CN111158245A - 一种基于物联网的建筑节能监测管理方法 - Google Patents

一种基于物联网的建筑节能监测管理方法 Download PDF

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丁小燕
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2639—Energy management, use maximum of cheap power, keep peak load low

Abstract

本发明提供了一种基于物联网的建筑节能监测管理方法，通过能耗监测系统的传感器采集监测数据，获得建筑的室内外环境参数，并且将数据传输至节能监控系统，节能监控系统根据所述数据进行控制调节后，将调节后的信息传输至中心服务器，中心服务器通过公共网络与远程监控系统进行连接，从而对建筑的整体能耗进行实时管理。本发明对建筑能耗设备诸如中央空调主机、水泵、冷却水泵、空调风机、新风机、通风机、给排水系统、照明系统、供配电系统、电梯系统等设备进行了节能管理，降低了建筑设备的能耗，提高了设备可靠性和自动控制性能。

Description

一种基于物联网的建筑节能监测管理方法
技术领域
本发明属于建筑物自动控制技术领域，具体涉及一种基于物联网的建筑节能监测管理方法。
背景技术
近年来，随着经济的发展，我国的建筑业发展迅猛，建筑能耗已经占据社会总能耗的30％以上，并且有逐年上升的趋势。其中，公共建筑的耗能情况尤为严重，虽然公共建筑数量只占总建筑物数量的 5％左右，但其能耗却占建筑总能耗的22％，单位面积的用电能耗为普通住宅的5～15倍。同时，我国正处于能源相对短缺的时期，建筑高能耗状况加大了我国能源压力，制约着国民经济的可持续发展，建筑节能已是刻不容缓。因此，监测、控制和降低公共建筑能耗成为了当前建筑节能工作的一项重要内容。
建筑节能，在发达国家最初为减少建筑中能量的散失，普遍称为“提高建筑中的能源利用率”，在保证提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，增大室内外能量交换热阻，以减少供热系统、空调制冷制热、照明、热水供应因大量热消耗而产生的能耗。建筑能耗有两种定义方法：广义建筑能耗是指从建筑材料制造、建筑施工，一直到建筑使用的全过程能耗。狭义的建筑能耗，即建筑的运行能耗，就是人们日常用能，如采暖、空调、照明、炊事、洗衣等的能耗，他是建筑能耗中的主导部分。随着经济收入的增长和生活质量的提高，建筑消费的重点将从“硬件(装修和耐用的消费品)”消费转向“软件(功能和环境品质)”消费，因此保障室内空气品质所需的能耗(空调、通风、采暖、热水供应)将会迅速上升。
然而现有的公共建筑在线节能诊断方法，其诊断的能耗不够全面，数据可靠性差，不容易实现，复杂繁琐，不能针对不同类型属性的公共建筑的能耗针对性的进行节能诊断，不能快速便捷准确的诊断出公共建筑的能耗是否符合节能标准要求，实用性较差，不能实现自动化和远程控制对公共建筑的能耗是否符合节能标准要求的结果进行诊断判定，
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的建筑节能监测管理方法，解决了现有技术中存在图像拼接技术存在时延，无法实现实时监控的问题。
本发明采用的技术方案为：一种基于物联网的建筑节能监测管理方法，其特征在于，通过能耗监测系统的传感器采集监测数据，获得建筑的室内外环境参数，并且将数据传输至节能监控系统，节能监控系统根据所述数据进行控制调节后，将调节后的信息传输至中心服务器，中心服务器通过公共网络与远程监控系统进行连接，从而对建筑的整体能耗进行实时管理。具体步骤包括：
步骤1：获取各个建筑类型的整体耗能数据，
步骤2：将所述数据进行预处理后，发送至公共建筑在线节能诊断系统，用于对公共建筑的能耗进行实时比较并显示出诊断结果；
步骤3：、按照时段统计待诊断公共建筑的能耗数据和测量待诊断公共建筑的面积以及确定待诊断公共建筑的类型；
步骤4：根据公共建筑在线节能诊断系统显示出的诊断结果判定公共建筑的能耗是否符合节能标准要求。
步骤5：如果总体能耗高于建筑能耗设备的能源实时数据，则将数据库中的节能标准值或目标值进行比较，超标时发出警报，并给出超标诊断；
步骤6：输出控制信号，通过网络连接控制建筑能耗设备，降低建筑能耗设备运行功率或停机，上位能源管理计算机对建筑能耗设备中的一种、两种或多种进行节能控制
建筑类型包括商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑、交通运输类建筑、办公建筑和其他建筑。
诊断具体为将建筑物的实时耗能数据与大数据环境下的该类型的建筑的平均能耗进行比较。
步骤2中所述的数据处理具体为：
步骤2.1：对历史建筑能耗数据进行数据预处理；
步骤2.2：提取历史建筑能耗数据的特征向量用于进行聚类分析发现建筑物特有的能耗模式，所述特征向量包括每小时平均能耗Cavg 和每小时最高能耗Cmax；
能源管理计算机内装有节能管理软件和数据库，数据库装有采集程序、建筑节能标准库、能耗统计分析软件、历史数据查询软件、远程监控软件。。
节能监控系统包括中央空调节能监控系统、供水节能监控系统、供电节能监控系统、照明节能监控系统。
本发明的有益效果是：
本发明能够在建筑实际运行过程中对每个采样点的能耗数据进行分析，及时发现和报告能耗异常；能够识别任意公共建筑运行过程中存在的能耗模式，然后据此对能耗数据进行分析；由于识别能耗模式采用的聚类算法具有抗噪声干扰能力，即使能耗数据中存在噪声，也不影响实际检测结果。本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
一种基于物联网的建筑节能监测管理方法，其特征在于，通过能耗监测系统的传感器采集监测数据，获得建筑的室内外环境参数，并且将数据传输至节能监控系统，节能监控系统根据所述数据进行控制调节后，将调节后的信息传输至中心服务器，中心服务器通过公共网络与远程监控系统进行连接，从而对建筑的整体能耗进行实时管理。
具体步骤包括：
步骤1：获取各个建筑类型的整体耗能数据，
步骤2：将所述数据进行预处理后，发送至公共建筑在线节能诊断系统，用于对公共建筑的能耗进行实时比较并显示出诊断结果；
步骤3：、按照时段统计待诊断公共建筑的能耗数据和测量待诊断公共建筑的面积以及确定待诊断公共建筑的类型；
步骤4：根据公共建筑在线节能诊断系统显示出的诊断结果判定公共建筑的能耗是否符合节能标准要求。
步骤5：如果总体能耗高于建筑能耗设备的能源实时数据，则将数据库中的节能标准值或目标值进行比较，超标时发出警报，并给出超标诊断；
步骤6：输出控制信号，通过网络连接控制建筑能耗设备，降低建筑能耗设备运行功率或停机，上位能源管理计算机对建筑能耗设备中的一种、两种或多种进行节能控制
建筑类型包括商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑、交通运输类建筑、办公建筑和其他建筑。
诊断具体为将建筑物的实时耗能数据与大数据环境下的该类型的建筑的平均能耗进行比较。
步骤2中所述的数据处理具体为：
步骤2.1：对历史建筑能耗数据进行数据预处理；
步骤2.2：提取历史建筑能耗数据的特征向量用于进行聚类分析发现建筑物特有的能耗模式，所述特征向量包括每小时平均能耗 Cavg和每小时最高能耗Cmax；
能源管理计算机内装有节能管理软件和数据库，数据库装有采集程序、建筑节能标准库、能耗统计分析软件、历史数据查询软件、远程监控软件。
节能监控系统包括中央空调节能监控系统、供水节能监控系统、供电节能监控系统、照明节能监控系统。
本发明由于相互联网、统一采集建筑能耗设备的实时能耗数据，通过上位能源管理计算机统一计算分析，与数据库中的节能标准或目标值进行比较，超标时发出报警，并给出超标诊断，输出控制信号，通过管理器PLC连接具体建筑能耗设备，使之降低能耗运行或部分停机。本发明还可以通过因特网远程管理建筑能耗数据。本发明对建筑能耗设备诸如中央空调主机、水泵、冷却水泵、空调风机、新风机、通风机、给排水系统、照明系统、供配电系统、电梯系统等设备进行了节能管理，降低了建筑设备的能耗，提高了设备可靠性和自动控制性能。

Claims (6)

1.一种基于物联网的建筑节能监测管理方法，其特征在于，通过能耗监测系统的传感器采集监测数据，获得建筑的室内外环境参数，并且将数据传输至节能监控系统，节能监控系统根据所述数据进行控制调节后，将调节后的信息传输至中心服务器，中心服务器通过公共网络与远程监控系统进行连接，从而对建筑的整体能耗进行实时管理。具体步骤包括：
步骤1：获取各个建筑类型的整体耗能数据，
步骤2：将所述数据进行预处理后，发送至公共建筑在线节能诊断系统，用于对公共建筑的能耗进行实时比较并显示出诊断结果；
步骤3：、按照时段统计待诊断公共建筑的能耗数据和测量待诊断公共建筑的面积以及确定待诊断公共建筑的类型；
步骤4：根据公共建筑在线节能诊断系统显示出的诊断结果判定公共建筑的能耗是否符合节能标准要求。
步骤5：如果总体能耗高于建筑能耗设备的能源实时数据，则将数据库中的节能标准值或目标值进行比较，超标时发出警报，并给出超标诊断；
步骤6：输出控制信号，通过网络连接控制建筑能耗设备，降低建筑能耗设备运行功率或停机，上位能源管理计算机对建筑能耗设备中的一种、两种或多种进行节能控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的建筑节能监测管理方法，其特征在于，所述建筑类型包括商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑、交通运输类建筑、办公建筑和其他建筑。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的建筑节能监测管理方法，其特征在于，所述诊断具体为将建筑物的实时耗能数据与大数据环境下的该类型的建筑的平均能耗进行比较。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的建筑节能监测管理方法,其特征在于，步骤2中所述的数据处理具体为：
步骤2.1：对历史建筑能耗数据进行数据预处理；
步骤2.2：提取历史建筑能耗数据的特征向量用于进行聚类分析发现建筑物特有的能耗模式，所述特征向量包括每小时平均能耗Cavg和每小时最高能耗Cmax。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的建筑节能监测管理方法，其特征在于，能源管理计算机内装有节能管理软件和数据库，数据库装有采集程序、建筑节能标准库、能耗统计分析软件、历史数据查询软件、远程监控软件。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的建筑节能监测管理方法，其特征在于，所述节能监控系统包括中央空调节能监控系统、供水节能监控系统、供电节能监控系统、照明节能监控系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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