中央空调一般是以水为介质,将能量在用户末端和能量中心进行交换以实现集中供冷(或供热)的空气调节系统。分散使用和集中供能是中央空调区别家用空调的主要特征。中央空调虽是一个空气调节系统,但我们通常所说的中央空调主要是指能量中心的制冷主机,按能源方式可分为电制冷中央空调、热制冷中央空调和地温中央空调;按制冷工质可分为氨制冷机组、氟利昂制冷机组和溴化锂制冷机组;还可按其它方式进行不同分类。既然中央空调是集中供能和分散使用,如果分散使用的付费主体不同,就要涉及到费用分摊的问题,这将是本文要着重讨论的中央空调计费方式
中央空调最简单的计费方式就是按面积分摊,它源於计划经济中集中供暖时的暖气收费,当时“用暖的人”是单位的人,暖气费用是以福利包干的形式由单位统一支付,这种不合理的收费方式并未引起人们太多关注。随着市场经济的成熟,货币分房、100%房屋产权、“单位人”向“社会人“的转变,这种简单、原始的不合理计费方式已逐步为人们所抛弃。
能量“商品化”,按量收费是市场经济的基本要求。中央空调要实现按量收费,必须有相应的计量器具和计量方法,按计量方法的不同,目前中央空调的收费计量器具可分为直接计量和间接计量两种形式。
直接计量形式的中央空调计量器具主要是能量表。根据能量守恒原理,中央空调对空间的热交换量与其介质中的能量变化量相等,能量表就是通过直接计量中央空调介质(冷冻水)的能量变化量来实现对中央空调的量化,其工作原理是依据物质的热交换能量计算热力学公式Q=∫cΔTV=∫c(T2-T1)qt。(能量表)由带信号输出的流量计、两只温度传感器和能量积算仪三部分组成,它通过计量中央空调介质(冷冻水)的某系统内瞬时流量、温差,由能量积算仪按时间积分计算出该系统热交换量。这种中央空调计费方式原理明确,结果直观,易於理解。由於它要计量多个参数,特别是对温差的精度要求较高,所以其生产成本较高,同时改变中央空调的系统设计和要求水质,普遍采用受到制约,主要用在分层、分区的中央空调计费上。
有些热量表生产厂商将其暖气表的能量积算仪上加“取正”功能后就认为可以用在中央空调的计费上,这是一种误解。暖气和中央空调计量原理虽相同,但实际应用环境不一样:暖气是通过调节水流量来调节热交换量的,其进、回水温差在35℃左右,对流量精度要求较高而温差精度要求较低,所以热量表标准温差精度在3-95℃;中央空调未端是定流量系统,它是通过调节风速来改变热交换面积,从而达到调节热交换量之目的!因此其对流量精度要求较低而温差精度较高,因中央空调的进、回水标准温差是5℃,如果允许1℃的误差,在一个装有6台风机盘管的家庭开一台时,已不能满足计量要求。因此用於中央空调计费的能量表温差精度应在1℃以下。现在暖气热量表温差精度多在2-3℃,价格已在千元,要其达到计量中央空调的温差精度成本将更高。所以,目前以能量表来实现中央空调的计费技术虽比较成熟,但其应用成本太高而并未被商家看好和消费方接受。
在中央空调直接计费因价高昂和应用不便而无法为用户所接受,又出现了一些简单、便宜的间接计费方法。比喻:电表计费,热水表计费等。
电表计费就是通过电表计量用户的空调末端的用电量作为用户的空调用量依据来进行收费的;热水表计费就是通过热水表计量用户的空调末端用水量作为用户的空调用量依据来进行收费的,但这两种间接计费方法虽简单、便宜;但都不能真正反应空调“量”的实质,中央空调的要计的“量”是消耗的能量(热交换量)的多少。如按这种计费方法,中央空调系统能量中心的空调主机既使不运行或干脆没有空调主机,只要用户空调末端打开都有计费,这显然是不合情理的。
中央空调计费就是将中央空调“能量”的商品化,而商品的价格取决于商品的内在的“质”和外在的“量”,而这种计费方式只计量了中央空调末端的外在的“量”,却忽略了中央空调内在的“质”,
用户的空调未端使用“用电量”、“用水量”并不等於用户所消耗的“用冷量”,所以出现了不合情理的结果,也必然造成计费纠纷;因而这种中央空调计费方式被市场所淘汰也在情理之中。
计时计费就是通过计量器计量用户空调末端的使用时间、同时参考空调末端能力作为用户的空调用量依据来进行收费的,相对於电表计费、热水表计费来说,根据用户的使用时间计费变得更加直观,但其仍然没的涉及到中央空调的本“质”----“用冷量”,也就是说,用户空调未端使用的“时间量”同样不等於用户所消耗的“用冷量”。因此,要合理的计费,就必须对中央空调的“质”进行定“量”。
CFP系列中央空调计费系统是最新一代以风机盘管为计费对象的中央空调计量器具,它是郑州春泉暖通节能设备有限公司首创的“有效果计费”原则和“计时计费”法的结晶,包括CFP计费器、CRS485-D区域管理器、CJ-W98管理软件和CJ-2000计费主机四部分。根据物质的热交换能量计算热力学公式Q=∫cΔTV=∫c(T2-T1)qt,中央空调风机盘管的流量q基本是定值,时间t我们可以通过计时器计量,温差(T2-T1)是技术的关键点。物质的热交换有传导、对流和辐射三种方式,中央空调风机盘管的热交换主要是通过传导来实现的,不存在对流,并且辐射也可忽略不计,传导量与温差和换热面积成正比,风机盘管的换热面积又与风量v成正比。在标况(供水温度T1=7℃;回水温度T1=12℃)下,中央空调风机盘管的热交换量计算公式Q=∫cΔTV=∫c(T2-T1)qt可变为Q=∫Xvt,(v:风速系数;X:型号能力系数;t:使用时间)。根据模糊理论,我们将供水温度T1≤12℃或T≥40℃,基本能满足用户正常使用要求的情况作为有效计量收费;供水温度T1>12℃空调使用效果较差的时间作为损耗进入成本,不收取用户费用,这就是“有效果“计费原则。就如1KW的电炉,用1小时就是1度电,但其前题是电压在220V±5%范围内,这个±5%就是基本能满足用户正常使用要求的“有效果”范围,如果电压超过±5%这一范围,用户电器就没法正常工作。
CFP系列中央空调计费系统不仅计量了中央空调的“量”(用户使用时间),关键在于计量的是中央空调的“质量”(有效果时间)!较好的解决了中央空调计费的合理性,确保作为商品的中央空调“用冷量”具有实用性,满足用户正常使用要求,较好的保障了用户的权益;同时其将供水温度T1>12℃或T<40℃,空调使用效果较差的时间作为损耗处理,费用计入中央空调运行成本,符合物业管理收费原则。她良好的适用性对于中央空调系统的设计、安装无任何特殊要求,较小的投资成本满足了用户的需求,已广泛应用于以风机盘管为末端的住宅楼、写字楼中。该系统具有对用户的空调进行计费、查询、欠费禁用等管理功能。
CFP系列中央空调计费系统的计费误差经过系统内二次分摊后已达到中央空调计量精确度要求。2002年10月20日,CFP系列中央空调计费系统取得国家计量器具型式批准,CFP中央空调计费系统是目前唯一国家主管部门批准中央空调专用计量器具。