CN111594997B - 一种基于物联网的公共建筑空调的控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种基于物联网的公共建筑空调的控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制系统及其节能控制方法，根据用户下班前进入室内的热量变化情况和室内冷量情况来准确控制空调的提前关闭时间，避免出现了现有空调因定时提前关闭空调而造成空调过早关闭使房间温度快速上升或空调过晚关闭使房间的冷量不能最大化利用，大大提高了用户提前关闭空调后的舒适性体验，进一步降低了公共建筑空调的用电能耗。

Description

一种基于物联网的公共建筑空调的控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及公共建筑空调控制领域，具体地说是一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制系统及其节能控制方法。
背景技术
随着我国经济建设的快速发展，中央空调在公共建筑中应用越来越多，中央空调的占公共建筑能耗的60%以上，超过了照明、电梯、办公设备的总能耗，是公共建筑耗能的第一大户，中央空调的节能效果成为公共建筑节能达标的关键。
为进一步降低公共建筑的空调用电能耗，四川省在2011年发布《关于进一步加强空调运行管理的通知》，要求全省各级公共机构在空调运行期间禁止开窗，下班前提前1小时关闭空调；深圳市在2011年发布《深圳市公共机构节能管理办法》，文中规定，包括政府机关、事业单位在内的公共机构，夏季空调温度设置不得低于26℃，下班前半小时应提前关闭空调。
空调在下班前提前关闭可以充分利用室内的冷量或热量，避免出现空调在用户下班时关闭而造成的冷量或热量浪费，可进一步降低空调的用电能耗。但是，空调在下班前定点关闭会明显影响用户的舒适性体验，这是由于进入空调所在房间的热量受房间朝向、房间大小、室外温度环境、室外光照强度等因素影响在空调提前关闭时大小明显不同，定性规定空调在下班前半小时关闭很容易造成空调过早关闭使房间温度快速上升或空调过晚关闭使房间的冷量不能最大化利用，从而明显影响用户的舒适性体验或不能最大化降低空调的用电能耗。例如，在夏天，有时室外温度很高和室外光照强度较大，下班前热量较多进入室内，空调在下班前半小时关闭会造成室内温度明显上升，从而影响用户的舒适性体验，有时室外温度相对较低和室外光照强度一般，下班前热量较少进入室内，空调在下班前半小时关闭不能明显充分利用房间的冷量，造成空调的用电能耗不能最大化降低。
此外，物联网技术可以将中央空调机房、室外环境、末端用户集成在物联网上而形成管控一体化中央空调管理和调度系统，使管理人员能够通过有线和移动终端来实时监测到中央空调系统的运行状态、室外环境的温度和湿度、末端用户的热湿状态，并据此下达系统优化运行的调度指令，以保证舒适环境需求并达到节能的目的。目前，在空调提前关闭控制技术中，如何将物联网技术应用到空调提前关闭控制中以更好地实现空调节能也是一项十分重要的内容。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种公共建筑空调的节能控制系统及其节能控制方法，目的在于克服现有公共建筑空调提前关闭技术容易造成过早关闭使房间温度快速上升或空调过晚关闭使房间的冷量不能最大化利用的缺陷。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制方法，包括以下步骤：
S1、获取空调的目标调节温度、下班时间点期望温度、用户下班时间点和位于用户下班时间点之前的第一预设时间点，将第一预设时间点与用户下班时间点之间的时间段设为空调节能控制时间段；
S2、监测当前时间是否处于空调节能控制时间段，所述空调节能控制时间段按时间先后顺序包括第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段；
S3、在当前时间处于第一空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第一空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第一空调制冷量，并将第一空调制冷量除以第一空调节能控制时间段的时长得出第一平均制冷功率；
S4、在当前时间处于第二空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第二空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第二空调制冷量，并将第二空调制冷量除以第二空调节能控制时间段的时长得出第二平均制冷功率；
S5、将第一空调节能控制时间段的中间时刻作为第一平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻作为第二平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度记为第一时长；
S6、根据第一平均制冷功率、第二平均制冷功率、第一空调节能控制时间段的中间时刻、第一时长和预设的进入室内的热量随时间变化的线性变化关系得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，所述热量线性变化公式为：
Ft=(F1-F0)×t/t1+F0；
Ft-当前时间处于距离第一空调节能控制时间段的中间时刻t时间的时间点时进入室内的热量， F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长；
S7、根据热量线性变化公式、空调的目标调节温度、下班时间点期望温度和预设空调提前关闭时间估算公式计算空调在用户下班之前的提前关闭时间，所述预设空调提前关闭时间估算公式为：
cm(T0-T1)= [(F1-F0)×t3/t1+F0 +(F1-F0)×t2/t1+F0]×（t3-t2）/2；
t4= t3-t2；
c-空气的比热容，m-预设空调所在房间的空气质量, T1-目标调节温度，T0-下班时间点期望温度，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长，t3-用户下班时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t2-空调提前关闭时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t4-空调在用户下班之前的提前关闭时间，即空调提前关闭时间点距离用户下班时间点的时间长度；
S8、根据空调在用户下班之前的提前关闭时间、用户下班时间点确定空调提前关闭时间点，并在当前时间处于空调提前关闭时间点时控制空调提前关闭。
进一步地，所述第一空调节能控制时间段的时间长度和第二空调节能控制时间段的时间长度相等，所述第一空调节能控制时间段的时间长度为4～8min。
本发明还采用如下的技术方案：一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制系统，所述节能控制系统包括安装在空调上的冷量表和控制器；
所述控制器用于获取空调的目标调节温度、下班时间点期望温度、用户下班时间点和位于用户下班时间点之前的第一预设时间点，将第一预设时间点与用户下班时间点之间的时间段设为空调节能控制时间段；
所述控制器用于监测当前时间是否处于空调节能控制时间段，所述空调节能控制时间段按时间先后顺序包括第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段；
所述控制器用于在当前时间处于第一空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第一空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第一空调制冷量，并将第一空调制冷量除以第一空调节能控制时间段的时长得出第一平均制冷功率；
所述控制器用于在当前时间处于第二空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第二空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第二空调制冷量，并将第二空调制冷量除以第二空调节能控制时间段的时长得出第二平均制冷功率；
所述控制器用于将第一空调节能控制时间段的中间时刻作为第一平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻作为第二平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度记为第一时长；
所述控制器用于根据第一平均制冷功率、第二平均制冷功率、第一空调节能控制时间段的中间时刻、第一时长和预设的进入室内的热量随时间变化的线性变化关系得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，所述热量线性变化公式为：
Ft=(F1-F0)×t/t1+F0；
Ft-当前时间处于距离第一空调节能控制时间段的中间时刻t时间的时间点时进入室内的热量，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度；
所述控制器用于根据热量线性变化公式、空调的目标调节温度、下班时间点期望温度和预设空调提前关闭时间估算公式计算空调在用户下班之前的提前关闭时间，所述预设空调提前关闭时间估算公式为：
cm(T0-T1)= [(F1-F0)×t3/t1+F0 +(F1-F0)×t2/t1+F0]×（t3-t2）/2；
t4= t3-t2；
c-空气的比热容，m-预设空调所在房间的空气质量, T1-空调的目标调节温度，T0-下班时间点期望温度,F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时长，t3-用户下班时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t2-空调提前关闭时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t4-空调在用户下班之前的提前关闭时间，即空调提前关闭时间点距离用户下班时间点的时间长度；
所述控制器用于根据空调在用户下班之前的提前关闭时间、用户下班时间点确定空调提前关闭时间点，并在当前时间处于空调提前关闭时间点时控制空调提前关闭。
进一步地，所述第一空调节能控制时间段的时间长度和第二空调节能控制时间段的时间长度相等，所述第一空调节能控制时间段的时间长度为4～8min。
本发明的有益效果是：
（1）根据用户下班前进入室内的热量变化情况和室内冷量情况来准确控制空调的提前关闭时间，避免出现现有空调因定时提前关闭空调而造成空调过早关闭使房间温度快速上升或空调过晚关闭使房间的冷量不能最大化利用，大大提高了用户提前关闭空调后的舒适性体验，进一步降低了空调的用电能耗；
（2）利用太阳光辐射强度与室外空气温度在一段时间内近似呈线性变化的特性，在空调提前关闭前的一段时间内，通过在连续两个较短的时间段内获取空调的实时制冷功率来得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，通过热量线性变化公式来确定空调提前关闭时间点时进入室内的热量值，根据热量线性变化公式、空调的目标调节温度、下班时间点期望温度和预设空调提前关闭时间估算公式计算空调在用户下班之前的提前关闭时间，并在当前时间处于空调提前关闭时间点时控制空调提前关闭，使室内空气温度在用户下班时正处于下班时间点期望温度附近，在满足用户提前关闭空调后还可享受相对舒适温度环境的的同时有效降低了空调的用电能耗，避免出现空调因过早关闭而使用户关闭空调后不能享受相对舒适的温度环境和空调因过晚关闭而使空调用电能耗不能最大化降低；
（3）利用物联网技术，将公共建筑中某一房间获取的热量线性变化公式用于该房间附近的其他房间空调提前控制，大大减少了公共建筑所有房间空调提前控制的应用成本。
附图说明
图1为进入室内的热量随时间变化的线性变化图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细阐述。
实施例一
本实施例中公共建筑空调最好为中央空调系统，不同房间的冷冻水流量相同，并利用物联网技术，将公共建筑中某一房间检测的冷冻水流量用于其他房间的空调控制，以减少公共建筑空调提前控制的应用成本，需要说明的是，本实施例提供的空调提前关闭技术主要适用于单一房间空调的节能控制，公共建筑其他房间空调的提前关闭控制均可采用类似控制技术。
本实施例中公共建筑的不同房间内设置有空调控制器（或控制面板），空调控制器（或控制面板）用于用户设置目标调节温度、下班时间点期望温度、用户下班时间点和第一预设时间点，还用于控制空调的工作。其中，为了便于管理者对公共建筑的各个房间空调进行更好地节能控制，目标调节温度和下班时间点期望温度也可由管理者通过相应的物联网技术统一设定，即公共建筑中不同房间空调节能控制采用的目标调节温度和下班时间点期望温度均相同且提前设置在相应房间的空调控制器中。
本实施例提供了一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制方法，包括以下步骤：
S1、获取空调的目标调节温度、下班时间点期望温度、用户下班时间点和位于用户下班时间点之前的第一预设时间点，将第一预设时间点与用户下班时间点之间的时间段设为空调节能控制时间段，所述下班时间点期望温度为用户在下班前关闭空调后期望空调所在房间在用户下班时达到的空气温度，所述下班时间点期望温度高于目标调节温度,且下班时间点期望温度与目标调节温度的差值最好为2°C～5°C，其中，空调在用户提前关闭前根据目标调节温度对空调所在房间的室内温度进行调节。
具体地，空调在用户下班前提前关闭可以节能空调用电能耗，但也会影响用户的舒适性体验，尤其是在炎热天气或寒冷天气，定点提前关闭空调后会使室内温度突然升高或突然降低，从而使用户感到突然变热或突然变冷。因此，空调提前关闭应在满足用户能享受相对舒适温度的前提下，即空调提前关闭后室内温度处于目标调节温度与下班时间点期望温度之间，例如，夏季用户在空调设置的目标调节温度为26°C和下班时间点期望温度为29°C,空调所在房间在用户提前关闭时间点至用户下班时间点之间的时间段空气温度处于26°C～29°C之间，用户不会感觉明显变热。所述第一预设时间点距离用户下班时间点的时间长度最好为40min～60min，空调在第一预设时间点进入节能控制阶段，如用户下班时间点为5:30:00，第一预设时间点为4:30:00，则空调节能控制时间段为4:30:00～5:30:00。
S2、监测当前时间是否处于空调节能控制时间段，所述空调节能控制时间段按时间先后顺序包括第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段，分别获取第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段的时间长度，所述第一空调节能控制时间段和第二空调节能控制时间段的时间长度均小于第三空调节能工作时间段的时间长度。
具体地，为了更好地控制空调的提前关闭，本实施例中将空调节能控制时间段分为时间较短的第一空调节能控制时间段与第二控制节能控制时间段和时间较长的第三空调节能工作时间段，第一空调节能控制时间段和第二控制节能控制时间段主要用于得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，并通过热量线性变化公式来确定空调提前关闭时间点时进入室内的热量值，第三空调节能时间段用于获取空调在用户下班之前的提前关闭时间，所述第一空调节能控制时间段的时间长度和第二空调节能控制时间段的时间长度最好相等，且时间长度最好为4～8min，例如，第一空调节能控制时间段的时间长度和第二空调节能控制时间段的时间长度均为5min，空调节能控制时间段为4:30:00～5:30:00，则第一空调节能控制时间段为4:30:00～4:35:00, 则第二空调节能控制时间段为4:35:00～4:40:00, 第三空调节能控制时间段为4:40:00～5:30:00，第三空调节能控制时间段的时间长度为50min。
S3、在当前时间处于第一空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第一空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第一空调制冷量，并将第一空调制冷量除以第一空调节能控制时间段的时长得出第一平均制冷功率。
S4、在当前时间处于第二空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第二空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第二空调制冷量，并将第二空调制冷量除以第二空调节能控制时间段的时长得出第二平均制冷功率。
具体地，空调的制冷功率通过安装在空调上的冷量表检测得出，冷量表包括流量传感器、供水温度、回水温度及数据处理模块等，本实施例中冷量表与中央空调系统的集中控制器连接，将检测的冷水流量发送至集中控制器，用于公共建筑其他房间空调制冷功率的检测，以减少公共建筑其他房间空调的提前控制成本，即其他房间无需安装冷量表，只需在冷冻水管上安装相应供水温度、回水温度及数据处理模块即可。
在空调未提前关闭前，空调根据目标调节温度对空调所在房间的室内温度进行调节，在当前时间处于第一空调节能控制时间段时，冷量表在第一空调节能控制时间段按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第一空调制冷量，在当前时间处于第二空调节能控制时间段时，冷量表在第二空调节能控制时间段按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第二空调制冷量。
S5、将第一空调节能控制时间段的中间时刻作为第一平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻作为第二平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度记为第一时长。
具体地，由于夏季太阳光辐射强度与室外空气温度在一小段时间内随时间变化近似呈线性变化，且空调所在房间的热量主要由进入室内的太阳光和室内外温差影响的，在室内温度变化较小的情况下，进入室内的热量也可认为在一小段时间内随时间变化近似呈线性变化，根据上述原理，可认为在空调节能控制时间段内进入室内的热量呈线性变化，即在第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段内进入室内的热量均随时间变化近似呈线性变化，因此，本实施例中将第一空调节能控制时间段的中间时刻作为第一平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻作为第二平均制冷功率对应的时间点。
S6、根据第一平均制冷功率、第二平均制冷功率、第一空调节能控制时间段的中间时刻、第一时长和预设的进入室内的热量随时间变化的线性变化关系得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，所述热量线性变化公式为：
Ft=(F1-F0)×t/t1+F0；
Ft-当前时间处于距离第一空调节能控制时间段的中间时刻t时间的时间点时进入室内的热量，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长，即第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t-当前时间距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度。
具体地，由于进入室内的热量在空调节能控制时间段内随时间变化近似呈线性变化，在已知第二空调节能控制时间段的中间时刻和第一空调节能控制时间段的中间时刻相应的进入室内的热量时，可通过上述数据得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，如图1所示，图1为进入室内的热量随时间变化的线性变化图，在图1中，将第一空调节能控制时间段的中间时刻作为时间坐标的原点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻作为已知时间坐标点，将热量变化公式设为Ft=kt +b，根据（0，F0）和（t1，F1）两个坐标点得出热量线性变化公式中相应的k值和b值。
S7、根据热量线性变化公式、空调的目标调节温度、下班时间点期望温度和预设空调提前关闭时间估算公式计算空调在用户下班之前的提前关闭时间，所述预设空调提前关闭时间估算公式为：
cm(T0-T1)= [(F1-F0)×t3/t1+F0 +(F1-F0)×t2/t1+F0]×（t3-t2）/2；
Q= cm(T0-T1) ；
F3=(F1-F0)×t3/t1+F0；
F2=(F1-F0)×t2/t1+F0；
t4= t3-t2；
c-空气的比热容，m-预设空调所在房间的空气质量, T1-空调的目标调节温度，也作为当前时间处于空调提前关闭时间点时的室内温度，T0-下班时间点期望温度,F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F2-当前时间处于空调提前关闭时间点时进入室内的热量，F3-当前时间处于用户下班时间点时进入室内的热量，Q-空调所在房间的室内温度从T0升高至T1所需的热量值，t1-第一时长，即第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时长，t3-用户下班时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t2-空调提前关闭时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t4-空调在用户下班之前的提前关闭时间，即空调提前关闭时间点距离用户下班时间点的时间长度。
具体地，对于空调所在房间而言，在空调提前关闭后，室内温度升高是由进入室内的室外热量影响的，但由于在不同天气下进入室内的室外热量各不相同，如果采用定点提前关闭空调，将会造成室内温度升度过快从而导致用户在下班前会感觉十分炎热，或造成室内温度升高过慢从而导致用户下班时室内温度仍然相对较低，不能最大化节约空调的用电能耗。因此，在控制空调提前关闭时，空调提前关闭时间点应根据实时进入室内的室外热量情况确定，以使用户在下班时室内温度正好处于下班时间点期望温度附近，在满足空调提前关闭后用户仍可享受相对舒适温度环境的同时最大化节约空调的用电能耗。
由于空调提前关闭后室内温度升高是由进入室外的热量引起的，而进入室内的室外热量在空调节能控制时间段又随时间变化近似呈线性变化，本实施例先根据能量守恒定律和比热容原理得出预设空调提前关闭时间估算公式，然后根据热量线性变化公式、空调的目标调节温度、下班时间点期望温度和预设空调提前关闭时间估算公式分别计算空调在用户下班之前的提前关闭时间和用户下班时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度。其中，由于空调提前关闭前根据目标调节温度对室内温度进行调节且已运行较长时间，空调提前关闭时的室内温度处于目标调节温度附近，因此，本实施例中将目标调节温度作为当前时间处于空调提前关闭时间点时的室内温度。
S8、根据空调在用户下班之前的提前关闭时间、用户下班时间点确定空调提前关闭时间点，并在当前时间处于空调提前关闭时间点时控制空调提前关闭。
具体地，空调在用户下班之前的提前关闭时间即为空调提前关闭时间点距离用户下班时间点的时间长度，在得出用户下班之前的提前关闭时间后，根据用户下班时间点可确定空调提前关闭时间点，例如用户下班之前的提前关闭时间为35min，用户下班时间点为5:30:00，则空调提前关闭时间点为4:55:00，空调控制器在4:55:00控制空调提前关闭。
实施例二
本实施例提供了一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制系统，包括空调控制器和安装在空调上的冷量表，所述冷量表用于实时检测空调的制冷功率和冷冻水流量，所述空调控制器与冷量表连接，其中，公共建筑空调为中央空调系统时，所述空调控制器还与中央空调系统的集中控制器连接。
所述空调控制器用于获取空调的目标调节温度、下班时间点期望温度、用户下班时间点和位于用户下班时间点之前的第一预设时间点，将第一预设时间点与用户下班时间点之间的时间段设为空调节能控制时间段。
所述空调控制器用于监测当前时间是否处于空调节能控制时间段，所述空调节能控制时间段按时间先后顺序包括第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段。
所述空调控制器用于在当前时间处于第一空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第一空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第一空调制冷量，并将第一空调制冷量除以第一空调节能控制时间段的时长得出第一平均制冷功率。
所述空调控制器用于在当前时间处于第二空调节能控制时间内时，实时获取空调的制冷功率，在第二空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第二空调制冷量，并将第二空调制冷量除以第二空调节能控制时间段的时长得出第二平均制冷功率。
所述空调控制器用于将第一空调节能控制时间段的中间时刻作为第一平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻作为第二平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度记为第一时长。
所述空调控制器用于根据第一平均制冷功率、第二平均制冷功率、第一空调节能控制时间段的中间时刻、第一时长和预设的进入室内的热量随时间变化的线性变化关系得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，所述热量线性变化公式为：
Ft=(F1-F0)×t/t1+F0；
Ft-当前时间处于距离第一空调节能控制时间段的中间时刻t时间的时间点时进入室内的热量，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长，即第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t-当前时间距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度。
所述空调控制器用于根据热量线性变化公式、空调的目标调节温度、下班时间点期望温度和预设空调提前关闭时间估算公式计算空调在用户下班之前的提前关闭时间，所述预设空调提前关闭时间估算公式为：
cm(T0-T1)= [(F1-F0)×t3/t1+F0 +(F1-F0)×t2/t1+F0]×（t3-t2）/2；
t4= t3-t2；
c-空气的比热容，m-预设空调所在房间的空气质量, T1-空调的目标调节温度，T0-下班时间点期望温度,F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长，即第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时长，t3-用户下班时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t2-空调提前关闭时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t4-空调在用户下班之前的提前关闭时间，即空调提前关闭时间点距离用户下班时间点的时间长度。
所述空调控制器用于根据空调在用户下班之前的提前关闭时间、用户下班时间点确定空调提前关闭时间点，并在当前时间处于空调提前关闭时间点时控制空调提前关闭。
优选地，所述第一空调节能控制时间段的时间长度和第二空调节能控制时间段的时间长度相等，所述第一空调节能控制时间段的时间长度为4～8min。
需要说明的是，本发明中公共建筑空调的节能控制技术不仅适用于夏季空调制冷节能控制，类似原理还可适用于冬季空调采暖节能控制。
本发明的保护范围并不局限于上述描述，任何在本发明的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取空调的目标调节温度、下班时间点期望温度、用户下班时间点和位于用户下班时间点之前的第一预设时间点，将第一预设时间点与用户下班时间点之间的时间段设为空调节能控制时间段；
S2、监测当前时间是否处于空调节能控制时间段，所述空调节能控制时间段按时间先后顺序包括第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段；
S3、在当前时间处于第一空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第一空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第一空调制冷量，并将第一空调制冷量除以第一空调节能控制时间段的时长得出第一平均制冷功率；
S4、在当前时间处于第二空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第二空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第二空调制冷量，并将第二空调制冷量除以第二空调节能控制时间段的时长得出第二平均制冷功率；
S5、将第一空调节能控制时间段的中间时刻作为第一平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻作为第二平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度记为第一时长；
S6、根据第一平均制冷功率、第二平均制冷功率、第一空调节能控制时间段的中间时刻、第一时长和预设的进入室内的热量随时间变化的线性变化关系得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，所述热量线性变化公式为：
Ft=(F1-F0)×t/t1+F0；
Ft-当前时间处于距离第一空调节能控制时间段的中间时刻t时间的时间点时进入室内的热量，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长；
S7、根据热量线性变化公式、空调的目标调节温度、下班时间点期望温度和预设空调提前关闭时间估算公式计算空调在用户下班之前的提前关闭时间，所述预设空调提前关闭时间估算公式为：
cm(T0-T1)= [(F1-F0)×t3/t1+F0 +(F1-F0)×t2/t1+F0]×（t3-t2）/2；
t4= t3-t2；
c-空气的比热容，m-预设空调所在房间的空气质量, T1-目标调节温度，T0-下班时间点期望温度，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长，t3-用户下班时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t2-空调提前关闭时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t4-空调在用户下班之前的提前关闭时间，即空调提前关闭时间点距离用户下班时间点的时间长度；
S8、根据空调在用户下班之前的提前关闭时间、用户下班时间点确定空调提前关闭时间点，并在当前时间处于空调提前关闭时间点时控制空调提前关闭。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的公共建筑空调的节能控制方法，其特征在于，所述第一空调节能控制时间段的时间长度和第二空调节能控制时间段的时间长度相等，所述第一空调节能控制时间段的时间长度为4～8min。
3.一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制系统，其特征在于，所述节能控制系统包括安装在空调上的冷量表和控制器；
所述控制器用于获取空调的目标调节温度、下班时间点期望温度、用户下班时间点和位于用户下班时间点之前的第一预设时间点，将第一预设时间点与用户下班时间点之间的时间段设为空调节能控制时间段；
所述控制器用于监测当前时间是否处于空调节能控制时间段，所述空调节能控制时间段按时间先后顺序包括第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段；
所述控制器用于在当前时间处于第一空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第一空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第一空调制冷量，并将第一空调制冷量除以第一空调节能控制时间段的时长得出第一平均制冷功率；
所述控制器用于在当前时间处于第二空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第二空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第二空调制冷量，并将第二空调制冷量除以第二空调节能控制时间段的时长得出第二平均制冷功率；
所述控制器用于将第一空调节能控制时间段的中间时刻作为第一平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻作为第二平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度记为第一时长；
所述控制器用于根据第一平均制冷功率、第二平均制冷功率、第一空调节能控制时间段的中间时刻、第一时长和预设的进入室内的热量随时间变化的线性变化关系得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，所述热量线性变化公式为：
Ft=(F1-F0)×t/t1+F0；
Ft-当前时间处于距离第一空调节能控制时间段的中间时刻t时间的时间点时进入室内的热量，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长；
所述控制器用于根据热量线性变化公式、空调的目标调节温度、下班时间点期望温度和预设空调提前关闭时间估算公式计算空调在用户下班之前的提前关闭时间，所述预设空调提前关闭时间估算公式为：
cm(T0-T1)= [(F1-F0)×t3/t1+F0 +(F1-F0)×t2/t1+F0]×（t3-t2）/2；
t4= t3-t2；
c-空气的比热容，m-预设空调所在房间的空气质量, T1-空调的目标调节温度，T0-下班时间点期望温度,F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长，t3-用户下班时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t2-空调提前关闭时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t4-空调在用户下班之前的提前关闭时间，即空调提前关闭时间点距离用户下班时间点的时间长度；
所述控制器用于根据空调在用户下班之前的提前关闭时间、用户下班时间点确定空调提前关闭时间点，并在当前时间处于空调提前关闭时间点时控制空调提前关闭。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的公共建筑空调的节能控制系统，其特征在于，所述第一空调节能控制时间段的时间长度和第二空调节能控制时间段的时间长度相等，所述第一空调节能控制时间段的时间长度为4～8min。
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