一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，包括能源管理中心、網(wǎng)絡(luò)接入集成系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心通過網(wǎng)絡(luò)接入集成系統(tǒng)連接所述能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心還連接有服務(wù)器；所述能源管理系統(tǒng)包括集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)，所述電力系統(tǒng)包括照明用電計(jì)量系統(tǒng)、空調(diào)用電系統(tǒng)、動(dòng)力用電系統(tǒng)以及特殊用電系統(tǒng)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)以建筑為平臺(tái)，以建筑設(shè)備為對(duì)象，以感測(cè)技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為手段，創(chuàng)建安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境。
【專利說明】
一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及建筑能源管理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑高耗能的問題日益突出。在我國(guó)現(xiàn)有的約430億m2建筑中，只有4%采取了節(jié)能措施，單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達(dá)國(guó)家新建建筑的3倍以上。根據(jù)測(cè)算，如果不采取有力的節(jié)能措施，到2020年，中國(guó)建筑能耗將是現(xiàn)在的3倍以上。建筑節(jié)能己成為“十二五”期間節(jié)能減排工作的重要一環(huán)。國(guó)務(wù)院于2011年8月31日下發(fā)了《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》，強(qiáng)調(diào)從規(guī)劃、法規(guī)、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)等方面全面推進(jìn)建筑節(jié)能。
[0003]在我國(guó)目前的國(guó)情下，宏觀層面的建筑能源管理是由政府主導(dǎo)的，部分工作由第三方參與。微觀的建筑能源管理主要是通過對(duì)建筑物的日常運(yùn)行維護(hù)和對(duì)用戶耗能行為方式實(shí)施有效的管理，并通過能效改善和節(jié)能改造實(shí)現(xiàn)節(jié)能。宏觀層面的建筑能源管理是以社會(huì)或國(guó)家的利益作為工作角度，而微觀層面的建筑能源管理則是以建筑使用者利益為出發(fā)點(diǎn)，在具體實(shí)施時(shí)，微觀層面的建筑能源管理必須以宏觀層面的建筑能源管理為導(dǎo)向，宏觀層面的能源管理則最終要落實(shí)到微觀層面的能源管理上來，以此來推動(dòng)建筑節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。而要實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀層面的建筑能源管理分析，服務(wù)于宏觀層面的建筑能源管理工作，就涉及大量的數(shù)據(jù)采集、整合與處理，這些數(shù)據(jù)內(nèi)容龐大，形式多種多樣，并且隨著時(shí)間推移而不斷更新，科學(xué)、高效地處理和利用這些數(shù)據(jù)，在以前是無法想象的事情，需要配套的技術(shù)和解決方案對(duì)建筑能耗進(jìn)行精細(xì)化管理，其難度極高。
[0004]因此，鑒于上述方案于實(shí)際制作及實(shí)施使用上的缺失之處，而加以修正、改良，同時(shí)本著求好的精神及理念，并由專業(yè)的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的輔助，以及在多方巧思、試驗(yàn)后，方創(chuàng)設(shè)出本實(shí)用新型，特再提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理控制系統(tǒng)，能夠?qū)⒛芎臄?shù)據(jù)匯集到建筑能源管理數(shù)據(jù)中心，由數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析、處理，從而提供更高級(jí)的數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，可對(duì)建筑群能耗進(jìn)行綜合統(tǒng)籌管理。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中建筑能源管理工作涉及數(shù)據(jù)量龐大、形式多種多樣，其采集、整合與處理復(fù)雜，不能實(shí)現(xiàn)科學(xué)、高效地處理和利用這些數(shù)據(jù)的問題。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，包括能源管理中心、網(wǎng)絡(luò)接入集成系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心通過網(wǎng)絡(luò)接入集成系統(tǒng)連接所述能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心還連接有服務(wù)器；
[0008]所述能源管理系統(tǒng)包括集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)，所述電力系統(tǒng)包括照明用電計(jì)量系統(tǒng)、空調(diào)用電系統(tǒng)、動(dòng)力用電系統(tǒng)以及特殊用電系統(tǒng)。
[0009]進(jìn)一步地，所述能源管理系統(tǒng)通過直接數(shù)字控制器對(duì)所述集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0010]進(jìn)一步地，所述其它能源系統(tǒng)包括地源熱栗，所述地源熱栗的輸出熱量滿足:
[0011]Q = Jk Δ Tdv，其中Q為輸出熱量，k為熱燴修正系數(shù)，V為流經(jīng)地源熱栗熱水的流量，T為供回水溫度差。
[0012]進(jìn)一步地，所述能源管理系統(tǒng)中能源消耗量滿足關(guān)系:
[0013]P = U*I*cosa，W=P*t，其中U為電壓，I為電流，cosa為功率因數(shù)，t為時(shí)間，P為能源管理系統(tǒng)功率，其單位為kW，W為能量消耗量，其單位為kW.ho
[0014]進(jìn)一步地，所述其它能源系統(tǒng)包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括控制器，所述控制器連接有單晶硅太陽能電池組、太陽自動(dòng)跟蹤裝置、蓄電池組以及直流配電盤，所述直流配電盤還連接有逆變器和直流負(fù)載，所述逆變器還連接有交流配電盤，所述交流配電盤輸出到交流電網(wǎng)，所述交流配電盤還連接所述太陽自動(dòng)跟蹤裝置。
[0015]進(jìn)一步地，所述地源熱栗包括兩組熱栗機(jī)組:第一熱栗機(jī)組和第二熱栗機(jī)組，且所述第一熱栗機(jī)組和第二熱栗機(jī)組分別連接集水器和分水器，其中第一熱栗機(jī)組還連接有土壤埋管，第二熱栗機(jī)組還通過換熱器連接有抽水井，所述抽水井還連接有水質(zhì)處理器。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0017]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)以建筑為平臺(tái)，以建筑設(shè)備為對(duì)象，以感測(cè)技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為手段，創(chuàng)建安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的地源熱栗的系統(tǒng)方框圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0022]如圖1-2所示，本實(shí)施例中的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，包括能源管理中心、網(wǎng)絡(luò)接入集成系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心通過網(wǎng)絡(luò)接入集成系統(tǒng)連接所述能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心還連接有服務(wù)器。在實(shí)際應(yīng)用過程中，所述能源管理系統(tǒng)包括集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)，所述電力系統(tǒng)包括照明用電計(jì)量系統(tǒng)、空調(diào)用電系統(tǒng)、動(dòng)力用電系統(tǒng)以及特殊用電系統(tǒng)。
[0023]所述能源管理系統(tǒng)通過直接數(shù)字控制器對(duì)所述集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并利用這些監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行能源開發(fā)管理。
[0024]其它能源系統(tǒng)包括地源熱栗，地源熱栗包括兩組熱栗機(jī)組:第一熱栗機(jī)組和第二熱栗機(jī)組，且所述第一熱栗機(jī)組和第二熱栗機(jī)組分別連接集水器和分水器，其中第一熱栗機(jī)組還連接有土壤埋管，第二熱栗機(jī)組還通過換熱器連接有抽水井，所述抽水井還連接有水質(zhì)處理器。
[0025]該地源熱栗的監(jiān)控原理如下:從抽水井抽上來的地?zé)崴?地下水或地表水)通過換熱器，為用戶提供熱源(也可以是冷源)；地?zé)崴部梢韵冉?jīng)過換熱器換熱，之后再通過第二熱栗機(jī)組熱交換后給用戶提供熱源。
[0026]根據(jù)用戶側(cè)供水、回水溫度來控制抽水栗的流量大小，當(dāng)DDC接受到溫度變送的信號(hào)后，通過預(yù)先編制的程序，產(chǎn)生控制信號(hào)調(diào)節(jié)抽水栗的運(yùn)行功率。
[0027]根據(jù)集水器水溫和分水器水溫來控制二級(jí)板式換熱器側(cè)的水源熱栗機(jī)組的啟停，當(dāng)分水器溫度達(dá)到設(shè)定值上限或二者溫度差值達(dá)到設(shè)定值下限時(shí)，則運(yùn)行一臺(tái)熱栗機(jī)組，當(dāng)分水器溫度達(dá)到設(shè)定值下限或溫度差值達(dá)到設(shè)定值上限時(shí)，則運(yùn)行兩臺(tái)熱栗機(jī)組。當(dāng)DDC接受到溫度變送的信號(hào)后，通過預(yù)先編制的程序，產(chǎn)生控制信號(hào)調(diào)節(jié)熱力循環(huán)栗的運(yùn)行功率。
[0028]當(dāng)兩臺(tái)熱栗機(jī)組同時(shí)運(yùn)行但分水器供水溫度無法滿足要求時(shí)，啟動(dòng)土壤側(cè)熱栗機(jī)組、循環(huán)栗以及土壤側(cè)循環(huán)栗。
[0029]地源熱栗監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)量傳感器的設(shè)置:
[0030]①在地源熱栗系統(tǒng)的熱源側(cè)總進(jìn)水管設(shè)置一個(gè)循環(huán)水流量傳感器。
[0031 ]②在地源熱栗系統(tǒng)的用戶側(cè)總進(jìn)水管設(shè)置一個(gè)循環(huán)水流量傳感器。
[0032]③在地源熱栗系統(tǒng)的熱源側(cè)總進(jìn)、出水管各設(shè)置一個(gè)水溫度傳感器。
[0033]④在地源熱栗系統(tǒng)的用戶側(cè)總進(jìn)、出水管各設(shè)置一個(gè)水溫度傳感器。
[0034]⑤在地源熱栗機(jī)組、循環(huán)栗配電輸入端設(shè)置一個(gè)電能表。
[0035]系統(tǒng)熱源測(cè)總進(jìn)、出水管各設(shè)置一個(gè)水溫度傳感器，用來計(jì)算進(jìn)水和出水的溫度差，再結(jié)合熱源測(cè)總進(jìn)水管設(shè)置的循環(huán)水流量傳感器，就可以計(jì)算出熱水流經(jīng)系統(tǒng)所流失的能量，即系統(tǒng)自身的熱量消耗;同理，用戶層總進(jìn)、出水管傳感器的設(shè)置，可計(jì)算出系統(tǒng)熱交換所釋放的熱量，即用戶所使用的總能量。其計(jì)算公式為:
[0036]Q = Jk Δ Tdv
[0037]其中，k為熱絵修正系數(shù);Q為輸出熱量;V為流經(jīng)地源熱栗熱水的流量；ΔT為供回水溫度差。
[0038]空調(diào)主機(jī)房的監(jiān)控原理如下:(I)冷量的計(jì)量:在冷凍水循環(huán)的總供水管和總回水管出口設(shè)置有溫度傳感器Tl，T2，同時(shí)在總供水管處設(shè)置有流量傳感器FT，根據(jù)這些傳感器的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出提供給用戶冷凍水冷量的多少。
[0039](2)電量的計(jì)量:在每個(gè)制冷機(jī)機(jī)組、冷卻水栗、冷凍水栗和冷卻塔風(fēng)機(jī)的配電輸入端設(shè)置電壓互感器、電流互感器、功率因數(shù)表，通過建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中的DDC進(jìn)行電壓、電流、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)每個(gè)機(jī)電設(shè)備的能耗計(jì)量，其具體計(jì)算見下式。
[0040]P = UIcosa ,W=Pt ；
[0041]其中，U為電壓，I為電流，cosa為功率因數(shù)，t為時(shí)間，P為能源管理系統(tǒng)功率，其單位為kW，W為能量消耗量，其單位為kW.ho
[0042]其它能源系統(tǒng)還包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括控制器，所述控制器連接有單晶硅太陽能電池組、太陽自動(dòng)跟蹤裝置、蓄電池組以及直流配電盤，所述直流配電盤還連接有逆變器和直流負(fù)載，所述逆變器還連接有交流配電盤，所述交流配電盤輸出到交流電網(wǎng)，所述交流配電盤還連接所述太陽自動(dòng)跟蹤裝置。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由單晶硅太陽能電池組經(jīng)由太陽能控制器向蓄電池組充電，當(dāng)蓄電池組充電達(dá)到上限電壓值后，由控制器執(zhí)行自動(dòng)停充，斷開單晶硅太陽能電池組的充電回路;而當(dāng)蓄電池組電壓低于上限電壓時(shí)，將單晶硅太陽能電池組接入充電回路恢復(fù)充電。同時(shí)，通過直流配電盤為建筑內(nèi)的直流負(fù)載提供所需用電。逆變器由直流配電盤供電，將單晶硅太陽能電池組和蓄電池組輸送的直流電(DC)變成三相交流電(AC)，之后再通過交流配電盤以三相四線制向交流負(fù)載供電。而當(dāng)太陽能發(fā)電量有富余時(shí)，為不使能源浪費(fèi)，則將富余部分且滿足電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的交流輸送給電公共電網(wǎng)。當(dāng)蓄電池組的電壓降至下限時(shí)，太陽能控制器將切斷對(duì)直流配電盤的部分輸出，其中主要使逆變器停止工作，進(jìn)而切斷向交流配電盤的供電。交流負(fù)載則改由公共電網(wǎng)供電;直流負(fù)載功率較小，可仍由直流配電柜供電。
[0043]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，包括能源管理中心、網(wǎng)絡(luò)接入集成系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心通過網(wǎng)絡(luò)接入集成系統(tǒng)連接所述能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心還連接有服務(wù)器； 所述能源管理系統(tǒng)包括集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)，所述電力系統(tǒng)包括照明用電計(jì)量系統(tǒng)、空調(diào)用電系統(tǒng)、動(dòng)力用電系統(tǒng)以及特殊用電系統(tǒng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述能源管理系統(tǒng)通過直接數(shù)字控制器對(duì)所述集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。3.如權(quán)利要求2所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述其它能源系統(tǒng)包括地源熱栗，所述地源熱栗的輸出熱量滿足: Q = i k Δ Tdv，其中Q為輸出熱量，k為熱燴修正系數(shù)，V為流經(jīng)地源熱栗熱水的流量，T為供回水溫度差。4.如權(quán)利要求3所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述能源管理系統(tǒng)中能源消耗量滿足關(guān)系: P = MRcosa，W=P*t，其中U為電壓，I為電流，cosa為功率因數(shù)，t為時(shí)間，P為能源管理系統(tǒng)功率，其單位為kW，W為能量消耗量，其單位為kW.ho5.如權(quán)利要求1-2任意一項(xiàng)所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述其它能源系統(tǒng)包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括控制器，所述控制器連接有單晶硅太陽能電池組、太陽自動(dòng)跟蹤裝置、蓄電池組以及直流配電盤，所述直流配電盤還連接有逆變器和直流負(fù)載，所述逆變器還連接有交流配電盤，所述交流配電盤輸出到交流電網(wǎng)，所述交流配電盤還連接所述太陽自動(dòng)跟蹤裝置。6.如權(quán)利要求3所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述地源熱栗包括兩組熱栗機(jī)組:第一熱栗機(jī)組和第二熱栗機(jī)組，且所述第一熱栗機(jī)組和第二熱栗機(jī)組分別連接集水器和分水器，其中第一熱栗機(jī)組還連接有土壤埋管，第二熱栗機(jī)組還通過換熱器連接有抽水井，所述抽水井還連接有水質(zhì)處理器。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK205427488SQ201521060411
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日
【發(fā)明人】郭其峰, 王秀清, 李帥, 梁豐強(qiáng), 王曉琪, 楚榮昌, 鄭逢廣
【申請(qǐng)人】鴻大工程有限公司