【关键词】 中央空调计费 节能 联网型风机盘管温控器 CANOpen协议 通讯模块

1、空调计费系统现状

随着中国经济的迅速发展，各种高端酒店、写字楼、商住楼日益增多，而同时人们的量化概念也越来越强烈。以往物管收费，类似电费、水费因为有据可依，故在收费过程中并未引起较大争端，但中央空调的使用费用在物管收费中占据最大，却又无法进行有效合理地收取，为物管工作带来诸多不利。以往中央空调的收费是按面积分摊，用户交费均为定值，与其使用情况无关。以至于不管是否需要，空调总在使用，形成“供多少用多少”的局面。空调机组长期处于满负荷或者是超负荷的工作状态下，运营费用升高、管理利润降低，同时也大大缩短了空调机组的使用寿命。现有的空调计费系统往往采用在楼层增加大量的数据采集装置，对所有的风机盘管温控器的数据进行采集，并传达到中央监控电脑，通过软件进行数据积累和分析计算。这种空调计量方案在实施过程中需要放置大量的信号采集线缆(每个温控器到数据采集装置一般需要4～7芯线缆)，人力物力消耗很大，而且系统结构复杂，容易产生故障。

针对这种情况，浙江中控电子技术有限公司推出了联网型的FCU302系列风机盘管控制器和RS485转CAN总线的CP303通讯模块，基于这类产品的空调计费解决方案，既解决了传统的由监控中心计算机配串口卡串行通讯远距离传输的局限性和不稳定性，又可以与Optisys PCS300系统完美结合，还可以大大节省信号采集电缆，而且系统架构简单，施工和维护方便。

2、系统结构

空调计费系统由联网型风机盘管温控器、CP303通讯模块、热能表及OptiSys PCS300系统组成。每条RS485总线最多可接32台联网型风机盘管温控器FCU302至CP303通讯模块，楼层供回水总管的热能表也通过RS485通讯至CP303通讯模块，经CP303通讯模块RS485总线转换成CAN总线，与OptiSys PCS300系统完美结合组成，系统结构如图1所示。

                                    图1

3 计费原理

3.1、计费分析

采用基于联网型风机盘管控制器FCU302的空调计费解决方案，为空调区间的使用量提供了合理可靠的数据，从而很好地解决了大楼内部空调使用费用的分摊和收费问题。结合大楼的暖通设备特点及计费要求，在大楼的冷热水总管安装热量表，获取大楼总的冷量消耗数据，再对整幢大楼安装的联网式风机盘管温控器进行联网控制同时记录其运行时间，获取各个房间的空调使用量，根据使用量数据分摊和收取大楼各区中央空调费用。

3.2、大楼空调总能量的计算

通过上述分析设计，大楼内部已经计量出了各区域空调能耗，然而由于种种原因．能量在转化和传输的过程中会产生各种各样的损耗，各楼层总能耗还要进一步按照各自消耗量的大小去加权分摊大楼空调总能耗。大楼空调系统正常运行，在空调主机部分的总的能耗费用表现为：

(1)冷水机组、冷却塔．冷冻水泵、冷却水泵等制冷设备所用电能的电费，也包括新风机．空调机的夏季用电费用或热水泵、热水炉等制热设备所用电能的电费、油费，也包括新风机．空调机的冬季用电费用。

(2)空调系统补充用水的水费(可忽略不计或由附加费用来体现)。

(3)冷源系统．空调系统等设备的折旧费．维护维修费。

(4)其他附加费用。

以上各类费用中，(1)类费用可以通过准确地计量用电量计算出来。其他两项基本上是一个固定值，可以根据实际情况通过预置的方式输入计费系统，求出冷气系统每月每日每时的平均费用。

冷气系统的总费用:Σ冷气系统用电量X电费单价+设备折旧费+维护维修费+其他费用。

致热系统的总费用:Σ热系统用电量X电费单价4-油费+设备折旧费+维护维修费4-其他费用。

3.3、风机盘管的计时计量原理

我们采用具备联网功能的风机盘管温控器，对每个房间的风机盘管分别进行有效运行时间的累计，即对每个风机盘管分别累计三个档位的运行时间，然后把三速开关有效时间按照各风机盘管高中、低三档不同风量比例进行归一，再累加，形成单个风机盘管运行归一时间，再累计各层所有风机盘管的归一运行时间，形成各层总的盘管归一运行时间，通过与总的空调能耗比较，按照比例去计算分摊每台风机盘管的空调费用．这样就实现了对每个房间进行空调计量的目的。风机盘管信号的采集和处理是通过在每个房间安装可联网的风机盘管温控器，对风机盘管的运行时间和档位进行采集，并实时送到监控中心．进行数据的分析和累积，并可以增加远程控制功能，对风机盘管的启停进行远程控制．对拖欠空调使用费的用户实施停用空调的强制措施。

3.4、产品简介

Ø         FCU302风机盘管温控器

FCU302风机盘管温控器(见图2)可通过RS485总线连接，实现风机盘管温控器的联网监控功能。FCU302风机盘管温控器采用热敏电阻感温元件，由电子逻辑电路对其测量温度与设定温度进行比较，控制中央空调末端的风机．水阀等，应用于各种民用建筑，使所控环境温度恒定为设定温度范围内。   

             （图2）

该产品具有以下功能特点：                                   

RS485通讯功能，符合SUPCON FCU专用通讯协议：大屏幕液晶显示，

家电化操作界面：阻燃ABS材料：24小时定时开 关机功能：制冷．制热及通风功能；

高．中．低三档风速可调；                                        

风机受控为否即时改变：温度测量须校正；

自动受控功能：双温度显示功能，室内温度．设定温度同时显示；防结露功能；

可接二线电动阀(二通或三通)，并兼容三线电动阀 电磁阀或风阀；

可随时根据需要设定风机受控方式标准8691、型尺寸及标准安装尺寸。

Ø         CP303通讯模块

CP303模块(见图3)是一个通过CAN总线使用CANOpen协议来将485总线信号和CAN信号相互转换的解决方案。作为OptiSys PCS300系统的I/O模块。CP303模块通过拨码来选择总线类型。作为现代楼宇自动化系统,其通信显得非常重要。PCS300系统中各个I/O模块以及CPU之间是通过CAN现场总线采用CANOpen协议来

           图3

完成通信。CP303模块作为系统中的输入\输出模块.跟其他模块之间是基于CAN总线采用CANOpen协议来通信。由于模块采用标准的CANOpen协议。所以可以跟其他不同厂商用CANOpen协议的产品兼容。本模块可以应用在楼宇自动化及其他领域。

产品功能特点：

模块的塑料外壳符合安全标准IP20,紧凑型设计为装配节约出更多的空间，CP303模块安装容易，维护更换方便，为系统的开发和维护减少很多开支。

CP303模块是一个通过CAN现场总线采用CANOpen协议通信的专用通信模块。

CP303模块具有良好的保护，使模块可以安装在被监控信号附近的机柜中。标准化的模块结构使模块可以和PCS系统列其他模块方便的组成系统。

标准化的通讯协议使模块可以方便的和其他CANopen协议的产品一起组成系统，同时标准化的通讯结构使安装变得更美观，更方便。

参考文献：

[1]《公共建筑节能设计标准》(GB 50189)

[2]《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003)

[3]《绿色建筑评价标准》(GB50378-2006)