專利名稱：基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于中央空調(diào)與電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于流量和溫差檢測的中央 空調(diào)計費控制器。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，中央空調(diào)得以大規(guī)模應(yīng)用，對中央空調(diào)的計量收 費是一直困擾著業(yè)界的問題之一。在未采用計量技術(shù)時期，國外普遍采用按面積分攤的方 式進行收費。到了 20世紀(jì)70年代，由于石油危機的出現(xiàn)，并隨著人們節(jié)能意識的增強，節(jié) 能技術(shù)和設(shè)備隨之得到迅猛發(fā)展。在推廣供熱計量技術(shù)的過程中，如何選擇計量方式從而 達到節(jié)能、并提高經(jīng)濟效益的目的，成為中央空調(diào)收費的熱點問題。冷熱計量在國外應(yīng)用時間較長，是比較成熟的技術(shù)；國內(nèi)廣泛應(yīng)用的平均分攤的計 費方式雖然簡單方便且零成本，但無準(zhǔn)確性而言，純屬一種簡單的算術(shù)平均的分攤方法，不能 滿足用戶對計費合理性的需求。在此形勢下，國內(nèi)的冷、熱計量技術(shù)受到了廣泛的重視。業(yè)內(nèi) 暖通專家提出了一系列的計量費用分攤方法，并被用于中央空調(diào)計費系統(tǒng)中。至今，這些計量 收費方法都存在著或多或少的缺陷，都未能徹底解決空調(diào)計量收費“合理性”的問題。近年來，中央空調(diào)計量技術(shù)得到了一定的發(fā)展，目前較普遍采用以下兩種方式(1)能量型計費方法用戶的供、回水管道上各安裝一支溫度傳感器，并在回水管道上安裝一臺流量計。 用流量計計量冷凍水(或熱水)流量的大小，再結(jié)合供水、回水的溫差一起來計算能量的損 耗，同時將溫度信號和流量信號接入能量積算儀，并進行計費，本計費方法充分考慮了用戶 對空調(diào)冷量的實際消耗、理論上計量精度高，但是存在抄表困難的問題，如采用聯(lián)網(wǎng)抄表則 布線復(fù)雜，施工難度大，系統(tǒng)維護工作量大。由于對用戶空調(diào)系統(tǒng)沒有控制手段，經(jīng)常存在 用戶惡意欠費的情況，給管理者正常收費和管理帶來不便。(2) “時間當(dāng)量型”計費方法將風(fēng)機盤管的溫控器、電動二通閥的控制信號線都接入采集器，當(dāng)采集器檢測到 電動二通閥的啟動信號及風(fēng)機盤管檔位信號后，上位計算機系統(tǒng)開始計費。數(shù)據(jù)采集器以 一定的周期輪巡采集數(shù)據(jù)，計算機系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理，將各檔位狀態(tài)時間 累計，通過給定系數(shù)轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)時間，匯總統(tǒng)計為獨立用戶使用時間，按照事先核定的價 格，進行計費(風(fēng)機盤管型號不同時，在上位計算機監(jiān)控系統(tǒng)中用系數(shù)修正)。本方案為“時 間當(dāng)量型“的計費方法，相對較合理。但系統(tǒng)較復(fù)雜，設(shè)備較多，包括時間積算器、區(qū)域管理 器、計費主機、UPS電源等，且布線十分復(fù)雜，需要將所有的設(shè)備采用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的方式接到電 腦，施工難度大，工程造價高，設(shè)備維護量大，不利于大規(guī)模推廣。且本方案還存在計費不公 開、透明的問題，用戶不能直觀的了解自己耗能的情況，經(jīng)常存在收費糾紛。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決技術(shù)問題是針對現(xiàn)有中央空調(diào)計費控制難，且計費不準(zhǔn)確等問題，提供一種基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案為一種基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器，其特征在于，包括微處理器、計 費控制模塊、用于檢測進水溫度的第一溫度傳感器、用于檢測回水溫度的第二溫度傳感器、 流量計和用于啟動或關(guān)閉中央空調(diào)的執(zhí)行機構(gòu)，通訊模塊；所述的計費控制模塊、第一溫度 傳感器、第二溫度傳感器和流量計均與所述的微處理器連接；所述的微處理器輸出控制信 號到執(zhí)行機構(gòu)。所述的執(zhí)行機構(gòu)為電動閥門或中央空調(diào)電路控制開關(guān)。中央空調(diào)電路控制開關(guān) 用于開啟或斷開中央空調(diào)電源，從而啟動或停止供冷或供暖。所述的計費控制模塊為IC卡計費器，IC卡計費器采用接觸式或射頻接收方式與 IC卡通信。本計費控制器還包括用于組網(wǎng)通信的通信模塊，所述的通訊模塊可組網(wǎng)通訊，將 計量數(shù)據(jù)上傳到上位機。所述的一種基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器還包括計費加密存儲模 塊，所述的計費加密存儲模塊與所述的微處理器連接。所述的一種基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器還包括顯示器，該顯示器 連接所述的微處理器。該計費加密存儲模塊用于累計水流量以及進回水溫度差并加以運算和加密存儲 計費數(shù)據(jù)。授權(quán)方式采用管理員卡或管理電腦授權(quán)其工作過程為IC卡中存有能量值的數(shù)據(jù)，IC卡通過IC卡計費器與微處理器通 信連接。當(dāng)空調(diào)開啟時，微處理器通過第一溫度傳感器和第二溫度傳感器感知到溫度的溫 差變化，通過流量計感知水流量的變化，從而啟動計費控制，即計算空調(diào)開啟后所消耗的能 量，而消耗的能量和費用有對應(yīng)的關(guān)系，因此，微處理器根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)消耗能量值更新IC 卡控制器上的能量值數(shù)據(jù)，即達到精確計費的目的。當(dāng)剩余能量值為0時控制器即由微處 理器自動關(guān)掉電動閥門或空調(diào)系統(tǒng)電路控制開關(guān)，停止冷量或熱量供應(yīng)。實用新型的有益效果本裝置集計費和控制一體，能根據(jù)空調(diào)的進水和回水溫度差以及流量計算空調(diào)的 能耗，再根據(jù)能耗計費，計費準(zhǔn)確，易于實施。本基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制 器具有以下明顯優(yōu)勢1、該控制器易于實現(xiàn)，價格合理。集控制和計費于一體。2、安裝簡單方便。無網(wǎng)絡(luò)布線及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。3、計費公平、公開，只有當(dāng)進水回水產(chǎn)生溫度差且流量計采集到流量數(shù)據(jù)時才開 始計費；用戶可隨時查詢自己的用能情況，無任何收費糾紛。4、現(xiàn)代化的收費模式"先付費，后供冷"。用戶消費冷量采用IC卡結(jié)算，先購買 一定金額的冷量通過IC射頻卡傳輸?shù)絀C卡基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器 內(nèi)，當(dāng)余額為0時控制器即自動關(guān)掉電動閥門或空調(diào)系統(tǒng)電路控制開關(guān)，停止冷量或熱量 供應(yīng)。用戶先買卡，后供能。5、高可靠性。該控制器沒有轉(zhuǎn)動部件，而且將全部測量傳感器和溫控控制器集成在一個盒內(nèi)，無需數(shù)據(jù)通訊，具有很高的可靠性。6、防盜冷。由于本控制器將流量檢測、、溫差檢測、CPU、繼電器等全部計量部件集 中在一個盒內(nèi)，水溫傳感器直接插入在水管道內(nèi)，并采用專用鉛封鎖定，可以有效地防止盜 冷，保護了用戶利益。7、本裝置可以帶通訊接口，可通過數(shù)據(jù)線匯總能耗數(shù)據(jù)。8、外觀新穎、操作便利。采用液晶面板，觸摸式按鍵，美觀、大方。

圖1是本實用新型的原理框圖。圖2為實施例1的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。實施例1 如圖1和2所示，一種基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器，其特征在于， 包括微處理器、計費控制模塊、用于檢測進水溫度的第一溫度傳感器、用于檢測回水溫度的 第二溫度傳感器、流量計和用于啟動或關(guān)閉中央空調(diào)的執(zhí)行機構(gòu)；通訊模塊。所述的計費控 制模塊、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和流量計均與所述的微處理器連接；所述的微處 理器輸出控制信號到執(zhí)行機構(gòu)。所述的執(zhí)行機構(gòu)為電動閥門或中央空調(diào)電路控制開關(guān)。所述的計費控制模塊為IC卡計費器，IC卡計費器采用接觸式或射頻接收方式與 IC卡通信。所述的一種基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器還包括計費加密存儲模 塊，所述的計費加密存儲模塊與所述的微處理器連接。所述的一種基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器還包括顯示器，該顯示器 連接所述的微處理器。該計費加密存儲模塊用于累計水流量以及進回水溫度差并加以運算和加密存儲 計費數(shù)據(jù)。本裝置的技術(shù)參數(shù)1、精度0.1%;2、設(shè)定溫度15°C 30°C ；3、負載1A，220VAC ；4、工作環(huán)境溫度0°C 45°C，濕度0 90% ；5、保存環(huán)境溫度_20°C 70°C，濕度0 90%。本裝置的控制方式和收費方案1、控制方式IC卡基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器是將IC卡計費與中央空調(diào)系統(tǒng) 控制相結(jié)合，IC卡基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器充值后，對應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備 可啟用，可選用單獨電動閥門接受控制器的指令而啟停水系統(tǒng)、單獨電路控制器控制中央空調(diào)電路開關(guān)或兩者同時配合使用來控制，當(dāng)費用為零時，帶電動閥門的管路系統(tǒng)使得電 動閥門關(guān)閉，不帶電動閥門的空調(diào)系統(tǒng)電力斷開。2、收費算法A、用戶購買冷量按冷量單價(元/KW)充值，充值后IC卡內(nèi)顯示冷量讀數(shù)值(KW) 并保存在IC卡內(nèi)。如冷量單價0. 4元/KW，充值100元后IC卡內(nèi)顯示冷量250KW。B、向計費控制器充值按控制面板的“菜單_充值”鍵，將充值后的IC卡緊貼計費 控制器的控制面板，顯示屏顯示“充值成功”，并閃爍三秒后，顯示充值冷量。C、授權(quán)與開通每臺計費控制器需通過管理員卡(或通過管理電腦授權(quán))開戶并 授權(quán)后才能使用，沒有授權(quán)開通的系統(tǒng)處于常閉的狀態(tài)，電動閥門和電路開關(guān)都不能開啟， 顯示面板顯示鎖定圖標(biāo)；每臺計費控制器有唯一的編碼，控制面板與計費控制器是相對應(yīng) 的，不能隨意更改；開戶后按控制面板的“菜單-查詢”鍵，會顯示剩余余額。D、計費方式空調(diào)系統(tǒng)進回水管道產(chǎn)生溫差，流量計有流量產(chǎn)生，才有效計費。微 處理器對空調(diào)熱交換系統(tǒng)中的出水溫度Tl、進水溫度T2以及瞬時流量q進行實時測量，并 按照熱力學(xué)能量計算公式，對系統(tǒng)消耗的冷量或熱量值進行計算的裝置。當(dāng)Tl大于T2時， 對冷量進行積算，而當(dāng)Tl小于T2時對熱量進行積算，并將冷量和熱量保存。計算公式如下 (Q代表總的耗能量) 式中Q-釋放或吸收的熱量(J或wh)；qm_流經(jīng)熱量表的水的質(zhì)量流量(kg/h)；qv_流經(jīng)熱量表的水的體積流量(m3/h)；P-流經(jīng)熱量表的水的密度(kg/m3)；Ah-在熱交換系統(tǒng)的入口和出口溫度下，水的焓值差(J/kg)；t-時間(h)。t0和tl分別表示一次計費的起始時間和終止時間。E、計費控制器每隔5秒鐘自動采集一次數(shù)據(jù)，并自動計算并將結(jié)果存儲到計費器 中，如進水回水溫度差為零或水系統(tǒng)中沒有產(chǎn)生水流量，則自動篩選為無效運行，不計費。F、當(dāng)計費控制器顯示金額低于20KW時會顯示“余額不足”，余下冷量為零時，關(guān)閉 電動閥門或空調(diào)電路開關(guān)斷開，停止向系統(tǒng)供能。G、鉛封計費控制器是直接連接在水系統(tǒng)管道上的，螺絲頭在控制器里面，接好線 后采用鉛封封鎖。水溫傳感器直接連接在水管上，安裝完后采用鉛封封鎖。3、系統(tǒng)管理中央空調(diào)計量收費共由五個部分組成。(1)、管理員卡(如采用管理電腦授權(quán)則取消管理員卡)管理員卡信息設(shè)置管理員IC卡將空調(diào)系統(tǒng)采用的控制方式(電動閥門控制方 式、電路開關(guān)控制方式、混合控制方式)寫到相對應(yīng)的卡內(nèi)，每張管理員卡對應(yīng)一種類型的 空調(diào)計費器設(shè)備。當(dāng)用戶安裝完空調(diào)計費控制器時可申請開戶，管理員持管理員卡緊貼用戶的控制 器，按“菜單_充值”鍵，顯示屏顯示“成功”三秒，相應(yīng)數(shù)據(jù)一次性讀入控制器。(2)、IC 控制卡[0071]功能購買能量[0072]為中央空調(diào)末端計費控制器充值[0073]特點采用CPU卡[0074]數(shù)據(jù)加密性高(3DES加密)[0075]使用壽命長。[0076](3)、寫卡器[0077]確定某一冷量數(shù)值Q，用戶應(yīng)付金額Y。冷量數(shù)值Q用寫卡器寫入IC卡。[0078]對應(yīng)某一點數(shù)Q，計算用戶應(yīng)付金額可按以下步驟進行[0079]輸入冷量數(shù)值Q ；[0080]輸入冷量單價D (元/KW)；[0081]計算用戶應(yīng)付金額Y = QXD[0082](5)、計費管理軟件[0083]功能生成用戶卡、管理員卡[0084]為用戶卡充值。[0085]特點用于WIND0WS98以上版本數(shù)據(jù)加密性高(3DES加密)?？蓹z測數(shù)據(jù)庫，有糾錯功能；可自動統(tǒng)計充值金額。
權(quán)利要求一種基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器，其特征在于，包括微處理器、計費控制模塊、用于檢測進水溫度的第一溫度傳感器、用于檢測回水溫度的第二溫度傳感器、流量計和用于啟動或關(guān)閉中央空調(diào)的執(zhí)行機構(gòu)；所述的計費控制模塊、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和流量計均與所述的微處理器連接；所述的微處理器輸出控制信號到執(zhí)行機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器，其特征在于， 所述的執(zhí)行機構(gòu)為電動閥門或中央空調(diào)電路控制開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器，其特征在于， 所述的計費控制模塊為IC卡計費器，IC卡計費器采用接觸式或射頻接收方式與IC卡通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器，其特征在于， 還包括用于組網(wǎng)通信的通信模塊，所述的通信模塊與所述的微處理器連接。
專利摘要本實用新型提供了一種基于流量和溫差檢測的中央空調(diào)計費控制器，其特征在于，包括微處理器、計費控制模塊、用于檢測進水溫度的第一溫度傳感器、用于檢測回水溫度的第二溫度傳感器、流量計和用于啟動或關(guān)閉中央空調(diào)的執(zhí)行機構(gòu)；所述的計費控制模塊、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和流量計均與所述的微處理器連接；所述的微處理器輸出控制信號到執(zhí)行機構(gòu)。本裝置集計費和控制一體，能根據(jù)空調(diào)的進水和回水溫度差以及流量計算空調(diào)的能耗，再根據(jù)能耗計費，計費準(zhǔn)確，易于實施。
文檔編號G07F7/08GK201621815SQ20092031215
公開日2010年11月3日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者廖義釗, 廖曙光, 張海峰 申請人:長沙麥融高科有限公司