CN207868802U - 楼宇节能监控系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种楼宇节能监控系统，包括楼宇供电装置、第一智能电表、第二智能电表、第三智能电表、采集器、集中器及服务器，楼宇供电装置包括自发电装置、公共供电系统及热电转换单元，第一智能电表连接于自发电装置，第二智能电表连接于公共供电系统，第三智能电表连接于热电转换单元，采集器与所述第一智能电表、第二智能电表及第三智能电表信号连接，集中器与所述采集器信号连接，服务器与所述集中器信号连接。根据本实用新型实施例提供的楼宇节能监控系统，可以根据自发电装置、公共供电系统及热电转换单元的产电时段及供电能力，调节建筑物的电能供应，更加节省能源，提高建筑节能效果。

Description

楼宇节能监控系统
技术领域
本实用新型涉及楼宇节能系统，尤其涉及一种楼宇节能监控系统。
背景技术
地球的能源已经以惊人速度在消耗。能源资源的加速和大量消耗造成了全球变暖和气候变化，严重威胁着人类的生存。只有通过节约和更加谨慎的使用能源，才能防止缓解能源问题。为了解决能源问题，已经开发了许多类型的可再生能源，如太阳能，风力发电，燃料电池等。其典型应用之一是建筑物采用新能源电力系统。
然而，这种新能源电力系统，只能为建筑物补充一定的电能，实际上，在建筑物中，仍然存在大量的能量被浪费，例如室内电气设备使用中产生的热能等。此外，建筑物的各种电能来源不能有效监控，无法合理配置能源。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种楼宇节能监控系统。
为实现上述目的，根据本实用新型实施例的楼宇节能监控系统，包括：
楼宇供电装置，所述楼宇供电装置包括：
用以提供电能的电能供应单元，所述电能供应单元至少包括自发电装置及公共供电系统；
用以产生冷能和热能的制冷设备；
用以存储所述制冷设备产生的冷能和热能的储能设备，所述储能设备与所述制冷设备相连；
用以根据所述冷能和热能之间的温度差形成热电效应以产生电能的热电转换单元，所述热电转换单元与所述储能设备相连；
用以选择性地切换所述自发电装置、公共供电系统及热电转换单元中的一个输入电力的电力转换单元，所述电力转换单元与所述自发电装置、公共供电系统及热电转换单元信号连接；
用以控制所述电能供应单元、制冷设备、储能设备、热电转化单元及电力转换单元的控制单元，所述控制单元与所述电能供应单元、制冷设备、储能设备、热电转化单元及电力转换单元信号连接；
第一智能电表、第二智能电表及第三智能电表，所述第一智能电表连接于所述自发电装置，以计量所述自发电装置的输出电量；所述第二智能电表连接于所述公共供电系统，以计量所述公共供电系统的输出电量；所述第三智能电表连接于所述热电转换单元，以计量所述热电转换单元的输出电量；
采集器，所述采集器与所述第一智能电表、第二智能电表及第三智能电表信号连接，用以采集所述第一智能电表的数据、第二智能电表的数据及第三智能电表的数据；
集中器，所述集中器与所述采集器信号连接，用以接收并上传所述采集器发送的所述第一智能电表的数据、第二智能电表的数据及第三智能电表的数据；
服务器，所述服务器与所述集中器信号连接，用以接收所述集中器上传的所述第一智能电表的数据、第二智能电表的数据及第三智能电表的数据。
根据本实用新型实施例提供的楼宇节能监控系统，一方面，楼宇供电装置具有多种电能输入方式，其中，包括自发电装置(例如太阳能发电、风能发电)产生的电能、公共供电系统(公共电网)提供的电能以及热电转换单元转换形成的电能，并且，可以通过控制单元根据需要选择其中一种电能输入方式，例如在自发电装置产生的电能能够满足用户使用需求时，可以选择自发电装置提供电能，当室内的制冷设备运行时，可以选择热电转换单元提供电能，当用电高峰时，可以选择公共供电系统(公共电网)提供电能，如此，可以更加节省能源。此外，热电转换单元能够将建筑中制冷设备运行时产生的热能转换为电能，如此，可以充分利用建筑中热能转换为电能，进而提高建筑节能效果。另一方面，通过采集器采集第一智能电表的数据、第二智能电表的数据及第三智能电表的数据，再通过集中器将数据上传至服务器，如此，可以实现自发电装置产生的电能、公共供电系统提供的电能以及热电转换单元转换形成的电能的有效监控，根据监控情况获知它们的供应能力，进而合理配置各个供电方式，例如在白天可以通过自发电装置和/或热电转换单元供电，而在夜间用电高峰期，可以通过公共供电方式供电。
另外，根据本实用新型上述实施例的楼宇节能监控系统还可以具有如下附加的技术特征：
根据本实用新型的一个实施例，所述储能设备包括用以存储所述热能的蓄热装置和用以存储所述冷能的蓄冷装置，所述蓄热装置和蓄冷装置与所述制冷设备相连。
根据本实用新型的一个实施例，所述制冷设备包括：
用以压缩制冷剂的压缩机；
用以与所述制冷剂进行热量交换以产生所述热能的第一换热器，所述第一换热器的制冷剂入口与所述压缩机的出口相连；
用以对制冷剂进行节流的膨胀阀，所述膨胀阀的入口与所述第一换热器的制冷剂出口相连；
用以与所述制冷剂进行热量交换以产生所述冷能的第二换热器，所述第二换热器的制冷剂入口与所述膨胀阀的出口相连；所述第二换热器的制冷剂出口与所述压缩机的入口相连。
根据本实用新型的一个实施例，所述制冷设备还包括用以对所述热能或所述冷能进行补充的辅助制冷装置，所述辅助制冷装置与所述第一换热器和所述第二换热器相连。
根据本实用新型的一个实施例，所述第二换热器的换热介质入口与所述蓄冷装置的出口相连，所述第二换热器的换热介质出口通过第一泵与所述蓄冷装置的入口相连，所述第一换热器的换热介质入口与所述蓄热装置的出口相连，所述第一换热器的换热介质出口通过第二泵与所述蓄热装置的入口相连。
根据本实用新型的一个实施例，所述楼宇供电装置还包括用以存储所述热电转换单元输出的电能的蓄电单元，所述蓄电单元的输入端与所述热电转换单元信号连接，所述蓄电单元的输出端与所述热电转换单元信号连接。
根据本实用新型的一个实施例，所述自发电装置为太阳能发电装置或风能发电装置。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例楼宇节能监控系统的方框示意图；
图2是本实用新型实施例楼宇节能监控系统中制冷设备的方框示意图。
附图标记：
楼宇供电装置100；
电能供应单元10；
自发电装置101；
公共供电系统102；
制冷设备11；
压缩机111；
第一换热器112；
膨胀阀113；
第二换热器114；
辅助制冷装置115；
储能设备12；
蓄热装置121；
蓄冷装置122；
热电转换单元13；
电力转换单元14；
控制单元15；
第一泵16；
第二泵17；
蓄电单元18；
第一智能电表200；
第二智能电表201；
第三智能电表202；
采集器300；
集中器400；
服务器500；
用电设备600。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面参照附图详细描述本实用新型实施例的楼宇节能监控系统。
参照图1所示，根据本实用新型实施例提供的楼宇节能监控系统，包括楼宇供电装置100、第一智能电表200、第二智能电表201、第三智能电表202、采集器300、集中器400及服务器500。
具体的，楼宇供电装置100包括电能供应单元10、制冷设备11、储能设备12、热电转换单元13、电力转换单元14及控制单元15。
其中，电能供应单元10用以提供电能，所述电能供应单元10至少包括自发电装置101及公共供电系统102。该自发电装置101可以是太阳能发电装置、风能发电装置等，可以安装建筑物的楼顶，而公共供电系统102可以是公共电网。
制冷设备11用以产生冷能和热能。该制冷设备11可以建筑物内的空调设备、冰箱等建筑物用制冷设备11，制冷设备11运行制冷时需要进行热交换，制冷剂释放热量后变冷，在此过程中，即产生冷能及热能。
储能设备12用以存储所述制冷设备11产生的冷能和热能，所述储能设备12与所述制冷设备11相连；也就是说，制冷设备11产生的冷能和热能以输送至储能设备12进行存储。
热电转换单元13用以根据所述冷能和热能之间的温度差形成热电效应以产生电能，所述热电转换单元13与所述储能设备12相连。也就是说，储能设备12存储的冷能和热能能够输送至热电转化单元，热电转换单元13利用冷能和热能的温度差可以产生热电效应，进而利用该热电效应产生电能，其中，所谓的热电效应，是当受热物体中的电子(空穴)，因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象。
电力转换单元14用以选择性地切换所述自发电装置101、公共供电系统 102及热电转换单元13中的一个输入电力，所述电力转换单元14与所述自发电装置101、公共供电系统102及热电转换单元13信号连接。也即是说，电力转换单元14能够选择性的切换自发电装置101、公共供电系统102及热电转换单元13中的一个输入电能，再将该电能提供给建筑物中的用电设备600。
控制单元15用以控制所述电能供应单元10、制冷设备11、储能设备12、热电转化单元及电力转换单元14，所述控制单元15与所述电能供应单元10、制冷设备11、储能设备12、热电转化单元及电力转换单元14信号连接。
第一智能电表200连接于所述自发电装置101，以计量所述自发电装置 101的输出电量；所述第二智能电表201连接于所述公共供电系统102，以计量所述公共供电系统102的输出电量；所述第三智能电表202连接于所述热电转换单元13，以计量所述热电转换单元13的输出电量。也即是，第一智能电表200用于计量自发电装置101的发电量，而第二智能电表201用于计量公共供电系统102向该建筑物供应的电量，第三智能电表202用于计量热电转换单元13转化形成的电量。
采集器300与所述第一智能电表200、第二智能电表201及第三智能电表 202信号连接，用以采集所述第一智能电表200的数据、第二智能电表201的数据及第三智能电表202的数据。
集中器400与所述采集器300信号连接，用以接收并上传所述采集器300 发送的所述第一智能电表200的数据、第二智能电表201的数据及第三智能电表202的数据。
服务器500与所述集中器400信号连接，用以接收所述集中器400上传的所述第一智能电表200的数据、第二智能电表201的数据及第三智能电表 202的数据。
根据本实用新型实施例提供的楼宇节能监控系统，一方面，楼宇供电装置100具有多种电能输入方式，其中，包括自发电装置101(例如太阳能发电、风能发电)产生的电能、公共供电系统102(公共电网)提供的电能以及热电转换单元13转换形成的电能，并且，可以通过控制单元15根据需要选择其中一种电能输入方式，例如在自发电装置101产生的电能能够满足用户使用需求时，可以选择自发电装置101提供电能，当室内的制冷设备11运行时，可以选择热电转换单元13提供电能，当用电高峰时，可以选择公共供电系统 102(公共电网)提供电能，如此，可以更加节省能源。此外，热电转换单元 13能够将建筑中制冷设备11运行时产生的热能转换为电能，如此，可以充分利用建筑中热能转换为电能，进而提高建筑节能效果。另一方面，通过采集器300采集第一智能电表200的数据、第二智能电表201的数据及第三智能电表202的数据，再通过集中器400将数据上传至服务器500，如此，可以实现自发电装置101产生的电能、公共供电系统102提供的电能以及热电转换单元13转换形成的电能的有效监控，根据监控情况获知它们的供应能力，进而合理配置各个供电方式，例如在白天可以通过自发电装置101和/或热电转换单元13供电，而在夜间用电高峰期，可以通过公共供电方式供电。
需要说明的是，在具体应用中，管理人员可以根据服务器500上监控到自发电装置101产生的电能、公共供电系统102提供的电能以及热电转换单元13转换形成的电能的情况，判断自发电装置101、热电转换单元13的产电时段及供电能力，再根据自发电装置101、热电转换单元13的供电时段及供电能力在控制器上设定切换时间，进而使得控制单元15按照该切换时间控制电力转换单元14进行对应的切换，如此，实现自发电装置101、热电转换单元13及公共供电系统102合理供电，达到节能目的。
在本实用新型的一个实施例中，储能设备包括用以存储所述热能的蓄热装置121和用以存储所述冷能的蓄冷装置122，所述蓄热装置121和蓄冷装置 122与所述制冷设备11相连。也即是，利用蓄热装置121和蓄冷装置122分别存储热能和冷能。
参照图2所示，在本实用新型的一个实施例中，制冷设备11包括压缩机 111、第一换热器112、膨胀阀113及第二换热器114，其中，压缩机111用以压缩制冷剂；第一换热器112用以与所述制冷剂进行热量交换以产生所述热能，所述第一换热器112的制冷剂入口与所述压缩机111的出口相连；膨胀阀113用以对制冷剂进行节流，所述膨胀阀113的入口与所述第一换热器 112的制冷剂出口相连；第二换热器114用以与所述制冷剂进行热量交换以产生所述冷能，所述第二换热器114的制冷剂入口与所述膨胀阀113的出口相连；所述第二换热器114的制冷剂出口与所述压缩机111的入口相连。
工作时：首先，压缩机111对制冷剂进行压缩，压缩后的制冷剂通过出口流入至第一换热器112，并在第一换热器112内与其内换热介质进行热交换，此时，制冷剂放热，热交换后的制冷剂温度降低，第一换热器112内的换热介质的温度升高，形成热能。接着，制冷剂通过膨胀阀113节流后变为低温低压的蒸汽，再进入至第二换热器114内与其内的换热介质进行热交换，此时，制冷剂吸热，热交换后制冷剂温度升高，而第二换热器114内的换热介质温度降低，形成冷能。如此，即可实现产生热能和冷能，其结构简单。
需要说明的是，第一换热器112可以采用水冷式换热器。而第二换热器 114可以采用蒸发器。
对应的，所述第二换热器114的换热介质入口与所述蓄冷装置122的出口相连，所述第二换热器114的换热介质出口通过第一泵16与所述蓄冷装置 122的入口相连，所述第一换热器112的换热介质入口与所述蓄热装置121的出口相连，所述第一换热器112的换热介质出口通过第二泵17与所述蓄热装置121的入口相连。
如此，第二换热器114内换热后的换热介质具有较低的温度，通过第一泵16送入至蓄冷装置122内，以存储冷能。而第一换热器112内换热后的换热介质具有较高的温度，并通过第二泵17送入至蓄热装置121内，以存储热能。
在本实用新型的一个实施例中，制冷设备11还包括用以对所述热能或所述冷能进行补充的辅助制冷装置115，所述辅助制冷装置115与所述第一换热器112和所述第二换热器114相连。
如此，可以借助于辅助制冷装置115调节冷能和热能，例如当第一换热器112中的换热介质的温度不能达到冷能要求时，可以通过辅助制冷装置115 补充冷能，而当第二换热器114中的换热介质的温度达不到热能要求时，可以通过辅助制冷装置115补充热能。
在本实用新型的一个实施例中，楼宇供电装置100还包括用以存储所述热电转换单元13输出的电能的蓄电单元18，所述蓄电单元18的输入端与所述热电转换单元13信号连接，所述蓄电单元18的输出端与所述热电转换单元13信号连接。如此，热电转换单元13转换形成的电能也可以存储至蓄电单元18中，在需要时，在通过蓄电单元18提供给用户设备，由此，使用更加方便灵活，避免在用户需求少而电能过剩时，电能浪费等问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种楼宇节能监控系统，其特征在于，包括：
楼宇供电装置，所述楼宇供电装置包括：
用以提供电能的电能供应单元，所述电能供应单元至少包括自发电装置及公共供电系统；
用以产生冷能和热能的制冷设备；
用以存储所述制冷设备产生的冷能和热能的储能设备，所述储能设备与所述制冷设备相连；
用以根据所述冷能和热能之间的温度差形成热电效应以产生电能的热电转换单元，所述热电转换单元与所述储能设备相连；
用以选择性地切换所述自发电装置、公共供电系统及热电转换单元中的一个输入电力的电力转换单元，所述电力转换单元与所述自发电装置、公共供电系统及热电转换单元信号连接；
用以控制所述电能供应单元、制冷设备、储能设备、热电转化单元及电力转换单元的控制单元，所述控制单元与所述电能供应单元、制冷设备、储能设备、热电转化单元及电力转换单元信号连接；
第一智能电表、第二智能电表及第三智能电表，所述第一智能电表连接于所述自发电装置，以计量所述自发电装置的输出电量；所述第二智能电表连接于所述公共供电系统，以计量所述公共供电系统的输出电量；所述第三智能电表连接于所述热电转换单元，以计量所述热电转换单元的输出电量；
采集器，所述采集器与所述第一智能电表、第二智能电表及第三智能电表信号连接，用以采集所述第一智能电表的数据、第二智能电表的数据及第三智能电表的数据；
集中器，所述集中器与所述采集器信号连接，用以接收并上传所述采集器发送的所述第一智能电表的数据、第二智能电表的数据及第三智能电表的数据；
服务器，所述服务器与所述集中器信号连接，用以接收所述集中器上传的所述第一智能电表的数据、第二智能电表的数据及第三智能电表的数据。
2.根据权利要求1所述的楼宇节能监控系统，其特征在于，所述储能设备包括用以存储所述热能的蓄热装置和用以存储所述冷能的蓄冷装置，所述蓄热装置和蓄冷装置与所述制冷设备相连。
3.根据权利要求2所述的楼宇节能监控系统，其特征在于，所述制冷设备包括：
用以压缩制冷剂的压缩机；
用以与所述制冷剂进行热量交换以产生所述热能的第一换热器，所述第一换热器的制冷剂入口与所述压缩机的出口相连；
用以对制冷剂进行节流的膨胀阀，所述膨胀阀的入口与所述第一换热器的制冷剂出口相连；
用以与所述制冷剂进行热量交换以产生所述冷能的第二换热器，所述第二换热器的制冷剂入口与所述膨胀阀的出口相连；所述第二换热器的制冷剂出口与所述压缩机的入口相连。
4.根据权利要求3所述的楼宇节能监控系统，其特征在于，所述制冷设备还包括用以对所述热能或所述冷能进行补充的辅助制冷装置，所述辅助制冷装置与所述第一换热器和所述第二换热器相连。
5.根据权利要求3所述的楼宇节能监控系统，其特征在于，所述第二换热器的换热介质入口与所述蓄冷装置的出口相连，所述第二换热器的换热介质出口通过第一泵与所述蓄冷装置的入口相连，所述第一换热器的换热介质入口与所述蓄热装置的出口相连，所述第一换热器的换热介质出口通过第二泵与所述蓄热装置的入口相连。
6.根据权利要求1所述的楼宇节能监控系统，其特征在于，所述楼宇供电装置还包括用以存储所述热电转换单元输出的电能的蓄电单元，所述蓄电单元的输入端与所述热电转换单元信号连接，所述蓄电单元的输出端与所述热电转换单元信号连接。
7.根据权利要求1所述的楼宇节能监控系统，其特征在于，所述自发电装置为太阳能发电装置或风能发电装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112098716A (zh) * 2019-11-06 2020-12-18 电子科技大学中山学院 一种智能楼宇配用电监控系统
CN113885382A (zh) * 2021-09-30 2022-01-04 青岛能安恒信科技有限公司 一种建筑节能综合管理系统

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