《多聯機中央空調分戶計量（實時分攤）系統分戶計量偏差測試方法》標準解讀0

摘 要：多聯機中央空調準確公平的分戶計量是降低大型建筑能耗的有力保障。現階段行業內存在多種電量實時分攤算法，但沒有統一科學的測試方法對分攤結果的偏差進行評估，無法衡量系統分攤的準確性、公平性。《多聯機中央空調分戶計量（實時分攤）系統分戶計量偏差測試方法》提出了合理可行的三種測試場景，對冷熱量分攤偏差給出了明確的計算方法，為衡量系統的分攤準確性提供依據，促進行業技術發展。

關鍵詞：多聯機中央空調，分戶計量，測試方法

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.22.024

1 背景意義

隨著我國現代化進程的加速，大型建筑能耗顯著增加，在“雙碳”政策落實的過程中，建筑群的綠色低碳受到越來越多的關注。其中中央空調分戶計量功能是大型公共建設項目的必備功能，對于大型建筑節能減排有著重要意義。不同于傳統中央空調的開放式系統結構，多聯機都是封閉式的：主機、末端、控制系統等都來自同一廠家。由于這種封閉性，傳統中央空調的分戶計量方式無法適用于多聯機。

目前市場上主流的分戶計量系統是通過電表采集室外機的耗電量，通過自定義的算法將室外機耗電量分攤到每一臺室內機中。大型建筑的物業管理者可將分攤結果通過報表輸出?，F階段行業內存在多種實時分攤算法，但沒有統一的測試方法對多聯機中央空調分戶計量實時分攤結果的偏差進行評估，因此無法衡量系統分攤的準確性、公平性。市場亟須建立用戶、企業都認可的測試方法來評估多聯機分戶計量系統的分攤準確性，以促進多聯機行業與分戶計量技術的進步，助力國家低碳節能進程。為解決行業需求，中國標準化協會于2023年11月27日發布并實施團體標準《多聯機中央空調冷熱用量分戶計量系統分攤偏差測試方法》。

2 標準對象的確定

本標準在第一章范圍里明確：“本文件描述的分戶計量測試方法不適用于無內機運行時的外機待機電量分攤、公共電量以及其他冗余電量的分攤與測試。”因為目前市場上產品對此類電量通常以均攤的方式進行計費。“本文件不適用于時間分攤方法、面積分攤方法的分戶計量產品?！?，這兩種分攤方法以固定的物理量作為計費依據，不涉及隨不同環境進行適配變化的情況，無需進行測試方法的設計與試驗。通過對行業中主流分攤方式進行對比分析，該標準選取針對依據冷熱量分攤電量的方式進行試驗方法設計。

目前市場上的分攤方式主要有六種：房間面積、運行時間、室內機容量比、室內機耗電量、冷媒流量、冷熱量[1]。

其中前兩種方式較簡單但準確度較低?；诜块g面積計量的方式無法綜合考量內機實際使用情況，缺乏公平性。按照時間分攤的方式是通過監測內機、風機不同擋位等多種運行時間的參數，綜合計算占比情況進行分攤。雖然比前一種分攤方式在準確性上略有提高，但室內實際獲得的冷熱量不僅與時間有關系，還受到制冷劑實際流量、風量、室內溫度等因素影響[1]。

基于內機容量比分攤有多種計算和修正方式，通過內機容量、風量、溫度等參數作為修正系數，估算室內機換熱量。但由于傳熱系數、傳熱面積、修正系數等大部分為估值，且需要大量的實驗提供數據，該方法的精度受到較大影響[2]。按照室內機耗電量占比進行分攤，由于室內機能耗與換熱量不是線性關系[2]，該方法難以準確反映室內機的換熱量[1]。此外，此方法還需在每一個室內機加裝電表，這就要求系統為各個末端入口單獨配電線，預留電表安裝空間。這種方法不僅初始成本較高，且僅適用于新建建筑，對大量的既有建筑，難以應用推廣[1-2]。

按照制冷劑流量分攤也是目前應用較多的一種方式，此方法是用各室內機的制冷劑流入量代表該室內機消耗的冷量。但是，由于各末端在實際應用中的負荷不同，使用情況復雜，流出的制冷劑狀態不同，即各室內機進出口制冷劑焓差并不相同，以流量代表冷量會存在偏差[1]。而且，這種方式通常用電子膨脹閥的開度表征制冷劑流量，這進一步降低了數據的準確性[1]。

以上方式是以時間、流量、電量中的某種物理量作為室內獲得冷熱量的表征參數，如果能按內機實際冷量比例進行分攤，分攤結果必然更加公平合理。因此按照冷熱量分攤的方法逐漸發展成熟，如全分戶冷量表方式、風機盤管進出水溫差和流量等計算冷量、空氣焓差計算冷量等多種方式[7]。

各種冷量分攤系統的準確度需用統一的測試方法進行對比，即將此定為該標準方法的試驗對象并以偏差來表征，且在術語定義中的3.1和3.4，在“電量分攤”定義中以“注”的形式明確界定本標準測試方法針對采用依據室內機的冷熱用量分攤方式進行設計的。“室內機組消耗電量”中明確定義為：“在一定時間周期內，根據一定規則將室外機總電量分攤到每臺室內機的電量?！迸c依據內機耗電量的分攤方式進行區分。

3 測試場景選取及測試方法

3.1 機組性能影響因素分析

對按冷熱量進行電量分攤的分戶計量系統進行試驗方法的設計，需要明確對機組制冷制熱性能影響較大的因素。

（1）長配管影響

一拖多型多聯機組，內機安裝位置與外機距離遠近的差異，導致配管長短有較大差異，而制冷劑流經的管路長度、壓損壓降、熱損等都是影響機組性能的重要因素[3]。林鋮志在其《大容量多聯機的開發與配管長度對機組性能影響的研究》碩士論文中進行了詳細的分析。管路的壓力損失會隨著管路的加長而增加，系統的能力和能效均會降低[3]。室內外機組連接配管長度增加將導致制冷時室內機的蒸發溫度升高、除濕能力降低、制冷量衰減[4]。

在假設制冷劑流速不變、管徑不變的理想情況下，通過模擬試驗得到制冷量隨管長增加而降低的對應關系：管長為10 m時，制冷量約65 kW，管長為100 m時，制冷量將至約50 kW，當管長達到200 m，制冷量降低至35 kW左右，降幅超過45%。說明同一機組用戶，開啟相同擋位模式運行情況下，10 m配管用戶得到的冷量遠超200 m配管用戶，在分戶計量系統計算過程中必須考慮并修正該影響公平性的因素。

（2）高落差的影響

為了良好適配大型高層建筑，多聯機外機容量不斷發展增容，可配內機數量大幅增多，這種獨特結構決定的安裝問題，實際安裝一般將外機放于頂層或底層，導致內機與外機之間存在不可避免的高落差現象[5-6]。圖1為室外機在底層，內機安裝至第N層樓高，每層安裝3臺的情況。

燕子騰等人在《高落差多分支管路結構對多聯式空調系統能力影響的快速仿真》中采用仿真軟件進行模擬計算后發現，隨著內機高度遞增，落差增大，內機制冷能力嚴重衰減，室內機高度每增加20 m，室內機的能力衰減2.7%～11.9%[6]，且高度差過大時，管路內的壓降過大、電子膨脹閥前壓力過低，從而導致液態制冷劑閃蒸，系統無法穩定工作[6]。

3.2 測試場景確定

考慮影響多聯機性能的多種因素，采用控制變量法，該標準選取3種場景進行測試：室內機容量差異測試、長配管場景測試、高落差場景測試。為兼容3種場景測試，試驗安裝方式如圖2所示。

其中，待測室內機#1與待測室內機#2之間的容量之比大于等于5，待測室內機#2是上述兩臺待測室內機中容量較大的室內機，待測室內機#2與待測室內機#3是兩臺相同標稱型號的室內機。

同時開啟#1和#3，作為容量差異場景測試對比樣機；同時開啟#2和#3，作為長配管場景測試對比樣機；同時開啟#2和#3，通過調節調節閥，模擬高落差壓差，作為高落差測試對比樣機。每個場景分別進行制冷和制熱兩種工況且每種連續5個小時的測試。下面以高落差場景為例進行簡要介紹。

從試驗的實際操作性與經濟方面的考慮，很難將內機實際安裝到不同高度樓層進行測試分攤測試，該標準以落差壓力等效替代的方式進行模擬。首先同時開啟#2和#3，不斷調整調節閥1，使壓力差（ρ1-ρ2）等于內機高度h時的壓損值（ρgh），其中ρ為調節閥1入口處的冷媒密度，h為待測內機放置的模擬高度，如本次進行模擬40 m高度的內機位置，則h取40。調節閥1調整完畢后維持此開度，進行如表1所示的5小時制冷工況的運行測試。

采樣率設為1次/分鐘情況下，整機實時能效比按照公式（1）計算：

EERi ——實時能效比；

Wcti ——室內機#2和#3的實時總制冷量，單位為瓦（W）；

Wi——室外機實時功率，單位為瓦（W）。

高落差樣機#2的實時耗電量按照公式（2）計算：

其中：

hci——室內機#2的實時制冷量，單位為瓦（W）；

EERi ——實時能效比；

Cci ——室內機#2在制冷工況下的實時耗電量，單位為瓦（W）。

最后將5小時的Cci 進行累加，得到室內機#2按照冷量分攤方式應分攤的電量，對比被測系統軟件輸出的分攤電量進行偏差計算。

在高落差場景制熱工況下測試中，將圖2液管的安裝方式平移到氣管配管連接上，壓差等效方式相同，對內機#2和內機#3再次進行連續5小時的參數調節和實時功率監測。

容量差異測試和長配管測試場景參考高落差場景，開啟對應兩組室內機做對比。

4 試驗結果

按照該標準的方法進行安裝和試驗以冷熱量方式分攤的分戶計量系統，取其中一套測試數據示例，如表2所示，不同場景的每1個小時記錄并計算分攤偏差。

5 結 語

我國大型建筑能耗約占全國18%～25%，且根據發達國家的發展經驗來看，建筑能耗會隨著國家發展而增加[7]。大型建筑所使用的多聯機設備是構成建筑能耗的重要部分，在滿足用戶合理舒適需求的基礎上，降低多聯機能耗對我國構建綠色節能建筑具有戰略性意義。通過該標準提出的測試方法對冷熱量分戶計費系統的分攤偏差進行評估，能推進行業技術的發展步伐，通過不斷提高準確性的分戶計費系統，用經濟杠桿調動國民建立節能環保意識，養成良好的用能習慣，舉國上下共同完成雙碳目標。

參考文獻

[1]楊樂，李先樂. 商業建筑多聯機分戶計費方式探究 [J].住宅科技，2014（10）：34-37.

[2]肖寒松，楊子旭，石靖峰，等.對多聯機分戶計量方法的探討[J].家電科技，2020（S1）：2-6.

[3]林鋮志.大容量多聯機的開發與配管長度對機組性能影響的研究 [D].廣州：華南理工大學，2017.

[4]劉志勝，李子愛，石文星，等.多聯機性能隨配管長度衰減特性研究 [J].暖通空調，2016（7）：99-104.

[5]邵雙全，梁楠，田長青，等.多聯式空調制冷系統動態仿真研究[J].制冷學報.2011，32（1）：16-22．

[6]燕子騰，曹昊敏， 莊大偉，等.高落差多分支管路結構對多聯式空調系統能力影響的快速仿真[ J ] .制冷學報，2023，44（1）：59-70.

[7]徐曉寧，丁云飛，朱赤輝，等.基于網絡控制的中央空調運行管理、控制與分戶計費系統[J].建筑科學，2009，25（6）：65-67+72.

作者簡介

胡亞欣，工程師，智能交互試驗室主任工程師，主要從事智能家電檢測和技術標準方向的研究工作。

焦利敏，高級工程師，智能家居試驗室主任，主要從事智能家電檢測和技術標準方向的研究工作。

亓新，正高級工程師，副總工程師，主要從事家電檢測、標準化方向的研究工作。

楊露，工程師，認證中心技術質量部副部長，主要從事認證質量體系運行，認證人員、實驗室管理以及認證項目等管理工作。

肖慧春，工程師，認證中心技術質量部主任，主要從事產品認證相關的工作。

張萌萌，經濟師，所長辦公室主任，主要從事檢測領域政策研究申報工作。

（責任編輯：張佩玉）