一种用于城市建筑的温室气体排放量监测核算系统的制作方法

1.本实用新型涉及温室气体排放量核算技术领域，尤其涉及一种用于城市建筑的温室气体排放量监测核算系统。


背景技术：

2.碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。温室气体中最主要的气体是二氧化碳，因此用碳(carbon)一词作为代表。人类的任何活动都有可能造成碳排放，比如普通百姓简单的烧火做饭都能造成碳排放，任何物体被火烧后的废气都会产生碳排放。多数科学家和政府承认温室气体已经并将继续为地球和人类带来灾难，所以“(控制)碳排放”、“碳中和”这样的术语就成为容易被大多数人所理解、接受、并采取行动的文化基础。
3.与其他污染物不同，co2的减排存在很大的技术难度，目前，主要有3种技术方向和选择。一是采取化石能源的替代技术，主要包括清洁能源替代技术、可再生能源技术、新能源技术(核能目前已经被排除在联合履约和cdm机制之外)；二是提高能效，进而通过减少能耗实现削减co2排放；三是碳埋存及生物碳汇技术。
4.在这样的背景下，城市建筑中各类能源使用过程中产生的温室气体排放量的监测核算就变的越来越重要，为了对城市建筑的碳排放量监控和未来碳排放权交易打下基础，也为未来国内环保部门监测城市建筑的碳排放量提供监测手段，因此，需要一种用于城市建筑的温室气体排放量监测核算系统来达到目的。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本实用新型提供了一种用于城市建筑的温室气体排放量监测核算系统。
6.一种用于城市建筑的温室气体排放量监测核算系统，其包括城市建筑用综合设备；
7.所述城市建筑用综合设备包括用电设备、天然气设备和供暖设备；所述用电设备电连接有电力监测组件，天然气设备电连接有天然气监测组件，供暖设备电连接有用热监测组件；所述城市建筑用综合设备还包括温室气体监测装置，其分别与用电设备、天然气设备和供暖设备电连接；
8.所述温室气体监测装置包括外壳及设置于其表面的显示器和设置于其内部的温室气体监测模组；
9.所述温室气体监测模组包括系统控制模块及与其分别电连接的电力控制模块、天然气计量模块、热量监测模块和核算模块；所述核算模块分别与电力控制模块、热量监测模块、天然气计量模块电连接；
10.所述系统控制模块包括模块控制组件、数据显示组件和数据存储组件；所述数据显示组件连接显示器；所述电力控制模块电连接电力监测组件；所述天然气计量模块电连接天然气监测组件；所述热量监测模块电连接用热监测组件；所述核算模块包括数据采集
组件、数据分析组件和数据核算组件。
11.作为上述技术方案的改进，所述电力监测组件包括电表，天然气监测组件包括天然气流量表，用热监测组件包括热计量仪。
12.作为上述技术方案的改进，所述系统控制模块通过模块控制组件控制电力控制模块、天然气计量模块、热量监测模块和核算模块的运作，并接收电力控制模块、天然气计量模块、热量监测模块和核算模块传输的数据，经由数据显示组件显示以实现数据的可视化及动态变化，数据存储组件能够实现数据的可追溯性。
13.作为上述技术方案的改进，所述模块控制组件包括控制芯片，所述数据存储组件包括usb接口、sd卡接口和存储芯片。
14.作为上述技术方案的改进，所述电力控制模块具有控制电力监测组件动作、接收电力监测组件传输的信息并分别传输于系统控制模块、核算模块的功能。
15.作为上述技术方案的改进，所述天然气计量模块具有控制天然气监测组件动作、接收天然气监测组件传输的信息并分别传输于系统控制模块和核算模块的功能。
16.作为上述技术方案的改进，所述热量监测模块具有控制用热监测组件动作、接收用热监测组件传输的信息并分别传输于系统控制模块、核算模块的功能。
17.作为上述技术方案的改进，所述核算模块通过数据采集组件分别收集电力监测组件、天然气监测组件和用热监测组件传输的数据信息，并由数据分析组件分析、归类后传输至数据核算组件，数据核算组件通过气体核算法进行温室气体排放量的计算。
18.作为上述技术方案的改进，所述数据采集组件包括型号为dam-3158a的采集单元，所述数据分析组件包括型号为atk1218-bd的gps定位器，其通过gps定位器定位系统所处区域，确定系统对接的区域电网，所述数据核算组件包括搭载电力排放因子数据库和计算单元的核算芯片，其通过gps定位器反馈的区域电网信息，调用与区域电网对应的电力排放因子，经由计算单元计算得出城市建筑中各类能源使用过程中产生的温室气体排放量，并传输至系统控制模块。
19.作为上述技术方案的改进，所述气体核算法基于下列数式计算：
20.e
电力
＝q
电力
*ef
电力
21.其中，e
电力
为用电设备用电的温室气体排放量，单位为kgco2；q
电力
为用电设备的用电量，单位为kwh；ef
电力
为电力排放因子，单位为kgco2/kwh；
22.e
ch4
＝v
ch4
*ρ*44/16
23.其中，e
ch4
为天然气设置燃烧产生的温室气体排放量，单位为kgco2；v
ch4
为天然气燃烧量，单位为m3；ρ为天然气密度，常数＝0.72kg/m3；44/16为天然气燃烧生成为二氧化碳的因子；
24.e
热
＝q
热
*ef
热
25.其中，e
热
为供暖设备消耗热量产生的温室气体排放，单位为kgco2；q
热
为供暖设备消耗热量，单位为gj；ef
热
为热力的排放因子，常数＝0.11，单位为tco2/gj；
26.e
建筑
＝e
电力
+e
ch4
+e
热力
27.其中，e
建筑
为城市建筑中各类能源使用过程中产生的温室气体排放量。
28.本实用新型所述的技术方案与现有技术相比，具有结构设计合理、数据监测精确、信息核算准确、反馈快速的特点，利用本实用新型可以持续对城市建筑各类能源使用过程
中产生的温室气体进行监测，通过对用电设备、天然气设备和供暖设备的用电、用天然气、用热的监测，经由气体核算法核算出城市建筑各类能源使用过程中产生的温室气体排放量，从而为城市建筑的碳排放量监控和未来碳排放权交易打下基础，也为未来国内环保部门监测城市建筑的碳排放量提供监测手段。
附图说明
29.下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，
30.图1为本实用新型的结构示意图；
31.图2为本实用新型的温室气体监测系统工作模块示意图；
32.其中：1、用电设备；2、天然气设备；3、供暖设备；4、电力监测组件；5、天然气监测组件；6、用热监测组件；7、温室气体监测装置。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上方”、“下方”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“连通”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；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。
36.如图1和图2所示，一种用于城市建筑的温室气体排放量监测核算系统，其包括城市建筑用综合设备；
37.城市建筑用综合设备包括用电设备1、天然气设备2和供暖设备3；用电设备1电连接有电力监测组件4，天然气设备2电连接有天然气监测组件5，供暖设备3电连接有用热监测组件6；本实用新型所述的实施例中，电力监测组件4包括电表，天然气监测组件5包括天然气流量表，用热监测组件6包括热计量仪；电力监测组件4具有监测城市建筑中用电设备1用电量的功能，天然气监测组件5具有监测城市建筑中天然气设备2使用天然气量的功能，用热监测组件6具有监测城市建筑中供暖设备3用热量的功能；
38.城市建筑用综合设备还包括温室气体监测装置7，其分别与用电设备1、天然气设备2和供暖设备3电连接；
39.温室气体监测装置7包括外壳及设置于其表面的显示器和设置于其内部的温室气体监测模组；
40.温室气体监测模组包括系统控制模块及与其分别电连接的电力控制模块、天然气计量模块、热量监测模块和核算模块；核算模块分别与电力控制模块、热量监测模块、天然
气计量模块电连接；
41.系统控制模块包括模块控制组件、数据显示组件和数据存储组件；数据显示组件连接显示器；
42.本实用新型所述的实施例中，系统控制模块通过模块控制组件控制电力控制模块、天然气计量模块、热量监测模块和核算模块的运作，并接收电力控制模块、天然气计量模块、热量监测模块和核算模块传输的数据，经由数据显示组件显示以实现数据的可视化及动态变化，数据存储组件能够实现数据的可追溯性；
43.本实用新型所述的实施例中，模块控制组件包括控制芯片，数据存储组件包括usb接口、sd卡接口和存储芯片；模块控制组件具有控制整个温室气体监测模组运行的功能，数据显示组件具有向显示器传输模块控制组件所传输的数据信息的功能，数据存储组件具有存储模块控制组件所传输的数据信息的功能，控制芯片与存储芯片属于现有技术，未做技术改进；
44.电力控制模块电连接电力监测组件4；本实用新型所述的实施例中，电力控制模块具有控制电力监测组件4动作、接收电力监测组件4传输的信息并分别传输于系统控制模块、核算模块的功能；
45.天然气计量模块电连接天然气监测组件5；本实用新型所述的实施例中，天然气计量模块具有控制天然气监测组件5动作、接收天然气监测组件5传输的信息并分别传输于系统控制模块和核算模块的功能；
46.热量监测模块电连接用热监测组件6；本实用新型所述的实施例中，热量监测模块具有控制用热监测组件6动作、接收用热监测组件6传输的信息并分别传输于系统控制模块、核算模块的功能；
47.核算模块包括数据采集组件、数据分析组件和数据核算组件；本实用新型所述的实施例中，核算模块通过数据采集组件分别收集电力监测组件4、天然气监测组件5和用热监测组件6传输的数据信息，并由数据分析组件分析、归类后传输至数据核算组件，数据核算组件通过气体核算法进行温室气体排放量的计算；
48.本实用新型所述的实施例中，数据采集组件包括型号为dam-3158a的采集单元，数据分析组件包括型号为atk1218-bd的gps定位器，其通过gps定位器定位系统所处区域，确定系统对接的区域电网，数据核算组件包括搭载电力排放因子数据库和计算单元的核算芯片，其通过gps定位器反馈的区域电网信息，调用与区域电网对应的电力排放因子，经由计算单元计算得出城市建筑中各类能源使用过程中产生的温室气体排放量，并传输至系统控制模块；核算芯片属于现有技术，未做技术改进。
49.本实用新型所述的实施例中，所述气体核算法基于下列数式计算：
50.e
电力
＝q
电力
*ef
电力
51.其中，e
电力
为用电设备1用电的温室气体排放量，单位为kgco2；q
电力
为用电设备1的用电量，单位为kwh；ef
电力
为电力排放因子，单位为kgco2/kwh；
52.下表列出与区域电网对应的电力排放因子数据信息：
[0053][0054]ech4
＝v
ch4
*ρ*44/16
[0055]
其中，e
ch4
为天然气设置燃烧产生的温室气体排放量，单位为kgco2；v
ch4
为天然气燃烧量，单位为m3；ρ为天然气密度，常数＝0.72kg/m3；44/16为天然气燃烧生成为二氧化碳的因子；
[0056]e热
＝q
热
*ef
热
[0057]
其中，e
热
为供暖设备3消耗热量产生的温室气体排放，单位为kgco2；q
热
为供暖设备3消耗热量，单位为gj；ef
热
为热力的排放因子，常数＝0.11，单位为tco2/gj；
[0058]e建筑
＝e
电力
+e
ch4
+e
热力
[0059]
其中，e
建筑
为城市建筑中各类能源使用过程中产生的温室气体排放量。
[0060]
本实用新型中所述的气体核算法是通过简单的计算机运算方式实现的，仅是进一步解释核算芯片通过监测所得的各类数据计算温室气体排放量的工作流程，并未对其本身进行技术改进；
[0061]
本实用新型所述的实施例中，本系统所监测的数据是一个动态变化的过程，经由气体核算法核算后的温室气体排放量数据也是一个动态变化的过程，因此，在求取最终的温室气体排放量数据时，采用以固定间隔时间点收集数据并计算平均值的方法，确定所需的城市建筑各类能源使用过程中产生的温室气体排放量数据。
[0062]
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。