
中央空调分户计费系统要解决的主要是主机组消耗的电费如何分摊到各个业主身上的问题，测出每个用户的消耗就是解决问题的核心所在。
中央空调分户计费综合管理系统是以计算机技术为核心，集成了电子技术、自动控制等技术的综合管理应用平台。其基本原理是通过采集器采集每个用户的使用情况，通过总线方式将采集到的数据传输到中心计算机系统，计算机经过分析计算，可以计算出每个用户所消耗的能量和应该缴纳的费用。用户的账单经计算机打印出来之后，由物管部门发送到用户手中；或者由用户通过建筑物内INTRANET或INTERNET与物业管理部门的系统联系，自动接收电子账单，进行用户的自我服务等；
2.2 能量型计费系统原理
2.2.1 原理说明
能量型中央空调分户计费系统是专门用于积算液体或气体介质热交换能量的系统，它可以对回水管温度T1、进水管温度T2及瞬时流量Q进行实时测量，并按照能量计算理论公式及T1与 T2的关系分别按冷量和热量对能量进行积算，用于直接测量用户中央空调用户的能量消耗。我公司系列能量表，性能稳定可靠，并带有标准M-BUS或RS485通讯接口，能直接将计算出来的能量数字通过传输单元传输到中控室的计费电脑。能量表是能够直接采集用户所交换的能量的仪表，在中央空调计费控制系统中拥有比时间型更直观、更准确的优点。能量表的计算公式如下：
式中：
Q —— 释放或吸收的热量，J或W·h；
qm —— 流经能量表的水的质量流量，kg/h；
qv ——流经能量表的水的体积流量，m3/h；
ρ ——流经能量表的水的密度，kg/m3；
△h ——在热交换系统的入口和出口温度下，水的焓值差，J/kg；
t ——时间，h。
2.2.2 能量表的组成：
1、 采集水流量的流量计量模块；
2、 采集水温的温度传感器（PT1000）；
3、 计算能量的积分计算模块；
4、 实现数据远传的通讯模块（可选）；
5、 现场显示的数据显示模块。
2.2.3 能量表的分类：
根据流量检测原理的不同，能量表可以分为超声波型、电磁型、机械式、涡街型等等，几种常用能量表的优缺点：
机械式
Ø 价格便宜，精度低；
Ø 有运动部件，容易堵塞，需要定期放水维护，有噪音。
电磁式
Ø 无活动部件，免维护；
Ø 电子部件在不中断过程的条件下可更换，保证系统运行；
Ø 寿命长，高可靠性；
Ø 价格较高 。
超声波式
Ø 无活动部件、无任何塑料部件，故无磨损；
Ø 免维护、长寿命、测量准确；
Ø 防堵性能好，基本无噪音；
Ø 价格较高，但综合使用成本低。
3. 某项目应用中央空调计费系统示例
3.1 某项目中央空调计费系统设计
某项目共有22层，其中4-22层作为对外出租的办公楼使用，2-3层引进了一家粤菜餐饮连锁企业，第一层有小超市，大堂，咖啡吧，监控室等不同功能区间。根据整幢大楼的实际使用情况，我们设计了远程传输的能量表中央空调计费系统。本系统采用三级结构，即前端的采集层，主要包括能量表，中间的通讯管理器，以及后端的计算机及软件、打印机等等。本方案设计说明如下：
在大楼一层至三层每层安装一台DN150的能量表，共3台；在大楼4-22层每层安装20台左右DN20的能量表，共417台；采用2台通讯管理器将所有的能量表连接起来，数据可以通过计算机远程读取。能量表由流量计、两个温度传感器和积分计算仪组成，流量计可以安装在进水管上也可以安装在回水管上，两个温度传感器一只安装在进水管上一只安装在回水管上。
每台能量仪都能通过单独的通讯线路和通讯设备实现远程数据传输和自动计算，从而达到智能化的集中远程管理，每台仪表也有液晶显示面板供现场读数。通讯线缆采用RVVP2*1.0线缆。
系统结构图如下：
3.2 产品特点
1、 能量仪
本公司的能量仪集成了显示屏和通讯模块，还可以扩充另外一块显示屏。
本公司的能量仪中的流量计采用的是超声波原理。超声流量计是通过检测流体流动对超声束（或超声脉冲）的作用以测量流量的仪表。
超声流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，近年来它是发展迅速的一类流量计之一。
优点：
(1) 测量精度高；
(2) 可做非接触式测量；
(3) 为无流动阻挠测量，无压力损失；
(4) 寿命长，维护少。
2、 通讯模块
本公司的系统采用的是M-bus的通讯方式或RS485通讯方式，这两种通讯方式具有传输距离远，抗干扰能力强，布线安装简单的特点。其中M-bus通讯方式为欧洲测量仪表所采用最多的一种通讯方式。
4. 系统安装、培训、服务
4.1 系统安装
能量采集仪安装在进水（或回水）管道上，温度传感器分别安装在进水管和回水管上。信号传输采用国标RVVP2*1.0线缆，所有接线全部接入接线盒，并用金属软管或PVC管保护，不留任何明线；所有管线从弱电井接出，水平部分的走廊和垂直部分走桥架或单独布管，房间内部分单独布管。通讯总线通过弱电井最后接入物管机房。
