CN117377175A - 一种基于智慧照明的建筑空间模块化节能控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制方法及系统，包括配置可调节亮度的灯具、空调温控器、云络智能网关，对空间模块化控制：根据建筑受控区域特性，划分为若干空间模块单元，根据各空间模块单元特征，制定独立的照明控制逻辑，相同特性模块单元的设备及控制逻辑复制移植；定义总亮度比β：在某区域Sn内，假设该区域内有N盏灯，每盏灯的亮度为B1、B2…Bn，设置有人亮度为Bh，可得任意时刻总亮度比β=（B1+B2+…+Bn）/NBh；基于照明数据联动控制空调输出强度：根据红外感应原理，总亮度比可代表该区域人员的数量和流动性，据此调节空调输出强度。本发明的方法及系统可以提高楼宇整体节能效果。
Description
技术领域
本发明属于建筑节能领域，一种基于智慧照明的建筑空间模块化节能控制方法及系统。
背景技术
目前，建筑领域中的能耗中，中央空调的能耗占比约50%，照明能耗占比约20%，目前市场对智慧照明和中央空调节能的需求越来越大。
在实际的节能改造项目中发现，1）楼宇的大堂及走道在无人或人少的时候，照明依旧全功率，空调在夏天甚至感觉到寒意，这是很大的浪费；而开敞办公区也常有办公人员集中于一处，其余都是空闲的座位，但照明也是全功率，存在大量浪费；
因此，如果只做照明的节能，或只做空调的节能，必然会布置两套控制系统，其中的传感器，管理软件都存在双重成本，并且照明和空调不能数据互通，造成控制品质差，成本高&品质差——这也是目前市场缺少这种照明与空调综合节能控制系统的主要原因。
2）智慧照明市场目前主要集中于车库，灯具仅能对移动目标感应，亮度只能设置两个值，适用范围小，策略固化，节能潜力较小；而空调控制主要集中于机房改造，无法实现根据末端需求的自适应调节。
传统的照明与空调联动，多是根据灯具开关控制空调的开关，导致人来空调才开，温度尚未调节到位，人员已离开，于是空调又关闭，尤其对于公共建筑既无法保证舒适度又无法实现有效节能，还容易因为频繁启停损坏设备。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种基于智慧照明的建筑空间模块化节能控制方法及系统，提高楼宇整体节能效果。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于智慧照明的建筑空间模块化节能控制方法，配置可调节亮度的灯具；
配置空调温控器：
空调温控器具有LoRa无线传输功能，对室内机和/或空气处理设备的环境温度设定，保持室内恒温；所有温控器数据发送至云络智能网关；
配置云络智能网关：
云络智能网关可接收灯具状态及参数、接收空调温控器状态及参数，将数据上传至云端，由云端综合分析计算后，下发控制指令；
空间模块化控制：
根据建筑受控区域特性，划分为若干空间模块单元，根据各空间模块单元特征，制定独立的照明控制逻辑，相同特性模块单元的设备及控制逻辑复制移植；
定义总亮度比β：
在某区域Sn内，假设该区域内有N盏灯，每盏灯的亮度为B1、B2…Bn，设置有人亮度为Bh，可得任意时刻总亮度比β=（B1+B2+…+Bn）/NBh；
基于照明数据联动控制空调输出强度：
根据红外感应原理，总亮度比可代表该区域人员的数量和流动性，据此调节空调输出强度。
进一步的，控制方法具体包括：S1、根据建筑受控区域特性，将受控区域划分为若干空间模块单元，空间模块单元编号为S1、S2…Sn；
S2、根据各空间模块单元特征，设置各空间模块独立的照明控制逻辑，包括亮度档位、延时时间、感应半径的控制逻辑，相同特性模块单元的设备及控制逻辑复制移植；每个空间模块内的室内机或空气处理设备基于照明数据流联动调节，各空间模块间互不干扰；
S3、空间模块单元的全部设备数据流，通过云络智能网关上传至云端，由云端综合分析后下发控制调节指令控制。
进一步的，还配置管理软件：管理软件接收云端数据，远程控制灯具及空调温控器。
进一步的，灯具带有红外移动感应器，通过无线Mesh组网，支持调节延时时间、感应半径；感应半径的调节范围为3-5米；灯具设置三种或三种以上的亮度档位；
照明控制逻辑为：红外移动感应器探测到人体红外光谱的变化，调节灯具亮度为有人亮度设定值，人不离开感应范围，亮度将持续保持；感应到人离开，延时结束后自动调节为一阶亮度设定值，达到设定的一阶亮度保持时间后，自动调节为二阶亮度设定值，所有灯的数据发送至云络智能网关。
进一步的，空调温控器通过控制风机盘管电动阀和风机，或将设定值反馈给设备控制柜进行控制调节，达到保持室内恒温的目的；
空调联动控制逻辑为：
当（0.6±可调参数）≤β≤1，保持空调输出强度不变；
当（0.4±可调参数）≤β≤（0.6±可调参数）时，空调输出强度降低，通过云端指令远程调节该空间模块内各空调温控器的环境温度设定值较设计温度值增加/降低（2℃±可调温度参数）；
当0≤β≤（0.4±可调参数）时，空调输出强度降低，通过云端指令调节该区域内各空调温控器的环境温度设定值较设计温度值增加/降低（4℃±可调温度参数）。可调参数、可调温度参数都可以根据实际需求自行调整。
反之，当β升高，例如从0≤β≤（0.4±可调参数）升高到（0.4±可调参数）≤β≤（0.6±可调参数）时，或从（0.4±可调参数）≤β≤（0.6±可调参数）升高到（0.6±可调参数）≤β≤1，空调输出强度升高，调整方法与上述方法同理。
本发明还公开一种基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制系统，包括灯具、空调温控器、云络智能网关、云端；系统运行上述的基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制方法；
灯具可调节亮度，带有红外移动感应器，通过无线Mesh组网，支持调节延时时间、感应半径；
空调温控器具有LoRa无线传输功能，对室内机和/或空气处理设备的环境温度设定，保持室内恒温；所有温控器数据发送至云络智能网关；
云络智能网关可接收灯具状态及参数、接收空调温控器状态及参数，将数据上传至云端，由云端综合分析计算后，下发控制指令。
进一步的，联动节能控制系统还配置管理软件；管理软件接收云端数据，远程控制灯具及空调温控器。
本发明可用于民用建筑、工业建筑的照明和空调控制，具有以下有益效果：
本控制系统根据总亮度比分析该区域人员的数量和流动性，自动调节区域内照明和空调输出强度，在保证舒适度的基础上，实现智慧照明和空调节能的联动控制，实测数据表明使用该控制系统，受控区域内照明能耗降低30%~50%，空调输出强度每提高/降低1℃，空调系统整体节能5%~10%，区域照明与空调整体节能较之前增加10%~20%。
本控制方法采用根据总亮度比调节空调输出强度，整个调节过程各区域温度仍处于舒适区，既保证了舒适度，实现最大节能，同时延长设备使用寿命。
经过大量实验研究，本申请的基于智慧照明的建筑空间模块化节能控制方法，将建筑按功能如办公区、大厅、走道等划分为独立单元，将单元内的照明与空调联动控制，以照明亮度数据代替传统的传感器，灯具及空调温控器均采用无线传输，所有数据上传至中央管理系统，实现低成本，高控制品质的预期目标。
本控制方法采用调节模式更灵活更智能的灯具，其亮度支持0~100%任意设置，延时时间支持无限调节，感应半径3-5米可调，灯具可设置三种亮度档位——有人亮度、一阶亮度、二阶亮度，使其可适用建筑全部区域，可实现多样化的控制逻辑设定，并能根据其数据流联动控制空调系统输出强度，使建筑实现全面节能。
附图说明
图1为本发明实施例的基于智慧照明的建筑空间模块化节能控制方法流程图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
本控制系统包括灯具、空调温控器、云络智能网关、云端大脑、管理软件。
灯具自带红外移动感应器，可无线Mesh组网，数据自行中继转发，亮度支持0~100%任意设置，延时时间支持无限调节，感应半径3-5米可调，灯具可设置三种亮度档位——有人亮度、一阶亮度、二阶亮度，具体为当有人进入灯具开关感应范围时，红外移动感应器探测到人体红外光谱的变化，调节灯具亮度为有人亮度设定值，人不离开感应范围，亮度将持续保持；感应到人离开，延时结束后调节为一阶亮度设定值，达到设定的一阶亮度保持时间后，调节为二阶亮度设定值，所有灯的数据发送至云络智能网关。
智能空调温控器：具有LoRa无线传输功能，对风机盘管等室内机支持环境温度设定，可自动控制风机盘管电动阀和风机、达到保持室内恒温的目的；对空气处理设备支持环境温度设定，设定值反馈给设备控制柜进行控制调节，达到保持室内恒温的目的；所有温控器数据发送至云络智能网关。
配置云络智能网关，实现全无线控制系统：可接收灯具状态及参数，可接收空调温控器状态及参数，将数据上传至云端大脑，由云端综合分析计算后，下发控制指令。
配置管理软件：接收云端数据，可远程控制所有照明灯具及空调温控器，包括不限于读取各设备状态、设置调节参数、一键启停、定时启停等。
如图1所示，首先将受控空间模块化，根据建筑受控区域特性，划分为若干空间模块单元，根据各空间模块单元特征，制定独立的照明控制逻辑，包括亮度档位、延时时间、感应半径的控制逻辑等，相同特性模块单元的设备及控制逻辑可完全复制移植；空间模块内空调与照明联动控制，各模块互不干扰；
然后定义总亮度比β：在某区域Sn内，假设该区域内有N盏灯，每盏灯的亮度为B1、B2…Bn，设置有人亮度为Bh，可得任意时刻总亮度比β=（B1+B2+…+Bn）/NBh；建筑空间模块单元的灯具、空调温控器的状态参数上传至云端，由云端分析计算照明总亮度比β及空调负荷需求，下发控制指令，调节灯的各项设置参数及空调温控器设置。
当（0.6±可调参数）≤β≤1，保持空调输出强度不变；
当（0.4±可调参数）≤β≤（0.6±可调参数）时，空调输出强度降低，通过云端指令远程调节该空间模块内各空调温控器的环境温度设定值较设计温度值增加/降低（2℃±可调温度参数）；
当0≤β≤（0.4±可调参数）时，空调输出强度降低，通过云端指令调节该区域内各空调温控器的环境温度设定值较设计温度值增加/降低（4℃±可调温度参数）。
基于照明数据联动调节空调输出强度：根据红外感应原理，总亮度比可代表该区域人员的数量和流动性，可反映该区域所需空调负荷强度，据此调节空调输出强度。
以上的实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制方法，其特征在于：
配置可调节亮度的灯具；
配置空调温控器：
空调温控器具有LoRa无线传输功能，对室内机和/或空气处理设备的环境温度设定，保持室内恒温；所有温控器数据发送至云络智能网关；
配置云络智能网关：
云络智能网关可接收灯具状态及参数、接收空调温控器状态及参数，将数据上传至云端，由云端综合分析计算后，下发控制指令；
空间模块化控制：
根据建筑受控区域特性，划分为若干空间模块单元，根据各空间模块单元特征，制定独立的照明控制逻辑，相同特性模块单元的设备及控制逻辑复制移植；
定义总亮度比β：
在某区域Sn内，假设该区域内有N盏灯，每盏灯的亮度为B1、B2…Bn，设置有人亮度为Bh，可得任意时刻总亮度比β=（B1+B2+…+Bn）/NBh；
基于照明数据联动控制空调输出强度：
根据红外感应原理，总亮度比可代表该区域人员的数量和流动性，据此调节空调输出强度。
2.根据权利要求1所述的基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制方法，其特征在于：
S1、根据建筑受控区域特性，将受控区域划分为若干空间模块单元，空间模块单元编号为S1、S2…Sn；
S2、根据各空间模块单元特征，设置各空间模块独立的照明控制逻辑，包括亮度档位、延时时间、感应半径的控制逻辑，相同特性模块单元的设备及控制逻辑复制移植；每个空间模块内的室内机或空气处理设备基于照明数据流联动调节，各空间模块间互不干扰；
S3、空间模块单元的全部设备数据流，通过云络智能网关上传至云端，由云端综合分析后下发控制调节指令控制。
3.根据权利要求1所述的基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制方法，其特征在于，还配置管理软件：
管理软件接收云端数据，远程控制灯具及空调温控器。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制方法，其特征在于：
灯具带有红外移动感应器，通过无线Mesh组网，支持调节延时时间、感应半径；感应半径的调节范围为3-5米；灯具设置三种或三种以上的亮度档位；
照明控制逻辑为：红外移动感应器探测到人体红外光谱的变化，调节灯具亮度为有人亮度设定值，人不离开感应范围，亮度将持续保持；感应到人离开，延时结束后自动调节为一阶亮度设定值，达到设定的一阶亮度保持时间后，自动调节为二阶亮度设定值，所有灯的数据发送至云络智能网关。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制方法，其特征在于：
空调温控器通过控制风机盘管电动阀和风机，或将设定值反馈给设备控制柜进行控制调节，达到保持室内恒温的目的；
空调联动控制逻辑为：
当（0.6±可调参数）≤β≤1，保持空调输出强度不变；
当（0.4±可调参数）≤β≤（0.6±可调参数）时，空调输出强度降低，通过云端指令远程调节该空间模块内各空调温控器的环境温度设定值较设计温度值增加/降低（2℃±可调温度参数）；
当0≤β≤（0.4±可调参数）时，空调输出强度降低，通过云端指令调节该区域内各空调温控器的环境温度设定值较设计温度值增加/降低（4℃±可调温度参数）。
6.根据权利要求4所述的基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制方法，其特征在于：
空调温控器通过控制风机盘管电动阀和风机，或将设定值反馈给设备控制柜进行控制调节，达到保持室内恒温的目的；
空调联动控制逻辑为：
当（0.6±可调参数）≤β≤1，保持空调输出强度不变；
当（0.4±可调参数）≤β≤（0.6±可调参数）时，空调输出强度降低，通过云端指令远程调节该空间模块内各空调温控器的环境温度设定值较设计温度值增加/降低（2℃±可调参数）；
当0≤β≤（0.4±可调参数）时，空调输出强度降低，通过云端指令调节该区域内各空调温控器的环境温度设定值较设计温度值增加/降低（4℃±可调参数）。
7.一种基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制系统，其特征在于：包括灯具、空调温控器、云络智能网关、云端；运行权利要求1-6中任一项所述的基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制方法；
灯具可调节亮度，带有红外移动感应器，通过无线Mesh组网，支持调节延时时间、感应半径；
空调温控器具有LoRa无线传输功能，对室内机和/或空气处理设备的环境温度设定，保持室内恒温；所有温控器数据发送至云络智能网关；
云络智能网关可接收灯具状态及参数、接收空调温控器状态及参数，将数据上传至云端，由云端综合分析计算后，下发控制指令。
8.根据权利要求7所述的基于智慧照明的建筑空间模块化联动节能控制系统，其特征在于：还配置管理软件；管理软件接收云端数据，远程控制灯具及空调温控器。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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