当量空调表技术创新与应用
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随着现代工业的发展和人民生活水平的提高，中央空调的应用越来越广泛。据统计，中央空调每年的耗电量约占建筑物总用电量的60%左右。以我国冬冷夏热地区为例，夏季室内设计温度如果每降低1 ℃或冬季设计温度每升高1℃，其工程投资将增加6%，能耗将增加8%。如果不采取室内温度控制措施和分户计量设施，中央空调使用的浪费现象相当严重。据统计分析，安装应用空调表的中央空调系统比不安装应用空调表的中央空调系统节能在30%左右。因此，空调表对中央空调系统节能具有重要意义。
2007年12月，“中央空调计量收费的当量能量计费方法”发明专利取得授权，首创了中央空调的“有效果时间计费法”，在中央空调计量方面开辟了一条新的计费方式――当量能量计费。在此基础上，我国科技工作者研发出一种中央空调专用计量器具――当量空调表。这一重大科技创新，结束了我国中央空调分户计量领域没有空调表的历史，填补国内空白。目前，这一发明专利已荣获第十三届中国专利优秀奖，当量空调表编入行业标准，引领行业技术进步。专利技术助推了当量空调表的诞生。
在此之前，中央空调应用收费主要是沿袭我国城镇集中供热收费形式，按面积分摊的。这种吃大锅式的收费模式，既不节约，又不利于管理，早已被国家政策所限制和能源商品化所摒弃。但是，由于没有科学的计量方法，一直以来中央空调的应用收费，仍使用按面积分摊收取，能源浪费十分严重，直到当量空调表的问世。
当量空调表的应用与节能
近年来，随着当量空调表在住宅小区中央空调系统上得以广泛应用，中央空调计量促节能的效果显著，节能比率不断提升。以下，结合清华大学监测的河南省三门峡某住宅小区中央空调能耗情况进行节能分析。
（一）项目概况
1、建筑信息
该小区建筑占地面积为27 900平方米，建筑面积为41 200平方米，由12栋多层住宅组成（如图1）。该小区安装有分户计量设备――当量空调表及计费管理系统，于2009年8月建成、使用。小区共有住宅312户，截止2011年底，入住率大约为75%。目前，已经运行3年多，系统运行情况良好。2011年冬季，清华大学专项课题组对中央空调能耗情况进行监测。
2、中央空调系统信息（见表1）
（二）当量空调表的应用
1.中央空调计费系统运行原理
该小区共安装312台当量空调表，实现了一户一表。每台当量空调表通过网络和区域管理器、管理中心相连，计量数据集中到管理中心，组成中央空调计费系统，便于计量收费。其运行原理（如图2）。
2.计量收费模式
该小区中央空调系统建成后，安装当量空调表进行分户计量，采用当量能量计费模式。其物业管理部门根据本小区的实际情况，制定了合理的计量收费措施。
小区物业管理单位根据建设部颁发的《民用建筑节能管理规定》第十二条要求，制定了基本冷热价和计量冷热价共同构成的两部制用能价格制度。其基本冷热价为每户每月50元，保证了系统最低运行成本；计量冷热价为0.12元/KW・h，为明明白白消费提供了衡量依据。
中央空调系统是一种区域能源供给系统，其主要有能源中心（主机、泵等）、室外管网及末端风机盘管组成。如果用户大部分都不使用空调，能源中心设备就会处于使用率非常低的状态，系统运行综合能效比（SCOP）就非常低，也会造成能源的浪费。为了提高系统运行综合能效比，减少能源浪费，宣传合理消费理念，本小区规定了每个运行季每户最低消费额度为4 000 KW・h。
（三）空调系统使用情况
对于中央空调用户来说，什么情况属于节约能源，什么程度属于合理消费，一直没有可衡量的标尺。该小区的中央空调系统，采用“分户计量、按量收费”后，大部分用户都形成了根据自己需要进行合理使用的习惯，杜绝了以往按面积收费时“不用白不用”的吃大锅饭现象。
1.室温控制
根据现场实际监测该小区10号楼典型用户室内温度以及同步室温温度情况（如图3）。我们发现，10号楼典型用户使用空调情况是以家庭生活需要来调节的，而不是根据室外温度变化来控制的。从此数据可以看到，晚上9点到11点，是家人聚集在一起看电视、休闲的时间，其室内温度相对调高。
随着入睡时间到来，就把室内温度控制在相对较低的温度范围；下午2点到6点，室外温度升高，其空调设定温度降低，保持室内温度基本恒定。按量收费促使用户自行调节室内温度。
2.房间风机盘管使用
本小区实行了按量收费的管理模式，“多用多交费，少用少交费”让用户清晰地看到自己消费情况，使用经济杠杆提高用户主动节能意识。图4是7号楼典型用户一天内室内温度变化以及各房间风机盘管开启时间。从此图可以看出，客厅和主卧是其在家主要的活动场所，空调开启时间比较长，而且大部分时间使用的是最节能的低档运行，有非常好的节能意识。
3.风机盘管档位开启情况
对于空调的使用，一般为了尽快使房间达到舒适的温度范围，先要使用高档运行。当达到设定温度后，采用中档或低档运行，保持房间损耗的能力和输入的能量均衡。
该小区7号楼用户高中低档总的开启时间比（如图5），其中中档运行时间最多，达到70%，低档次之为24%，高档最少，只占6%。本楼用户属于经济型用户，有较好的节能意识。但是，如果采用低档运行来保证房间温度的相对恒定是最节能的，说明7号楼还有一定的节能空间。
（四）分户计量促节能
实施分户计量真正的目的是节能。虽然当量空调表本身不会节能，但是，通过分户计量，可以改变空调使用性质和“吃大锅饭”的局面，谁用能谁缴费，用多少能缴多少费。用户根据自己的需要通过经济杠杆自行调节，避免开放式使用造成能源的浪费。分户计量将使用户、能源供应单位二者共同受益，真正实现了能量商品化。
1.该小区总能耗分析
根据数据库内保存的采集信息，统计分析2010年供暖季和2011年供冷季耗电量数据，该小区中央空调供暖季单位建筑面积耗电量为18.5 KW・h/m2，供冷季单位建筑面积耗电量为9.9 KW・h/m2，全年单位面积耗电量为28.4 KW・h/m2（如图6）。这个数据远远低于常规中央空调单位面积年耗电量40～60 KW・h/m2。
通过以上分析可以看出，虽然分户计量设备本身不能够节能，但通过经济杠杆的调节，达到间接降低建筑能耗的效果。
2.计算负荷与使用负荷
经统计，2号楼典型用户风机盘管单位面积消耗电能为13.2 W/m2，根据经验值计算单位面积消耗电能为13.8 W/m2，节约能耗0.6 W/m2（如图7）。
在保证室内温度在可接受舒适度的情况下，通过分户计量提高了用户主动节能的意识，达到节能降耗的目的。
3.能耗统计与分析
能耗统计与分析，是解决采集进一步节能措施的重要方式和依据。只有通过分析，才能清楚什么地方产生了浪费，才能知道什么地方有进一步节能的空间。
通过该小区各楼供水入口流量的统计（如表2）计算分析，机房供水管总流量为495.36 m3/h，各楼供水管流量总和为490.78 m3/h，机房端和用户端不平衡率为0.99%。
该小区热能消耗拆分饼状分布图（如图8），从此图可以清楚地看出，供水管网和回水管网损耗的能量约占17%。
以上两项分析数据，说明室外管网损耗了一部分水源，这只是由于管网施工焊接和保温质量不好所致，管道焊接点工艺不好有少许渗水，水管保温不完整导致向外传递热量，造成部分能源损耗。
节能分析
（一）当量空调表是专利技术产品，专利技术助推了当量空调表的诞生和应用节能。通过当量空调表的应用，可以实现中央空调分户计量、安量收费，提高用户的节能意识，以技术经济手段促进行为节能，进而达到建筑节能的目的。
（二）通过分户计量的统计分析功能，为加强中央空调工程管理，提高工程质量提供了事实依据；能够加强小区物业管理，增强物业和业主的共同利益，促进小区和谐发展。
（三）建筑节能贯穿于建筑规划、设计、施工、使用以及人们节能意识和行为的全过程，任何一个环节都是我们节能降耗努力的方向。
（四）节能的意义在于有效、合理地利用能源，在用户使用的过程中应做到舒适性与节能相协调，过度地强调节约，而不使用对耗巨资安装的环境调节设备，也是一个浪费。合理消费，拒绝浪费才是社会发展的至臻道理。
（郑州春泉暖通节能设备有限公司）