CN115164271A - 一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统 - Google Patents

一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，包括：主机控制单元，所述第一主控模块用于根据当前第一采集周期获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据以及采暖季节情况，生成每个光伏集热单元中待驱动设备的调整控制指令；设置于模块化建筑物中的多个光伏集热单元，每个所述光伏集热单元均包括从机控制子单元以及光伏集热器，所述第一温度采集模块用于当前第二采集周期获取光伏集热器空腔内部温度，所述第二主控模块接受主机控制单元的控制指令，通过从机控制模块、驱动模块驱动光伏集热器中的待驱动设备进行调整，有效地提高了光伏集热器控制的效率以及可靠性。

Description

一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，尤其是涉及一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统。
背景技术
基于双碳目标降低建筑能耗的现状，用于建筑的分布式光伏板单一的发电功能不能满足当前需求。
现有光伏集热器(太阳能集热器)控制，不能根据自身温度智能控制发电效率，且无法与室内温度的需求建立协同互动的关系，无法根据室内环境情况以及当前所处采暖季节进行对应调整，不利于提高光伏集热器控制的效率以及可靠性。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，创新提出了一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，有效解决由于现有技术无法根据室内环境进行对应调整造成光伏集热器控制的效率以及可靠性不高的问题，有效地提高了光伏集热器控制的效率以及可靠性。
本发明提供了一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，包括：
主机控制单元，所述主机控制单元包括第一主控模块、多个室内环境参数采集模块，所述第一主控模块用于获取当前第一采集周期室内环境参数采集模块采集的室内环境参数以及每个光伏集热单元中第二主控模块发送的光伏集热器空腔内部温度数据，并根据当前第一采集周期获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据以及采暖季节情况，生成每个光伏集热单元中待驱动设备的调整控制指令；
设置于模块化建筑物中的多个光伏集热单元，每个所述光伏集热单元均包括从机控制子单元以及光伏集热器，所述从机控制子单元包括从机控制模块、第二主控模块、第一温度采集模块、驱动模块，光伏集热器包括待驱动设备，所述第一温度采集模块用于当前第二采集周期获取光伏集热器空腔内部温度，并将当前第二采集周期获取温度数据发送至第二主控模块；所述第二主控模块用于根据获取的温度数据与主机控制单元进行通信，并接受主机控制单元的控制指令，通过从机控制模块、驱动模块驱动待驱动设备进行调整。可选地，室内环境参数采集模块包括辐射温度采集模块、温湿度采集模块、风速采集模块，所述辐射温度采集模块、温湿度采集模块、风速采集模块的采集数据输出端均与第一主控模块的数据输入端通信连接。
可选地，待驱动设备包括第一风阀、第二风阀以及风机，所述第一风阀用于打开或关闭光伏集热器与室内的通风管道，在打开光伏集热器与室内的通风管道时，实现光伏集热器中的空气与室内空气进行对流循环；所述第二风阀用于打开或关闭光伏集热器与风帽的通风管道，在打开光伏集热器与风帽的通风管道时，实现光伏集热器中的空气与室外空气进行对流循环；所述风机设置于光伏集热器与室内通道的出风口处，用于根据设定转速档位将进入光伏集热器内部的室内空气通过第一风阀与室内风道空气进行对流循环。
进一步地，所述驱动模块包括第一驱动子模块以及第二驱动子模块，所述第一驱动子模块用于在第二主控模块的控制下驱动第一风阀和/或第二风阀打开或关闭；所述第二驱动子模块用于在第二主控模块的控制下，驱动风机根据预设档位转动。
可选地，根据获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据以及采暖季节情况，生成每个光伏集热单元中待驱动设备的调整控制指令具体是：
当前处于采暖季节时，根据当前第一采集周期获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据计算当前PMV热舒适度，如果当前计算的PMV热舒适度不满足预设PMV热舒适度范围，判断当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据是否小于第一预设温度阈值，如果小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第一调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀、第二风阀均关闭，风机停止运行，用于对光伏集热器空腔内空气进行焖晒；如果不小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第二调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀打开，第二风阀关闭，风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内；其中，第一采集周期的时长大于第二采集周期的时长；
当前处于非采暖季节时，根据当前第一采集周期获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据计算当前PMV热舒适度，如果当前计算的PMV热舒适度不满足预设PMV热舒适度范围，判断当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据是否小于第二预设温度阈值，如果小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第三调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀打开，第二风阀关闭，风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内；如果不小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第四调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀打开，第二风阀关闭，风机停止运行，由无动力风帽带走集热器内部加热的空气。
进一步地，当前处于采暖季节时，如果当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据不小于第一预设温度阈值，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第二调整控制指令，用于通过驱动模块驱动风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内具体包括：
风机从最低转速档位开始运行，随当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据升高，逐步增大风机运行的转速档位，直至风机运行至最高转速档位。
可选地，当前处于非采暖季节时，如果当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据小于第二预设温度阈值，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第三调整控制指令，用于通过驱动模块驱动风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内具体包括：
风机从最高转速档位开始运行，随当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据降低，逐步减小风机运行的转速档位，直至风机运行至最低转速档位。
可选地，当前计算的PMV热舒适度满足预设PMV热舒适度范围，则不需要对光伏集热器内部的待驱动设备进行调整。
可选地，所述光伏集热器还包括光伏板、保温板、金属外壳；所述保温板设置在金属外壳上，光伏集热器的顶部安装有光伏板，在光伏板、保温板、金属外壳组成的空腔内部形成集热风道；所述金属外壳的一侧安装有进风口，与所述进风口相对的一侧的金属外壳上安装有出风口，所述进风口和出风口均设置有空气过滤层。
本发明采用的技术方案包括以下技术效果：
1、本发明包括主机控制单元以及若干分布于模块化建筑物内的光伏集热单元，主机控制单元中的第一主控模块可以获取当前第一采集周期多个室内环境参数采集模块采集的室内环境参数以及每个光伏集热单元中第二主控模块发送的光伏集热器空腔内部温度数据，并根据当前第一采集周期获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据以及采暖季节情况，生成每个光伏集热单元中待驱动设备的调整控制指令，有效解决由于现有技术无法根据室内环境进行对应调整造成光伏集热器控制的效率以及可靠性不高的问题，有效地提高了光伏集热器控制的效率以及可靠性。
2、本发明技术方案待驱动设备包括第一风阀、第二风阀以及风机，可以根据当前第一采集周期获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据以及采暖季节情况，生成每个光伏集热单元中对应第一风阀、第二风阀以及风机的调整控制指令，实现了光伏集热器内部空腔、室内、室外的空气对流循环，解决了常规光伏集热器中光伏发电板发电过程中的高温影响发电效率问题；同时根据光伏集热器空腔内部温度参数变化，控制第一风阀、第二风阀的打开或关闭，以及风机自动启动、转速档位等，降低了光伏集热器的功耗。
3、本发明技术方案在采暖季节或非采暖季节时，根据当前第一采集周期获取的室内环境参数计算当前PMV热舒适度，如果当前计算的PMV热舒适度不满足预设PMV热舒适度范围，生成光伏集热器中待驱动设备的控制调整指令，使得建筑物室内实时处于舒适情况，提高了光伏集热器的使用体验。
4、本发明技术方案中每个光伏集热单元对应相应面积的模块化建筑单元，多个模块化建筑单元的组合，可以使用多个光伏集热单元进行电力与热量供给。
应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚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介绍，显而易见的，对于本领域普通技术人员而言，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为本发明方案中实施例一系统的结构示意图；
图2为本发明方案中实施例一主机控制单元的通信结构示意图；
图3为本发明方案中实施例一光伏集热器空腔的结构示意图；
图4为本发明方案中实施例一光伏板的结构示意图；
图5为本发明方案中实施例一光伏集热器的通信结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，包括：
主机控制单元1，主机控制单元1包括第一主控模块11、多个室内环境参数采集模块12，第一主控模块11用于获取当前第一采集周期室内环境参数采集模块12采集的室内环境参数以及每个光伏集热单元2中第二主控模块212发送的光伏集热器22空腔内部温度数据，并根据当前第一采集周期获取的室内环境参数、每个光伏集热单元2中光伏集热器22空腔内部温度数据以及采暖季节情况，生成每个光伏集热单元2中待驱动设备220的调整控制指令；
设置于模块化建筑物中的多个光伏集热单元2，每个光伏集热单元2均包括从机控制子单元21以及光伏集热器22，从机控制子单元21包括从机控制模块211、第二主控模块212、第一温度采集模块213、驱动模块214，光伏集热器22包括待驱动设备220，第一温度采集模块213用于当前第二采集周期获取光伏集热器空腔内部温度，并将获取温度数据发送至第二主控模块212；第二主控模块212用于根据获取的温度数据与主机控制单元1进行通信，并接受主机控制单元1的控制指令，通过从机控制模块211、驱动模块214驱动待驱动设备220进行调整。
其中，如图2所示，室内环境参数采集模块12包括辐射温度采集模块121、温湿度采集模块122、风速采集模块123，辐射温度采集模块121、温湿度采集模块122、风速采集模块123的采集数据输出端均与第一主控模块11的数据输入端通信连接。进一步地，温湿度采集模块122可以通过采用温湿度传感器方式实现，既可以获取室内湿度情况，也可以获取室内温度情况。
主机控制单元1还包括第一TTL-485通信模块13、第一电源模块14；第一主控模块11包括型号为cc2530的主控芯片MCU(MicrocontrollerUnit，微控制器单元)；第一TTL-485通信模块13连接；第一电源模块14分别与第一主控模块11、多个室内环境参数采集模块12、第一TTL-485通信模块13的电源供电端连接。型号为cc2530的主控芯片MCU是一颗具有8051内核并且具备zigbee(应用于短距离和低速率下的无线通信技术)射频通信功能的芯片，可以作为独立的MCU，通过协议栈可以方便的对一些设备进行控制与读取数据；第一TTL-485通信模块13用于实现485电平与TTL电平互转，具有自收发电路，可以稳定的实现读取485传感器的数据；第一电源模块14采用24v输入，通过LM2596-ADJ开关电源输出12v电压，然后通过稳压芯片AMS1117-5.0和稳压芯片AMS1117-3.3供电，分别对应输出5.0V电压和3.3V电压，5.0V电压用于给第一驱动子模块(继电器)供电，3.3V电压用于给第一TTL-485通信模块13和第一主控模块11供电。
辐射温度采集模块121可以采用黑球辐射温度传感器实现，用于获取室内环境的辐射温度，温湿度采集模块122可以采用室内温湿度传感器实现，用于采集室内环境湿度以及室内环境温度；风速采集模块123可以采用风速传感器实现，用于获取所述的室内风速，进一步地，还可以包括与用于采集室内和/或室外光强的光照传感器15、室外温湿度传感器16、CO2传感器17，室外温湿度传感器用于采集室外的温湿度；CO2传感器用于采集室内环境下CO2的浓度，以便能够获取室内外环境参数情况。
进一步地，主机控制单元1还可以与上位机3通信连接，用于将主机控制单元1中的采集室内环境参数、光伏集热单元2中的温度数据、PMV热舒适度数据等发送至上位机3，上位机3可以与主机控制单元1远程通信连接，以便于实现光伏集热器的远程控制，也可以是其他方式通信连接，本发明在此不做限制。
如图3-图5所示，待驱动设备220包括第一风阀2201、第二风阀2202以及风机2203，第一风阀2201用于打开或关闭光伏集热器22与室内的通风管道，在打开光伏集热器22与室内的通风管道时，实现光伏集热器22中的空气与室内空气进行对流循环；第二风阀2202用于打开或关闭光伏集热器22与风帽的通风管道，在打开光伏集热器22与风帽的通风管道时，实现光伏集热器22中的空气与室外空气进行对流循环；风机2203设置于光伏集热器22与室内通道的出风口处，用于根据设定转速档位将进入光伏集热器22内部的室内空气通过第一风阀2201与室内风道空气进行对流循环。
对应地，驱动模块214包括第一驱动子模块2141以及第二驱动子模块2142，第一驱动子模块2141为继电器控制模块，用于在第二主控模块212的控制下驱动第一风阀2201和/或第二风阀2202打开或关闭；第二驱动子模块2142为L298N驱动模块，用于在第二主控模块212的控制下，驱动风机2203根据预设档位转动。L298N驱动模块是一款大功率的PWM电机驱动芯片，第二主控模块212通过输入PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号，经过L298N驱动芯片放大功率，实现对风机2203转速的控制。
光伏集热单元2除了包括光伏集热器22和从机控制子单元21，从机控制子单元21除了包括从机控制模块211、第二主控模块212、第一温度采集模块213、驱动模块214，从机控制子单元21还包括第二TTL-485通信模块216、第二电源模块217、管道风速传感器218；光伏集热器22包括待驱动设备220；第二主控模块212包括型号为cc2530的主控芯片；第二TTL-485通信模块216与管道风速传感器218连接；第一温度采集模块213可以为温度传感器，用于采集光伏集热器空腔内部温度数据；第二电源模块217采用24v输入，通过LM2596-ADJ开关电源输出12v电压，然后通过稳压芯片AMS1117-5.0和稳压芯片AMS1117-3.3供电，分别对应输出5.0V电压和3.3V电压，5.0V电压用于给继电器供电，3.3V电压用于给第二TTL-485通信模块216和第二主控模块212供电。
进一步，光伏集热器22为风冷式内循环光伏集热器。光伏集热器还包括光伏板221、保温板222、金属外壳223；保温板222设置在金属外壳223上，光伏集热器的顶部安装有光伏板221，在光伏板221、保温板222、金属外壳223组成的空腔226内部形成集热风道；金属外壳223的一侧安装有进风口224，与进风口224相对的一侧的金属外壳223上安装有出风口225，进风口224和出风口225均设置有空气过滤层(可以是过滤网)。
优选地，光伏板221为单晶硅光伏板(基层背板)，保温板222为酚醛泡沫保温板(保温边框)，金属外壳223为铝合金外壳；酚醛泡沫保温板设置在铝合金外壳上，风冷式内循环光伏集热器的顶部安装有单晶硅光伏板，在单晶硅光伏板、酚醛泡沫保温板组成的空腔内部形成集热风道；
铝合金外壳的一侧安装有进风口224，与进风口224相对的一侧的铝合金外壳上安装有出风口225(三通)、第一风阀2201、第二风阀2202和第一温度采集模块216，用于采集光伏集热器在单晶硅光伏板、酚醛泡沫保温板组成的空腔内部的温度数据。
在用于模块化建筑时，首先根据用电需求以及可安装面积，确定光伏集热单元中光伏集热器尺寸模数和数量；进而按照主从协同的原理，确定主机控制单元的数量。
进一步地，主机控制单元1的第一主控模块11根据获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据以及采暖季节情况，生成每个光伏集热单元中待驱动设备的调整控制指令具体是：
当前处于采暖季节时，根据当前第一采集周期获取的室内环境参数计算当前PMV热舒适度，如果当前计算的PMV热舒适度不满足预设PMV热舒适度范围，判断当前当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据是否小于第一预设温度阈值，如果小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第一调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀、第二风阀均关闭，风机停止运行，用于对光伏集热器空腔内空气进行焖晒；如果不小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第二调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀打开，第二风阀关闭，风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内；其中，第一采集周期的时长大于第二采集周期的时长；
当前处于非采暖季节时，根据当前第一采集周期获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据计算当前PMV热舒适度，如果当前计算的PMV热舒适度不满足预设PMV热舒适度范围，判断当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据是否小于第二预设温度阈值，如果小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第三调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀打开，第二风阀关闭，风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内；如果不小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第四调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀打开，第二风阀关闭，风机停止运行，由无动力风帽带走集热器内部加热的空气。
室内环境参数主要包括：辐射温度采集模块采集的室内辐射温度、温湿度采集模块采集的室内湿度以及室内温度、风速采集模块采集的室内风速，决定人体PMV热舒适的因素有很多，最主要的有6个：1)人体新陈代谢率，2)服装热阻，3)空气干球温度，4)环境平均辐射温度，5)风速，6)空气湿度。人体新陈代谢率可以人为设置数值，服装热阻也可以根据实际情况人为设置经验值，空气干球温度可以用温湿度采集模块采集的室内温度表示，环境平均辐射温度采用辐射温度采集模块采集的室内辐射温度，风速采用风速采集模块采集的室内风速，空气湿度采用温湿度采集模块采集的室内湿度(如果包括其他参数，也可以根据人为预先设置经验值进行计算，本发明在此不做限制)，因此，根据现有的热舒适计算模型通过以上6个基本变量判断人体热舒适，可以通过现有热舒适在线计算器(依据ASHRAEStandard 55设计的软件或小程序)，也可以通过现有PMV方程计算，以便计算得到PMV热舒适指标值。
即，以当前第一采集周期采集的室内环境参数计算的PMV热舒适度是否符合预设PMV热舒适度范围(-1，1)，作为当期第二采集周期内光伏集热单元中待驱动设备是否进行调整控制的依据，第一预设温度阈值可以为18℃，第二预设温度阈值可以为26℃，也可以根据实际情况进行灵活调整，本发明在此不做限制。
当前处于采暖季节时，如果当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据不小于第一预设温度阈值，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第二调整控制指令，用于通过驱动模块驱动风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内具体包括：
风机从最低转速档位开始运行，随当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据升高，逐步增大风机运行的转速档位，直至风机运行至最高转速档位。具体地，当前光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据每升高一度，风机运行的转速挡位增加一档，室内空气进入光伏集热器后由风机带走集热器内部加热的空气，经通过室内的第一风阀后送入室内。
当前处于非采暖季节时，如果当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据小于第二预设温度阈值，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第三调整控制指令，用于通过驱动模块驱动风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内具体包括：
风机从最高转速档位开始运行，随当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据降低，逐步减小风机运行的转速档位，直至风机运行至最低转速档位。具体地，风机运行由满档位开始，当前光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据每降低一度，风机运行的转速挡位降低一档，室内空气进入光伏集热器后由风机带走光伏集热器内部的空气，经通过室内的第一风阀后送入室内。
进一步地，当前计算的PMV热舒适度满足预设PMV热舒适度范围，则不需要对光伏集热器内部的待驱动设备进行调整。
本发明包括主机控制单元以及若干分布于模块化建筑物内的光伏集热单元，主机控制单元中的第一主控模块可以获取当前第一采集周期多个室内环境参数采集模块采集的室内环境参数以及每个光伏集热单元中第二主控模块发送的光伏集热器空腔内部温度数据，并根据当前第一采集周期获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据以及采暖季节情况，生成每个光伏集热单元中待驱动设备的调整控制指令，有效解决由于现有技术无法根据室内环境进行对应调整造成光伏集热器控制的效率以及可靠性不高的问题，有效地提高了光伏集热器控制的效率以及可靠性。
本发明技术方案待驱动设备包括第一风阀、第二风阀以及风机，可以根据获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据以及采暖季节情况，生成每个光伏集热单元中对应第一风阀、第二风阀以及风机的调整控制指令，实现了光伏集热器内部空腔、室内、室外的空气对流循环，解决了常规光伏集热器中光伏发电板发电过程中的高温影响发电效率问题；同时根据光伏集热器空腔内部温度参数变化，控制第一风阀、第二风阀的打开或关闭，以及风机自动启动、转速档位等，降低了光伏集热器的功耗。
本发明技术方案在采暖季节或非采暖季节时，根据当前第一采集周期获取的室内环境参数计算当前PMV热舒适度，如果当前计算的PMV热舒适度不满足预设PMV热舒适度范围，生成光伏集热器中待驱动设备的控制调整指令，使得建筑物室内实时处于舒适情况，提高了光伏集热器的使用体验。
本发明技术方案中每个光伏集热单元对应相应面积的模块化建筑单元，多个模块化建筑单元的组合，可以使用多个光伏集热单元进行电力与热量供给。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，其特征是，包括：
主机控制单元，所述主机控制单元包括第一主控模块、室内环境参数采集模块，所述第一主控模块用于获取当前第一采集周期室内环境参数采集模块采集的室内环境参数以及每个光伏集热单元中第二主控模块发送的光伏集热器空腔内部温度数据，并根据当前第一采集周期获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据以及采暖季节情况，生成每个光伏集热单元中待驱动设备的调整控制指令；
设置于模块化建筑物中的多个光伏集热单元，每个所述光伏集热单元均包括从机控制子单元以及光伏集热器，所述从机控制子单元包括从机控制模块、第二主控模块、第一温度采集模块、驱动模块，光伏集热器包括待驱动设备，所述第一温度采集模块用于当前第二采集周期获取光伏集热器空腔内部温度，并将当前第二采集周期获取温度数据发送至第二主控模块；所述第二主控模块用于根据获取的温度数据与主机控制单元进行通信，并接受主机控制单元的控制指令，通过从机控制模块、驱动模块驱动待驱动设备进行调整。
2.根据权利要求1所述的一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，其特征是，室内环境参数采集模块包括辐射温度采集模块、温湿度采集模块、风速采集模块，所述辐射温度采集模块、温湿度采集模块、风速采集模块的采集数据输出端均与第一主控模块的数据输入端通信连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，其特征是，待驱动设备包括第一风阀、第二风阀以及风机，所述第一风阀用于打开或关闭光伏集热器与室内的通风管道，在打开光伏集热器与室内的通风管道时，实现光伏集热器中的空气与室内空气进行对流循环；所述第二风阀用于打开或关闭光伏集热器与风帽的通风管道，在打开光伏集热器与风帽的通风管道时，实现光伏集热器中的空气与室外空气进行对流循环；所述风机设置于光伏集热器与室内通道的出风口处，用于根据设定转速档位将进入光伏集热器内部的室内空气通过第一风阀与室内风道空气进行对流循环。
4.根据权利要求3所述的一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，其特征是，所述驱动模块包括第一驱动子模块以及第二驱动子模块，所述第一驱动子模块用于在第二主控模块的控制下驱动第一风阀和/或第二风阀打开或关闭；所述第二驱动子模块用于在第二主控模块的控制下，驱动风机根据预设档位转动。
5.根据权利要求3所述的一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，其特征是，根据获取的室内环境参数、每个光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据以及采暖季节情况，生成每个光伏集热单元中待驱动设备的调整控制指令具体是：
当前处于采暖季节时，根据当前第一采集周期获取的室内环境参数计算当前PMV热舒适度，如果当前计算的PMV热舒适度不满足预设PMV热舒适度范围，判断当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据是否小于第一预设温度阈值，如果小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第一调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀、第二风阀均关闭，风机停止运行，用于对光伏集热器空腔内空气进行焖晒；如果不小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第二调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀打开，第二风阀关闭，风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内；其中，第一采集周期的时长大于第二采集周期的时长；
当前处于非采暖季节时，根据当前第一采集周期获取的室内环境参数计算当前PMV热舒适度，如果当前计算的PMV热舒适度不满足预设PMV热舒适度范围，判断当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据是否小于第二预设温度阈值，如果小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第三调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀打开，第二风阀关闭，风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内；如果不小于，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第四调整控制指令，用于通过驱动模块驱动第一风阀打开，第二风阀关闭，风机停止运行，由无动力风帽带走集热器内部加热的空气。
6.根据权利要求5所述的一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，其特征是，当前处于采暖季节时，如果当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据不小于第一预设温度阈值，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第二调整控制指令，用于通过驱动模块驱动风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内具体包括：
风机从最低转速档位开始运行，随当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据升高，逐步增大风机运行的转速档位，直至风机运行至最高转速档位。
7.根据权利要求5所述的一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，其特征是，当前处于非采暖季节时，如果当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据小于第二预设温度阈值，则生成每个光伏集热单元中待驱动设备的第三调整控制指令，用于通过驱动模块驱动风机开始运行，用于将光伏集热器内部加热的空气通过第一风阀后送入室内具体包括：
风机从最高转速档位开始运行，随当前第二采集周期光伏集热单元中光伏集热器空腔内部温度数据降低，逐步减小风机运行的转速档位，直至风机运行至最低转速档位。
8.根据权利要求5所述的一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，其特征是，当前计算的PMV热舒适度满足预设PMV热舒适度范围，则不需要对光伏集热器内部的待驱动设备进行调整。
9.根据权利要求8所述的一种用于模块化建筑物的光伏集热单元控制系统，其特征是，所述光伏集热器还包括光伏板、保温板、金属外壳；所述保温板设置在金属外壳上，光伏集热器的顶部安装有光伏板，在光伏板、保温板、金属外壳组成的空腔内部形成集热风道；所述金属外壳的一侧安装有进风口，与所述进风口相对的一侧的金属外壳上安装有出风口，所述进风口设置有空气过滤层。
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