超高层建筑空调计费系统分析

摘要：根据超高层项目空调系统设置特点，结合实际工程设计经验，分析超高层空调系统的计费模式。

关键词：超高层建筑空调计费节约能源

中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：

引言

从国际的石油资源争夺到国内的电力供应频频告急，能源危机一次一次地凸现在我们面前。然而，在能源的利用当中浪费却高得惊人。统计表明，在超高层中央空调的使用过程中，能源的浪费高达40%左右，从而加剧了能源危机的紧张程度。节约能源，是摆在我们每一个人面前切实可做的行动。

系统目标

一座大厦能源的浪费主要是由两方面的原因造成的。一：管理方面的原因造成的。许多中央空调使用费采取按照面积分摊的方式来计算，不管用户用多用少，都是固定的费用，导致用户出现了不用白不用的心理 ，甚至出现开着窗户开空调的现象，造成浪费；二：技术方面的原因造成的。即使在末端用户使用很少的情况下，主机仍旧一如既往的开着，这主要是因为没有设置管理系统来根据末端用户的使用情况来控制空调主机组的运行。

中央空调计费系统能为客户提供解决这两方面的问题的完整方案。系统采用成熟可靠的技术，通过综合计费系统将大厦冷热能源和资源的消耗自动计量、抄表和收费。具备预付费管理、收费单据打印、余额不足通知、欠费切断、收费数据统计分析、设备维护管理等功能。减少物业管理人力物力资源的支出，提供工作效率。实现能源的有效管理和节约。

系统设计

系统功能

空调计费系统实现自动抄表和收费报表、欠费切断、多表合一管理、设备维护管理等一系列功能。

自动抄表和收费—系统自动将分布在建筑物内的网络温控器的数据自动抄送到区域管理设备和综合计量收费系统中，实现收费报表和单据的打印等基本功能。

欠费切断—当系统判断有关的单元在欠费不交的情况下，可以向管理人员发出切断电源供应的请求，有关的人员可以通过计算机下达相关的切断指令，通过网络电表切断任意单元的电源供应。

多表合一管理—系统必须能实现，电表、网络温控器等多表同时架构在同一网络上运行。简化网络结构，降低施工的成本。

系统设置

超高层空调系统的设计一般为塔楼设计为VAV系统（或风机盘管系统），裙房、地库和公共区域采用风机盘管加AHU供冷。根据空调系统的设计，可考虑以下的方式进行空调计量。

整个中央空调计费系统采取对每台空调机组通过安装能量表进行统一计费，每台空调机组对应的VAV-BOX通过建筑设备管理系统的管理系统进行管理，二者有机的结合实现对区域能量的计量。另外安装于公共区域（电梯厅、卫生间、连廊）的风机盘管也可以在水系统总管上安装能量表，由建筑设备管理系统的管理系统统计风机盘管的运行时间实现能量计量，公共区域的费用可由租户平均分摊。

计量方式选择

能量表计量

能量表计量模式是通过安装在AHU水管上的传感器来检测AHU流量、温差，通过积分计算直接得出某个区域消耗的能量，直观的看到所消耗的能量。这种方式的优点是直观方便，测量准确，易为终端用户所接受。

能量表在中央空调计费系统中，通过采集管道中水介质的流量及进水温度和回水温度， 再经过积分算法，得出能量数据。能量表是能够直接采集用户所使用的能量的仪表，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

其中：

E：能量值

c：水介质的比热常数

：水介质的密度

T1、T2：入水温度和出水温度

q：水流量

dt：时间变量

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。

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、机械式等等，几种常用能量表的优缺点：

机械式

价格便宜，精度低；

有运动部件，容易堵塞，需要定期放水维护，有噪音。

电磁式

无活动部件，免维护；

电子部件在不中断过程的条件下可更换，保证系统运行；

寿命长，高可靠性；

价格较高 。

超声波式

无活动部件、无任何塑料部件，故无磨损；

免维护、长寿命、测量准确；

防堵性能好，基本无噪音；

价格较高，但综合使用成本低。

VAV-BOX末端

由于VAV变风量中央空调系统具有节能环保的优势，越来越受到用户的欢迎。但是由于VAV空调系统控制上的复杂程度较高，其实施与楼宇管理系统(BMS)是密不可分的。因此，要实现对VAV空调系统的用户进行分户计量和收费，计费系统与BAS之间的数据交换是必须的。

BAS本身对VAV系统就已经配置有专门的直接数字控制器(DDC)和微压差传感器进行风量采集。因此，通过利用楼宇自控系统的VAV控制器中已经配置的微压差传感器，采用根据每个VAV空调箱累积使用风量多少的方式来作为收费的依据。每层楼的空气处理机(AHU)产生的冷量可以看成是本层所有VAV空调箱所要消耗的冷量总和。根据每个VAV空调箱X在约定的结算周期之内消耗的累积风量占整个楼层的总风量的比例，分配本楼层AHU空气处理机产生的冷量数。这样同样能够体现出多用多付，少用少付的公平原则。

VAV空调计费系统的原理

VAV空调箱冷量分配原理

采用空调热量表计量每台AHU空气处理机的冷量消耗量。那么，由AHU负责送风的每个VAV空调箱的消耗冷量应遵循以下的公式：

VAV空调箱风量的采集和累积原理

VAV空调箱风量的计量是通过BAS系统内部每个VAV DDC测量的VAV空调箱的瞬时风量来实现的，BAS系统的网络控制器NCE（NAE）可对下属的每个VAV DDC测量的VAV空调箱的瞬时风量进行风量累积，计费系统通过以太网及BACnet通信协议与BAS系统的网络控制器NCE（NAE）连接，读取NCE(NAE)网络控制器对下属的每个VAV DDC测量的VAV空调箱的瞬时风量进行风量累积值，从而实现对风量的采集和累计。

公共面积部分

公用区域空调包括了电梯厅、走廊和大堂等的空调机组和新风机组等设备。除了各个用户内部的空调设备以外，这些设备也消耗中央空调系统的能量。因而也直接影响着空调总费用。公用空调的分摊方式有直接分摊和间接分摊两种。

直接分摊（明摊）就是为公共区域的空调设备安装能量计量型仪表，直接计量出消耗的能量后分摊给使用该区域的用户。分摊的模式有按户数平均分摊和按各户用量加权平均分摊两种模式。

间接分摊（暗摊）就是不直接计量公共区域的空调设备的消耗量，而是通过核算空调总费用将公共区域的空调消耗折算到空调冷量单价中，从而间接摊分到各个空调用户的费用中.

两种计量方式各有优缺点，需根据具体项目和需求选择合适的分摊方法。

通过对空调机组的能量表计量，风机盘管的计量和公共面积的均摊，以及对VAV-BOX末端的数据采集计量，可以有效的对整个大楼的空调系统进行一个完善的计量和计费。对物业管理、收费依据有着极大的帮助和佐证。

结语

空调计费系统是将建筑技术与现代计算机技术、信息与网络技术、自动控制技术相结合，将大厦、的空调、水电管理与智能系统集成，为用户担供高技术的智能化空调、水电管理和节能辅助管理手段，提高大厦、小区的空调、水电管理水平并有效地节约资源，以实现快捷、高效的服务，为用户提供更加安全、方便、舒适的生活办公环境。

参考文献：

公共建筑节能设计标准（GB50189－2005），2005年

公共建筑节能设计标准广东省实施细则（DBJ15－51－2007），2007年

公共建筑节能设计标准深圳市实施细则（SZJG29－2009），2009年

民用建筑电气设计规范（JGJ/T16－2008），2008年