CN207963001U - 密集人群公共场所环境与照明节能系统 - Google Patents

密集人群公共场所环境与照明节能系统 Download PDF

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Abstract

密集人群公共场所环境与照明节能系统，包括冷热源与冰蓄能系统、空调系统、照明系统和控制系统，所述控制系统通过设于空调系统的二氧化碳传感器采集的人流情况控制冷热源与蓄能系统配合空调系统进行调配，所述控制系统根据人流及亮度情况控制照明系统的调配及开闭。本实用新型尽量使用冷热源与蓄能系统，不够用时，再启用冷机，并根据用户侧的使用量自动判断冷机启动的数量；控制系统根据人流及亮度情况控制照明系统的调配及开闭；进而达到科学合理的节能效果。

Description

密集人群公共场所环境与照明节能系统
技术领域
本实用新型属于设备节能领域，尤其是涉及密集人群公共场所环境与照明节能系统。
背景技术
密集人群场所环境空调与照明系统适用于机场、火车站、大型商场等公共应用场所。由于过去的设计上没有充分考虑到场所内人员流动的情况，在设备的利用率以及能耗方面都没有充分发挥，尤其在机场以及火车站的情况，无论人流大小空调系统都是始终开一样的功率，无论白天黑夜照明全部打开，导致造成没有必要的能耗损失。
所以如何设计一种密集场所的节能系统成为本领域技术人员研究的课题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提供一种密集人群公共场所环境与照明节能系统。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
密集人群公共场所环境与照明节能系统，包括冷热源与冰蓄能系统、空调系统、照明系统和控制系统，所述控制系统通过设于空调系统的二氧化碳传感器采集的人流情况控制冷热源与蓄能系统配合空调系统进行调配，所述控制系统根据人流及亮度情况控制照明系统的调配及开闭。
所述冷热源与冰蓄能系统包括冷却塔，所述冷却塔一侧连接给水系统和排水系统，另一侧通过冷却水定频离心式水泵连接离心式冷水机组，离心式冷水机组通过阀门V2连接蓄冰槽装置的一端，离心式冷水机组通过阀门V1连接蓄冰槽装置的另一端，蓄冰槽装置的另一端通过阀门V5分别连接阀门V3和V4，V4连接一次侧冷冻循环水泵BY1，一次侧冷冻循环水泵BY1连接离心式冷水机组，V3连接换热器一进水口，换热器另一进水口连接二次侧冷冻循环水泵，换热器的一出水口分别连接一次侧冷冻循环水泵BY1，另一出水口通过阀门A4连接用户侧供水，用户侧回水通过阀门A1连接锅炉，锅炉通过加热系统加热，锅炉的水经过热水变频水泵、阀门A2输送的到用户侧供水。
所述空调系统包括依次顺序设置的新风段、粗效过滤段、板式热回收段、湿风区、初效过滤段、表冷表热段、高压喷雾加湿段、送风机段、均流段、中效过滤段和出风段，设置新风与回风调节阀门，通过该两个阀门的开闭角度，调节新风与回风的混风比例。
所述照明系统包括室内外照度传感器，所述照度传感器采集亮度信息给控制系统，控制系统根据室外的照明度自动调节室内开灯的数量，根据室内照明度自动区分并控制该区域的照明覆盖度。
所述照明系统还包括物体移动传感器，所述控制系统根据物体移动传感器采集的信息控制在夜间通过物体移动传感器感应该区域是否有人在活动，当有人时会自动打开足够的照明供人员使用，没有人活动的区域会自动减少照明。
所述控制系统采用标准DCS冗余控制系统，主控制器以及电源均为一用一备。
所述控制系统的扩展I/O采用每个模块均有故障诊断功能的模块化输入输出模块。
所述控制系统的远程I/O站采用智能远程I/O接口通信站，该接口通信站采用冗余模式，双通信站一用一备，并且支持I/O扩展模块热插拔功能。
所述控制系统的上位监控系统采用工业以太网络，两台冗余交换机，两台中心数据服务器，该服务器有数据归档、数据备份的功能。
相对于现有技术，本实用新型所述的密集人群公共场所环境与照明节能系统具有以下优势：
由于采用上述技术方案：
1.本实用新型控制系统由控制系统通过二氧化碳传感器采集室内的人流量来控制冷热源与蓄能系统配合空调系统进行调配，尽量使用冷热源与蓄能系统，系统不够用时，再启用冷机，并根据用户侧的使用量自动判断冷机启动的数量；控制系统根据人流及亮度情况控制照明系统的调配及开闭；进而达到科学合理的节能效果。
2.在夜间造冰并储存至蓄冰槽中，白天冷机停止工作优先使用蓄冰槽的冷源，当蓄冰槽冷源不够使用时，系统会自动启动冷机继续工作，并根据用户侧的使用量自动判断冷机启动的数量，节能效果好。
3.空调系统中初效过滤段针对空气中大型颗粒物，中效过滤段针对中小型颗粒物，保证空气质量；同时为了节能，设新风与回风调节阀门，通过该两个阀门的开闭角度，调节新风与回风的混风比例。
4.照明系统通过照度传感器采集室内的照度信息，物体移动传感器采集人流信息，信息采集准确，为精确控制提供保障。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型的原理框图；
图2是本实用新型的冷热源与冰蓄能系统原理图；
图3-图18为图2的管线图；其中4、图5为图3的放大图；图7为图6的部分放大图；图14、图15、图16为图13的放大图；图17、图18为图16的放大图；
图19为本实用新型控制系统的结构示意图；
图20、图21为图19的放大图；
图22为本实用新型空调系统的结构示意图；
图23为本实用新型照明系统的结构示意图。
1、冷水机组；2、3、4、5、水泵；7、冷却塔；8、软水器；9、软化水箱；10、定压补水装置；15、蓄冰槽装置；16、18、20、21、22Y型过滤器；23、集水器；24、分水器；
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本
实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1-23所示，密集人群公共场所环境与照明节能系统，包括冷热源与冰蓄能系统、空调系统、照明系统和控制系统，所述控制系统通过设于空调系统的二氧化碳传感器采集的人流情况控制冷热源与蓄能系统配合空调系统进行调配，所述控制系统根据人流及亮度情况控制照明系统的调配及开闭。
所述冷热源与冰蓄能系统包括冷却塔，所述冷却塔一侧连接给水系统和排水系统，另一侧通过冷却水定频离心式水泵连接离心式冷水机组，离心式冷水机组通过阀门V2连接蓄冰槽装置的一端，离心式冷水机组通过阀门V1连接蓄冰槽装置的另一端，蓄冰槽装置的另一端通过阀门V5分别连接阀门V3和V4，V4连接一次侧冷冻循环水泵BY1，一次侧冷冻循环水泵BY1连接离心式冷水机组，V3连接换热器一进水口，换热器另一进水口连接二次侧冷冻循环水泵，换热器的一出水口分别连接一次侧冷冻循环水泵BY1，另一出水口通过阀门A4连接用户侧供水，用户侧回水通过阀门A1连接锅炉，锅炉通过加热系统加热，锅炉的水经过热水变频水泵、阀门A2输送的到用户侧供水。
所述空调系统包括依次顺序设置的新风段、粗效过滤段、板式热回收段、湿风区、初效过滤段、表冷表热段、高压喷雾加湿段、送风机段、均流段、中效过滤段和出风段，设置新风与回风调节阀门，通过该两个阀门的开闭角度，调节新风与回风的混风比例。
所述照明系统包括室内外照度传感器，所述照度传感器采集亮度信息给控制系统，控制系统根据室外的照明度自动调节室内开灯的数量，根据室内照明度自动区分并控制该区域的照明覆盖度。
所述照明系统还包括物体移动传感器，所述控制系统根据物体移动传感器采集的信息控制在夜间通过物体移动传感器感应该区域是否有人在活动，当有人时会自动打开足够的照明供人员使用，没有人活动的区域会自动减少照明。
所述控制系统采用标准DCS冗余控制系统，主控制器以及电源均为一用一备。
所述控制系统的扩展I/O采用每个模块均有故障诊断功能的模块化输入输出模块。
所述控制系统的远程I/O站采用智能远程I/O接口通信站，该接口通信站采用冗余模式，双通信站一用一备，并且支持I/O扩展模块热插拔功能。
所述控制系统的上位监控系统采用工业以太网络，两台冗余交换机，两台中心数据服务器，该服务器有数据归档、数据备份的功能。
工作原理：
冷热源作为媒介，夏季用冷水机组制造冷水，冬季用锅炉制造热水，通过水管送至组合式空调机组，在机组的风机作用下送风至需求区域，来达到需求区域升温降温的效果。
冷源与冰蓄能系统：冷源作为夏季的降温媒介尤为重要，由于冷水机组是能耗大户，所以我们采用了更为先进的冰蓄能系统。为了用电峰值，在夜间造冰并储存至蓄冰槽中，白天冷机停止工作优先使用蓄冰槽的冷源，当蓄冰槽冷源不够使用时，系统会自动启动冷机继续工作，并根据用户侧的使用量自动判断冷机启动的数量。
该系统分为四种模式，冷水机直接供水模式，造冰蓄能模式，供水与造冰同时模式，停止冷机只使用冰蓄能模式，系统会根据现场使用的情况计算出最优化的方案，自动完成四种模式的互相切换。
环境空调系统：在公共场景中，不仅要求对人的温度适中，还要保证环境中空气质量。空调机组中设有初效滤袋针对空气中大型颗粒物，中效滤袋针对中小型颗粒物，并设有PM2.5静电除尘系统，来保证环境中的空气质量。
为了节能考虑，空调机组设有新风，回风以及混风功能段，设新风与回风调节阀门，通过该两个阀门的开闭角度，调节新风与回风的混风比例。
新风会为室内带来新鲜的空气同时会增加巨大的能耗，回风会减少能耗但是会令室内的空气越来越浑浊，新风回风的比例调节是一个非常难把握尺度的问题。
系统在设计时会根据不同空调机组的送风区域进行分区，通过预先设置的二氧化碳传感器来计算该区域的人流量，当二氧化碳含量高时，新风阀开大，回风阀关小，为室内增加室外新风换气量，当该区域二氧化碳含量低时，关闭新风阀，打开回风阀，空气开始在室内循环，当该区域二氧化碳长时间低时，通过变频器调节减少送风量，如果人流量大相反运作，这样一来非常科学合理的进行节能，不会减少室内人员的舒适度。
冷热源与冰蓄能系统与空调系统配合使用，当空调系统用量减少冷源系统同时相应减少供给量，这样一来可以让整个环境系统进行科学的节能。
照明系统：即使是在白天，在公共场合有足够的照明也是必须的，但是白天真的需要开那么多灯吗？
在机场、火车站等应用场景中，设计时都会采用透明采光天花板，这个设计就是解决白天照明的问题，但是实际应用中，白天仍旧是将所有的灯全部打开，这样做完全是没有任何意义的能源浪费。
系统设计时会针对区域进行划分，室内外均设照度传感器，系统会根据室外的照明度自动调节室内开灯的数量，室内照度传感器来保证室内有足够的照明，自动区分该区域的照明覆盖度。
在阴天的情况下，室内会自动打开足够数量的灯，在阳光明媚情况下，会自动减少开灯的数量，在夜间通过物体移动传感器感应该区域是否有人在活动，当有人时会自动打开足够的照明供人员使用，没有人活动的区域会自动减少至最低照明来达到节能的效果。
自动控制系统：自控系统采用标准DCS冗余控制系统，主控制器以及电源均为一用一备，当A控制器出现报错，当机等无法工作的情况下，自动跳转至B控制器，最大程度的减少了容错几率，从而最大程度的保证了系统的运行安全。
系统扩展I/O采用模块化输入输出模块，有集成度高，体积小等优点，每个模块均有故障诊断功能，方便运维人员检修。
该系统的远程I/O站采用智能远程I/O接口通信站，该接口通信站采用冗余模式，双通信站一用一备，并且支持I/O扩展模块热插拔功能，是快速维修的解决方案。
上位监控系统采用工业以太网络，两台冗余交换机，两台中心数据服务器，该服务器有数据归档、数据备份的功能，最大程度的保证了数据的安全性。
设操作员站数台，工程师站一台，人机界面对话友好，可对全局进行把控，并且可做到无人值守自动运行。
下表为冬夏季及冰蓄冷系统的工况转换表：
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.密集人群公共场所环境与照明节能系统，其特征在于：包括冷热源与冰蓄能系统、空调系统、照明系统和控制系统，所述控制系统通过设于空调系统的二氧化碳传感器采集的人流情况控制冷热源与蓄能系统配合空调系统进行调配，所述控制系统根据人流及亮度情况控制照明系统的调配及开闭。
2.根据权利要求1所述的密集人群公共场所环境与照明节能系统，其特征在于：所述冷热源与冰蓄能系统包括冷却塔，所述冷却塔一侧连接给水系统和排水系统，另一侧通过冷却水定频离心式水泵连接离心式冷水机组，离心式冷水机组通过阀门V2连接蓄冰槽装置的一端，离心式冷水机组通过阀门V1连接蓄冰槽装置的另一端，蓄冰槽装置的另一端通过阀门V5分别连接阀门V3和V4，V4连接一次侧冷冻循环水泵BY1，一次侧冷冻循环水泵BY1连接离心式冷水机组，V3连接换热器一进水口，换热器另一进水口连接二次侧冷冻循环水泵，换热器的一出水口分别连接一次侧冷冻循环水泵BY1，另一出水口通过阀门A4连接用户侧供水，用户侧回水通过阀门A1连接锅炉，锅炉通过加热系统加热，锅炉的水经过热水变频水泵、阀门A2输送的到用户侧供水。
3.根据权利要求1所述的密集人群公共场所环境与照明节能系统，其特征在于：所述空调系统包括依次顺序设置的新风段、粗效过滤段、板式热回收段、湿风区、初效过滤段、表冷表热段、高压喷雾加湿段、送风机段、均流段、中效过滤段和出风段，设置新风与回风调节阀门，通过该两个阀门的开闭角度，调节新风与回风的混风比例。
4.根据权利要求1所述的密集人群公共场所环境与照明节能系统，其特征在于：所述照明系统包括室内外照度传感器，所述照度传感器采集亮度信息给控制系统，控制系统根据室外的照明度自动调节室内开灯的数量，根据室内照明度自动区分并控制该区域的照明覆盖度。
5.根据权利要求4所述的密集人群公共场所环境与照明节能系统，其特征在于：所述照明系统还包括物体移动传感器，所述控制系统根据物体移动传感器采集的信息控制在夜间通过物体移动传感器感应该区域是否有人在活动，当有人时会自动打开足够的照明供人员使用，没有人活动的区域会自动减少照明。
6.根据权利要求1所述的密集人群公共场所环境与照明节能系统，其特征在于：所述控制系统采用标准DCS冗余控制系统，主控制器以及电源均为一用一备。
7.根据权利要求6所述的密集人群公共场所环境与照明节能系统，其特征在于：所述控制系统的扩展I/O采用每个模块均有故障诊断功能的模块化输入输出模块。
8.根据权利要求7所述的密集人群公共场所环境与照明节能系统，其特征在于：所述控制系统的远程I/O站采用智能远程I/O接口通信站，该接口通信站采用冗余模式，双通信站一用一备，并且支持I/O扩展模块热插拔。
9.根据权利要求6所述的密集人群公共场所环境与照明节能系统，其特征在于：所述控制系统的上位监控系统采用工业以太网络，两台冗余交换机，两台有数据归档、数据备份功能的中心数据服务器。
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