第1章   能源管理系統(tǒng)

1. 系統(tǒng)概述

水表、電表、暖通表的集成是采用數(shù)據(jù)采集器對(duì)儀表進(jìn)行帶載，上傳，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)量控制。能源計(jì)量系統(tǒng)是一套以計(jì)量為基礎(chǔ)，收費(fèi)為核心的系統(tǒng)；是一套對(duì)中央空調(diào)、水、電的用量進(jìn)行獨(dú)立核算的智能化計(jì)量、收費(fèi)管理系統(tǒng)；能源計(jì)量管理系統(tǒng)可以由下面的幾個(gè)子系統(tǒng)組成：

空調(diào)計(jì)量子系統(tǒng)：

主要適用于需要分區(qū)域或分戶計(jì)量；是對(duì)用戶的中央空調(diào)用量進(jìn)行計(jì)量的系統(tǒng)。根據(jù)計(jì)量末端的類型和實(shí)際功能需求可分為當(dāng)量時(shí)間計(jì)費(fèi)和區(qū)域能量計(jì)費(fèi)；系統(tǒng)主要由前端的空調(diào)計(jì)量器具和通訊管理器組成。

電量計(jì)量子系統(tǒng)：

主要是對(duì)用戶的用電量進(jìn)行計(jì)量和遠(yuǎn)程抄表的系統(tǒng)；系統(tǒng)主要由前端的網(wǎng)絡(luò)智能電表和通訊管理器組成。

冷熱水計(jì)量子系統(tǒng)：

主要是對(duì)用戶的冷熱水用量進(jìn)行計(jì)量和遠(yuǎn)程抄表的系統(tǒng)；系統(tǒng)主要由前端的網(wǎng)絡(luò)智能水表和通訊管理器組成。

2. 需求分析

2.1 設(shè)計(jì)原則及目標(biāo)

標(biāo)準(zhǔn)化：設(shè)計(jì)及其實(shí)施按照國(guó)家和地方的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，選用的系統(tǒng)設(shè)備、產(chǎn) 品和軟件盡可能符合相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且有CMC認(rèn)證；

先進(jìn)性：工程的整體方案將保證具有明顯的先進(jìn)特征?？紤]到電子、信息技術(shù) 的迅速發(fā)展，本設(shè)計(jì)在技術(shù)上將適度超前，所采用的設(shè)備，產(chǎn)品和軟件不僅成熟而且能代表當(dāng)今世界的技術(shù)水平。

合理性和經(jīng)濟(jì)性：在保證先進(jìn)性，滿足用戶需求的同時(shí)，以提高工作效率，節(jié) 省人力和各種資源為目標(biāo)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，充分考慮系統(tǒng)的實(shí)用、適用和效益，爭(zhēng)取獲得最大的投資回報(bào)率；

結(jié)構(gòu)化和可擴(kuò)充性：系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)將是結(jié)構(gòu)化和模塊化的，具有很好的兼容 性和可擴(kuò)充性，使系統(tǒng)能在日后得以方便地?cái)U(kuò)充；

管理簡(jiǎn)單：全面綜合優(yōu)化優(yōu)選，強(qiáng)調(diào)以人為本，系統(tǒng)易學(xué)易用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代管理。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

能源計(jì)量管理系統(tǒng)通訊采用RS485標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線，設(shè)計(jì)采用3層結(jié)構(gòu)：

上層：中央管理層，主要由電腦、計(jì)費(fèi)儀和系統(tǒng)管理軟件構(gòu)成。

中央層：系統(tǒng)擴(kuò)展層，主要由各種通訊管理器構(gòu)成。

底層：數(shù)據(jù)采集層，主要由各種采集器和儀表組成，包括時(shí)間采樣器、能量表。

3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明

3.1 設(shè)計(jì)原則

1)合法性：具備計(jì)量體系和相關(guān)產(chǎn)品的計(jì)量器具的生產(chǎn)許可證等，沒有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的糾紛。

2)穩(wěn)定可靠性：一是產(chǎn)品本身要求穩(wěn)定是根本中央空調(diào)的計(jì)量表沒有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，很多廠家和單位將北方供熱的熱能表的標(biāo)準(zhǔn)拿來(lái)作為中央空調(diào)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，而實(shí)際使用的條件（溫度、溫差、流量的范圍）都發(fā)生了很大的變化，導(dǎo)致誤差會(huì)達(dá)到10-30%。本方案設(shè)計(jì)產(chǎn)品在廣東省取得了產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)量生產(chǎn)許可證，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)Q/AKE-1-2004；在區(qū)域計(jì)量使用的能量表部分，堅(jiān)決不采用穩(wěn)定性差、使用壽命短、故障率高的機(jī)械式能量表，流量計(jì)在大管徑采用進(jìn)口的插入式電磁流量計(jì)，在小管徑采用質(zhì)量穩(wěn)定可靠的管段式電磁流量計(jì)。對(duì)于水電計(jì)量表具，設(shè)計(jì)選用網(wǎng)絡(luò)一體化表，具備數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)、總線傳輸技術(shù)，有別于傳統(tǒng)的脈沖輸出采集的設(shè)計(jì)模式。二是通訊的方式建議選用最穩(wěn)定可靠的方式而不是最先進(jìn)的方式系統(tǒng)應(yīng)具備良好的抗干擾能力，建議采用成熟的國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)RS485。

3)經(jīng)濟(jì)性：保證穩(wěn)定的工作狀態(tài)并能夠通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到良好的性價(jià)比。

4)實(shí)用性和成熟性：系統(tǒng)具備工程中所要求功能的能力，并且實(shí)現(xiàn)全中文操作，并應(yīng)采用被實(shí)踐證明為成熟和適用的知名品牌技術(shù)和設(shè)備，有成功收費(fèi)使用5年以上的實(shí)例。

5)先進(jìn)性：系統(tǒng)采用分布式、模塊化的結(jié)構(gòu)，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、通信、測(cè)量和顯示技術(shù)的實(shí)例。

6)開放性和標(biāo)準(zhǔn)化：系統(tǒng)遵循開放性原則，提供符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)并滿足國(guó)家及行業(yè)最新規(guī)范的軟件，硬件、通信、網(wǎng)絡(luò)，操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等諸方面的接口與工具，使系統(tǒng)具良好的靈活性、兼容性，擴(kuò)展性和可移植性。

7)擴(kuò)展性：能滿足用戶將來(lái)的需求及系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大。 

3.2 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

 

3.3 系統(tǒng)構(gòu)成

1)能量表型計(jì)量

能量表主要是由1臺(tái)能量積算儀、1對(duì)配對(duì)的PT1000溫度傳感器、1臺(tái)流量計(jì)組成。能量積算主要對(duì)空調(diào)回路的出水溫度T1、回水溫度T2及瞬時(shí)流量q進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并按照熱力學(xué)能量計(jì)算公式，對(duì)使用冷量或熱量進(jìn)行累積計(jì)算 。

2)電量計(jì)量子系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明

直接采用帶RS485通訊的網(wǎng)絡(luò)電表，采用RS485通訊方式與G04P通訊管理器進(jìn)行通訊組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能。采用網(wǎng)絡(luò)電表組網(wǎng)的特點(diǎn)是抄表準(zhǔn)確，通信可靠，有別于傳統(tǒng)的脈沖輸出采集的設(shè)計(jì)模式，避免了脈沖輸出所產(chǎn)生的抄集數(shù)據(jù)與表具現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)不一致的問題。

3)冷熱水計(jì)量子系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明

直接采用帶RS485通訊的網(wǎng)絡(luò)水表，采用RS485通訊方式與G04P通訊管理進(jìn)行通訊組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能。采用網(wǎng)絡(luò)水表組網(wǎng)的特點(diǎn)是抄表準(zhǔn)確，通信可靠，有別于傳統(tǒng)的脈沖輸出采集的設(shè)計(jì)模式，避免了脈沖輸出所產(chǎn)生的抄集數(shù)據(jù)與表具的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)不一致的問題。

4. 系統(tǒng)功能

實(shí)時(shí)檢測(cè)：自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的工作狀態(tài)，判定其是否正常；如果出現(xiàn)故障，自動(dòng)記錄故障的類型、時(shí)間和次數(shù)。

管理功能：繪制末端的使用率，便于空調(diào)人員管理開關(guān)主機(jī)的數(shù)量，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行；

查詢功能：隨時(shí)查詢各用戶任何一段時(shí)間內(nèi)的所有資料，包括建筑、樓層、用戶編號(hào)、用戶姓名、數(shù)據(jù)時(shí)間、計(jì)費(fèi)類型數(shù)據(jù)的查詢功能。

數(shù)據(jù)安全：在電腦內(nèi)記錄每一用戶20年內(nèi)的實(shí)際用量、應(yīng)繳費(fèi)用。在電腦內(nèi)記錄各用戶當(dāng)前的用量、上次抄收時(shí)的用量，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵資料的雙備份；

核算功能：根據(jù)抄收的資料，自動(dòng)計(jì)算出各用戶的空調(diào)用量，所需費(fèi)用等，并可將各種資料轉(zhuǎn)換為其它軟件的資料格式，與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；

保密功能：管理系統(tǒng)軟件按不同的優(yōu)先級(jí)別設(shè)有密碼，可以防止無(wú)關(guān)人員亂操作，破壞系統(tǒng)或資料；

報(bào)表輸出：隨時(shí)按客戶需求定制報(bào)表，打印出各用戶的收費(fèi)單據(jù)；

綜合統(tǒng)計(jì)：可實(shí)現(xiàn)按類別、按片區(qū)、按單位等不同要求的綜合統(tǒng)計(jì)； 采用Windows2000/XP操作系統(tǒng)，簡(jiǎn)體中文圖形操作界面；SQL Server 2000/2005數(shù)據(jù)庫(kù)；

數(shù)據(jù)交換：用戶需查詢的數(shù)據(jù)可以以標(biāo)準(zhǔn)、通用的格式直接導(dǎo)出，可滿足智能系統(tǒng)集成要求。

    分時(shí)段計(jì)量：配合中央空調(diào)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和電表實(shí)現(xiàn)分時(shí)段計(jì)量的功能。

5. 主要技術(shù)特點(diǎn)

1)先進(jìn)性：該系統(tǒng)采用了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)、模糊數(shù)學(xué)理論；

2)合理性：該系統(tǒng)在中央空調(diào)計(jì)量采用的末端當(dāng)量時(shí)間計(jì)量，簡(jiǎn)單合理地解決了大批量的零星用戶的計(jì)費(fèi)問題，使其計(jì)費(fèi)盡量合理；

3)安全性：配合空調(diào)計(jì)量末端控制型采樣器，艾科中央空調(diào)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)軟件可設(shè)置自動(dòng)報(bào)警能，對(duì)非正常用戶進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警；

4)易操作、易維護(hù)性：空調(diào)計(jì)量末端計(jì)費(fèi)系統(tǒng)只在電路上進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)空調(diào)水管管路不作任何改動(dòng)，無(wú)需改動(dòng)原中央空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；

5)穩(wěn)定性：對(duì)于水電計(jì)量堅(jiān)決采用網(wǎng)絡(luò)一體化表具，徹底解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定和精確；

6. 主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)

6.1 DCM能耗數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)

6.2 SDC數(shù)據(jù)集中器

第2章 空調(diào)分戶計(jì)量系統(tǒng)建設(shè)方案

1. 系統(tǒng)概述

在杭政儲(chǔ)出（2013）43號(hào)地塊項(xiàng)目出租出售辦公區(qū)域設(shè)置分戶計(jì)量系統(tǒng)作為物業(yè)能耗費(fèi)的計(jì)量依據(jù)。對(duì)中央空調(diào)進(jìn)行分戶計(jì)費(fèi)，將每戶的中央空調(diào)費(fèi)用進(jìn)行獨(dú)立計(jì)費(fèi)核算。

2. 需求分析

計(jì)費(fèi)需求：

1)對(duì)中央空調(diào)進(jìn)行分戶計(jì)費(fèi)，將每戶的中央空調(diào)費(fèi)用進(jìn)行獨(dú)立計(jì)費(fèi)核算；

2)可對(duì)欠費(fèi)用戶停止使用空調(diào)；

3)對(duì)每個(gè)末端風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，可對(duì)欠費(fèi)用戶停用空調(diào)。

3. 設(shè)計(jì)原則

標(biāo)準(zhǔn)化：空調(diào)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其實(shí)施按照國(guó)家和地方的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。選用的設(shè)備、產(chǎn)品和軟件盡可能符合工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)或主流的技術(shù)。

先進(jìn)性：整體方案將保證具有明顯的先進(jìn)特征?？紤]到電子、信息技術(shù)的迅速發(fā)展，本設(shè)計(jì)在技術(shù)上將適度超前，所采用的設(shè)備，產(chǎn)品和軟件不僅成熟而且能代表空調(diào)計(jì)費(fèi)行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)水平。

合理性和經(jīng)濟(jì)性：在保證先進(jìn)性，滿足用戶需求的同時(shí)，以提高工作效率，節(jié)省人力和各種資源為目標(biāo)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，充分考慮系統(tǒng)的實(shí)用、適用和效益，爭(zhēng)取獲得最大的投資回報(bào)率。

結(jié)構(gòu)化和可擴(kuò)充性：系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)將是結(jié)構(gòu)化和模塊化的，具有很好的兼容性和可擴(kuò)充性，使系統(tǒng)能在日后得以方便地?cái)U(kuò)充。

管理簡(jiǎn)單：全面綜合優(yōu)化優(yōu)選，強(qiáng)調(diào)以人為本，系統(tǒng)易學(xué)易用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采用RS485工業(yè)總線，邏輯上單層透明，物理上雙層隔離結(jié)構(gòu)，自由式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接，通訊可靠穩(wěn)定。終端屬智能型終端，可獨(dú)立工作及遠(yuǎn)程控制停用，均在終端完成，有效地降低了系統(tǒng)的損壞風(fēng)險(xiǎn)，終端間的硬件關(guān)聯(lián)度降低。終端采集的數(shù)據(jù)安全可靠。

4. 系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)杭政儲(chǔ)出（2013）43號(hào)地塊項(xiàng)目實(shí)際情況以及業(yè)主要求，選擇時(shí)間型計(jì)費(fèi)方式，采樣器C02B產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

空調(diào)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)分為3層結(jié)構(gòu)：

1) 采集層：在每個(gè)風(fēng)機(jī)盤管上安裝一套采樣器C02B，采集每臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管高、中、低檔的熱交換時(shí)間，采樣器配套有控制面板，與采樣器連接，與控制風(fēng)機(jī)盤管的開關(guān)、檔位選擇、溫度調(diào)節(jié)等。

2) 數(shù)據(jù)傳輸層：在樓層弱電井安裝管理器，對(duì)采樣器C02B進(jìn)行分組通信管理及供電，每臺(tái)管理器最多可帶載64個(gè)采樣器，系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮留有一定的余量，每臺(tái)管理器帶載的采樣器數(shù)量一般不超過(guò)58個(gè)（根據(jù)樓層的具體情況而定，主要考慮項(xiàng)目后期可能會(huì)增加風(fēng)機(jī)盤管）。

3) 管理中心層：在管理中心安裝一臺(tái)數(shù)據(jù)集中器與一臺(tái)服務(wù)器電腦，整套計(jì)費(fèi)系統(tǒng)通過(guò)通信線連接，通信方式為RS485通信協(xié)議，通過(guò)電腦由計(jì)費(fèi)軟件AKE-V8進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表，打印數(shù)據(jù)及報(bào)表，并可對(duì)用戶使用狀態(tài)和用量進(jìn)行實(shí)時(shí)查看和控制。

采樣器C02B與風(fēng)機(jī)盤管連接如下圖所示：

計(jì)費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

5. 計(jì)費(fèi)原理

本方案采用時(shí)間型計(jì)費(fèi)方式，在每臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管旁安裝一個(gè)采樣器，采樣器與風(fēng)機(jī)盤管和溫控器相連接，采樣器實(shí)時(shí)對(duì)電動(dòng)閥狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，在獲得電動(dòng)二通閥開通信號(hào)的同時(shí)，檢測(cè)風(fēng)機(jī)盤管高、中、低檔的工作狀態(tài)，并自動(dòng)累計(jì)各檔位的熱交換運(yùn)行時(shí)間。

 通過(guò)管理器將信號(hào)傳至數(shù)據(jù)集中器，數(shù)據(jù)集中器與中央工作站通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理，實(shí)現(xiàn)抄表收費(fèi)、控制管理的功能。系統(tǒng)以用戶使用空調(diào)的有效當(dāng)量時(shí)間為依據(jù)進(jìn)行收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)“多用多出，少用少出”的收費(fèi)目的。以上的計(jì)量是在中央空調(diào)系統(tǒng)有效運(yùn)行的情況下進(jìn)行的。如果空調(diào)系統(tǒng)不運(yùn)行，則不計(jì)費(fèi)。如下的系統(tǒng)流程圖：

6. 設(shè)備介紹

6.1 采樣器C02B

1)產(chǎn)品概述

采樣器C02B-2V08主要針對(duì)有閥的中央空調(diào)風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。它檢測(cè)電磁閥的開關(guān)狀態(tài)并結(jié)合風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)高、中、低風(fēng)速運(yùn)行時(shí)間分別進(jìn)行累計(jì)和存儲(chǔ)。當(dāng)檢測(cè)風(fēng)機(jī)有效熱交換時(shí)，采樣器對(duì)應(yīng)檔位計(jì)時(shí)，否則不計(jì)時(shí)。采樣器C02B-2V08帶控制功能，在用戶欠費(fèi)的情況下，可以遠(yuǎn)程關(guān)閉閥門，停止使用空調(diào),它采用RS485方式與DM12管理器進(jìn)行通訊組網(wǎng)。

2)功能介紹

 

3)技術(shù)規(guī)格參數(shù)

6.2 管理器DM12

1)產(chǎn)品概述

管理器DM12是用于對(duì)中央空調(diào)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)C02B進(jìn)行分組管理的裝置。它具有接收計(jì)費(fèi)主機(jī)命令從而管理下面的采樣器的功能，同時(shí)具有現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)采樣器狀態(tài)的功能，是計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中一個(gè)重要設(shè)備。

2)功能介紹

序號(hào)	功能描述
1	分區(qū)管理各采樣器，提高通信帶載能力。
2	為下面采樣器集中供電。
3	與數(shù)據(jù)集中器通信，上傳數(shù)據(jù)和接受命令。
4	與采樣器進(jìn)行通信，采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行控制。
5	可現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)采樣器狀態(tài)、數(shù)據(jù)。
6	可人機(jī)對(duì)話，按鍵操作，LCD顯示菜單，方便調(diào)試。
7	LED狀態(tài)指示，方便日常維護(hù)，分析故障。
8	通信上下行電氣隔離，通信電路防高壓、防雷電，減少故障發(fā)生率。
9	金屬外殼，帶鎖保護(hù)，安裝方便。
10	內(nèi)部有空氣開關(guān)，自動(dòng)過(guò)流保護(hù)。
11	電源板和主板分開，抗干擾能力更強(qiáng)。
12	自備擴(kuò)展口，方便日后增加功能滿足特殊工程需求。

 

3)技術(shù)規(guī)格參數(shù)

工作電源	AC220V±10%，50Hz±1Hz
輸出電源	DC24V/2A
功   耗	≤10W
通信方式	RS485
波特率	9600bps
最大負(fù)載數(shù)量	64個(gè)
最大通信距離	400m
顯示方式	LCD液晶屏，LED指示燈
顯示屏背光顏色	黃綠色
工作環(huán)境	溫度5℃～50℃，濕度＜95%（不結(jié)露）
外形尺寸	300×400×140(mm)
重量	6kg

 

6.3 數(shù)據(jù)集中器DC11

1)產(chǎn)品概述

數(shù)據(jù)集中器DC11是中央空調(diào)電腦與現(xiàn)場(chǎng)管理、采集設(shè)備連接關(guān)鍵設(shè)備，是用于對(duì)中央空調(diào)計(jì)費(fèi)系列裝置進(jìn)行通信的裝置，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制都必須通過(guò)它才能完成。數(shù)據(jù)集中器DC11本身并不負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備的控制，它是信息的交換中心，是電腦與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)費(fèi)設(shè)備之間連接的紐帶。

2)功能介紹

 

3) 技術(shù)規(guī)格參數(shù)