第1章   能源管理系統

1. 系統概述

水表、電表、暖通表的集成是采用數據采集器對儀表進行帶載，上傳，實現遠程計量控制。能源計量系統是一套以計量為基礎，收費為核心的系統；是一套對中央空調、水、電的用量進行獨立核算的智能化計量、收費管理系統；能源計量管理系統可以由下面的幾個子系統組成：

空調計量子系統：

主要適用于需要分區域或分戶計量；是對用戶的中央空調用量進行計量的系統。根據計量末端的類型和實際功能需求可分為當量時間計費和區域能量計費；系統主要由前端的空調計量器具和通訊管理器組成。

電量計量子系統：

主要是對用戶的用電量進行計量和遠程抄表的系統；系統主要由前端的網絡智能電表和通訊管理器組成。

冷熱水計量子系統：

主要是對用戶的冷熱水用量進行計量和遠程抄表的系統；系統主要由前端的網絡智能水表和通訊管理器組成。

2. 需求分析

2.1 設計原則及目標

標準化：設計及其實施按照國家和地方的有關標準進行，選用的系統設備、產 品和軟件盡可能符合相關工業標準，并且有CMC認證；

先進性：工程的整體方案將保證具有明顯的先進特征?？紤]到電子、信息技術 的迅速發展，本設計在技術上將適度超前，所采用的設備，產品和軟件不僅成熟而且能代表當今世界的技術水平。

合理性和經濟性：在保證先進性，滿足用戶需求的同時，以提高工作效率，節 省人力和各種資源為目標進行工程設計，充分考慮系統的實用、適用和效益，爭取獲得最大的投資回報率；

結構化和可擴充性：系統的總體結構將是結構化和模塊化的，具有很好的兼容 性和可擴充性，使系統能在日后得以方便地擴充；

管理簡單：全面綜合優化優選，強調以人為本，系統易學易用，實現現代管理。

2.2 系統結構

能源計量管理系統通訊采用RS485標準工業總線，設計采用3層結構：

上層：中央管理層，主要由電腦、計費儀和系統管理軟件構成。

中央層：系統擴展層，主要由各種通訊管理器構成。

底層：數據采集層，主要由各種采集器和儀表組成，包括時間采樣器、能量表。

3. 系統設計說明

3.1 設計原則

1)合法性：具備計量體系和相關產品的計量器具的生產許可證等，沒有知識產權的糾紛。

2)穩定可靠性：一是產品本身要求穩定是根本中央空調的計量表沒有國家標準，很多廠家和單位將北方供熱的熱能表的標準拿來作為中央空調的計量標準，而實際使用的條件（溫度、溫差、流量的范圍）都發生了很大的變化，導致誤差會達到10-30%。本方案設計產品在廣東省取得了產品認證標準及計量生產許可證，標準號Q/AKE-1-2004；在區域計量使用的能量表部分，堅決不采用穩定性差、使用壽命短、故障率高的機械式能量表，流量計在大管徑采用進口的插入式電磁流量計，在小管徑采用質量穩定可靠的管段式電磁流量計。對于水電計量表具，設計選用網絡一體化表，具備數據本地存儲、總線傳輸技術，有別于傳統的脈沖輸出采集的設計模式。二是通訊的方式建議選用最穩定可靠的方式而不是最先進的方式系統應具備良好的抗干擾能力，建議采用成熟的國際通用標準RS485。

3)經濟性：保證穩定的工作狀態并能夠通過優化設計達到良好的性價比。

4)實用性和成熟性：系統具備工程中所要求功能的能力，并且實現全中文操作，并應采用被實踐證明為成熟和適用的知名品牌技術和設備，有成功收費使用5年以上的實例。

5)先進性：系統采用分布式、模塊化的結構，采用先進的計算機、通信、測量和顯示技術的實例。

6)開放性和標準化：系統遵循開放性原則，提供符合國際標準并滿足國家及行業最新規范的軟件，硬件、通信、網絡，操作系統和數據庫管理系統等諸方面的接口與工具，使系統具良好的靈活性、兼容性，擴展性和可移植性。

7)擴展性：能滿足用戶將來的需求及系統規模的擴大。 

3.2 系統拓撲圖

 

3.3 系統構成

1)能量表型計量

能量表主要是由1臺能量積算儀、1對配對的PT1000溫度傳感器、1臺流量計組成。能量積算主要對空調回路的出水溫度T1、回水溫度T2及瞬時流量q進行實時測量，并按照熱力學能量計算公式，對使用冷量或熱量進行累積計算 。

2)電量計量子系統設計說明

直接采用帶RS485通訊的網絡電表，采用RS485通訊方式與G04P通訊管理器進行通訊組網，實現遠程抄表功能。采用網絡電表組網的特點是抄表準確，通信可靠，有別于傳統的脈沖輸出采集的設計模式，避免了脈沖輸出所產生的抄集數據與表具現場數據不一致的問題。

3)冷熱水計量子系統設計說明

直接采用帶RS485通訊的網絡水表，采用RS485通訊方式與G04P通訊管理進行通訊組網，實現遠程抄表功能。采用網絡水表組網的特點是抄表準確，通信可靠，有別于傳統的脈沖輸出采集的設計模式，避免了脈沖輸出所產生的抄集數據與表具的現場數據不一致的問題。

4. 系統功能

實時檢測：自動檢測系統內各點的工作狀態，判定其是否正常；如果出現故障，自動記錄故障的類型、時間和次數。

管理功能：繪制末端的使用率，便于空調人員管理開關主機的數量，真正實現節能運行；

查詢功能：隨時查詢各用戶任何一段時間內的所有資料，包括建筑、樓層、用戶編號、用戶姓名、數據時間、計費類型數據的查詢功能。

數據安全：在電腦內記錄每一用戶20年內的實際用量、應繳費用。在電腦內記錄各用戶當前的用量、上次抄收時的用量，實現關鍵資料的雙備份；

核算功能：根據抄收的資料，自動計算出各用戶的空調用量，所需費用等，并可將各種資料轉換為其它軟件的資料格式，與其它系統聯網；

保密功能：管理系統軟件按不同的優先級別設有密碼，可以防止無關人員亂操作，破壞系統或資料；

報表輸出：隨時按客戶需求定制報表，打印出各用戶的收費單據；

綜合統計：可實現按類別、按片區、按單位等不同要求的綜合統計； 采用Windows2000/XP操作系統，簡體中文圖形操作界面；SQL Server 2000/2005數據庫；

數據交換：用戶需查詢的數據可以以標準、通用的格式直接導出，可滿足智能系統集成要求。

    分時段計量：配合中央空調計費系統和電表實現分時段計量的功能。

5. 主要技術特點

1)先進性：該系統采用了微電子技術、計算機管理技術、模糊數學理論；

2)合理性：該系統在中央空調計量采用的末端當量時間計量，簡單合理地解決了大批量的零星用戶的計費問題，使其計費盡量合理；

3)安全性：配合空調計量末端控制型采樣器，艾科中央空調計費系統軟件可設置自動報警能，對非正常用戶進行監控和報警；

4)易操作、易維護性：空調計量末端計費系統只在電路上進行改進，對空調水管管路不作任何改動，無需改動原中央空調系統結構；

5)穩定性：對于水電計量堅決采用網絡一體化表具，徹底解決了數據傳輸的穩定和精確；

6. 主要設備技術參數

6.1 DCM能耗數據網關

6.2 SDC數據集中器

第2章 空調分戶計量系統建設方案

1. 系統概述

在杭政儲出（2013）43號地塊項目出租出售辦公區域設置分戶計量系統作為物業能耗費的計量依據。對中央空調進行分戶計費，將每戶的中央空調費用進行獨立計費核算。

2. 需求分析

計費需求：

1)對中央空調進行分戶計費，將每戶的中央空調費用進行獨立計費核算；

2)可對欠費用戶停止使用空調；

3)對每個末端風機盤管進行遠程控制，可對欠費用戶停用空調。

3. 設計原則

標準化：空調計費系統的設計及其實施按照國家和地方的有關標準進行。選用的設備、產品和軟件盡可能符合工業級標準或主流的技術。

先進性：整體方案將保證具有明顯的先進特征?？紤]到電子、信息技術的迅速發展，本設計在技術上將適度超前，所采用的設備，產品和軟件不僅成熟而且能代表空調計費行業領先的技術水平。

合理性和經濟性：在保證先進性，滿足用戶需求的同時，以提高工作效率，節省人力和各種資源為目標進行工程設計，充分考慮系統的實用、適用和效益，爭取獲得最大的投資回報率。

結構化和可擴充性：系統的總體結構將是結構化和模塊化的，具有很好的兼容性和可擴充性，使系統能在日后得以方便地擴充。

管理簡單：全面綜合優化優選，強調以人為本，系統易學易用，實現現代化管理。系統網絡平臺采用RS485工業總線，邏輯上單層透明，物理上雙層隔離結構，自由式網絡拓撲連接，通訊可靠穩定。終端屬智能型終端，可獨立工作及遠程控制停用，均在終端完成，有效地降低了系統的損壞風險，終端間的硬件關聯度降低。終端采集的數據安全可靠。

4. 系統架構

根據杭政儲出（2013）43號地塊項目實際情況以及業主要求，選擇時間型計費方式，采樣器C02B產品進行計費。

空調計費系統分為3層結構：

1) 采集層：在每個風機盤管上安裝一套采樣器C02B，采集每臺風機盤管高、中、低檔的熱交換時間，采樣器配套有控制面板，與采樣器連接，與控制風機盤管的開關、檔位選擇、溫度調節等。

2) 數據傳輸層：在樓層弱電井安裝管理器，對采樣器C02B進行分組通信管理及供電，每臺管理器最多可帶載64個采樣器，系統設計考慮留有一定的余量，每臺管理器帶載的采樣器數量一般不超過58個（根據樓層的具體情況而定，主要考慮項目后期可能會增加風機盤管）。

3) 管理中心層：在管理中心安裝一臺數據集中器與一臺服務器電腦，整套計費系統通過通信線連接，通信方式為RS485通信協議，通過電腦由計費軟件AKE-V8進行遠程抄表，打印數據及報表，并可對用戶使用狀態和用量進行實時查看和控制。

采樣器C02B與風機盤管連接如下圖所示：

計費系統結構圖如下圖所示：

5. 計費原理

本方案采用時間型計費方式，在每臺風機盤管旁安裝一個采樣器，采樣器與風機盤管和溫控器相連接，采樣器實時對電動閥狀態進行檢測，在獲得電動二通閥開通信號的同時，檢測風機盤管高、中、低檔的工作狀態，并自動累計各檔位的熱交換運行時間。

 通過管理器將信號傳至數據集中器，數據集中器與中央工作站通信，進行數據庫管理，實現抄表收費、控制管理的功能。系統以用戶使用空調的有效當量時間為依據進行收費，實現“多用多出，少用少出”的收費目的。以上的計量是在中央空調系統有效運行的情況下進行的。如果空調系統不運行，則不計費。如下的系統流程圖：

6. 設備介紹

6.1 采樣器C02B

1)產品概述

采樣器C02B-2V08主要針對有閥的中央空調風機盤管系統。它檢測電磁閥的開關狀態并結合風機的運行狀態對高、中、低風速運行時間分別進行累計和存儲。當檢測風機有效熱交換時，采樣器對應檔位計時，否則不計時。采樣器C02B-2V08帶控制功能，在用戶欠費的情況下，可以遠程關閉閥門，停止使用空調,它采用RS485方式與DM12管理器進行通訊組網。

2)功能介紹

 

3)技術規格參數

6.2 管理器DM12

1)產品概述

管理器DM12是用于對中央空調計費系統C02B進行分組管理的裝置。它具有接收計費主機命令從而管理下面的采樣器的功能，同時具有現場檢測采樣器狀態的功能，是計費系統中一個重要設備。

2)功能介紹

序號	功能描述
1	分區管理各采樣器，提高通信帶載能力。
2	為下面采樣器集中供電。
3	與數據集中器通信，上傳數據和接受命令。
4	與采樣器進行通信，采集數據，進行控制。
5	可現場檢測采樣器狀態、數據。
6	可人機對話，按鍵操作，LCD顯示菜單，方便調試。
7	LED狀態指示，方便日常維護，分析故障。
8	通信上下行電氣隔離，通信電路防高壓、防雷電，減少故障發生率。
9	金屬外殼，帶鎖保護，安裝方便。
10	內部有空氣開關，自動過流保護。
11	電源板和主板分開，抗干擾能力更強。
12	自備擴展口，方便日后增加功能滿足特殊工程需求。

 

3)技術規格參數

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
最大負載數量	64個
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
工作環境	溫度5℃～50℃，濕度＜95%（不結露）
外形尺寸	300×400×140(mm)
重量	6kg

 

6.3 數據集中器DC11

1)產品概述

數據集中器DC11是中央空調電腦與現場管理、采集設備連接關鍵設備，是用于對中央空調計費系列裝置進行通信的裝置，計費系統的數據采集和控制都必須通過它才能完成。數據集中器DC11本身并不負責對設備的控制，它是信息的交換中心，是電腦與現場計費設備之間連接的紐帶。

2)功能介紹

 

3) 技術規格參數