CN116182233A - 基于物联网的高效节能暖通控制装置 - Google Patents

基于物联网的高效节能暖通控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的高效节能暖通控制装置，包括处理器，所述处理器通信连接有处理器，所述处理器通信连接有风机监测模块、机组管理模块、电力检测模块以及存储模块；所述风机监测模块用于对风机的运行状态进行监测分析：将风机标记为监测对象，在监测对象工作时获取监测对象出风口的温度数据WD、湿度数据SD以及风速数据FS。本发明可以对风机的运行状态进行监测分析，通过对风机出风口空气的多项参数进行综合分析与计算得到状态系数，对风机出风口的空气质量进行实时检测，在异常时及时进行反馈。

Description

基于物联网的高效节能暖通控制装置
技术领域
本发明属于暖通控制领域，涉及数据分析技术，具体是一种基于物联网的高效节能暖通控制装置。
背景技术
暖通空调控制系统智能化大厦中的冷热源主要包括冷却水、冷冻水及热水制备系统，在满足使用要求的前提下尽可能减少水泵耗电，实现节能运行；新风机组中空气-水换热器，夏季通入冷水对新风降温除湿，冬季通入热水对空气加热，干蒸汽加湿器用于冬季对新风加湿。
现有的高效节能暖通控制装置仅能够对风机出风口的空气温湿度进行检测，但是在出现异常时无法对异常特征进行分析，且无法对异常原因进行排查，导致异常处理效率低下。
针对上述技术问题，本申请提出了一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的高效节能暖通控制装置，用于解决现有的高效节能暖通控制装置在出现异常时无法对异常特征进行分析的问题；
本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以在出现异常时对异常特征进行分析的基于物联网的高效节能暖通控制装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于物联网的高效节能暖通控制装置，包括处理器，所述处理器通信连接有风机监测模块、机组管理模块、电力检测模块以及存储模块；
所述风机监测模块用于对风机的运行状态进行监测分析：将风机标记为监测对象，在监测对象工作时获取监测对象出风口的温度数据WD、湿度数据SD以及风速数据FS；通过对温度数据WD、湿度数据SD以及风速数据FS进行数值计算得到监测对象的状态系数ZT；通过存储模块获取到状态阈值ZTmax，将监测对象的状态系数ZT与状态阈值ZTmax进行比较并通过比较结果将监测对象标记为正常对象或异常对象；
所述机组管理模块用于对暖通机组进行管理分析并对暖通机组是否存在整体故障进行判定；
所述电力检测模块用于对暖通机组的电力线路进行检测分析：在电力检测模块接收到电力检测信号后生成检测时段，在检测时段内实时获取暖通机组的供电线路的电流值，将暖通机组在检测时段内的电流值的最大值与最小值的差值标记为流差值LC，将电流值的最大值与最小值的检测时间差值标记为时差值SC；通过对流差值LC与时差值SC进行数值计算得到暖通机组的线路系数XL；通过线路系数XL的数值大小对暖通机组是否存在机械故障或电力故障进行判定。
作为本发明的一种优选实施方式，温度数据WD的获取过程包括：获取监测对象出风口的空气温度值与温度范围，将温度范围的最大值与最小值的平均值标记为温度均值，将空气温度值与温度均值差值的绝对值标记为温度数据WD；湿度数据SD的获取过程包括：获取监测对象出风口的空气湿度值与湿度范围，将湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿度均值，将空气湿度值与湿度均值差值的绝对值标记为湿度数据SD；风速数据FS的获取过程包括：获取监测对象出风口的空气流动速度值与风速范围，将风速范围的最大值与最小值的平均值标记为风速均值，将空气流动速度值与风速均值差值的绝对值标记为风速数据FS。
作为本发明的一种优选实施方式，将监测对象的状态系数ZT与状态阈值ZTmax进行比较的具体过程包括：若状态系数ZT小于状态阈值ZTmax，则判定监测对象的运行状态满足要求，将对应的监测对象标记为正常对象；若状态系数ZT大于等于状态阈值ZTmax，则判定监测对象的运行状态不满足要求，将对应的监测对象标记为异常对象；风机监测模块向处理器发送风机异常信号，处理器接收到风机异常信号后将风机异常信号发送至机组管理模块。
作为本发明的一种优选实施方式，机组管理模块用于对暖通机组进行管理分析的具体过程包括：在机组管理模块接收到风机异常信号后将异常对象的数量与暖通机组中风机的数量比值标记为异常系数，通过存储模块获取到异常阈值，将暖通机组的异常系数与异常阈值进行比较并通过比较结果对暖通机组是否存在整体故障进行判定。
作为本发明的一种优选实施方式，将暖通机组的异常系数与异常阈值进行比较的具体过程包括：若异常系数小于异常阈值，则判定暖通机组存在独立故障，机组管理模块将异常对象发送至处理器，处理器接收到异常对象后将异常对象发送至管理人员的手机终端；若异常系数大于等于异常阈值，则判定暖通机组存在整体故障，机组管理模块向处理器发送电力检测信号，处理器接收到电力检测信号后将电力检测信号发送至电力检测模块。
作为本发明的一种优选实施方式，对暖通机组是否存在机械故障或电力故障进行判定的具体过程包括：通过存储模块获取到线路阈值XLmax，将暖通机组的线路系数XL与线路阈值XLmax进行比较：若线路系数XL小于线路阈值XLmax，则判定暖通机组存在机械故障，电力检测模块向处理器发送机械故障信号，处理器接收到机械故障信号后将机械故障信号发送至管理人员的手机终端；若线路系数XL大于等于线路阈值XLmax，则判定暖通机组存在电力故障，电力检测模块向处理器发送电力故障信号，处理器接收到电力故障信号后将电力故障信号发送至管理人员的手机终端。
作为本发明的一种优选实施方式，该基于物联网的高效节能暖通控制装置的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：对风机的运行状态进行监测分析：将风机标记为监测对象，在监测对象工作时获取监测对象出风口的温度数据WD、湿度数据SD以及风速数据FS并进行数值计算得到监测对象的状态系数ZT，通过状态系数ZT的数值将监测对象标记为正常对象或异常对象；
步骤二：对暖通机组进行管理分析：在机组管理模块接收到风机异常信号后将异常对象的数量与暖通机组中风机的数量比值标记为异常系数，通过异常系数的数值判定暖通机组是否存在独立故障或整体故障；
步骤三：在暖通机组存在整体故障时对暖通机组的电力线路进行检测分析：在电力检测模块接收到电力检测信号后获取暖通机组的线路系数XL，通过线路系数XL的数值对暖通机组是否存在电力故障或机械故障进行判定。
本发明具备下述有益效果：
1、通过风机监测模块可以对风机的运行状态进行监测分析，通过对风机出风口空气的多项参数进行综合分析与计算得到状态系数，从而通过状态系数对风机的运行状态好坏程度进行反馈，对风机出风口的空气质量进行实时检测，在异常时及时进行反馈；
2、通过机组管理模块可以对暖通机组进行管理分析，通过同时出现运行异常的风机数量进行分析得到异常系数，从而根据异常系数对暖通机组的异常特征进行反馈，判定暖通机组出现单一风机故障还是整体故障，针对异常特征可采取针对性的措施进行异常处理；
3、通过电力检测模块可以对暖通机组的电力线路进行监测分析，通过在检测时段内对暖通机组的线路参数进行分析与计算得到线路系数，从而根据线路系数的数值大小对异常原因进行判定。
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为本发明实施例一的系统框图；
图2为本发明实施例二的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种基于物联网的高效节能暖通控制装置，包括处理器，处理器通信连接有风机监测模块、机组管理模块、电力检测模块以及存储模块。
风机监测模块用于对风机的运行状态进行监测分析。具体地，将风机标记为监测对象，在监测对象工作时获取监测对象出风口的温度数据WD、湿度数据SD以及风速数据FS。
温度数据WD的获取过程包括：获取监测对象出风口的空气温度值与温度范围，将温度范围的最大值与最小值的平均值标记为温度均值，将空气温度值与温度均值差值的绝对值标记为温度数据WD。
湿度数据SD的获取过程包括：获取监测对象出风口的空气湿度值与湿度范围，将湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿度均值，将空气湿度值与湿度均值差值的绝对值标记为湿度数据SD。
风速数据FS的获取过程包括：获取监测对象出风口的空气流动速度值与风速范围，将风速范围的最大值与最小值的平均值标记为风速均值，将空气流动速度值与风速均值差值的绝对值标记为风速数据FS；
通过公式ZT＝α1*WD+α2*SD+α3*FS得到监测对象的状态系数ZT，
其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞1。
通过存储模块获取到状态阈值ZTmax，将监测对象的状态系数ZT与状态阈值ZTmax进行比较：
若状态系数ZT小于状态阈值ZTmax，则判定监测对象的运行状态满足要求，将对应的监测对象标记为正常对象；
若状态系数ZT大于等于状态阈值ZTmax，则判定监测对象的运行状态不满足要求，将对应的监测对象标记为异常对象。
风机监测模块向处理器发送风机异常信号，处理器接收到风机异常信号后将风机异常信号发送至机组管理模块；对风机的运行状态进行监测分析，通过对风机出风口空气的多项参数进行综合分析与计算得到状态系数，从而通过状态系数对风机的运行状态好坏程度进行反馈，对风机出风口的空气质量进行实时检测，在异常时及时进行反馈。
机组管理模块用于对暖通机组进行管理分析。在机组管理模块接收到风机异常信号后将异常对象的数量与暖通机组中风机的数量比值标记为异常系数，通过存储模块获取到异常阈值，将暖通机组的异常系数与异常阈值进行比较：
若异常系数小于异常阈值，则判定暖通机组存在独立故障，机组管理模块将异常对象发送至处理器，处理器接收到异常对象后将异常对象发送至管理人员的手机终端；
若异常系数大于等于异常阈值，则判定暖通机组存在整体故障，机组管理模块向处理器发送电力检测信号，处理器接收到电力检测信号后将电力检测信号发送至电力检测模块；对暖通机组进行管理分析，通过同时出现运行异常的风机数量进行分析得到异常系数，从而根据异常系数对暖通机组的异常特征进行反馈，判定暖通机组出现单一风机故障还是整体故障，针对异常特征可采取针对性的措施进行异常处理。
电力检测模块用于对暖通机组的电力线路进行检测分析。在电力检测模块接收到电力检测信号后生成检测时段，在检测时段内实时获取暖通机组的供电线路的电流值，将暖通机组在检测时段内的电流值的最大值与最小值的差值标记为流差值LC，将电流值的最大值与最小值的检测时间差值标记为时差值SC；
通过公式XL＝(β1*LC)/(β2*SC)得到暖通机组的线路系数XL，其中β1与β2均为比例系数，且β1＞β2＞1；
通过存储模块获取到线路阈值XLmax，将暖通机组的线路系数XL与线路阈值XLmax进行比较：
若线路系数XL小于线路阈值XLmax，则判定暖通机组存在机械故障，电力检测模块向处理器发送机械故障信号，处理器接收到机械故障信号后将机械故障信号发送至管理人员的手机终端；
若线路系数XL大于等于线路阈值XLmax，则判定暖通机组存在电力故障，电力检测模块向处理器发送电力故障信号，处理器接收到电力故障信号后将电力故障信号发送至管理人员的手机终端；对暖通机组的电力线路进行监测分析，通过在检测时段内对暖通机组的线路参数进行分析与计算得到线路系数，从而根据线路系数的数值大小对异常原因进行判定。
如图2所示，本发明还提供了一种基于物联网的高效节能暖通控制方法，包括以下步骤：
步骤一：对风机的运行状态进行监测分析：将风机标记为监测对象，在监测对象工作时获取监测对象出风口的温度数据WD、湿度数据SD以及风速数据FS并进行数值计算得到监测对象的状态系数ZT，通过状态系数ZT的数值将监测对象标记为正常对象或异常对象；
步骤二：对暖通机组进行管理分析：在机组管理模块接收到风机异常信号后将异常对象的数量与暖通机组中风机的数量比值标记为异常系数，通过异常系数的数值判定暖通机组是否存在独立故障或整体故障；
步骤三：在暖通机组存在整体故障时对暖通机组的电力线路进行检测分析：在电力检测模块接收到电力检测信号后获取暖通机组的线路系数XL，通过线路系数XL的数值对暖通机组是否存在电力故障或机械故障进行判定。
一种基于物联网的高效节能暖通控制装置，工作时，将风机标记为监测对象，在监测对象工作时获取监测对象出风口的温度数据WD、湿度数据SD以及风速数据FS并进行数值计算得到监测对象的状态系数ZT，通过状态系数ZT的数值将监测对象标记为正常对象或异常对象；在机组管理模块接收到风机异常信号后将异常对象的数量与暖通机组中风机的数量比值标记为异常系数，通过异常系数的数值判定暖通机组是否存在独立故障或整体故障；在电力检测模块接收到电力检测信号后获取暖通机组的线路系数XL，通过线路系数XL的数值对暖通机组是否存在电力故障或机械故障进行判定。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式ZT＝α1*WD+α2*SD+α3*FS；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的状态系数；将设定的状态系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2以及α3的取值分别为5.47、4.48和3.65。
系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的状态系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如状态系数与温度数据的数值成正比。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明的优选实施例，并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种基于物联网的高效节能暖通控制装置，其特征在于，包括处理器，所述处理器通信连接有风机监测模块、机组管理模块、电力检测模块以及存储模块；
所述风机监测模块用于对风机的运行状态进行监测分析：将风机标记为监测对象，在监测对象工作时获取监测对象出风口的温度数据WD、湿度数据SD以及风速数据FS；通过对温度数据WD、湿度数据SD以及风速数据FS进行数值计算得到监测对象的状态系数ZT；通过存储模块获取到状态阈值ZTmax，将监测对象的状态系数ZT与状态阈值ZTmax进行比较并通过比较结果将监测对象标记为正常对象或异常对象；
所述机组管理模块用于对暖通机组进行管理分析并对暖通机组是否存在整体故障进行判定；
所述电力检测模块用于对暖通机组的电力线路进行检测分析：在电力检测模块接收到电力检测信号后生成检测时段，在检测时段内实时获取暖通机组的供电线路的电流值，将暖通机组在检测时段内的电流值的最大值与最小值的差值标记为流差值LC，将电流值的最大值与最小值的检测时间差值标记为时差值SC；通过对流差值LC与时差值SC进行数值计算得到暖通机组的线路系数XL；通过线路系数XL的数值大小对暖通机组是否存在机械故障或电力故障进行判定。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的高效节能暖通控制装置，其特征在于，温度数据WD的获取过程包括：获取监测对象出风口的空气温度值与温度范围，将温度范围的最大值与最小值的平均值标记为温度均值，将空气温度值与温度均值差值的绝对值标记为温度数据WD；湿度数据SD的获取过程包括：获取监测对象出风口的空气湿度值与湿度范围，将湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿度均值，将空气湿度值与湿度均值差值的绝对值标记为湿度数据SD；风速数据FS的获取过程包括：获取监测对象出风口的空气流动速度值与风速范围，将风速范围的最大值与最小值的平均值标记为风速均值，将空气流动速度值与风速均值差值的绝对值标记为风速数据FS。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的高效节能暖通控制装置，其特征在于，将监测对象的状态系数ZT与状态阈值ZTmax进行比较的具体过程包括：若状态系数ZT小于状态阈值ZTmax，则判定监测对象的运行状态满足要求，将对应的监测对象标记为正常对象；若状态系数ZT大于等于状态阈值ZTmax，则判定监测对象的运行状态不满足要求，将对应的监测对象标记为异常对象；风机监测模块向处理器发送风机异常信号，处理器接收到风机异常信号后将风机异常信号发送至机组管理模块。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的高效节能暖通控制装置，其特征在于，机组管理模块用于对暖通机组进行管理分析的具体过程包括：在机组管理模块接收到风机异常信号后将异常对象的数量与暖通机组中风机的数量比值标记为异常系数，通过存储模块获取到异常阈值，将暖通机组的异常系数与异常阈值进行比较并通过比较结果对暖通机组是否存在整体故障进行判定。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的高效节能暖通控制装置，其特征在于，将暖通机组的异常系数与异常阈值进行比较的具体过程包括：若异常系数小于异常阈值，则判定暖通机组存在独立故障，机组管理模块将异常对象发送至处理器，处理器接收到异常对象后将异常对象发送至管理人员的手机终端；若异常系数大于等于异常阈值，则判定暖通机组存在整体故障，机组管理模块向处理器发送电力检测信号，处理器接收到电力检测信号后将电力检测信号发送至电力检测模块。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的高效节能暖通控制装置，其特征在于，对暖通机组是否存在机械故障或电力故障进行判定的具体过程包括：通过存储模块获取到线路阈值XLmax，将暖通机组的线路系数XL与线路阈值XLmax进行比较：若线路系数XL小于线路阈值XLmax，则判定暖通机组存在机械故障，电力检测模块向处理器发送机械故障信号，处理器接收到机械故障信号后将机械故障信号发送至管理人员的手机终端；若线路系数XL大于等于线路阈值XLmax，则判定暖通机组存在电力故障，电力检测模块向处理器发送电力故障信号，处理器接收到电力故障信号后将电力故障信号发送至管理人员的手机终端。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于物联网的高效节能暖通控制装置，其特征在于，该基于物联网的高效节能暖通控制装置的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：对风机的运行状态进行监测分析：将风机标记为监测对象，在监测对象工作时获取监测对象出风口的温度数据WD、湿度数据SD以及风速数据FS并进行数值计算得到监测对象的状态系数ZT，通过状态系数ZT的数值将监测对象标记为正常对象或异常对象；
步骤二：对暖通机组进行管理分析：在机组管理模块接收到风机异常信号后将异常对象的数量与暖通机组中风机的数量比值标记为异常系数，通过异常系数的数值判定暖通机组是否存在独立故障或整体故障；
步骤三：在暖通机组存在整体故障时对暖通机组的电力线路进行检测分析：在电力检测模块接收到电力检测信号后获取暖通机组的线路系数XL，通过线路系数XL的数值对暖通机组是否存在电力故障或机械故障进行判定。
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