摘要：   建筑行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中主要的能耗終端之一,一般認(rèn)為將達(dá)到社會總能耗的30 %左右,2007 年,我國建筑的能耗已占社會總能耗的2715 %。2004年,我國城鎮(zhèn)有一般公共建筑50 億m2 ,年耗電超過1 500億kWh ,大型公共建筑5 億m2 ,年耗電超過900億kWh。據(jù)預(yù)測,到2020 年,我國將新增大型公共建筑面積10 億m2 ,以能耗居中的情況預(yù)測,2020 年建筑能耗將達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)煤413 億t ,耗電將達(dá)12 600億kWh。中央空調(diào)能耗占建筑能耗的40 %左右,加強(qiáng)公共建筑的中央空調(diào)節(jié)能對貫徹節(jié)能減排政策、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。 　　中央空調(diào)計費是在能量測量、記錄基礎(chǔ)上,實現(xiàn)費用公平分開的費用計算、分?jǐn)傁到y(tǒng)。正如采暖系統(tǒng)熱分戶計量可促進(jìn)節(jié)能,集中空調(diào)系統(tǒng)冷量計量對于南方地區(qū)建筑節(jié)能的意義不言而喻。盡管中央空調(diào)計費裝置本身并不節(jié)能,但是,作為一種有效的能量管理工具,中央空調(diào)計費能改變使用者的消費行為,一般認(rèn)為,中央空調(diào)能量計費能節(jié)能10 %～15 %〔4〕,也有學(xué)者認(rèn)為能節(jié)能20 %～30 %。目前,通過能量計量、收費共享節(jié)能收益已成為能源成本管理和節(jié)能激勵的主要措施之一。相對與采暖能耗分戶計量工作,中央空調(diào)冷量計量、計費工作無疑還有很長的路要走。　　1、中央空調(diào)計費的主要方法　　這些計費方式總體來說分為兩種,一種是直接式,測量各空調(diào)用戶的參數(shù),如冷凍水流量、冷凍水進(jìn)出口溫度或冷風(fēng)的流量、溫差及運行時間等,然后精確計算每戶的冷量,按冷量單價計算總費用。另一種是間接式或當(dāng)量式計費,這類計費方法也需要計量空調(diào)系統(tǒng)的某些參數(shù),但并不一定精確計量全部參數(shù),然后按設(shè)定的公式計算出所有空調(diào)末端的能耗,并按比例進(jìn)行分?jǐn)偪偰芎牡挠嬞M方法。　　1.1 　精確冷量型　　這種方式也叫直接計費型,計費原理很簡單,就是在空調(diào)末端設(shè)備的進(jìn)、出口端安裝溫度傳感器,測量冷凍水的進(jìn)、出口溫度,同時在空調(diào)末端設(shè)備的出水管上安裝流量計進(jìn)行流量測量,測得瞬時流量,然后通過積分運算得到用戶所用的冷量,再根據(jù)單位冷量的費用得到用戶的總能耗費用。冷量計算公式為　　式中　Q ———用戶總的冷量,kJ ;　　t1 ———空調(diào)末端冷凍水進(jìn)口溫度, ℃;　　t2 ———空調(diào)末端冷凍水出口溫度, ℃;　　Cw ———冷凍水的比熱,J / (kg·℃) ;　　Gw ———冷凍水質(zhì)量流量,kg/ s ;　　τ———空調(diào)運行時間?！　±碚撋线@種計費方式的精確度可以達(dá)到98 %,但是,實際中這種計量方法的精度要小得多。特別是在小溫差運行模式中,有人發(fā)現(xiàn)這種方式z*大誤差可以達(dá)到30 % ,但是冷量計量法還是被看作是z*精確的方法?！　?.2 　冷凍水流量型　　冷凍水流量計費法又分為兩種。一種方法是只計量中央空調(diào)末端設(shè)備中冷凍水的進(jìn)出口溫差,假定冷凍水流量不變。由于只要空調(diào)末端開啟,就開始計費,并且使用定常流量來計算冷量,有人認(rèn)為這種方式的準(zhǔn)確度一般情況下可以達(dá)到90 % ,但是當(dāng)某分支路有用戶關(guān)閉空調(diào)時,誤差比較大,會達(dá)到50 %之多?！　±鋬鏊髁啃偷牡诙N方法與第一種方法剛好相反,只測量通過空調(diào)末端設(shè)備的流量,而不考慮冷凍水進(jìn)出口溫度是否發(fā)生變化。因此,這種計量方法的精度也有問題?！　?.3 　電費計量型　　電費計量型就是通過計量空調(diào)末端的用電量,再根據(jù)用電量換算為冷量,統(tǒng)計中央空調(diào)系統(tǒng)中各用戶的總冷量,再根據(jù)各用戶的冷量比例來分?jǐn)傎M用。由于各用戶的能效比( EER) 或性能系數(shù)(COP)不一樣,即使空調(diào)用戶的電耗相同,冷量也未必一樣,如對于同一型號的風(fēng)機(jī)盤管,高靜壓和普通型制冷量差不多,而它們的用電量則相差很大。但如果空調(diào)用戶的類型相同,所采用的風(fēng)機(jī)盤管規(guī)格和型號相同,如辦公類建筑,此種計費方法作為用戶冷量的收費依據(jù)也有一定道理?！　?.4 　時間計量型　　這種計量方法是將計費采樣器接入空調(diào)末端的電動二通閥兩端,通過讀取空調(diào)器的使用時間,然后準(zhǔn)確計算各用戶使用空調(diào)系統(tǒng)的累計時間,同時,采樣器還獲取用戶末端設(shè)備風(fēng)量的相應(yīng)檔位信號,并以此作為依據(jù)計算收費。相應(yīng)于這種簡單時間計費型收費方式,還有一種改進(jìn)型時間計費方式,即根據(jù)風(fēng)機(jī)盤管的各檔位時間,再換算為計費時間的方式。按時間進(jìn)行收費的方式比較粗糙,即沒有考慮冷凍水流量的變化,也沒有考慮冷凍水溫度的變化。因為冷量與普通的物理量不同,既有“量”的變化,也有“質(zhì)”的變化。這種收費方式比較簡單,也具有一定的可信度,適合于風(fēng)機(jī)盤管的冷量計量,如負(fù)荷變動不是太大的寫字樓,在中國應(yīng)用比較廣泛?！　?.5 　諧波反應(yīng)型　　這種計費方法的主要依據(jù)是認(rèn)為空調(diào)負(fù)荷的主要組成部分通過墻體和屋頂?shù)牡脽帷⑼ㄟ^窗戶的得熱、室內(nèi)各種熱源的得熱是余弦波形變化的。該方法從空調(diào)建筑冷負(fù)荷計算的基本原理人手,采用諧波反應(yīng)冷負(fù)荷計算法對用戶各個用冷時刻的冷負(fù)荷進(jìn)行理論計算,再根據(jù)用冷時間得到用戶的用冷量,并進(jìn)行計費?！　?.6 　舒適度相同型　　基于舒適度相同型的計費方式是一種間接計費方法,計費的依據(jù)是“所有同樣類型、同樣溫度設(shè)定點的用戶付同樣的費用”。這種計費方式使用設(shè)定點溫度而不是房間的真實溫度來計量收費,每個房間的設(shè)定點傳到計費器上,對應(yīng)不同的收費標(biāo)準(zhǔn)。　　此外還有風(fēng)側(cè)冷量計量法、標(biāo)準(zhǔn)工況冷量修正法等其他計費方法?！　?、國外空調(diào)計費應(yīng)用　　中央空調(diào)計費z*早在西歐投入應(yīng)用。早在20世紀(jì)70 年代,當(dāng)時的歐洲經(jīng)濟(jì)共同體(歐盟前身) 就建立了中央計費分?jǐn)倻?zhǔn)則〔10〕,基于舒適度的空調(diào)計費方式在法國被實行了好多年。到20 世紀(jì)80 年代,德國大約有70 %的城市建筑就有了空調(diào)計費。其他國家如法國、瑞士、希臘等也在20 世紀(jì)80 年代就要求在新安裝的中央空調(diào)上安裝計費裝置,立陶宛采用的是直接計費方法〔11〕?！　∶绹闹醒肟照{(diào)計費開始于20 世紀(jì)70 年代中期,1974 年,能源價格暴漲刺激美國出臺了中央空調(diào)分戶計費措施,并迅速為用戶所接受。1993 年,美國出臺了中央空調(diào)分戶計量手冊(ASHRAE Guide2line 8 - 1994 , Energy Cost Allocation for Multiple - Oc2cupancy)〔12〕。1998 年,為促進(jìn)計費產(chǎn)業(yè)發(fā)展,美國國家分戶計量器具與計費協(xié)會(NSUAA) 成立。2007年,美國的能量計費產(chǎn)品已能滿足各中央空調(diào)(供暖) 系統(tǒng)?！　∶绹哪芰坑嬞M產(chǎn)品復(fù)雜的系統(tǒng)大都是精確能量型的計費方法,簡單的系統(tǒng)也有采用時間型計費方法的。能量計費產(chǎn)品在技術(shù)上z*大的變化是把溫度信息測量集成到了硬件中,系統(tǒng)可靠性得到了很大的提高。除了這個變化,能量計費產(chǎn)品還提供誤差數(shù)據(jù),用戶可以把計費誤差信息反饋給計費公司,計費產(chǎn)品還有防止篡改的功能。美國中央空調(diào)計費z*主要的特點是既能作熱量計量,又能做冷量計量?！　? 、國內(nèi)空調(diào)計費應(yīng)用　　我國中央空調(diào)計費應(yīng)用開始于20 世紀(jì)90 年代末期。近年來,隨著能源價格的猛漲和國家節(jié)能減排政策的實施,中央空調(diào)冷量計費的推廣有加快的趨勢。目前,有些地方已出臺了空調(diào)計費的地方規(guī)范(如河南) ,但是國家還沒有出臺空調(diào)計費的規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。與中央空調(diào)的冷量計費相比,我國的供暖計費起步要早一些,發(fā)展快一些。與國外不同的是,國內(nèi)的空調(diào)計費和供暖計費一般是分開的,這是因為南方地區(qū)以空調(diào)供冷為主,幾乎沒有集中供暖。根據(jù)我們的調(diào)查,中央空調(diào)冷量計費以采用間接計費或當(dāng)量計費的工程項目為多,間接計費中以時間型計費居多,也有多種間接計費方式組合計費的項目,也有直接計費與間接計費組合的項目。表1 統(tǒng)計了中央空調(diào)幾種計費方式的應(yīng)用情況。　　目前,中央空調(diào)計費總體還是以面積分?jǐn)倿橹?也有少部分的建筑實施面積分?jǐn)偱c間接計費相結(jié)合的方法。對于采用集中空調(diào)的辦公大樓(如政府大樓) ,基本上都沒有采取冷量計量的措施。主要原因是大都認(rèn)為沒有計量的必要,能源使用費用都是由單位統(tǒng)一支付。而對于商業(yè)樓宇,尤其是出租(售) 寫字樓而言,出現(xiàn)的情況是僅有極少數(shù)的大樓采取了冷量計量,絕大部分則沒有冷量計量的措施。當(dāng)然也有極個別的建筑,安裝了能源計費系統(tǒng),能源計費系統(tǒng)能對所有用戶水表、電表、燃?xì)獗?、空調(diào)計費裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、集中統(tǒng)計,并自動生成收費單據(jù),但這樣的建筑并不多?！　?、中央空調(diào)計費方式與應(yīng)用討論　　中央空調(diào)計費的目的是從管理上實現(xiàn)節(jié)能,總的原則是“誰使用誰付費,用多少交多少”。把冷量作為商品,由用戶自覺調(diào)節(jié)控制使用,公平收費。因此,計費的本質(zhì)是各用戶公平分擔(dān)建筑冷量的費用,國外一般把空調(diào)計費說成cost allocation 而很少說成fee billing 就充分說明了這點?！　【陀嬞M方式來說,直接計費法方式透明,更容易為用戶所接受,但是直接計費法z*大的缺點是設(shè)備成本高,平均一個計費點造價大約一萬多元,而且維護(hù)工作量大。直接計費從原理上講非常精確,但是實際中有可能流量計有動態(tài)、靜態(tài)擾動,以及結(jié)垢、老化及磨損現(xiàn)象,加上溫度傳感器的漂移、保溫效果不好,所引起的誤差有時能達(dá)到驚人的地步。一般認(rèn)為,直接計費的主要誤差在流量計,放入管內(nèi)的流量計,如轉(zhuǎn)子、電磁流量計在低流量時不敏感。放在管外的流量計,如超聲波流量計適于管外檢測,但對小流量不適用,而且受管的厚度、材料、表面粗糙度影響。因此,加強(qiáng)測量工業(yè)的發(fā)展是節(jié)能的z*根本的手段已成為共識〔18〕?！　￠g接或當(dāng)量計費方法則剛好與直接計費相反,計費方案和原理的公平性容易受到用戶的質(zhì)疑,用戶不容易接受,但維護(hù)相對簡單,造價非常低廉。以占主流地位的時間型計費方式來說,平均一個計費點造價大約只要幾百元。另外,間接計費由于計量的參數(shù)是電量、時間等參數(shù),這些參數(shù)本身容易精確計量,誤差很少,因此,這種計費方式總的誤差未必比直接計費要大?！　膰獾氖褂们闆r來看,直接計費比較適合大空間或按層進(jìn)行計費,間接計費比較適合小空間的風(fēng)機(jī)盤管計費。而且,在同一棟建筑內(nèi)部的計費,有直接計費和間接計費混合使用的情況。而且國外的熱量計費和冷量計費使用的是同一套系統(tǒng),這點在國內(nèi)有明確的反對聲音〔19〕。不過國外的計量介質(zhì)非常干凈,不容易磨損和腐蝕計量設(shè)備,而且計量精度很高,這點目前國內(nèi)尚不具備。時間型計量方式中、短期內(nèi)還會繼續(xù)發(fā)展,但從長遠(yuǎn)的發(fā)展趨勢看,由于不能真正反映能量會被逐步淘汰,冷量當(dāng)量型和混合型計費方式會隨著計量技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)規(guī)模的提高,精度和成本的問題會逐漸被克服而z*終成為主流。　　從美國等國家中央空調(diào)計費推廣的過程來看,推廣中央空調(diào)計費的瓶頸在于不公正的計費方式,那就是來自于冷量計量的有效性,一些獨立的節(jié)能公司和能量計費公司通過爭取政府立法、行業(yè)推廣,耐心地說服用戶進(jìn)行冷量計量和收費。國內(nèi)目前也有類似的情況,通過中央空調(diào)冷量計費實現(xiàn)節(jié)能的空間還很大,主要的障礙還在于說服用戶接受計費產(chǎn)品所帶來的節(jié)能效果和公正的分配方式。國外的空調(diào)冷量計費已形成了獨立的產(chǎn)業(yè),空調(diào)服務(wù)公司、能量計費公司數(shù)量眾多,影響巨大。目前中央空調(diào)計費行業(yè)處于起步階段〔20〕,國內(nèi)的中央空調(diào)計費可以借鑒國際的先進(jìn)經(jīng)驗。國內(nèi)目前對直接計費、間接計費的應(yīng)用和方式爭論、爭議比較多,我們認(rèn)為,技術(shù)上可以爭議,但是在應(yīng)用方面,現(xiàn)階段應(yīng)該擱棄爭議,共同把空調(diào)計費的蛋糕做大,擴(kuò)大空調(diào)計費的市場,特別是政府有關(guān)部門應(yīng)積極介入,出臺一些行業(yè)規(guī)范進(jìn)行引導(dǎo)?！　?、結(jié)論　　(1) 中央空調(diào)計費促進(jìn)建筑節(jié)能,節(jié)能效果顯著,通過冷量計量計費共享節(jié)能收益已成為能源成本管理和節(jié)能激勵的主要措施之一?！　?2) 中央空調(diào)冷量計費的方法各有優(yōu)缺點,在應(yīng)用中要結(jié)合工程的實際情況選擇z*適合的計費方法,或者使用幾種組合計量方法。　　(3) 推廣中央空調(diào)計費的瓶頸在于不公正的計費方式,來自于冷量計量的有效性。同時,推廣中央空調(diào)收費應(yīng)盡量減少中央空調(diào)計費的成本?！　?4) 應(yīng)大力發(fā)展獨立的節(jié)能服務(wù)公司和中央空調(diào)服務(wù)公司,增加中央空調(diào)冷量計量、計費的專業(yè)性服務(wù)?！　?5) 現(xiàn)階段中央空調(diào)的冷量計量計費應(yīng)擱棄技術(shù)上的爭議,通過爭取政府立法、行業(yè)推廣等辦法,大力推廣中央空調(diào)的計費計量,從而實現(xiàn)建筑管理上的節(jié)能。