一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，包括能源管理中心、網(wǎng)絡接入集成系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心通過網(wǎng)絡接入集成系統(tǒng)連接所述能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心還連接有服務器；所述能源管理系統(tǒng)包括集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)，所述電力系統(tǒng)包括照明用電計量系統(tǒng)、空調(diào)用電系統(tǒng)、動力用電系統(tǒng)以及特殊用電系統(tǒng)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)以建筑為平臺，以建筑設備為對象，以感測技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)為手段，創(chuàng)建安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境。
【專利說明】
一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及建筑能源管理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，建筑高耗能的問題日益突出。在我國現(xiàn)有的約430億m2建筑中，只有4%采取了節(jié)能措施，單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達國家新建建筑的3倍以上。根據(jù)測算，如果不采取有力的節(jié)能措施，到2020年，中國建筑能耗將是現(xiàn)在的3倍以上。建筑節(jié)能己成為“十二五”期間節(jié)能減排工作的重要一環(huán)。國務院于2011年8月31日下發(fā)了《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》，強調(diào)從規(guī)劃、法規(guī)、技術(shù)、標準、設計等方面全面推進建筑節(jié)能。
[0003]在我國目前的國情下，宏觀層面的建筑能源管理是由政府主導的，部分工作由第三方參與。微觀的建筑能源管理主要是通過對建筑物的日常運行維護和對用戶耗能行為方式實施有效的管理，并通過能效改善和節(jié)能改造實現(xiàn)節(jié)能。宏觀層面的建筑能源管理是以社會或國家的利益作為工作角度，而微觀層面的建筑能源管理則是以建筑使用者利益為出發(fā)點，在具體實施時，微觀層面的建筑能源管理必須以宏觀層面的建筑能源管理為導向，宏觀層面的能源管理則最終要落實到微觀層面的能源管理上來，以此來推動建筑節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。而要實現(xiàn)對微觀層面的建筑能源管理分析，服務于宏觀層面的建筑能源管理工作，就涉及大量的數(shù)據(jù)采集、整合與處理，這些數(shù)據(jù)內(nèi)容龐大，形式多種多樣，并且隨著時間推移而不斷更新，科學、高效地處理和利用這些數(shù)據(jù)，在以前是無法想象的事情，需要配套的技術(shù)和解決方案對建筑能耗進行精細化管理，其難度極高。
[0004]因此，鑒于上述方案于實際制作及實施使用上的缺失之處，而加以修正、改良，同時本著求好的精神及理念，并由專業(yè)的知識、經(jīng)驗的輔助，以及在多方巧思、試驗后，方創(chuàng)設出本實用新型，特再提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理控制系統(tǒng)，能夠?qū)⒛芎臄?shù)據(jù)匯集到建筑能源管理數(shù)據(jù)中心，由數(shù)據(jù)中心進行分析、處理，從而提供更高級的數(shù)據(jù)應用服務，可對建筑群能耗進行綜合統(tǒng)籌管理。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中建筑能源管理工作涉及數(shù)據(jù)量龐大、形式多種多樣，其采集、整合與處理復雜，不能實現(xiàn)科學、高效地處理和利用這些數(shù)據(jù)的問題。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，包括能源管理中心、網(wǎng)絡接入集成系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心通過網(wǎng)絡接入集成系統(tǒng)連接所述能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心還連接有服務器；
[0008]所述能源管理系統(tǒng)包括集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)，所述電力系統(tǒng)包括照明用電計量系統(tǒng)、空調(diào)用電系統(tǒng)、動力用電系統(tǒng)以及特殊用電系統(tǒng)。
[0009]進一步地，所述能源管理系統(tǒng)通過直接數(shù)字控制器對所述集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)的運行參數(shù)進行實時監(jiān)測。
[0010]進一步地，所述其它能源系統(tǒng)包括地源熱栗，所述地源熱栗的輸出熱量滿足:
[0011]Q = Jk Δ Tdv，其中Q為輸出熱量，k為熱燴修正系數(shù)，V為流經(jīng)地源熱栗熱水的流量，T為供回水溫度差。
[0012]進一步地，所述能源管理系統(tǒng)中能源消耗量滿足關(guān)系:
[0013]P = U*I*cosa，W=P*t，其中U為電壓，I為電流，cosa為功率因數(shù)，t為時間，P為能源管理系統(tǒng)功率，其單位為kW，W為能量消耗量，其單位為kW.ho
[0014]進一步地，所述其它能源系統(tǒng)包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括控制器，所述控制器連接有單晶硅太陽能電池組、太陽自動跟蹤裝置、蓄電池組以及直流配電盤，所述直流配電盤還連接有逆變器和直流負載，所述逆變器還連接有交流配電盤，所述交流配電盤輸出到交流電網(wǎng)，所述交流配電盤還連接所述太陽自動跟蹤裝置。
[0015]進一步地，所述地源熱栗包括兩組熱栗機組:第一熱栗機組和第二熱栗機組，且所述第一熱栗機組和第二熱栗機組分別連接集水器和分水器，其中第一熱栗機組還連接有土壤埋管，第二熱栗機組還通過換熱器連接有抽水井，所述抽水井還連接有水質(zhì)處理器。
[0016]本實用新型的有益效果為:
[0017]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)以建筑為平臺，以建筑設備為對象，以感測技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)為手段，創(chuàng)建安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型一個實施例的地源熱栗的系統(tǒng)方框圖；
[0020]圖2是本實用新型一個實施例的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的方框圖。
【具體實施方式】
[0021]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]如圖1-2所示，本實施例中的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，包括能源管理中心、網(wǎng)絡接入集成系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心通過網(wǎng)絡接入集成系統(tǒng)連接所述能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心還連接有服務器。在實際應用過程中，所述能源管理系統(tǒng)包括集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)，所述電力系統(tǒng)包括照明用電計量系統(tǒng)、空調(diào)用電系統(tǒng)、動力用電系統(tǒng)以及特殊用電系統(tǒng)。
[0023]所述能源管理系統(tǒng)通過直接數(shù)字控制器對所述集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)的運行參數(shù)進行實時監(jiān)測，并利用這些監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行能源開發(fā)管理。
[0024]其它能源系統(tǒng)包括地源熱栗，地源熱栗包括兩組熱栗機組:第一熱栗機組和第二熱栗機組，且所述第一熱栗機組和第二熱栗機組分別連接集水器和分水器，其中第一熱栗機組還連接有土壤埋管，第二熱栗機組還通過換熱器連接有抽水井，所述抽水井還連接有水質(zhì)處理器。
[0025]該地源熱栗的監(jiān)控原理如下:從抽水井抽上來的地熱水(地下水或地表水)通過換熱器，為用戶提供熱源(也可以是冷源)；地熱水也可以先經(jīng)過換熱器換熱，之后再通過第二熱栗機組熱交換后給用戶提供熱源。
[0026]根據(jù)用戶側(cè)供水、回水溫度來控制抽水栗的流量大小，當DDC接受到溫度變送的信號后，通過預先編制的程序，產(chǎn)生控制信號調(diào)節(jié)抽水栗的運行功率。
[0027]根據(jù)集水器水溫和分水器水溫來控制二級板式換熱器側(cè)的水源熱栗機組的啟停，當分水器溫度達到設定值上限或二者溫度差值達到設定值下限時，則運行一臺熱栗機組，當分水器溫度達到設定值下限或溫度差值達到設定值上限時，則運行兩臺熱栗機組。當DDC接受到溫度變送的信號后，通過預先編制的程序，產(chǎn)生控制信號調(diào)節(jié)熱力循環(huán)栗的運行功率。
[0028]當兩臺熱栗機組同時運行但分水器供水溫度無法滿足要求時，啟動土壤側(cè)熱栗機組、循環(huán)栗以及土壤側(cè)循環(huán)栗。
[0029]地源熱栗監(jiān)控系統(tǒng)計量傳感器的設置:
[0030]①在地源熱栗系統(tǒng)的熱源側(cè)總進水管設置一個循環(huán)水流量傳感器。
[0031 ]②在地源熱栗系統(tǒng)的用戶側(cè)總進水管設置一個循環(huán)水流量傳感器。
[0032]③在地源熱栗系統(tǒng)的熱源側(cè)總進、出水管各設置一個水溫度傳感器。
[0033]④在地源熱栗系統(tǒng)的用戶側(cè)總進、出水管各設置一個水溫度傳感器。
[0034]⑤在地源熱栗機組、循環(huán)栗配電輸入端設置一個電能表。
[0035]系統(tǒng)熱源測總進、出水管各設置一個水溫度傳感器，用來計算進水和出水的溫度差，再結(jié)合熱源測總進水管設置的循環(huán)水流量傳感器，就可以計算出熱水流經(jīng)系統(tǒng)所流失的能量，即系統(tǒng)自身的熱量消耗;同理，用戶層總進、出水管傳感器的設置，可計算出系統(tǒng)熱交換所釋放的熱量，即用戶所使用的總能量。其計算公式為:
[0036]Q = Jk Δ Tdv
[0037]其中，k為熱絵修正系數(shù);Q為輸出熱量;V為流經(jīng)地源熱栗熱水的流量；ΔT為供回水溫度差。
[0038]空調(diào)主機房的監(jiān)控原理如下:(I)冷量的計量:在冷凍水循環(huán)的總供水管和總回水管出口設置有溫度傳感器Tl，T2，同時在總供水管處設置有流量傳感器FT，根據(jù)這些傳感器的數(shù)據(jù)可以計算出提供給用戶冷凍水冷量的多少。
[0039](2)電量的計量:在每個制冷機機組、冷卻水栗、冷凍水栗和冷卻塔風機的配電輸入端設置電壓互感器、電流互感器、功率因數(shù)表，通過建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)中的DDC進行電壓、電流、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)的采集，進而實現(xiàn)每個機電設備的能耗計量，其具體計算見下式。
[0040]P = UIcosa ,W=Pt ；
[0041]其中，U為電壓，I為電流，cosa為功率因數(shù)，t為時間，P為能源管理系統(tǒng)功率，其單位為kW，W為能量消耗量，其單位為kW.ho
[0042]其它能源系統(tǒng)還包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括控制器，所述控制器連接有單晶硅太陽能電池組、太陽自動跟蹤裝置、蓄電池組以及直流配電盤，所述直流配電盤還連接有逆變器和直流負載，所述逆變器還連接有交流配電盤，所述交流配電盤輸出到交流電網(wǎng)，所述交流配電盤還連接所述太陽自動跟蹤裝置。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由單晶硅太陽能電池組經(jīng)由太陽能控制器向蓄電池組充電，當蓄電池組充電達到上限電壓值后，由控制器執(zhí)行自動停充，斷開單晶硅太陽能電池組的充電回路;而當蓄電池組電壓低于上限電壓時，將單晶硅太陽能電池組接入充電回路恢復充電。同時，通過直流配電盤為建筑內(nèi)的直流負載提供所需用電。逆變器由直流配電盤供電，將單晶硅太陽能電池組和蓄電池組輸送的直流電(DC)變成三相交流電(AC)，之后再通過交流配電盤以三相四線制向交流負載供電。而當太陽能發(fā)電量有富余時，為不使能源浪費，則將富余部分且滿足電網(wǎng)標準的交流輸送給電公共電網(wǎng)。當蓄電池組的電壓降至下限時，太陽能控制器將切斷對直流配電盤的部分輸出，其中主要使逆變器停止工作，進而切斷向交流配電盤的供電。交流負載則改由公共電網(wǎng)供電;直流負載功率較小，可仍由直流配電柜供電。
[0043]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，包括能源管理中心、網(wǎng)絡接入集成系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心通過網(wǎng)絡接入集成系統(tǒng)連接所述能源管理系統(tǒng)，所述能源管理中心還連接有服務器； 所述能源管理系統(tǒng)包括集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)，所述電力系統(tǒng)包括照明用電計量系統(tǒng)、空調(diào)用電系統(tǒng)、動力用電系統(tǒng)以及特殊用電系統(tǒng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述能源管理系統(tǒng)通過直接數(shù)字控制器對所述集中供冷系統(tǒng)、集中供熱系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、供水系統(tǒng)以及其它能源系統(tǒng)的運行參數(shù)進行實時監(jiān)測。3.如權(quán)利要求2所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述其它能源系統(tǒng)包括地源熱栗，所述地源熱栗的輸出熱量滿足: Q = i k Δ Tdv，其中Q為輸出熱量，k為熱燴修正系數(shù)，V為流經(jīng)地源熱栗熱水的流量，T為供回水溫度差。4.如權(quán)利要求3所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述能源管理系統(tǒng)中能源消耗量滿足關(guān)系: P = MRcosa，W=P*t，其中U為電壓，I為電流，cosa為功率因數(shù)，t為時間，P為能源管理系統(tǒng)功率，其單位為kW，W為能量消耗量，其單位為kW.ho5.如權(quán)利要求1-2任意一項所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述其它能源系統(tǒng)包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，所述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括控制器，所述控制器連接有單晶硅太陽能電池組、太陽自動跟蹤裝置、蓄電池組以及直流配電盤，所述直流配電盤還連接有逆變器和直流負載，所述逆變器還連接有交流配電盤，所述交流配電盤輸出到交流電網(wǎng)，所述交流配電盤還連接所述太陽自動跟蹤裝置。6.如權(quán)利要求3所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑能源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述地源熱栗包括兩組熱栗機組:第一熱栗機組和第二熱栗機組，且所述第一熱栗機組和第二熱栗機組分別連接集水器和分水器，其中第一熱栗機組還連接有土壤埋管，第二熱栗機組還通過換熱器連接有抽水井，所述抽水井還連接有水質(zhì)處理器。
【文檔編號】G05B19/04GK205427488SQ201521060411
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月18日
【發(fā)明人】郭其峰, 王秀清, 李帥, 梁豐強, 王曉琪, 楚榮昌, 鄭逢廣
【申請人】鴻大工程有限公司