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摘要：变风量（VAV）中央空调具有节能环保、舒适高效等优点，应用范围越来越广。但是目前的设计、施工都侧重空气调节本身，而忽略了分户计费问题，本文提供了一种简单合理的分户计费方案：通过风侧检测湿空气的焓值并结合风量信息计算出用户实际消耗的冷量，进而提高用户的节能意识。
关键词：变风量（VAV）计费 混送风焓差LonWorks
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
变风量（VAV）中央空调计费现状
目前变风量中央空调的设计、施工大都侧重于空气调节本身，而忽略了分户计费，造成了严重的能源浪费，所以急需提出合理的计费方案。变风量中央空调的计费可以分为两部分：计算总冷量、采集各房间的实时风量。
1.1计算总冷量
现有技术的总冷量计算是在水侧装设传感器来采集供、回水温度和流量，再经过计算得出结果。其弊端是：实际中不能保证水质则容易阻塞，且不方便维修。
1.2采集各房间的实时风量
计量末端的风量常采用集成式系统，通过软件读取风量然后进行累积。通信手段可分为两种：文件型数据交换、OPC数据接口，两种方式各有利弊，适用于不同场合。实际上，变风量空调的末端装置自带专门的微压差传感器和DDC控制器，所以可以从DDC直接读取流过该末端的瞬时风量。
基于混、送风焓差的变风量中央空调计费方案
2.1系统概述
该计费系统包括VAVBOX的DDC、风量采集器（网络控制器）、冷量积算仪、交换机、变风量空调计费处理器（带有计费软件的PC机），参见图1。
此系统可以看成两个并行的通道：“风量采集通道”和“AHU总冷量采集通道”。通过计算混、送风的焓差来计算AHU输送的总冷量，并在上位机保存这个数值以用作该区域计费的基础；变风量空调的末端装置自带专门的微压差传感器和DDC控制器，通过变送器，DDC可以读取流过该末端的瞬时风量，然后对该区域的每个VAV末端的风量累积。再根据每个VAV末端在约定的计费周期内消耗的风量占整个区域总风量的比例，分摊该区域AHU输送的总冷量，这样就做到了公平合理，体现了多用多付、少用少付的原则。
图1.VAV计费系统结构示意图
2.2计算总冷量
AHU输送的总冷量采用混风、送风焓差的计量方法。根据热力学交换原理，对空气处理机组中的混风温湿度t1和d1、送风温湿度t2和d2及风量进行实时测量，并按照热力学能量计算公式，对系统输送的冷量或热量进行计算。当t1大于t2时，对冷量进行积算；当t1小于t2时对热量进行积算；当t1等于t2时，处于“只吹风”状态。计算公式如下：
2.3采集各房间的风量
VAV末端的DDC控制器自带的微压差传感器（用来采集皮托管式风速传感器输出的压差信号）采集空调末端的气流动压，采到的模拟电信号对应转换为动压值，经过DDC的计算得到瞬时风速V，此信号通过数据接口传给风量采集器。
该方案的实验情况
3.1计算总冷量
本实验平台采用一次回风露点送风系统，所以计算的等于空调区域的余热、余湿的总负荷，这也就是实际工程中选择空调制冷机制冷能力的重要依据。
依据图1的结构搭建好系统，在夏季工况条件下运行VAV实验平台，监测空调系统从开机到稳定运行的过程，得到的数据可绘制如下曲线：
图2. AHU输送总冷量的状况
由图2可知：该能较快跟踪AHU的冷量输送状况，为冷量分配计算提供了合理的基础。
3.2采集各房间的实时风量
本實验采用西门子某型号VAV末端，其DDC带有Setra公司的微压差传感器，测量范围0—100Pa，输出电压0.5—4.5VDC。风量采集器的实现方法多种多样，但因实际工程中VAVBOX数量较多，故采用LonWorks总线。将VAVBOX经TP/FT-10信道通过专用路由器接到iLon100 LonWorks/IP服务器，再经过交换机接到变风量空调计费处理器（上位机）。
3.3各用户应付费用的计算方法
该方案中，某个VAV末端消耗的冷量= ，
则用户应付费用=对应的VAV末端消耗的冷量空调系统冷量的单价。实验采用LabView编写人机交互界面，如图3所示。
图3. 上位机计费界面
结束语
基于混、送风焓差的变风量中央空调计费方案表现出了较好的性能，为变风量（VAV）中央空调系统提供了简便高效的计费方案。与传统的面积分摊法相比，有很高的优越性。通过“多用多付，少用少付”的手段提高了用户的节能意识，促进了建筑节能的发展。
参考文献
[1] 杨怡，任庆昌.基于LabVIEW的变风量空调计费系统设计［J］.现代建筑电气，2010，（7）：7—11.
[2] 高安邦,杨帅,陈俊生.LonWoeks技术原理与应用［M］,机械工业出版社
[3] 薛殿华.空气调节，［M］,清华大学出版社
[4] 周悦友. 变风量空调（VAV）系统计费研发［J］.供热制冷，2011，（7）：54—56
[5] Echelon_i.LON SmartSever Programmer’s Reference
作者简介：
胡东然（1987-），男，硕士，研究方向：智能建筑中的信息网络与楼宇自控系统。
白燕（1979-），女，博士，研究方向：智能建筑环境技术，灰色系统。
赵恒鑫（1987-），男，硕士，研究方向：智能建筑中的信息网络与楼宇自控系统。
王一（1985-），男，硕士，研究方向：智能建筑中的信息网络与楼宇自控系统。
王春（1987-），男，硕士，研究方向：智能建筑中的信息网络与楼宇自控系统。
关键词：变风量（VAV）计费 混送风焓差LonWorks
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
变风量（VAV）中央空调计费现状
目前变风量中央空调的设计、施工大都侧重于空气调节本身，而忽略了分户计费，造成了严重的能源浪费，所以急需提出合理的计费方案。变风量中央空调的计费可以分为两部分：计算总冷量、采集各房间的实时风量。
1.1计算总冷量
现有技术的总冷量计算是在水侧装设传感器来采集供、回水温度和流量，再经过计算得出结果。其弊端是：实际中不能保证水质则容易阻塞，且不方便维修。
1.2采集各房间的实时风量
计量末端的风量常采用集成式系统，通过软件读取风量然后进行累积。通信手段可分为两种：文件型数据交换、OPC数据接口，两种方式各有利弊，适用于不同场合。实际上，变风量空调的末端装置自带专门的微压差传感器和DDC控制器，所以可以从DDC直接读取流过该末端的瞬时风量。
基于混、送风焓差的变风量中央空调计费方案
2.1系统概述
该计费系统包括VAVBOX的DDC、风量采集器（网络控制器）、冷量积算仪、交换机、变风量空调计费处理器（带有计费软件的PC机），参见图1。
此系统可以看成两个并行的通道：“风量采集通道”和“AHU总冷量采集通道”。通过计算混、送风的焓差来计算AHU输送的总冷量，并在上位机保存这个数值以用作该区域计费的基础；变风量空调的末端装置自带专门的微压差传感器和DDC控制器，通过变送器，DDC可以读取流过该末端的瞬时风量，然后对该区域的每个VAV末端的风量累积。再根据每个VAV末端在约定的计费周期内消耗的风量占整个区域总风量的比例，分摊该区域AHU输送的总冷量，这样就做到了公平合理，体现了多用多付、少用少付的原则。
图1.VAV计费系统结构示意图
2.2计算总冷量
AHU输送的总冷量采用混风、送风焓差的计量方法。根据热力学交换原理，对空气处理机组中的混风温湿度t1和d1、送风温湿度t2和d2及风量进行实时测量，并按照热力学能量计算公式，对系统输送的冷量或热量进行计算。当t1大于t2时，对冷量进行积算；当t1小于t2时对热量进行积算；当t1等于t2时，处于“只吹风”状态。计算公式如下：
2.3采集各房间的风量
VAV末端的DDC控制器自带的微压差传感器（用来采集皮托管式风速传感器输出的压差信号）采集空调末端的气流动压，采到的模拟电信号对应转换为动压值，经过DDC的计算得到瞬时风速V，此信号通过数据接口传给风量采集器。
该方案的实验情况
3.1计算总冷量
本实验平台采用一次回风露点送风系统，所以计算的等于空调区域的余热、余湿的总负荷，这也就是实际工程中选择空调制冷机制冷能力的重要依据。
依据图1的结构搭建好系统，在夏季工况条件下运行VAV实验平台，监测空调系统从开机到稳定运行的过程，得到的数据可绘制如下曲线：
图2. AHU输送总冷量的状况
由图2可知：该能较快跟踪AHU的冷量输送状况，为冷量分配计算提供了合理的基础。
3.2采集各房间的实时风量
本實验采用西门子某型号VAV末端，其DDC带有Setra公司的微压差传感器，测量范围0—100Pa，输出电压0.5—4.5VDC。风量采集器的实现方法多种多样，但因实际工程中VAVBOX数量较多，故采用LonWorks总线。将VAVBOX经TP/FT-10信道通过专用路由器接到iLon100 LonWorks/IP服务器，再经过交换机接到变风量空调计费处理器（上位机）。
3.3各用户应付费用的计算方法
该方案中，某个VAV末端消耗的冷量= ，
则用户应付费用=对应的VAV末端消耗的冷量空调系统冷量的单价。实验采用LabView编写人机交互界面，如图3所示。
图3. 上位机计费界面
结束语
基于混、送风焓差的变风量中央空调计费方案表现出了较好的性能，为变风量（VAV）中央空调系统提供了简便高效的计费方案。与传统的面积分摊法相比，有很高的优越性。通过“多用多付，少用少付”的手段提高了用户的节能意识，促进了建筑节能的发展。
参考文献
[1] 杨怡，任庆昌.基于LabVIEW的变风量空调计费系统设计［J］.现代建筑电气，2010，（7）：7—11.
[2] 高安邦,杨帅,陈俊生.LonWoeks技术原理与应用［M］,机械工业出版社
[3] 薛殿华.空气调节，［M］,清华大学出版社
[4] 周悦友. 变风量空调（VAV）系统计费研发［J］.供热制冷，2011，（7）：54—56
[5] Echelon_i.LON SmartSever Programmer’s Reference
作者简介：
胡东然（1987-），男，硕士，研究方向：智能建筑中的信息网络与楼宇自控系统。
白燕（1979-），女，博士，研究方向：智能建筑环境技术，灰色系统。
赵恒鑫（1987-），男，硕士，研究方向：智能建筑中的信息网络与楼宇自控系统。
王一（1985-），男，硕士，研究方向：智能建筑中的信息网络与楼宇自控系统。
王春（1987-），男，硕士，研究方向：智能建筑中的信息网络与楼宇自控系统。