CN111474858A

CN111474858A - 一种建筑能源管理控制系统及方法

Info

Publication number: CN111474858A
Application number: CN202010249029.9A
Authority: CN
Inventors: 裴玉君; 迟庆伟
Original assignee: Beijing Tiancheng Guantong Energy Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Tiancheng Guantong Energy Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: CN111474858B

Abstract

本发明提出了一种建筑能源管理控制系统及方法，该系统包括主控单元，与数据库单元连接；控制单元，用于接收主控单元的控制信息，并将控制信息发送到终端，并调取终端传送信息，并将调取的信息发送到主控单元；数据库单元，用于获取数据并进行存储，与主控单元连接；该方法包括根据终端情况建立数据库，并通过数据库存储终端数据；获取不同终端的实时数据；根据实时数据与数据库中的数据进行对比后生成操作指令；将生成的操作指令发送到终端，对终端进行调整；本发明提出的建筑能源管理控制系统及方法采用自动方式进行调整，进而使得终端等设备在使用的过程中能够达到最大能效，避免造成资源的浪费。

Description

一种建筑能源管理控制系统及方法

技术领域

本发明涉及建筑节能领域，特别是指一种建筑能源管理控制系统及方法。

背景技术

建筑节能及能源管理系统软件(包含楼宇自控系统软件)已经历了多年的发展；

现有技术中的建筑节能及能源管理系统软件及系统中，普遍存在楼宇软件后者系统仅能够只监不控或者控制目标值均为人为设定的问题；而且，室内室外工况设计为定值，不能在动态状态下进行动态自动调整；致使空调暖通及各类楼宇设备等在使用的过程中不能达到最大能效，进而造成资源的浪费。

发明内容

本发明提出一种建筑能源管理控制系统及方法，解决了现有技术中的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种建筑能源管理系统，包括：

主控单元，与数据库单元连接；

控制单元，用于接收主控单元的控制信息，并将控制信息发送到终端，并调取终端传送信息，并将调取的信息发送到主控单元；

数据库单元，用于获取数据并进行存储，与主控单元连接。

作为进一步的技术方案，还包括：操作单元，与主控单元连接。

作为进一步的技术方案，主控单元包括：

用于提取数据信息的提取模块，与控制单元连接；

用于根据提取的数据信息和数据库单元中预存信息进行对比分析后生成指令的处理模块，与提取单元和数据库单元连接；

通讯模块，分别与数据库单元和控制单元连接。

作为进一步的技术方案，数据库单元包括：

用于存储冷却机组中冷却剂动态压焓图数据的第一存储模块，与主控单元连接；

用于存储历史数据的第二存储模块，与主控单元连接；

用于存储终端变频电机阙值的第三存储模块，与主控单元连接。

作为进一步的技术方案，数据库单元还包括：

用于存储特殊作业环境的空气调节数据的第四存储模块，与主控单元连接。

作为进一步的技术方案，第二存储模块包括：

历史环境气候存储区，与主控单元连接；

历史终端运行数据存储区，与主控单元连接。

本发明还提出了一种建筑能源管理方法，包括如下步骤：

S1、根据终端情况建立数据库，并通过数据库存储终端数据；

S2、获取不同终端的实时数据；

S3、根据实时数据与数据库中的数据进行对比后生成操作指令；

S4、将S3步骤中生成的操作指令发送到终端，对终端进行调整。

优选的，S2步骤为：定时获取不同终端的实时数据。

优选的，S3步骤为：根据实时数据与数据库中的数据进行对比后生成操作指令，并定时进行操作指令的设定。

优选的，S4步骤为：将S3步骤中生成的操作指令定时发送到终端，对终端进行调整。

本发明技术方案通过主控单元对控制单元的控制，获取相应终端的事实数据，并根据获取的实时数据通过主控单元调取数据库单元中的历史数据，通过数据的比对形成优化方案，并通过控制单元进行终端的调整，以确保终端能够根据实际情况进行终端的调整，此过程中无需人工介入，均采用自动方式进行调整，进而使得终端等设备在使用的过程中能够达到最大能效，避免造成资源的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明一种建筑能源管理控制系统一个实施例的结构框图；

图2为本发明一种建筑能源管理控制系统另一个实施例的结构框图；

图3为主控单元的结构框图；

图4为数据库单元的结构框图；

图5为本发明中一种建筑能源管理方法的流程图。

图中：

1-主控单元；11-提取模块；12-处理模块；12-通讯模块；2-控制单元；3-数据库单元；31-第一存储模块；32-第二存储模块；33-第三存储模块；34-第四存储模块；4-操作单元；5-终端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明提出的一种建筑能源管理系统，包括：

主控单元1与数据库单元3连接；控制单元2用于接收主控单元1的控制信息，并将控制信息发送到终端5，并调取终端5传送信息，并将调取的信息发送到主控单元1；数据库单元3用于获取数据并进行存储，与主控单元1连接。

需要说明的是，本发明中的终端5为中央空调供应系统包括冷机、锅炉、水泵、冷却塔、换热器等设备，为建筑物提供空调用的冰水或热水、生活热水等；也称作能源中心、动力机房、冷冻机房和锅炉房等；

其中，

主控单元1包括提取模块11、处理模块12和通讯模块13，该通过通讯模块13与主控单元1和数据库单元3简历联系，并提取模块11与控制单元2连接，用于提取数据信息，用于根据提取的数据信息和数据库单元3中预存信息进行对比分析后生成指令；通讯模块13分别与数据库单元3和控制单元2连接；

实际使用的过程中，通过提取单元能够分别提取控制单元2获取的终端5数据和数据库单元3中的数据；并通过处理模块12对提取的数据进行处理，并在处理后生成执行指令，并将执行指令发送到控制单元2，供控制单元2进行执行；通讯单元置于提取单元与控制单元2和数据库单元3之间，供提取单元通讯使用；本发明中，控制单元2可以直接选用楼宇控制系统，这样在已经具备楼宇控制系统的情况下，不改变现有的情况，可以直接使用本发明的技术方案；

数据库单元3包括第一存储模块31、第二存储模块32和第三存储模块33，该第一存储模块31与主控单元1连接，通过第一存储模块31存储冷却机组中冷却剂动态压焓图数据，第二存储模块32与主控单元1连接，通过第二存储模块32存储历史数据；第三存储模块33与主控单元1连接，通过第三存储模块33存储终端5变频电机阙值；具体的，第二存储模块32包括历史环境气候存储区和历史终端5气候存储区该历史环境气候存储区与主控单元1连接；历史终端5运行数据存储区与主控单元1连接；

当然，在本发明中，数据库单元3还包括第四存储模块34，该第四存储模块34与主控单元1连接，通过第四存储模块34存储特殊作业环境的空气调节数据；

具体的，根据各种制冷机组使用的制冷剂建立了动态压焓图数据库；并通过第一存储模块31存储动态压焓图数据库；

获取使用环境的气候区建立不少于5年的历史天气气候数据库；根据使用环境的气候区建立比少于20例的中央空调运行数据库及预期不满意指数数据库；并通过第二存储单元存储天气气候数据库、中央空调运行数据库及预期不满意指数数据库；另外，根据第二存储单元中的内容建立CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学)模型及相关业态的舒适度模型和动态焓湿图数据库，并通过第二存储模块32存储；

另外，由于空调系统冷媒水温度的变化及末端设备使用量的变化引起水泵输送能量的变化，因此建立水泵各类参与空气调节风机的变频电机的阙值数据库，并通过第三存储模块33存储阙值数据库；

而，本发明的使用环境为医院，而医院中不同的区域卫生等条件要求不同，因此，针对医院不同的环境中建立不同卫生条件的空气调节数据库，并通过第四存储模块34进行存储；

本发明中，还包括操作单元4，该操作单元4与主控单元1连接；本发明中操作单元4可以选择楼宇集成软件，并与主控单元1实现双向通讯；实现终端5数据直接获取，当然由于操作单元4的设置，可以接入其他系统，能够灵活的接收其他系统的指令，并更好的进行查看和数据统计。

如图5所示，本发明还提出了一种建筑能源管理方法，包括如下步骤：

根据终端5情况建立数据库，并通过数据库存储终端5数据；通过数据库单元3中的第一存储模块31存储冷却机组中冷却剂动态压焓图数据；通过第二存储模块32存储历史数据；通过第三存储模块33存储终端5变频电机阙值；当然，在具有特殊要求的卫生环境时，通过第四存储模块34存储特殊作业环境的空气调节数据；

获取不同终端5的实时数据；具体的，定时获取不同终端5的实时数据；本发明中，根据不同的情况，可以通过控制单元2或楼宇控制系统提取终端5的事实运行数据；具体的时间间隔根据实际情况设定；进而获取终端5运行时产生的符合数据(相应设备运行状态)；

根据实时数据与数据库中的数据进行对比后生成操作指令；具体的，根据实时数据与数据库中的数据进行对比后生成操作指令，并定时进行操作指令的设定；即根据负荷数据，调取设备维护计划和节能设定，依据设备性能数据和整个空调系统的热响应模型CFD模型对各设备(冷机、水泵等)的启停、切换、参数设定；进而生成指定时间的优化运行方案；

据数据库中已经存储的数据结合实时获取的数据通过数据库中的模型进行仿真评估，进而通过仿真评估获取运行能耗、输出功率、水系统的温度和流量变化以及大楼的温度变化；

其中，仿真评估中的模型CFD分为静态模型和动态模型两类，前者主要描述设备在各种工况下稳定运行时的性能，后者主要描述各种因素与水温或室温变化率间的关系；另外，水系统和建筑物本身具有蓄热/冷效应(当制冷开始时，冷冻水水温逐渐降低、而建筑物各处的温度则以更缓慢的速度降低)，完全基于静态特性的模型无法准确模拟和预测它们的行为，而全部采用动态模型会大大增加计算负担；采用静态为主，动态为辅的系统模型可以缓解这一矛盾。

无论是静态还是动态模型都采用统计方法，均是根据历史数据建立；由于训练样本的质量决定着统计模型CFD的准确性；主要的数据是设备(冷机、冷却塔、水泵等)的性能以及楼宇对制冷/热的反应特性会随着时间、环境、和维护水平的不同而发生变化；因此，在仿真的过程中，是在空闲时将最新的运行数据加入训练样本，然后重新建立相关模型；实现获取相应的最有方案，进而根据最有方案形成操作指令；

将生成的操作指令发送到终端5，对终端5进行调整；具体的，生成的操作指令定时发送到终端5，对终端5进行调整；具体的，优化运行方案中针对当前时刻的运行指令和设定将通过楼宇自动化系统或者控制单元2发送到相应的终端5。

终端5获取生成的指令后，可以加/减冷机、提高/降低供水温度、加/减水泵、提高/降低供水泵频率等等多种操作中的一种或多种，使得空调冷热源的状态变化到新的状态，具体的设定完成5分钟后达到新设定的状态。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种建筑能源管理系统，其特征在于，包括：

主控单元(1)，与所述数据库单元(3)连接；

控制单元(2)，用于接收所述主控单元(1)的控制信息，并将控制信息发送到终端(5)，并调取终端(5)传送信息，并将调取的信息发送到主控单元(1)；

数据库单元(3)，用于获取数据并进行存储，与所述主控单元(1)连接。

2.如权利要求1所述的建筑能源管理系统，其特征在于，还包括：操作单元(4)，与所述主控单元(1)连接。

3.如权利要求1所述的建筑能源管理系统，其特征在于，所述主控单元(1)包括：

用于提取数据信息的提取模块(11)，与所述控制单元(2)连接；

用于根据提取的数据信息和数据库单元(3)中预存信息进行对比分析后生成指令的处理模块(12)，与所述提取单元和所述数据库单元(3)连接；

通讯模块(13)，分别与所述数据库单元(3)和所述控制单元(2)连接。

4.如权利要求1所述的建筑能源管理系统，其特征在于，所述数据库单元(3)包括：

用于存储冷却机组中冷却剂动态压焓图数据的第一存储模块(31)，与所述主控单元(1)连接；

用于存储历史数据的第二存储模块(32)，与所述主控单元(1)连接；

用于存储终端(5)变频电机阙值的第三存储模块(33)，与所述主控单元(1)连接。

5.如权利要求1所述的建筑能源管理系统，其特征在于，所述数据库单元(3)还包括：

用于存储特殊作业环境的空气调节数据的第四存储模块(34)，与所述主控单元(1)连接。

6.如权利要求1所述的建筑能源管理系统，其特征在于，所述第二存储模块(32)包括：

历史环境气候存储区，与所述主控单元(1)连接；

历史终端(5)运行数据存储区，与所述主控单元(1)连接。

7.一种实施如权利要求1-6任一项所述系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S2、获取不同终端的实时数据；

8.如权利要求7所述方法，其特征在于，所述S2步骤为：定时获取不同终端的实时数据。

9.如权利要求7所述方法，其特征在于，所述S3步骤为：根据实时数据与数据库中的数据进行对比后生成操作指令，并定时进行操作指令的设定。

10.如权利要求7所述方法，其特征在于，所述S4步骤为：将S3步骤中生成的操作指令定时发送到终端，对终端进行调整。