CN105549516A - 一种公共建筑能耗监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种公共建筑能耗监测系统，数据采集子系统采集建筑物内各个监控点的电量信息，水耗量信息，燃气量，集中供热耗热量，集中供冷耗冷量，中央空调机组的运行信息；通信网络将数据采集子系统采集的各项数据信息传输至监控中心；监控中心接收并对采集的各项数据信息进行存储，统计，分析，处理以及通过通信网络下达控制指令；还为业主提供有效的能源使用和持续的能源节约提供实施依据。实现了针对大型公共建筑的节能应用，提供建筑能耗监测、设备节能运行管理一体化解决方案，并以建筑机电设备节能控制技术为手段，实现对中央空调、风机、水泵、采暖、照明等系统设备运行效率的动态分析及设备的运行节能控制。
Description
技术领域
本发明涉及建筑能耗监测系统领域，尤其涉及一种公共建筑能耗监测系统。
背景技术
随着我国经济社会的发展和环境资源压力越来越大，节能减排形势严峻。在大力推进建筑领域节能工作中，国家机关办公建筑和大型公共建筑高耗能的问题日益突出。据统计，我国国家机关办公建筑和大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%，但年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%，每平方米年耗电量是普通居民住宅的10～20倍，是欧洲、日本等发达国家同类建筑的1.5～2倍。做好国家机关办公建筑和大型公共建筑的节能管理工作，不仅直接关系到能耗降低20%的节能战略目标的实现，而且对整个节能减排工作具有强有力的示范作用。
国家大型公共机构建筑能耗监测系统建设标准已出台，由于中国的地域性差异比较大，能耗计量系统建设的地方规范更有利于系统建设的可实施性和合理性。
近年来，各个地方经济得到了强有力的发展，公共建筑规模也迅速发展壮大，用能也呈现了刚性增长趋势。另外一些新建建筑物及配套设施用能持续增长，能源消耗日益增加。
此外很多大型公共建筑年代久远，设施陈旧，管网渗漏的情况较为普遍，电能远程监测手段不到位；造成了部分工作人员节能意识不强，造成能源大幅度浪费。因此能耗监测平台的建设就非常必要，那么能耗监测平台的建设就需要一个地方标准来规范它，同时也使能耗监测平台有建设依据。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种公共建筑能耗监测系统，包括：监控中心、通信网络、数据采集子系统；
所述数据采集子系统用于采集建筑物内各个监控点的电量信息，水耗量信息，燃气量，集中供热耗热量，集中供冷耗冷量，中央空调机组的运行信息；
所述通信网络用于将所述数据采集子系统采集的各项数据信息传输至所述监控中心；
所述监控中心接收并对采集的各项数据信息进行存储，统计，分析，处理以及通过通信网络下达控制指令；还为业主提供有效的能源使用和持续的能源节约提供实施依据。
优选地，所述数据采集子系统包括：照明电量采集模块、插座电量采集模块、水耗量采集模块、燃气量采集模块、集中供热耗热量采集模块、集中供冷耗冷量采集模块、空调用电量采集模块；
所述照明电量采集模块用于采集监控点照明的用电量信息，并将采集的用电量信息通过通信网络上传监控中心；
所述插座电量采集模块用于采集监控点插座的用电量信息，并将采集的用电量信息通过通信网络上传监控中心；
所述水耗量采集模块用于采集监控点水耗量信息，并将采集的水耗量信息通过通信网络上传监控中心；
所述燃气量采集模块用于采集监控点燃气量信息，并将采集的燃气量信息通过通信网络上传监控中心；
所述集中供热耗热量采集模块用于采集监控点集中供热耗热量，并将采集的集中供热耗热量通过通信网络上传监控中心；
所述集中供冷耗冷量采集模块用于采集监控点集中供冷耗冷量，并将采集的集中供冷耗冷量通过通信网络上传监控中心；
所述空调用电量采集模块用于采集监控点空调用电量，并将采集的空调用电量通过通信网络上传监控中心；
所述监控中心包括：信息量统计模块、时间记录模块、建筑单位面积用电量计算模块、单位面积照明用电量计算模块、单位面积插座设备用电量计算模块、单位面积空调用电量计算模块；
所述时间记录设置模块用于记录所述数据采集子系统采集各项数据的时间及日期以及设置所述数据采集子系统采集各项数据的时间段；
所述信息量统计模块用于对采集时间段内的采集数据进行累加求和；
所述建筑单位面积用电量计算模块用于计算建筑单位面积用电量，且由采集时间段内的总用电量除以建筑总面积计算得到；
所述单位面积照明用电量计算模块用于计算单位面积照明用电量，且由采集时间段内的照明总用电量除以建筑总照明面积计算得到；
所述单位面积插座设备用电量计算模块用于计算单位面积插座设备用电量，且由采集时间段内的插座设备总用电量除以插座设备参考面积计算得到；
所述单位面积空调用电量计算模块用于计算单位面积空调用电量，且由采集时间段内的空调总用电量除以总空调面积计算得到。
优选地，所述监控中心包括：总能耗对比分析模块、单位面积对比分析模块；
所述总能耗对比分析模块用于信息量统计模块对采集时间段内采集数据进行累加求和后，所述总能耗对比分析模块将求和后的数据与该建筑物其他采集时间段的求和数据进行比较分析，或所述总能耗对比分析模块将求和后的数据与同一采集时间段内其他建筑物的采集数据累加和进行比较分析，并将上述比较分析结果显示在监控中心的显示屏上；
所述单位面积对比分析模块用于分别针对同一建筑物的建筑单位面积用电量、单位面积照明用电量、单位面积插座设备用电量、单位面积空调用电量在不同采集时间段的情况下进行比较分析，或针对同一采集时间段，不同建筑物的建筑单位面积用电量、单位面积照明用电量、单位面积插座设备用电量、单位面积空调用电量进行比较分析，并将上述比较分析结果显示在监控中心的显示屏上。
优选地，所述数据采集子系统包括：制冷机组数据采集模块、冷却水泵数据采集模块、冷却塔风机数据采集模块；
所述制冷机组数据采集模块用于采集制冷机组运行时的总有功电能数据信息、三相电压数据信息、三相电流数据信息、有功功率数据信息、无功功率数据信息、功率因数数据信息、频率数据信息；
所述冷却水泵数据采集模块用于采集冷却水泵运行时的总有功电能数据信息、三相电压数据信息、三相电流数据信息、有功功率数据信息、无功功率数据信息、功率因数数据信息、频率数据信息；
所述冷却塔风机数据采集模块用于采集冷却塔风机运行时的总有功电能数据信息、三相电压数据信息、三相电流数据信息、有功功率数据信息、无功功率数据信息、功率因数数据信息、频率数据信息；
所述监控中心通过通信网络分别接收所述制冷机组数据采集模块、所述冷却水泵数据采集模块、所述冷却塔风机数据采集模块采集的数据信息，并对采集的各项数据信息进行存储，统计，处理，显示。
优选地，包括：中央空调主机、中央空调分机、设置在每个中央空调分机上的阀门感应装置和风速感应装置、设置在监控区域内的控制面板；
中央空调每个分机均设有风机盘管，每个风机盘管上设有管道阀门，所述阀门感应装置和风速感应装置分别设置在各分机的风机盘管上，并与风机盘管的管道阀门连接，所述阀门感应装置感应管道阀门的开启与关闭；所述风速感应装置用于感应风机盘管的风速信息；
所述监控中心包括：数据获取模块、时间计量模块、计费模块；
所述数据获取模块分别与阀门感应装置和风速感应装置连接，用于获取阀门感应装置感应对应管道阀门的开启与关闭状态以及获取风机盘管的风速信息；
所述时间计量模块用于计量每个管道阀门的开启与关闭的时长；
所述计费模块用于根据阀门感应装置感应管道阀门的开启与关闭状态，并结合时间计量模块计量每个管道阀门的开启时长和风速信息，计算出每个用电户的电费；
所述控制面板设有风速调节装置；
所述风速调节装置用于调节中央空调分机的输出风速；
所述风速调节装置设有低档风速、中档风速、高档风速；
时间计量模块设有低档风速计时子模块、中档风速计时子模块、高档风速计时子模块；
所述低档风速计时子模块用于计量中央空调分机在低档风速时的运行时长；
所述中档风速计时子模块用于计量中央空调分机在中档风速时的运行时长；
所述高档风速计时子模块用于计量中央空调分机在高档风速时的运行时长。
优选地，公共建筑能耗监测系统的中央空调分户计量采用当量时间计量计费，通过如下公式计量计费：
Q=∫Xvt（X:型号能力系数；v:风速系数；t:当量时间）
当量时间：t=K时段×K盘管×(K高×T高+K中×T中+K低×T低)其中：
t:风机盘管的总当量时间，单位h
K盘管：各盘管的制冷制热盘（即型号能力系数，根据中央空调的盘管确定）
K高：风机盘管高档的档位系数（即高档风速系数）
K中：风机盘管中档的档位系数（即中档风速系数）
K低:风机盘管低档的档位系数（即低挡风速系数）
T高：风机盘管高档的有效使用时间
T中：风机盘管中档的有效使用时间
T低:风机盘管低档的有效使用时间
K时段：分时段系数（按日分摊，默认为1）
X:型号能力系数是根据不同规格风机盘管来确定，其额定供冷量和供热量不同。具体的根据中央空调的设计参数来给定，此参数为建筑物设计时，中央空调的给定参数；
v风速系数不同规格风机盘管，不同风速下的风量不同。通常高档风速时为1，中档风速时为0.75，低档风速时为0.5。
优选地，建筑物为多层或高层建筑，每层设有多个房间；
房间内设有与监控中心通信连接的房间空调控制面板；
所述房间空调控制面板包括：房间温度传感器、房间地址模块；
所述房间温度传感器用于感应房间内的温度；
所述房间地址模块用于设定房间地址编码；
所述监控中心包括：信息获取模块以及K线生成单元；
所述K线生成单元包括：采样时间段设定模块、K线时段设定模块、K线分解模块、K线统计模块以及K线图显示模块；
所述信息获取模块分别与房间地址模块和房间温度传感器通信连接，所述信息获取模块用于获取房间地址编码以及每个房间内的温度信息，并将获取的房间地址编码以及每个房间内的温度信息传输给K线生成单元；
所述采样时间段设定模块用于设置所述信息获取模块的采样时间段；
所述K线时段设定模块用于在所述采样时间段设定模块设定的采样时间段内，设定单个K线的显示时长；
所述K线分解模块用于根据设定的采样时间段和K线显示时长，分解出在设定的采样时间段内包含K线的个数；
所述K线统计模块用于在K线显示的时长内，统计采样温度的最高值和最低值；
所述K线图显示生成模块用于根据接收的房间地址编码以及每个房间内的温度信息，采用二维坐标系生成在设定采样时间段内每个房间所有温度K线的分布情况。
优选地，所述采样时间段设定模块设置的采样时间段包括：按照日期计量，且在日期内，以小时时间段为采样时间段；
K线时段设定模块按照小时时间段设定单个K线的显示时长；
所述采样时间段设定模块设置的采样时间段包括：按照月期计量，且在月内，以日期段为采样时间段；
或
所述采样时间段设定模块设置的采样时间段包括：按照年期计量，且在年内，以月份段为采样时间段；
K线时段设定模块按照日期段设定单个K线的显示时长，
或K线时段设定模块按照月份段设定单个K线的显示时长。
优选地，所述K线图显示生成模块包括：K线图显示模块；
所述K线图显示模块采用的二维坐标系，横轴显示为时间坐标，纵轴显示为温度坐标；
所述横轴显示有在单个K线的显示时长内，获取到的初始温度、结束温度以及在该时间段内的最低温度和最高温度；
监控中心包括：显示屏；
所述显示屏用于采用的二维坐标系显示所述K线图显示生成模块生成的温度K线的分布情况；
所述K线图显示生成模块生成的温度K线采用多种颜色。
优选地，还包括：移动终端客户端、信息交互平台；
所述监控中心包括：信息推送模块、数据库；
所述信息推送模块用于通过通信网络与所述信息交互平台进行通信连接，将采集、统计，分析，处理的各项数据信息上传至信息交互平台；
所述移动终端客户端与所述信息交互平台通信连接，用于使所述移动终端获取所述信息交互平台上，信息推送模块推送的各项数据信息。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
公共建筑能耗监测系统针对大型公共建筑的节能应用，提供建筑能耗监测、设备节能运行管理一体化解决方案，适用于新建、改建、扩建项目中建筑机电设备能效跟踪控制节能管理；以建筑机电设备节能控制技术为手段，实现对中央空调、风机、水泵、采暖、照明等系统设备运行效率的动态分析及设备的运行节能控制，为用户提供先进高效的综合能源管理解决方案；为用户建立能源指挥和控制组织管理体系，通过定制智能化、个性化的高效能源管理解决方案为用户带来持续的能源节约。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为公共建筑能耗监测系统的整体示意图；
图2为公共建筑能耗监测系统的实施例示意图；
图3为楼宇总能耗对比实施例示意图；
图4为单位面积对比实施例示意图；
图5为中央空调数据监控实施例示意图；
图6为中央空调分户计量计费示意图；
图7为中央空调分户计量计费实施例示意图；
图8为公共建筑能耗监测系统的K线显示示意图；
图9为公共建筑能耗监测系统的K线显示实施例示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
本实施例提供一种公共建筑能耗监测系统，如图1所示，包括：监控中心1、通信网络2、数据采集子系统3；
数据采集子系统3用于采集建筑物内各个监控点的电量信息，水耗量信息，燃气量，集中供热耗热量，集中供冷耗冷量，中央空调机组的运行信息；
通信网络2用于将数据采集子系统采集的各项数据信息传输至监控中心；
监控中心1接收并对采集的各项数据信息进行存储，统计，分析，处理以及通过通信网络下达控制指令；还为业主提供有效的能源使用和持续的能源节约提供实施依据。
公共建筑能耗监测系统能够对能耗的分类，有效的监测对象，将能耗检测目标进行系统划分，为后面能耗值的有效展示。能够对建筑物的能耗通过数字的方式展现、或曲线的方式展现、或饼状图的方式展现，并运用监控数据对未来进行预测。
本发明具有网络化规模效应、产品功能集成度高，不仅能够对大型公共建筑内的能耗和环境信息进行在线监测，而且还能对海量数据进行统计、分析和处理，形成有效的控制策略，在保证舒适度的情况下可以更有效的优化照明及空调参数，从而达到最优节能。
本发明系统服务器根据能耗数据之间的关联关系和变化规律，进行能效模型建立，对系统能耗进行优化，然后根据能效优化的结果，制定一系列能效优化规则，以此来指导能量优化。各种规则将构成规则库，进而建立能效优化专家系统，在大型公共建筑实际运行中，实时指导各种设备的运行，实现有效降低能耗的目的。
通信网络采用网状拓扑结构，不仅能增加网络的覆盖面，使网络覆盖大型公共建筑的每个角落，避免了既有大型公共建筑布线成本高、组网不灵活等数据可靠性差的缺点，而且这种拓扑有利于网络的自我组织及修复，增加网络的稳定性和可靠性。通信网络采用具有时间同步的WIA协议，避免网络数据传输的冲突及丢失，使节点采集的数据能快速的、准确的到达系统服务器。
通信网络可以采用GPRS、或者以太网、或者3G宽带通信网络、或Mbus总线，或用RS232总线、或者ZigBee或进行数据传输。
这里通信网络采用WIA无线通信协议为核心，对大型公共建筑的每个房间的能耗、温湿度、照度、CO2浓度和人员活动等信息进行采集，采集的信息通过WIA无线网关传输至系统服务器，系统服务器对这些信息进行统计、分析、处理和WEB发布，提取出建筑物内的人员活动习惯及能源需求，针对不同的需求，结合本身的数据库产生控制指令，控制指令经WIA无线网关转发给无线传感网节点，在保证舒适度的情况下可以更有效的优化照明及空调参数，使其处于优化运行状态，从而达到最优节能。
本实施例中，如图2所示，数据采集子系统3包括：照明电量采集模块11、插座电量采集模块12、水耗量采集模块13、燃气量采集模块14、集中供热耗热量采集模块15、集中供冷耗冷量采集模块16、空调用电量采集模块17；
照明电量采集模块11用于采集监控点照明的用电量信息，并将采集的用电量信息通过通信网络上传监控中心；
插座电量采集模块12用于采集监控点插座的用电量信息，并将采集的用电量信息通过通信网络上传监控中心；
水耗量采集模块13用于采集监控点水耗量信息，并将采集的水耗量信息通过通信网络上传监控中心；
燃气量采集模块14用于采集监控点燃气量信息，并将采集的燃气量信息通过通信网络上传监控中心；
集中供热耗热量采集模块15用于采集监控点集中供热耗热量，并将采集的集中供热耗热量通过通信网络上传监控中心；
集中供冷耗冷量采集模块16用于采集监控点集中供冷耗冷量，并将采集的集中供冷耗冷量通过通信网络上传监控中心；
空调用电量采集模块17用于采集监控点空调用电量，并将采集的空调用电量通过通信网络上传监控中心；
监控中心1包括：信息量统计模块21、时间记录模块22、建筑单位面积用电量计算模块23、单位面积照明用电量计算模块24、单位面积插座设备用电量计算模块25、单位面积空调用电量计算模块26；
时间记录设置模块22用于记录数据采集子系统3采集各项数据的时间及日期以及设置数据采集子系统3采集各项数据的时间段；
信息量统计模块21用于对采集时间段内的采集数据进行累加求和；
建筑单位面积用电量计算模块23用于计算建筑单位面积用电量，且由采集时间段内的总用电量除以建筑总面积计算得到；
单位面积照明用电量计算模块24用于计算单位面积照明用电量，且由采集时间段内的照明总用电量除以建筑总照明面积计算得到；
单位面积插座设备用电量计算模块25用于计算单位面积插座设备用电量，且由采集时间段内的插座设备总用电量除以插座设备参考面积计算得到；
单位面积空调用电量计算模块26用于计算单位面积空调用电量，且由采集时间段内的空调总用电量除以总空调面积计算得到。
本实施例中，监控中心1包括：总能耗对比分析模块27、单位面积对比分析模块28；
总能耗对比分析模块27用于信息量统计模块21对采集时间段内采集数据进行累加求和后，总能耗对比分析模块27将求和后的数据与该建筑物其他采集时间段的求和数据进行比较分析，或总能耗对比分析模块将求和后的数据与同一采集时间段内其他建筑物的采集数据累加和进行比较分析，并将上述比较分析结果显示在监控中心的显示屏上；
单位面积对比分析模块28用于分别针对同一建筑物的建筑单位面积用电量、单位面积照明用电量、单位面积插座设备用电量、单位面积空调用电量在不同采集时间段的情况下进行比较分析，或针对同一采集时间段，不同建筑物的建筑单位面积用电量、单位面积照明用电量、单位面积插座设备用电量、单位面积空调用电量进行比较分析，并将上述比较分析结果显示在监控中心的显示屏上。
如图3所示，公共建筑能耗监测系统将建筑物的总能耗进行对比分析，对能耗进行分类，有效的明确监测对象，将能耗检测目标进行系统划分，为后面能耗值的有效展示。能够对建筑物的能耗通过数字的方式展现、或曲线的方式展现、或饼状图的方式展现，并运用监控数据对未来进行预测。
如图4所示，公共建筑能耗监测系统将建筑物的单位面积的有关数据进行对比分析，这样使能耗监测功能集成度高，不仅能够对大型公共建筑内的能耗和环境信息进行在线监测，而且还能对海量数据进行统计、分析和处理，形成有效的控制策略，在保证舒适度的情况下可以更有效的优化照明及空调参数，从而达到最优节能。
具体的能耗数据的展示不局限于上述几种情况，还可以包括各类建筑的数量与建筑面积、建筑总数量与总建筑面积；各类建筑的平均用能情况；各类标杆建筑的能耗情况；各类建筑的相关能耗指标的最大值、最小值、平均值；不同区域同类建筑的相关能耗指标的比较；各类建筑或总体建筑的能耗变化趋势。
本实施例中，如图5所示，数据采集子系统3包括：制冷机组数据采集模块18、冷却水泵数据采集模块19、冷却塔风机数据采集模块20；
制冷机组数据采集模块18用于采集制冷机组运行时的总有功电能数据信息、三相电压数据信息、三相电流数据信息、有功功率数据信息、无功功率数据信息、功率因数数据信息、频率数据信息；
冷却水泵数据采集模块19用于采集冷却水泵运行时的总有功电能数据信息、三相电压数据信息、三相电流数据信息、有功功率数据信息、无功功率数据信息、功率因数数据信息、频率数据信息；
冷却塔风机数据采集模块20用于采集冷却塔风机运行时的总有功电能数据信息、三相电压数据信息、三相电流数据信息、有功功率数据信息、无功功率数据信息、功率因数数据信息、频率数据信息；
监控中心1通过通信网络2分别接收制冷机组数据采集模块18、冷却水泵数据采集模块19、冷却塔风机数据采集模块20采集的数据信息，并对采集的各项数据信息进行存储，统计，处理，显示。
这里对中央空调的主要部件进行数据监控，保证中央空调的温度运行。
本实施例中，图6、图7所示，包括：中央空调主机6、中央空调分机、设置在每个中央空调分机上的阀门感应装置9和风速感应装置10、设置在监控区域内的控制面板；
中央空调每个分机均设有风机盘管7，每个风机盘管7上设有管道阀门8，阀门感应装置9和风速感应装置10分别设置在各分机的风机盘管7上，并与风机盘管7的管道阀门8连接，阀门感应装置9感应管道阀门8的开启与关闭；风速感应装置10用于感应风机盘管7的风速信息；
监控中心1包括：数据获取模块51、时间计量模块52、计费模块53；
数据获取模块51分别与阀门感应装置和风速感应装置连接，用于获取阀门感应装置感应对应管道阀门的开启与关闭状态以及获取风机盘管的风速信息；时间计量模块52用于计量每个管道阀门的开启与关闭的时长；
计费模块53用于根据阀门感应装置感应管道阀门的开启与关闭状态，并结合时间计量模块计量每个管道阀门的开启时长和风速信息，计算出每个用电户的电费；
控制面板设有风速调节装置；风速调节装置用于调节中央空调分机的输出风速；风速调节装置设有低档风速、中档风速、高档风速；
时间计量模块设有低档风速计时子模块、中档风速计时子模块、高档风速计时子模块；
低档风速计时子模块用于计量中央空调分机在低档风速时的运行时长；中档风速计时子模块用于计量中央空调分机在中档风速时的运行时长；高档风速计时子模块用于计量中央空调分机在高档风速时的运行时长。
公共建筑能耗监测系统能够实现中央空调分机的分户计量电费。这种计量分摊技术用简单、合理、公平、科学的方法实现了中央空调分户计量和费用分摊。由于这种分摊技术造价相对较低，而且不与空调水系统发生关系，只限于电子控制系统的改造，因此适合于旧楼的中央空调分户计量系统改造。特别适合于以风机盘管的中央空调系统的分户计量。
而且根据中央空调各用户有效使用时间进行分户计量，按量计费，减少了物业管理的纠纷，通过计费管理改变了用户的使用习惯，降低了建筑物的整体能耗，通过中央计费降低了运行费用，延长了空调寿命，实现用户与物业的双赢，具有成本低、施工设计方便和运营维护简单等优点。
中央空调分户计量计费系统还包括：设置在用电户内的控制面板；控制面板设有风速调节装置；风速调节装置用于调节中央空调分机的输出风速。控制面板设置在每个用电户便于用户操作的位置。控制面板还设有制冷与制热调节模块，制冷与制热调节模块用于调节对应中央空调分机的制冷或制热模式。
公共建筑能耗监测系统的中央空调分户计量采用当量时间计量计费，通过如下公式计量计费：
Q=∫Xvt（X:型号能力系数；v:风速系数；t:当量时间）
当量时间：t=K时段×K盘管×(K高×T高+K中×T中+K低×T低)其中：
t:风机盘管的总当量时间，单位h
K盘管：各盘管的制冷制热盘（即型号能力系数，根据中央空调的盘管确定）
K高：风机盘管高档的档位系数（即高档风速系数）
K中：风机盘管中档的档位系数（即中档风速系数）
K低:风机盘管低档的档位系数（即低挡风速系数）
T高：风机盘管高档的有效使用时间
T中：风机盘管中档的有效使用时间
T低:风机盘管低档的有效使用时间
K时段：分时段系数（按日分摊，默认为1）
X:型号能力系数是根据不同规格风机盘管来确定，其额定供冷量和供热量不同。具体的根据中央空调的设计参数来给定，此参数为建筑物设计时，中央空调的给定参数；
v风速系数不同规格风机盘管，不同风速下的风量不同。通常高档风速时为1，中档风速时为0.75，低档风速时为0.5。
这样监控中心1的数据获取模块51和时间计量模块52将获取的数据信息代入上述公式即可得出用电户的电量，在换算为电费，实现中央空调系统的分户计量。
本实施例中，为了使得公共建筑能耗监测系统监控画面显示丰富，建筑物内各个房间或各个监测点的温度显示采用K线显示。具体为，如图8和图9所示，建筑物为多层或高层建筑，每层设有多个房间；房间内设有与监控中心1通信连接的房间空调控制面板4；
房间空调控制面板4包括：房间温度传感器41、房间地址模块42；
房间温度传感器41用于感应房间内的温度；房间地址模块42用于设定房间地址编码；
监控中心1包括：信息获取模块31以及K线生成单元5；
K线生成单元5包括：采样时间段设定模块36、K线时段设定模块32、K线分解模块33、K线统计模块34以及K线图显示模块35；
信息获取模块31分别与房间地址模块42和房间温度传感器41通信连接，信息获取模块31用于获取房间地址编码以及每个房间内的温度信息，并将获取的房间地址编码以及每个房间内的温度信息传输给K线生成单元5；
采样时间段设定模块36用于设置信息获取模块的采样时间段；K线时段设定模块32用于在采样时间段设定模块设定的采样时间段内，设定单个K线的显示时长；K线分解模块33用于根据设定的采样时间段和K线显示时长，分解出在设定的采样时间段内包含K线的个数；K线统计模块34用于在K线显示的时长内，统计采样温度的最高值和最低值；K线图显示生成模块35用于根据接收的房间地址编码以及每个房间内的温度信息，采用二维坐标系生成在设定采样时间段内每个房间所有温度K线的分布情况。
采样时间段设定模块设置的采样时间段包括：按照日期计量，且在日期内，以小时时间段为采样时间段；K线时段设定模块按照小时时间段设定单个K线的显示时长；
采样时间段设定模块设置的采样时间段包括：按照月期计量，且在月内，以日期段为采样时间段；或采样时间段设定模块设置的采样时间段包括：按照年期计量，且在年内，以月份段为采样时间段；
K线时段设定模块按照日期段设定单个K线的显示时长，或K线时段设定模块按照月份段设定单个K线的显示时长。
本实施例中K线显示的是在一段时间内的温度波动区间，其中，采样时间段设定模块设置样时间段可以以日为基准，可以为月、或季度、或年为基准。以日为基准时，K线表述在一日内，每小时的温度变化。以年为基准时，K线表述在一年内，每月的温度变化。这样能使用户充分了解每日、或每月、或每年的温度变化波动范围。
K线时段设定模块按照日期段设定单个K线的显示时长；或K线时段设定模块按照月份段设定单个K线的显示时长。这里是设定K线的温度波动时段区间。
本实施例中，可以通过K线获取一栋建筑物内每个房间的温度波动区间，也可以获取一栋建筑物内每个楼层、或每个监控点、或建筑物内各个区域内的温度波动。具体的，
包括：设置在建筑物每个楼层的楼层空调控制面板；楼层空调控制面板包括：楼层温度传感器、楼层地址模块；楼层温度传感器用于感应楼层内的温度；楼层地址模块用于设定楼层地址编码；监控中心包括：楼层信息获取模块；楼层信息获取模块分别与楼层地址模块和楼层温度传感器通信连接，楼层信息获取模块用于获取楼层地址编码以及每个楼层内的温度信息，并将获取的楼层地址编码以及每个楼层内的温度信息传输给K线生成单元；K线图显示生成模块用于根据接收的楼层地址编码以及每个楼层内的温度信息，采用二维坐标系生成在设定采样时间段内每个房间所有温度K线的分布情况。这样监控中心可以获取每个楼层内的温度，并通过K线显示每个楼层的温度情况。
本实施例中，设置在建筑物每个监控点的监控点空调控制面板；监控点空调控制面板包括：监控点温度传感器、监控点地址模块；监控点温度传感器用于感应监控点内的温度；监控点地址模块用于设定监控点地址编码；监控中心包括：监控点信息获取模块；监控点信息获取模块分别与监控点地址模块和监控点温度传感器通信连接，监控点信息获取模块用于获取监控点地址编码以及每个监控点内的温度信息，并将获取的监控点地址编码以及每个监控点内的温度信息传输给K线生成单元；
K线图显示生成模块用于根据接收的监控点地址编码以及每个监控点内的温度信息，采用二维坐标系生成在设定采样时间段内每个房间所有温度K线的分布情况。这样监控中心可以获取每个监控点的温度，并通过K线显示每个监控点的温度情况。
K线图还可以显示整栋建筑的温度波动区间，具体的显示参数和显示客体这里不做限定。
K线图显示生成模块包括：K线图显示模块；K线图显示模块采用的二维坐标系，横轴显示为时间坐标，纵轴显示为温度坐标；横轴显示有在单个K线的显示时长内，获取到的初始温度、结束温度以及在该时间段内的最低温度和最高温度；
监控中心包括：显示屏；显示屏用于采用的二维坐标系显示K线图显示生成模块生成的温度K线的分布情况；K线图显示生成模块生成的温度K线采用多种颜色。
本实施例中，还包括：移动终端客户端、信息交互平台；
监控中心1包括：信息推送模块、数据库；信息推送模块用于通过通信网络与信息交互平台进行通信连接，将采集、统计，分析，处理的各项数据信息上传至信息交互平台；移动终端客户端与信息交互平台通信连接，用于使移动终端获取信息交互平台上，信息推送模块推送的各项数据信息。这样用户可以通过移动终端连接到信息交互平台上获取监控中心1推送的数据信息，实时查询监控中心1监控的公共建筑能耗情况，也便于维护人员、维修人员、管理人员了解和掌握建筑物的情况。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种公共建筑能耗监测系统，其特征在于，包括：监控中心、通信网络、数据采集子系统；
所述数据采集子系统用于采集建筑物内各个监控点的电量信息，水耗量信息，燃气量，集中供热耗热量，集中供冷耗冷量，中央空调机组的运行信息；
所述通信网络用于将所述数据采集子系统采集的各项数据信息传输至所述监控中心；
所述监控中心接收并对采集的各项数据信息进行存储，统计，分析，处理以及通过通信网络下达控制指令；还为业主提供有效的能源使用和持续的能源节约提供实施依据。
2.根据权利要求1所述的公共建筑能耗监测系统，其特征在于，
所述数据采集子系统包括：照明电量采集模块、插座电量采集模块、水耗量采集模块、燃气量采集模块、集中供热耗热量采集模块、集中供冷耗冷量采集模块、空调用电量采集模块；
所述照明电量采集模块用于采集监控点照明的用电量信息，并将采集的用电量信息通过通信网络上传监控中心；
所述插座电量采集模块用于采集监控点插座的用电量信息，并将采集的用电量信息通过通信网络上传监控中心；
所述水耗量采集模块用于采集监控点水耗量信息，并将采集的水耗量信息通过通信网络上传监控中心；
所述燃气量采集模块用于采集监控点燃气量信息，并将采集的燃气量信息通过通信网络上传监控中心；
所述集中供热耗热量采集模块用于采集监控点集中供热耗热量，并将采集的集中供热耗热量通过通信网络上传监控中心；
所述集中供冷耗冷量采集模块用于采集监控点集中供冷耗冷量，并将采集的集中供冷耗冷量通过通信网络上传监控中心；
所述空调用电量采集模块用于采集监控点空调用电量，并将采集的空调用电量通过通信网络上传监控中心；
所述监控中心包括：信息量统计模块、时间记录模块、建筑单位面积用电量计算模块、单位面积照明用电量计算模块、单位面积插座设备用电量计算模块、单位面积空调用电量计算模块；
所述时间记录设置模块用于记录所述数据采集子系统采集各项数据的时间及日期以及设置所述数据采集子系统采集各项数据的时间段；
所述信息量统计模块用于对采集时间段内的采集数据进行累加求和；
所述建筑单位面积用电量计算模块用于计算建筑单位面积用电量，且由采集时间段内的总用电量除以建筑总面积计算得到；
所述单位面积照明用电量计算模块用于计算单位面积照明用电量，且由采集时间段内的照明总用电量除以建筑总照明面积计算得到；
所述单位面积插座设备用电量计算模块用于计算单位面积插座设备用电量，且由采集时间段内的插座设备总用电量除以插座设备参考面积计算得到；
所述单位面积空调用电量计算模块用于计算单位面积空调用电量，且由采集时间段内的空调总用电量除以总空调面积计算得到。
3.根据权利要求2所述的公共建筑能耗监测系统，其特征在于，
所述监控中心包括：总能耗对比分析模块、单位面积对比分析模块；
所述总能耗对比分析模块用于信息量统计模块对采集时间段内采集数据进行累加求和后，所述总能耗对比分析模块将求和后的数据与该建筑物其他采集时间段的求和数据进行比较分析，或所述总能耗对比分析模块将求和后的数据与同一采集时间段内其他建筑物的采集数据累加和进行比较分析，并将上述比较分析结果显示在监控中心的显示屏上；
所述单位面积对比分析模块用于分别针对同一建筑物的建筑单位面积用电量、单位面积照明用电量、单位面积插座设备用电量、单位面积空调用电量在不同采集时间段的情况下进行比较分析，或针对同一采集时间段，不同建筑物的建筑单位面积用电量、单位面积照明用电量、单位面积插座设备用电量、单位面积空调用电量进行比较分析，并将上述比较分析结果显示在监控中心的显示屏上。
4.根据权利要求1所述的公共建筑能耗监测系统，其特征在于，
所述数据采集子系统包括：制冷机组数据采集模块、冷却水泵数据采集模块、冷却塔风机数据采集模块；
所述制冷机组数据采集模块用于采集制冷机组运行时的总有功电能数据信息、三相电压数据信息、三相电流数据信息、有功功率数据信息、无功功率数据信息、功率因数数据信息、频率数据信息；
所述冷却水泵数据采集模块用于采集冷却水泵运行时的总有功电能数据信息、三相电压数据信息、三相电流数据信息、有功功率数据信息、无功功率数据信息、功率因数数据信息、频率数据信息；
所述冷却塔风机数据采集模块用于采集冷却塔风机运行时的总有功电能数据信息、三相电压数据信息、三相电流数据信息、有功功率数据信息、无功功率数据信息、功率因数数据信息、频率数据信息；
所述监控中心通过通信网络分别接收所述制冷机组数据采集模块、所述冷却水泵数据采集模块、所述冷却塔风机数据采集模块采集的数据信息，并对采集的各项数据信息进行存储，统计，处理，显示。
5.根据权利要求1所述的公共建筑能耗监测系统，其特征在于，
包括：中央空调主机、中央空调分机、设置在每个中央空调分机上的阀门感应装置和风速感应装置、设置在监控区域内的控制面板；
中央空调每个分机均设有风机盘管，每个风机盘管上设有管道阀门，所述阀门感应装置和风速感应装置分别设置在各分机的风机盘管上，并与风机盘管的管道阀门连接，所述阀门感应装置感应管道阀门的开启与关闭；所述风速感应装置用于感应风机盘管的风速信息；
所述监控中心包括：数据获取模块、时间计量模块、计费模块；
所述数据获取模块分别与阀门感应装置和风速感应装置连接，用于获取阀门感应装置感应对应管道阀门的开启与关闭状态以及获取风机盘管的风速信息；
所述时间计量模块用于计量每个管道阀门的开启与关闭的时长；
所述计费模块用于根据阀门感应装置感应管道阀门的开启与关闭状态，并结合时间计量模块计量每个管道阀门的开启时长和风速信息，计算出每个用电户的电费；
所述控制面板设有风速调节装置；
所述风速调节装置用于调节中央空调分机的输出风速；
所述风速调节装置设有低档风速、中档风速、高档风速；
时间计量模块设有低档风速计时子模块、中档风速计时子模块、高档风速计时子模块；
所述低档风速计时子模块用于计量中央空调分机在低档风速时的运行时长；
所述中档风速计时子模块用于计量中央空调分机在中档风速时的运行时长；
所述高档风速计时子模块用于计量中央空调分机在高档风速时的运行时长。
6.根据权利要求5所述的公共建筑能耗监测系统，其特征在于，
公共建筑能耗监测系统的中央空调分户计量采用当量时间计量计费，通过如下公式计量计费：
Q=∫Xvt（X:型号能力系数；v:风速系数；t:当量时间）
当量时间：t=K时段×K盘管×(K高×T高+K中×T中+K低×T低)其中：
t:风机盘管的总当量时间，单位h
K盘管：各盘管的制冷制热盘（即型号能力系数，根据中央空调的盘管确定）
K高：风机盘管高档的档位系数（即高档风速系数）
K中：风机盘管中档的档位系数（即中档风速系数）
K低:风机盘管低档的档位系数（即低挡风速系数）
T高：风机盘管高档的有效使用时间
T中：风机盘管中档的有效使用时间
T低:风机盘管低档的有效使用时间
K时段：分时段系数（按日分摊，默认为1）
X:型号能力系数是根据不同规格风机盘管来确定，其额定供冷量和供热量不同；
具体的根据中央空调的设计参数来给定，此参数为建筑物设计时，中央空调的给定参数；
v风速系数不同规格风机盘管，不同风速下的风量不同；
通常高档风速时为1，中档风速时为0.75，低档风速时为0.5。
7.根据权利要求1所述的公共建筑能耗监测系统，其特征在于，
建筑物为多层或高层建筑，每层设有多个房间；
房间内设有与监控中心通信连接的房间空调控制面板；
所述房间空调控制面板包括：房间温度传感器、房间地址模块；
所述房间温度传感器用于感应房间内的温度；
所述房间地址模块用于设定房间地址编码；
所述监控中心包括：信息获取模块以及K线生成单元；
所述K线生成单元包括：采样时间段设定模块、K线时段设定模块、K线分解模块、K线统计模块以及K线图显示模块；
所述信息获取模块分别与房间地址模块和房间温度传感器通信连接，所述信息获取模块用于获取房间地址编码以及每个房间内的温度信息，并将获取的房间地址编码以及每个房间内的温度信息传输给K线生成单元；
所述采样时间段设定模块用于设置所述信息获取模块的采样时间段；
所述K线时段设定模块用于在所述采样时间段设定模块设定的采样时间段内，设定单个K线的显示时长；
所述K线分解模块用于根据设定的采样时间段和K线显示时长，分解出在设定的采样时间段内包含K线的个数；
所述K线统计模块用于在K线显示的时长内，统计采样温度的最高值和最低值；
所述K线图显示生成模块用于根据接收的房间地址编码以及每个房间内的温度信息，采用二维坐标系生成在设定采样时间段内每个房间所有温度K线的分布情况。
8.根据权利要求7所述的公共建筑能耗监测系统，其特征在于，
所述采样时间段设定模块设置的采样时间段包括：按照日期计量，且在日期内，以小时时间段为采样时间段；
K线时段设定模块按照小时时间段设定单个K线的显示时长；
所述采样时间段设定模块设置的采样时间段包括：按照月期计量，且在月内，以日期段为采样时间段；
或
所述采样时间段设定模块设置的采样时间段包括：按照年期计量，且在年内，以月份段为采样时间段；
K线时段设定模块按照日期段设定单个K线的显示时长，
或K线时段设定模块按照月份段设定单个K线的显示时长。
9.根据权利要求7所述的公共建筑能耗监测系统，其特征在于，
所述K线图显示生成模块包括：K线图显示模块；
所述K线图显示模块采用的二维坐标系，横轴显示为时间坐标，纵轴显示为温度坐标；
所述横轴显示有在单个K线的显示时长内，获取到的初始温度、结束温度以及在该时间段内的最低温度和最高温度；
监控中心包括：显示屏；
所述显示屏用于采用的二维坐标系显示所述K线图显示生成模块生成的温度K线的分布情况；
所述K线图显示生成模块生成的温度K线采用多种颜色。
10.根据权利要求1所述的公共建筑能耗监测系统，其特征在于，
还包括：移动终端客户端、信息交互平台；
所述监控中心包括：信息推送模块、数据库；
所述信息推送模块用于通过通信网络与所述信息交互平台进行通信连接，将采集、统计，分析，处理的各项数据信息上传至信息交互平台；
所述移动终端客户端与所述信息交互平台通信连接，用于使所述移动终端获取所述信息交互平台上，信息推送模块推送的各项数据信息。
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