專利名稱：一種建筑節(jié)能控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制方法及系統(tǒng)，具體涉及一種對建筑能耗設(shè)備的能源使 用量進行統(tǒng)一采集、統(tǒng)計、計算及控制的建筑節(jié)能控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有建筑設(shè)備都沒有對其能源進行統(tǒng)一的采集、分析；管理及節(jié)能控制， 而一般都是只對樓宇設(shè)備進行運行操作控制和故障報警。 發(fā)明內(nèi)容-
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供一 種對建筑能耗設(shè)備的能耗進行有效控制，降低建筑能耗，實現(xiàn)合同能源管理的 建筑節(jié)能控制方法及系統(tǒng)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這種建筑節(jié)能控制方法為上位能源管理計算 機和建筑能耗設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，上位能源管理計算機統(tǒng)一采集建筑能耗設(shè)備的能源實 時數(shù)據(jù)，統(tǒng)一計算分析，并與數(shù)據(jù)庫中的節(jié)能標準值或目標值進行比較，超標 時發(fā)出警報，并給出超標診斷，輸出控制信號，通過網(wǎng)絡(luò)連接控制建筑能耗設(shè) 備，降低建筑能耗設(shè)備運行功率或停機，上位能源管理計算機對建筑能耗設(shè)備 中的一種、兩種或多種進行節(jié)能控制。
這種建筑節(jié)能控制系統(tǒng)，由上位能源管理計算機、服務(wù)器、建筑能耗設(shè)備 管理器通過以太網(wǎng)線連接組成，建筑能耗設(shè)備管理器包括機房管理器、風柜管 理器、室內(nèi)機管理器、照明管理器、給排水管理器、供配電管理器、電梯管理 器，各管理器由可編程控制器PLC組成；機房管理器為空調(diào)主機、鍋爐、水泵、
閥門、冷卻風機、蓄能系統(tǒng)的控制器和能耗信息裝置；風柜管理器為新風系統(tǒng)、 送風系統(tǒng)、回風系統(tǒng)、排風系統(tǒng)的控制器和能耗信息裝置；室內(nèi)機管理器為室 內(nèi)空調(diào)機的控制器和能耗信息裝置；照明管理器為公共區(qū)照明、工作區(qū)照明、 應急和景觀照明的控制器和能耗信息裝置；給排水管理器為給水泵、補水泵、 生活熱水泵、排水泵的控制器和能耗信息裝置；供配電管理器為供配電系統(tǒng)、 備用發(fā)電系統(tǒng)、無功補償系統(tǒng)的控制器和能耗信息裝置；電梯管理器為電梯系 統(tǒng)的控制器和能耗信息裝置。
上述技術(shù)方案中，上位能源管理計算機內(nèi)裝有節(jié)能管理軟件和數(shù)據(jù)庫，數(shù) 據(jù)庫裝有采集程序、建筑節(jié)能標準庫、能耗統(tǒng)計分析軟件、歷史數(shù)據(jù)查詢軟件、 遠程監(jiān)控軟件。
上述技術(shù)方案中，另設(shè)有節(jié)能管理專家系統(tǒng)，內(nèi)有建筑節(jié)能標準數(shù)據(jù)和專 家分析軟件，幫助用戶分析建筑能源消耗是否正常。
本發(fā)明由于相互聯(lián)網(wǎng)、統(tǒng)一采集建筑能耗設(shè)備的實時能耗數(shù)據(jù)，通過上位 能源管理計算機統(tǒng)一計算分析，與數(shù)據(jù)庫中的節(jié)能標準或目標值進行比較，超 標時發(fā)出報警，并給出超標診斷，輸出控制信號，通過管理器PLC連接具體建 筑能耗設(shè)備，使之降低能耗運行或部分停機。本發(fā)明還可以通過因特網(wǎng)遠程管 理建筑能耗數(shù)據(jù)。本發(fā)明對建筑能耗設(shè)備諸如中央空調(diào)主機、水泵、冷卻水泵、 空調(diào)風機、新風機、通風機、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、電梯系統(tǒng) 等設(shè)備進行了節(jié)能管理，降低了建筑設(shè)備的能耗，提高了設(shè)備可靠性和自動控 制性能。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本發(fā)明實施例機房能源控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明由建筑節(jié)能管理專家系統(tǒng)1、遠程管理計算機2、服務(wù)器 3、上位能源管理計算機4、數(shù)據(jù)庫5、機房管理器6、風柜管理器7、室內(nèi)機管 理器8、照明管理器9、給排水管理器IO、供配電管理器ll、電梯管理器12及 相互聯(lián)網(wǎng)的以太網(wǎng)線13組成，各管理器由可編程控制器PLC組成，如日本 OMROM公司CSI、 CJI系列PLC。機房管理器6為空調(diào)主機、鍋爐、水泵、閥 門、冷卻風機、蓄能系統(tǒng)的控制器和能耗信息裝置；風柜管理器7為新風系統(tǒng)、 送風系統(tǒng)、回風系統(tǒng)、排風系統(tǒng)的控制器和能耗信息裝置；室內(nèi)機管理器為室 內(nèi)空調(diào)機的控制器和能耗信息裝置；照明管理器為公共區(qū)照明、工作區(qū)照明、 應急和景觀照明的控制器和能耗信息裝置；給排水管理器為給水泵、補水泵、 生活熱水泵、排水泵的控制器和能耗信息裝置；供配電管理器為供配電系統(tǒng)、 備用發(fā)電系統(tǒng)、無功補償系統(tǒng)的控制器和能耗信息裝置；電梯管理器為電梯系 統(tǒng)的控制器和能耗信息裝置。本發(fā)明的上位能源管理計算機對上述建筑能耗設(shè) 備中的一種、兩種或多種進行節(jié)能控制。上位能源管理計算機內(nèi)裝有節(jié)能管理軟件和數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫內(nèi)裝有采集程 序、建筑節(jié)能標準庫、能耗統(tǒng)計分析軟件、歷史數(shù)據(jù)査詢軟件、遠程監(jiān)控軟件； 上位能源管理計算機和上述建筑能耗設(shè)備通過以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，上位能源管理計算 機統(tǒng)一采集建筑能耗設(shè)備的能源實時數(shù)據(jù)，統(tǒng)一計算分析，并與數(shù)據(jù)庫中的節(jié) 能標準值或目標值進行比較，超標時發(fā)出報警，并給出起標診斷，輸出控制信 號，通過網(wǎng)絡(luò)連接控制建筑能耗設(shè)備，降低建筑能耗設(shè)備運行功率或部分停機。 上位能源管理計算機對建筑能耗設(shè)備中的一種、兩種或多種進行節(jié)能控制。
實施例參見圖2，本發(fā)明機房能源管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括上位能源管理 計算機4、以太網(wǎng)線13、協(xié)議轉(zhuǎn)換器14、機房管理器6、 RS485總線15、中央 空調(diào)主機組16、溫度計17、冷熱量表18、電度表19、燃料計20，該燃料計20 具體用于燃氣、燃油空調(diào)主機、以及水泵21、冷卻塔22。機房管理器6通過RS485總線采集用于計量空調(diào)主機出力的冷熱量表18。 冷熱量表18通過測量空調(diào)主機的空調(diào)水進、出溫度和空調(diào)水流量計算出空調(diào)主 機的實時制冷量或制熱量及兩者的累計值，并將它們及空調(diào)水流量(200m2/h) 和進/出口溫度(12oC/7。C)轉(zhuǎn)換成4~20mA信號發(fā)給機房管理器6，機房管理 器6通過RS485總線采集用于計量空調(diào)主機耗電量的電度表19和燃氣消耗的燃 料計20、以及計量水泵和冷卻塔耗電的電度表。這些電表和燃料計將實時電流、 電壓、電功率、燃料消耗及累計耗電量和耗氣量轉(zhuǎn)換為4~20mA信號并發(fā)給機 房管理器6。另外，機房管理器6還接有室外溫度傳感器、冷卻水進、出口溫度傳感器， 直接將溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。機房管理器6根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)實時計算主機的能源輸入、輸出的制冷量 及能效比(即COP值)。當其低于來自能源管理計算機設(shè)定的能效比時則發(fā)出能 效低報警，并給出初步的診斷是空調(diào)主機問題，還是水系統(tǒng)問題。機房管理器6 根據(jù)空調(diào)水進、出口溫度實時計算建筑物所須的制冷量，并據(jù)此決定空調(diào)主機、 水泵、冷卻塔運行的臺數(shù)，以實現(xiàn)節(jié)能控制。例如，當空調(diào)水進、出口溫度小 于3'C，出口溫度低于5。C時，負荷低于額定的60%，則機房管理器6向中央空 調(diào)機組16發(fā)出停止1臺運行的指令。 機房管理器6把從電表采集的空調(diào)水系統(tǒng)的水泵和冷卻風機的耗電量，與 空調(diào)主機制冷量相比較。當比值超過在能源管理計算機上的設(shè)定值時發(fā)出水泵 或冷卻風機能耗超標報警，并相應降低水泵的流量和冷卻風機頻率，使水系統(tǒng) 能耗與空調(diào)主機制冷量相匹配，消除大馬拉小車現(xiàn)象。當室外環(huán)境溫度發(fā)生變化時，機房管理器6自動修改空調(diào)主機出水溫度使 主機實現(xiàn)節(jié)能，同時也相應調(diào)節(jié)水系統(tǒng)的水泵和冷卻風機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)水系統(tǒng)的節(jié)能。例如，制冷時，當環(huán)境溫度下降2t:時；機房管理器6向中央空調(diào)主機發(fā) 出將空調(diào)水出口溫度調(diào)高rc。(每調(diào)高rc可節(jié)能6y。左右)。上位能源管理計算機4通過以太網(wǎng)線13，經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器14，將TCP/IP協(xié) 議轉(zhuǎn)換為與機房管理器6相連接的RS485的通信方式。上層聯(lián)網(wǎng)采用以太網(wǎng)的 目的是可以利用建筑系統(tǒng)已有的局域網(wǎng)，不需另外進行RS485布線，降低成本，減少工程量。上位能源管理計算機4經(jīng)以太網(wǎng)線13、協(xié)議轉(zhuǎn)換器14采集機房管理器6中 的工況及能耗數(shù)據(jù)(如溫度、流量、電耗、氣耗、水耗、設(shè)備效率)進行統(tǒng)計 分析、并建立易于查詢的能源數(shù)據(jù)庫和友好的人機界面，以幫助人們更好、更 方便地管理能源。在上位能源管理計算機4上，裝有能源管理軟件，可以設(shè)置中央空調(diào)主機 的空調(diào)水出水溫度、冷卻塔出水溫度、水泵頻率及各能耗設(shè)備的能耗參數(shù)(如 最大功率、最大電流、平均耗電、平均耗氣、設(shè)備平均效率等)。 一旦設(shè)備能耗 超標或設(shè)備出現(xiàn)故障(數(shù)據(jù)由機房管理器6上傳給上位能源管理計算機4)，則 在上位能源管理計算機4上報警，并顯示報警原因。上位能源管理計算機4上的能源管理軟件，可以設(shè)置電價(可按尖峰、高
峰、平段和低谷分段設(shè)置)、氣價和水價，并自動計算設(shè)備每時、每日、每周、 每月和每年所用的電費、氣費、水費。 一旦發(fā)現(xiàn)某設(shè)備某時段的能源費用比前3個時段的平均高20%(環(huán)境溫度、空調(diào)負荷變化不超過8%)，則發(fā)出能源使用異常報警。
但能源費用如果與環(huán)境溫度和空調(diào)負荷成比例上升，則不報警。
上位能源管理計算機4設(shè)有數(shù)據(jù)庫，用于存放從機房管理器6采集上來的設(shè)備工況數(shù)據(jù)、 能耗數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、設(shè)置的參數(shù)、能源使用的費用，以便對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分 析和歷史查詢。
上位能源管理計算機4內(nèi)嵌大量各類建筑(如星級酒店、寫字樓、車站、 機場、商場等)的實測的能源消耗數(shù)據(jù)(如每平米的空調(diào)設(shè)計負荷、每平米的 空調(diào)實際使用負荷、每平米的空調(diào)消耗的能源費用等)，可以為各類建筑的能源 管理提供參考，如能源控制的目標值的確定、能源費用的控制目標值的確定等。
權(quán)利要求
1、一種建筑節(jié)能控制方法，其特征在于上位能源管理計算機和建筑能耗設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，上位能源管理計算機統(tǒng)一采集建筑能耗設(shè)備的能源實時數(shù)據(jù)，統(tǒng)一計算分析，并與數(shù)據(jù)庫中的節(jié)能標準值或目標值進行比較，超標時發(fā)出警報，并給出超標診斷，輸出控制信號，通過網(wǎng)絡(luò)連接控制建筑能耗設(shè)備，降低建筑能耗設(shè)備運行功率或停機，上位能源管理計算機對建筑能耗設(shè)備中的一種、兩種或多種進行節(jié)能控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于由上位能源管理計算機、服務(wù)器、建筑能耗設(shè)備管理器通過以太網(wǎng)線連接組成，建筑能耗 設(shè)備管理器包括機房管理器、風柜管理器、室內(nèi)機管理器、照明管理器、給排水管理器、供配電管理器、電梯管理器，各管理器由可編程控制器PLC組 成；機房管理器為空調(diào)主機、鍋爐、水泵、閥門、冷卻風機、蓄能系統(tǒng)的控 制器和能耗信息裝置；風柜管理器為新風系統(tǒng)、送風系統(tǒng)、回風系統(tǒng)、排風 系統(tǒng)的控制器和能耗信息裝置；室內(nèi)機管理器為室內(nèi)空調(diào)機的控制器和能耗 信息裝置；照明管理器為公共區(qū)照明、工作區(qū)照明、應急和景觀照明的控制 器和能耗信息裝置；給排水管理器為給水泵、補水泵、生活熱水泵、排水泵 的控制器和能耗信息裝置；供配電管理器為供配電系統(tǒng)、備用發(fā)電系統(tǒng)、無 功補償系統(tǒng)的控制器和能耗信息裝置；電梯管理器為電梯系統(tǒng)的控制器和能耗f曰息裝置o
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑節(jié)能控制方法，其特征在于上位能源管理 計算機內(nèi)裝有節(jié)能管理軟件和數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫裝有采集程序、建筑節(jié)能標準 庫、能耗統(tǒng)計分析軟件、歷史數(shù)據(jù)査詢軟件、遠程監(jiān)控軟件。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑節(jié)能控制方法，其特征在于節(jié)能管理專家 系統(tǒng)或遠程管理計算機通過因特網(wǎng)遠程控制建筑能耗設(shè)備和建筑能耗數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種建筑節(jié)能控制方法及系統(tǒng)，上位能源管理計算機和建筑能耗設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，統(tǒng)一采集建筑能耗設(shè)備的能源實時數(shù)據(jù)，統(tǒng)一計算分析，并與數(shù)據(jù)庫中的節(jié)能標準值進行比較，超標發(fā)出報警，并輸出控制信號，通過網(wǎng)絡(luò)連接控制建筑能耗設(shè)備節(jié)能運行或停機。本發(fā)明智能化、信息化、自動化控制，技術(shù)先進，功能齊全，節(jié)能顯著，性能優(yōu)良。
文檔編號G05B19/418GK101393451SQ20071003577
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月19日
發(fā)明者雄 譚 申請人:雄 譚