专利名称：定流量温差型中央空调计费方法及计费装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种中央空调计费方法及计费装置，特别是 涉及一种定流量系统的中央空调的温差型计费方法及计费装置。(二)
背景技术：
随着人们生活水平的日益提高，中央空调得到普遍使用， 由于中央空调传统计费方式五花八门，它们虽然解决了中央空调用户在不同使 用状况下的计费问题，实现了中央空调计量集中管理及计量数据保存功能，但 是计量方法还存在着一定程度的局限性，没有充分实现按需计费和经过缜密科 学计算的的按量计费，不利于中央空调用户本着节约原则更加积极的降低能源 消耗，明明白白消费。中国发明专利申请200510034777.5(公开号CN 1831502A，
公开日2006年9月13日)公开了一种温度法热量表，由计算仪和温度传感器 组成。该热量表应用于供热计量领域，特别适用采用分户计量时测量用户室内 耗热量。本热量表不需测量散热器片中的热水流量，只需测量散热器(管)组进、 回水温度n， n，和环境温度Tn，应用热工理论，通过内置的计算公式和运算程 序即可计算并显示用户的用热量。它测量的只是用户使用的供热量的绝对值， 对于如何实现分摊计费，决策权、决定权对公众而言都是不公开的未知数，就 是说，它并没有从根本上解决供热收费科学、合理、公平的问题。中国发明专利申请03150444.2 (
公开日2005年2月23日，公开号CN 1584527A)公开了一种中央空调计费自动控制系统，它包括安装在要计费区域 的a)运行时间传感器，用于统计中央空调的累计使用时间；b)安装在总水管上 的水温度传感器和流量计；c)分别安装在用户风机盘管分水管的进、回水管道上 的温度传感器，利用进水、回水的温差来计算能量的损耗；c)安装在用户风机盘 管分水管的进水管道上的流量计，用于计量流经的冷冻水/热水流量的大小； d)在各低压配电回路上的脉冲电表；上述设备与控制器的输入/输出设备相连， 通过中央控制电脑采集数据形成收费表。流量传感器增加了系统结构成本，另 外也没有从管理者和消费者的角度提供出一个公平、合理的计费解决方案。目前的中央空调计费方法没有从根本上解决按需、按量计费，存在很大弊 端，不利于节能降耗，不利于环保和社会的长远发展。因此，实施中央空调按 量、按需计费迫在眉睫。
发明内容
发明目的本发明针对现有技术不足，提出一种定流量温差型中央空调计费方法及计 费装置，摒弃传统的各式流量计，采用对流量开关信号进行检测，利用温差、 定流量参数和时间几个要素，积分得到该计量区域的消耗计算能量，本发明计 费方法得到的当量能量准确可靠，实现中央空调的按需、按量计费，"准确、合 理、方便"，并通过计费装置实现计量数据的准确采集、传输和科学管理。技术方案本发明定流量温差型中央空调计费方法，对于同一个中央空调的各个计费 单元，在计费单元用户的空调进、出口处分别安装温度传感器，设置中央空调 的冷/热量传递介质的流量为一固定参数，通过流量开关采集流量信号，在有流 量的情况下，判断空调进、出口的温差是否达到一预先设定的起始值，在温差 达到起始值的情况下，利用定流量常数状态下的热量计算公式Q = J ::kzlhdT计算出当前用户空调消耗的能量，并以此作为系统空调用户计费的当量能 量，作为各计费单元的用户空调的计费计算依据，式中Q——释放或吸收的当量热量，单位J或W h」h——在进回水温度下水的焓值差，单位J/kgt——时间，hk——在定流量系统下为一指定的常数值。本发明中央空调计费方法，主要用于计量定流量的中央空调系统运行的状 况，根据不同型号管径的计算系数，结合流量识别信号的时间、进出水的温度 差，计算出该中央空调计费单元消耗的计算能量，并以此计算能量在中央空调 系统总计算能量中所占比例分摊中央空调的费用，实现中央空调的当量能量计费方法。所述的定流量温差型中央空调计费方法，在没有流量信号的情况下不 产生计费值；在用户空调进、出口的温差没有达到预定的起始值的情况下，不 产生计费值。并可以对空调用户的缴费情况进行监控，在用户欠费的情况下关 闭用户冷/热量传递介质入户管道阀门，以实现欠费禁用功能。 其计算原理(应用标准的热量计算公式)-Q = I qm」hdT =丁 : p qvJhd t (i)式中Q ——释放或吸收的当量热量，J或W-h qm——水的质量流量，kg/h qv——水的体积流量，m 3/h P——水的密度，kg/m 3 Zlh——在进回水温度下水的焓值差，J/kg t ——时间，h由于非定流量系统中的流速流量是一个变量，是动态的值，因此采集的准 确性易受干扰，且输出值不易判定是否存在问题。而在定流量系统，通过采用 精确的配对温度传感器、流量检测开关以及准确的计算单元，流速流量都是预 置的定值，因此简化了计算方法，对不同的定流量系统可以指定常数k并且令k = qm = p qv (2)则公式(1)可变为k为计算系数(常数)Q = / :k」hdT (3)应用于定流量的空调系统，针对一个具有一定范围的计量区域。通过设置中央空调的流量为一固定参数，通过准确采集该空调的进回水温度得到温差。本发明利用基本热力学原理，提出了一个可靠的空调计费的计量方法。方 案中用到的原理是对于同一个系统的各个计量单元。采用此方案得到的当量能 量准确可靠，且硬件设备相对于传统的计量器具，简单可靠稳定，维护方便， 维护费用低。一种实现所述定流量温差型中央空调计费方法的中央空调计费装置，含有 一个核心计算单元，该核心计算单元包括核心CPU模块、监时存贮模块、通讯 模块及电源模块，电源模块为计费装置提供工作电源，监时存贮模块的控制接口 、数据接口及读写同步时钟接口分别连接核心CPU模块的相应控制接口或I/O 接口，核心CPU模块中CPU的串行通讯接口连接上行通讯模块，通过上行通讯模块连接上位机，所述核心计算单元还含有一进、出水温度采集模块，进、出 水温度采集模块外部连接集成数字温度传感器或模拟温度传感器，进、出水温度采集模块的输出端分别连接核心CPU模块中CPU的两个对应I/O接口，采集进、出水温度信号，定流量开关信号采用默认定值模式或通过进、出口温差判 断流量为定值或零。所述的中央空调计费装置，核心计算单元含有一流量开关信号识别模块，流量开关信号识别模块的输出端(CHECK2)对应连接核心CPU模块中CPU的一 个对应1/0接口，实现流量开关信号的采集；流量开关信号采集单元可以取消 而采用默认模式。所述的中央空调计费装置，计费装置含有阀门控制/检测模块，以实现欠费 禁用和使用维护；阀门控制/检测模块采用光耦521实现强弱电隔离，阀门控制 /检测模块的输入端连接阀门工作电源，阀门控制/检测模块的隔离检测输出端 (CHECK1)连接核心CPU模块中CPU的一个I/O接口 ；阀门控制/检测模块的输 入控制端(C0NT1)连接CPU的一组I/O接口，阀门控制/检测模块的控制输出 端(0UT1)控制连接控制阀门工作回路电源。所述的中央空调计费装置，上行通讯模块采用RS-485总线通讯方式，或者 采用CAN总线或BUS总线通讯方式，或者采用无线通讯方式。所述的中央空调计费装置，核心CPU模块设有显示模块接口 ，核心计算单元通过显示模块接口与现场显示模块连接，实现信息现场显示。 本发明的积极有益效果1、 本发明中央空调计费方法及计费方法，摒弃传统的各式流量计，而采用 了水流开关对流量信号进行检测，计量准确可靠，能够满足"按需使用，按量 收费"的客户要求，大大减低空调水质不好等因素对计量设备计量结果的影响， 降低了设备成本和维护成本，具有极好的推广应用价值。即降低了成本有提高 了产品竞争力，又能促进用户合理消费，节约能源，降低空调设备负荷，延长 设备使用寿命。2、 本发明每个计量单元配制一套该计费装置，每个计量单元大小可以灵活 配置，计费装置包括CPU模块、监时存贮模块、上行通讯模块、和电源模块等 基本模块组成，可以实现计量信息永久保存；设计合理，安装简单，使用、维 修方便；设有上行通讯接口与上位机连接，可上传给集中抄表管理系统，计费 准确、计费数据信息保存时间长。3、 本发明实施的装置通过在每个计量单元的中央空调的入口处配制电动阀 门，可以实现欠费禁用功能直接通过管理中心电脑下达禁用关闭该入口处电 动阀门，切断该计量单元的中央空调循环水，从而实现远程控制。阀门控制/检 测模块控制方式可以采用可控硅，继电器等方案。
图l:本发明计费装置单元模块配置图 图2:本发明计费方法工作逻辑3:本发明计费装置核心计算单元组成模块示意4:本发明计费装置核心CPU模块电路原理5:本发明计费装置监时存贮模块电路原理6:本发明计费装置阀门控制/检测模块电路原理7:本发明计费装置通讯模块电路原理8:本发明计费装置电源模块图9:本发明计费装置进出水温度采集模块图10:本发明计费装置显示接口模块图ll:本发明计费装置流量开关信号识别模块图12:本发明计费装置阀门控帝U/检测模块电路原理图之二图13:本发明计费装置BUS总线上行通讯模块图14:本发明计费装置CAN总线上行通讯模块图15:本发明计费方法及装置应用示意图一图16:本发明计费装置应用示意图二图17:本发明计费方法及装置应用示意图三 具体实施方式
-实施例一参见图l、图2，本发明定流量温差型中央空调计费方法，对于 同一个中央空调系统的各个计费单元，在计费单元用户的空调冷/热量传递介质 管道进、出口处分别安装温度传感器，具体通过下述步骤实现中央空调的计费， (1)首先设置中央空调的冷/热量计算系数为一定值k，并采用流量开关或 根据进、出口温差判断空调冷/热量传递介质管道内是否有流量，(2)在用户空 调冷/热量传递介质管道内有流量的情况下，判断空调进、出口的温差是否达到 一预先设定的起始值，(3)在空调进、出口温差达到起始值的情况下，得到对 应进、出口温度下介质的焓值差」h，然后对流经的介质焓值差」h与系数k的 乘积和时间进行积分，累计计算出计费单元用户空调释放或吸收的计算能量， (4)以所述计费单元用户空调释放或吸收的计算能量作为该计费单元的计费计算依据，以此计算能量在中央空调系统总计算能量中所占比例分摊中央空调的 费用，实现中央空调的当量能量计费。其中定值k为一按计量对象的现场实测流量或以计量对象的公称流量来确 定的常数；用户空调进、出口温差预定的计费起始值的取值范围在0.1摄氏度到 2.0摄氏度之间，在用户空调进、出口的温差没有达到预定的起始值的情况下， 不产生计费值；在用户空调冷/热量传递介质管道内没有流量的情况下不计费。实施例二参见图l、图2。本实施例定流量温差型中央空调计费方法，通 过一计费装置对空调用户的缴费情况进行监控，其与实施例一不同的是在监 测到用户欠费的情况下通过计费装置的阀门控制/检测模块关闭用户冷/热量传 递介质入户管道阀门，以实现欠费禁用功能。实施例三本实施例为计费装置具体实施方案。图1为计费装置单元模块 配置图，包括一个核心计算单元，进、出水温度采集装置和流量信号采集装置; 图3为组成计费装置核心计算单元的各功能模块，包含有核心CPU模块、阀门 控制/检测模块、监时存贮模块、流量开关信号识别模块、进出水温度采集模块、 通讯模块、电源模块，显示接口模块。核心CPU模块电路原理示意图见图4，图5为监时存贮模块电路原理示意图， 图7为通讯模块的一种实施方案，其中Ul为CPU, U2为监时存贮器，U3为上行 通讯RS485总线通讯芯片。核心CPU模块中的中央处理器(CPU)可以采用89S52、 AT89C52、P89C54BP、P89C58A，、MC68HC11A8、MC68HC11E9、MC68HC16、PIC16C877A、 EM78P447、 MSP430F147、 MSP430F435、 E78C52D、 E78E58B及其后续推出的兼容 性芯片中任意一种，CPU的四个I/0端口 WD0G、 W_S0、 W—CLK、 W—DATA分别与监 时存贮模块的对应接口 WD0G、 W一SO、 W—CLK、 W—DATA连接，这些接口可由软件 任意定义；CPU的复位端(RST)与监时器的复位端(RST)连接；CPU的RXD、 TXD分别与上行通讯模块的对应接口 RXD、 TXD连接，计费装置通过上行通讯模 块连接上位机，通讯的控制采用本公司已申请专利的《半双工通讯收发控制方 法及装置》。图8为为本实施例计费装置电源模块电路原理示意图，其中U9为 三端稳压器，电源模块为整个计费装置提供工作电源。本实施例现场设有中央空调进出水温度采集模块，进出水温度采集模块电 路原理示意图见图9， CPU的DQ1、 DQ2与进出水温度采集模块的对应接口 DQ1、 DQ2连接。图IO为显示接口模块电路原理示意图，包括工作指示及显示面板接 口，图11为流量开关信号识别模块的电路原理示意图。本实施例可以通过控制阀门控制/检测模块实现欠费禁用和使用维护。控制 阀门控制/检测模块电路原理图见图6。阀门控制/检测模块采用光耦521实现强 弱电隔离，阀门控制/检测模块的输入端连接阀门工作电源，阀门控制/检测模 块的隔离检测输出端(CHECK1)连接核心CPU模块CPU的一个I/O接口；阀门 控制/检测模块控制部分核心是可控硅Ql，模块的输入控制端(C0NT1)连接CPU 的一个I/0接口，阀门控制/检测模块的控制输出端(OUT1)控制连接控制阀门 工作电源回路，以实现欠费禁用。图15为本发明计费装置具体实施应用中的一种使用状态参考图，当计费装 置工作后，CPU模块通过流量开关信号识别模块到正确的是否供水信号，再结合 进出水温度情况进行计量。计费装置实时进行温度采集，从而得到当前实时的 设备相关状态信息。计费装置通过上行通讯模块传递现场信息，通过显示接口 模块将当前计量单元的当前状态、进出水温度、上月费用等信息进行显示，供 用户査看。监时存贮模块定时进行数据存储备份，有效保证数据的安全性。同时根据图2所示的计费逻辑进行计费，当用户被禁用时，阀门一直被控制关闭，切断用户中央空调循环水，禁止用户使用，直至上位机解除该设备的禁用。实施例四参见图4 图10，图16。本实施例与实施例三的区别在于不 接流量开关信号识别传感器，只检测阀门的状态和进出水温差并计费，适应于 经常进行开关控制的应用模式。实施例五参见图4，图5，图7 图11，图17。与实施例三的区别在于 用户没有安装入户阀门，阀门控制/检测模块不提供控制。实施例六具体电路及连接关系参见图4 图6，图8 图11，图13，图 15。装置带有现场显示模块。其与实施例三的区别分别在于采用BUS总线(电 路原理示意图参见图13)，上行通讯模块与其它模块端口对应连接，图4中CPU 的RXD、 TXD分别和图13中的RXD—Y、 TXD—Y对应连接。实施例七具体电路及连接关系参见图4 图6，图8 图11，图14，图 15。本实施例与实施例三的区别，与上位机通讯采用CAN总线。参看图14，上 行通讯模块与其它模块端口对应连接。图14中的RST、ALE、CS2、RD、WR、INT_CAN、 AD0—AD7分别与图4中CPU的RST、第30脚ALE、第12脚INTO (原来的定义 取消)、第17脚/RD、第16脚/WR、第13脚INT1 (原来的定义取消)、第39—32 脚P00—P07对应连接。图14中的CAN控制器和收发器对应连接。实施例八具体电路及连接关系参见图4，图5，图7 图12，图15。装置 带有现场显示模块。本实施例与实施例三的区别，控制器件采用继电器。参看 图12,门控制/检测模块控制部分核心是继电器，模块的输入控制端(C0NT1) 连接CPU的一个I/0接口，阀门控制/检测模块的控制输出端一 (0UT1)连接控 制阀门工作电源回路，控制输出端二 (0UT2)连接控制阀门关闭电源回路。
权利要求
1、一种定流量温差型中央空调计费方法，对于同一个中央空调系统的各个计费单元，在计费单元用户的空调冷/热量传递介质管道进、出口处分别安装温度传感器，其特征是所述的计费方法，是通过下述步骤实现的，(1)首先设置中央空调的冷/热量计算系数为一定值k，并采用流量开关或根据进、出口温差判断空调冷/热量传递介质管道内是否有流量，(2)在用户空调冷/热量传递介质管道内有流量的情况下，判断空调进、出口的温差是否达到一预先设定的起始值，(3)在空调进、出口温差达到起始值的情况下，得到对应进、出口温度下介质的焓值差⊿h，然后对流经的介质焓值差⊿h与系数k的乘积和时间进行积分，累计计算出计费单元用户空调释放或吸收的计算能量，(4)以所述计费单元用户空调释放或吸收的计算能量作为该计费单元的计费计算依据，以此计算能量在中央空调系统总计算能量中所占比例分摊中央空调的费用，实现中央空调的当量能量计费。
2、 根据权利要求1所述的定流量温差型中央空调计费方法，其特征是在定流量系统下，定值k为一按计量对象的现场实测流量或以计量对象的公称流 量来确定的常数。
3、 根据权利要求1所述的定流量温差型中央空调计费方法，其特征是用户空调进、出口温差预定的计费起始值的取值范围在0.1摄氏度到2.0摄氏度之间，在用户空调进、出口的温差没有达到预定的起始值的情况下，不产生计费 值；在用户空调冷/热量传递介质管道内没有流量的情况下不计费。
4、 根据权利要求1或2或3所述的定流量温差型中央空调计费方法，其特征是通过一计费装置对空调用户的缴费情况进行监控，在监测到用户欠费的情况下通过计费装置的阀门控制/检测模块关闭用户冷/热量传递介质入户管道 阀门，以实现欠费禁用功能。
5、 一种实现权利要求1所述定流量温差型中央空调计费方法的中央空调计 费装置，含有一个核心计算单元，该核心计算单元包括核心CPU模块、监时存贮模块、通讯模块及电源模块，电源模块为计费装置提供工作电源，监时存贮模块的控制接口、数据接口及读写同步时钟接口分别连接核心CPU模块的相应 控制接口或I/O接口 ，核心CPU模块中CPU的串行通讯接口连接上行通讯模块， 通过上行通讯模块连接上位机，其特征是所述核心计算单元还含有一进、出水温度采集模块，进、出水温度采集模块外部连接集成数字温度传感器或模拟温度传感器，进、出水温度采集模块的输出端分别连接核心CPU模块中CPU的 两个对应I/O接口，采集进、出水温度信号，定流量开关信号采用默认定值模式或通过进、出口温差判断流量为定值或零。
6、 根据权利要求5所述的中央空调计费装置，其特征是核心计算单元含 有一流量开关信号识别模块，流量开关信号识别模块的输入端连接一流量信号 识别开关，流量开关信号识别模块的输出端对应连接核心CPU模块中CPU的一 个对应I/0接口，实现流量开关信号的采集，
7、 根据权利要求5或6所述的中央空调计费装置，其特征是计费装置含 有阀门控制/检测模块，以实现欠费禁用和使用维护；阀门控制/检测模块采用 光耦521实现强弱电隔离，阀门控制/检测模块的输入端连接阀门工作电源，阀 门控制/检测模块的隔离检测输出端(CHECK1)连接核心CPU模块中CPU的一个 I/O接口 ；阔门控制/检测模块的输入控制端(C0NT1)连接CPU的一组I/O接口 ， 阀门控制/检测模块的控制输出端(0UT1)控制连接控制阀门工作回路电源。
8、 根据权利要求7所述的中央空调计费装置，其特征是上行通讯模块采 用RS-485总线通讯方式，或者采用CAN总线或BUS总线通讯方式，或者采用无 线通讯方式。
9、 根据权利要求7所述的中央空调计费装置，其特征是核心CPU模块设 有显示模块接口，核心计算单元通过显示模块接口与现场显示模块连接，实现 信息现场显示。
全文摘要
本发明涉及一种中央空调计费方法及计费装置。定流量温差型中央空调计费方法，对于同一个中央空调系统的各个计费单元，在计费单元用户的空调进、出口处分别安装温度传感器，设置冷/热量传递介质的流量为一固定参数，在有流量和空调进、出口温差达到起始值的情况下，利用定流量常数状态下的热量计算公式计算出当前用户空调消耗的能量，并以此作为各计费单元的用户空调的计费计算依据。本发明摒弃传统的各式流量计，采用对流量开关信号进行检测，利用温差、定流量参数和时间几个要素，积分得到该计量区域的消耗计算能量，计费准确可靠，实现中央空调的按需、按量计费，“准确、合理、方便”，并通过计费装置实现计量数据的准确采集、传输和科学管理。
文档编号G01K17/00GK101241016SQ20081004937
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月18日 优先权日2008年3月18日
发明者东 杨, 陈传伟, 黄守峰 申请人:郑州春泉暖通节能设备有限公司