专利名称：一种建筑节能控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制方法及系统，具体涉及一种对建筑能耗设备的能源使 用量进行统一采集、统计、计算及控制的建筑节能控制方法及系统。
背景技术：
现有建筑设备都没有对其能源进行统一的采集、分析；管理及节能控制， 而一般都是只对楼宇设备进行运行操作控制和故障报警。 发明内容-
本发明所要解决的技术问题是解决上述现有技术存在的问题，而提供一 种对建筑能耗设备的能耗进行有效控制，降低建筑能耗，实现合同能源管理的 建筑节能控制方法及系统。
本发明采用的技术方案是这种建筑节能控制方法为上位能源管理计算 机和建筑能耗设备联网，上位能源管理计算机统一采集建筑能耗设备的能源实 时数据，统一计算分析，并与数据库中的节能标准值或目标值进行比较，超标 时发出警报，并给出超标诊断，输出控制信号，通过网络连接控制建筑能耗设 备，降低建筑能耗设备运行功率或停机，上位能源管理计算机对建筑能耗设备 中的一种、两种或多种进行节能控制。
这种建筑节能控制系统，由上位能源管理计算机、服务器、建筑能耗设备 管理器通过以太网线连接组成，建筑能耗设备管理器包括机房管理器、风柜管 理器、室内机管理器、照明管理器、给排水管理器、供配电管理器、电梯管理 器，各管理器由可编程控制器PLC组成；机房管理器为空调主机、锅炉、水泵、
阀门、冷却风机、蓄能系统的控制器和能耗信息装置；风柜管理器为新风系统、 送风系统、回风系统、排风系统的控制器和能耗信息装置；室内机管理器为室 内空调机的控制器和能耗信息装置；照明管理器为公共区照明、工作区照明、 应急和景观照明的控制器和能耗信息装置；给排水管理器为给水泵、补水泵、 生活热水泵、排水泵的控制器和能耗信息装置；供配电管理器为供配电系统、 备用发电系统、无功补偿系统的控制器和能耗信息装置；电梯管理器为电梯系 统的控制器和能耗信息装置。
上述技术方案中，上位能源管理计算机内装有节能管理软件和数据库，数 据库装有采集程序、建筑节能标准库、能耗统计分析软件、历史数据查询软件、 远程监控软件。
上述技术方案中，另设有节能管理专家系统，内有建筑节能标准数据和专 家分析软件，帮助用户分析建筑能源消耗是否正常。
本发明由于相互联网、统一采集建筑能耗设备的实时能耗数据，通过上位 能源管理计算机统一计算分析，与数据库中的节能标准或目标值进行比较，超 标时发出报警，并给出超标诊断，输出控制信号，通过管理器PLC连接具体建 筑能耗设备，使之降低能耗运行或部分停机。本发明还可以通过因特网远程管 理建筑能耗数据。本发明对建筑能耗设备诸如中央空调主机、水泵、冷却水泵、 空调风机、新风机、通风机、给排水系统、照明系统、供配电系统、电梯系统 等设备进行了节能管理，降低了建筑设备的能耗，提高了设备可靠性和自动控 制性能。
图1为本发明系统结构示意图 图2为本发明实施例机房能源控制系统结构示意图
具体实施例方式参见图1，本发明由建筑节能管理专家系统1、远程管理计算机2、服务器 3、上位能源管理计算机4、数据库5、机房管理器6、风柜管理器7、室内机管 理器8、照明管理器9、给排水管理器IO、供配电管理器ll、电梯管理器12及 相互联网的以太网线13组成，各管理器由可编程控制器PLC组成，如日本 OMROM公司CSI、 CJI系列PLC。机房管理器6为空调主机、锅炉、水泵、阀 门、冷却风机、蓄能系统的控制器和能耗信息装置；风柜管理器7为新风系统、 送风系统、回风系统、排风系统的控制器和能耗信息装置；室内机管理器为室 内空调机的控制器和能耗信息装置；照明管理器为公共区照明、工作区照明、 应急和景观照明的控制器和能耗信息装置；给排水管理器为给水泵、补水泵、 生活热水泵、排水泵的控制器和能耗信息装置；供配电管理器为供配电系统、 备用发电系统、无功补偿系统的控制器和能耗信息装置；电梯管理器为电梯系 统的控制器和能耗信息装置。本发明的上位能源管理计算机对上述建筑能耗设 备中的一种、两种或多种进行节能控制。上位能源管理计算机内装有节能管理软件和数据库，数据库内装有采集程 序、建筑节能标准库、能耗统计分析软件、历史数据査询软件、远程监控软件； 上位能源管理计算机和上述建筑能耗设备通过以太网联网，上位能源管理计算 机统一采集建筑能耗设备的能源实时数据，统一计算分析，并与数据库中的节 能标准值或目标值进行比较，超标时发出报警，并给出起标诊断，输出控制信 号，通过网络连接控制建筑能耗设备，降低建筑能耗设备运行功率或部分停机。 上位能源管理计算机对建筑能耗设备中的一种、两种或多种进行节能控制。
实施例参见图2，本发明机房能源管理系统结构示意图，该系统包括上位能源管理 计算机4、以太网线13、协议转换器14、机房管理器6、 RS485总线15、中央 空调主机组16、温度计17、冷热量表18、电度表19、燃料计20，该燃料计20 具体用于燃气、燃油空调主机、以及水泵21、冷却塔22。机房管理器6通过RS485总线采集用于计量空调主机出力的冷热量表18。 冷热量表18通过测量空调主机的空调水进、出温度和空调水流量计算出空调主 机的实时制冷量或制热量及两者的累计值，并将它们及空调水流量(200m2/h) 和进/出口温度(12oC/7。C)转换成4~20mA信号发给机房管理器6，机房管理 器6通过RS485总线采集用于计量空调主机耗电量的电度表19和燃气消耗的燃 料计20、以及计量水泵和冷却塔耗电的电度表。这些电表和燃料计将实时电流、 电压、电功率、燃料消耗及累计耗电量和耗气量转换为4~20mA信号并发给机 房管理器6。另外，机房管理器6还接有室外温度传感器、冷却水进、出口温度传感器， 直接将温度信号转换为数字信号。机房管理器6根据采集到的数据实时计算主机的能源输入、输出的制冷量 及能效比(即COP值)。当其低于来自能源管理计算机设定的能效比时则发出能 效低报警，并给出初步的诊断是空调主机问题，还是水系统问题。机房管理器6 根据空调水进、出口温度实时计算建筑物所须的制冷量，并据此决定空调主机、 水泵、冷却塔运行的台数，以实现节能控制。例如，当空调水进、出口温度小 于3'C，出口温度低于5。C时，负荷低于额定的60%，则机房管理器6向中央空 调机组16发出停止1台运行的指令。 机房管理器6把从电表采集的空调水系统的水泵和冷却风机的耗电量，与 空调主机制冷量相比较。当比值超过在能源管理计算机上的设定值时发出水泵 或冷却风机能耗超标报警，并相应降低水泵的流量和冷却风机频率，使水系统 能耗与空调主机制冷量相匹配，消除大马拉小车现象。当室外环境温度发生变化时，机房管理器6自动修改空调主机出水温度使 主机实现节能，同时也相应调节水系统的水泵和冷却风机的转速，实现水系统的节能。例如，制冷时，当环境温度下降2t:时；机房管理器6向中央空调主机发 出将空调水出口温度调高rc。(每调高rc可节能6y。左右)。上位能源管理计算机4通过以太网线13，经协议转换器14，将TCP/IP协 议转换为与机房管理器6相连接的RS485的通信方式。上层联网采用以太网的 目的是可以利用建筑系统已有的局域网，不需另外进行RS485布线，降低成本，减少工程量。上位能源管理计算机4经以太网线13、协议转换器14采集机房管理器6中 的工况及能耗数据(如温度、流量、电耗、气耗、水耗、设备效率)进行统计 分析、并建立易于查询的能源数据库和友好的人机界面，以帮助人们更好、更 方便地管理能源。在上位能源管理计算机4上，装有能源管理软件，可以设置中央空调主机 的空调水出水温度、冷却塔出水温度、水泵频率及各能耗设备的能耗参数(如 最大功率、最大电流、平均耗电、平均耗气、设备平均效率等)。 一旦设备能耗 超标或设备出现故障(数据由机房管理器6上传给上位能源管理计算机4)，则 在上位能源管理计算机4上报警，并显示报警原因。上位能源管理计算机4上的能源管理软件，可以设置电价(可按尖峰、高
峰、平段和低谷分段设置)、气价和水价，并自动计算设备每时、每日、每周、 每月和每年所用的电费、气费、水费。 一旦发现某设备某时段的能源费用比前3个时段的平均高20%(环境温度、空调负荷变化不超过8%)，则发出能源使用异常报警。
但能源费用如果与环境温度和空调负荷成比例上升，则不报警。
上位能源管理计算机4设有数据库，用于存放从机房管理器6采集上来的设备工况数据、 能耗数据、报警数据、设置的参数、能源使用的费用，以便对数据进行统计分 析和历史查询。
上位能源管理计算机4内嵌大量各类建筑(如星级酒店、写字楼、车站、 机场、商场等)的实测的能源消耗数据(如每平米的空调设计负荷、每平米的 空调实际使用负荷、每平米的空调消耗的能源费用等)，可以为各类建筑的能源 管理提供参考，如能源控制的目标值的确定、能源费用的控制目标值的确定等。
权利要求
1、一种建筑节能控制方法，其特征在于上位能源管理计算机和建筑能耗设备联网，上位能源管理计算机统一采集建筑能耗设备的能源实时数据，统一计算分析，并与数据库中的节能标准值或目标值进行比较，超标时发出警报，并给出超标诊断，输出控制信号，通过网络连接控制建筑能耗设备，降低建筑能耗设备运行功率或停机，上位能源管理计算机对建筑能耗设备中的一种、两种或多种进行节能控制。
2、 根据权利要求1所述的建筑节能控制系统，其特征在于由上位能源管理计算机、服务器、建筑能耗设备管理器通过以太网线连接组成，建筑能耗 设备管理器包括机房管理器、风柜管理器、室内机管理器、照明管理器、给排水管理器、供配电管理器、电梯管理器，各管理器由可编程控制器PLC组 成；机房管理器为空调主机、锅炉、水泵、阀门、冷却风机、蓄能系统的控 制器和能耗信息装置；风柜管理器为新风系统、送风系统、回风系统、排风 系统的控制器和能耗信息装置；室内机管理器为室内空调机的控制器和能耗 信息装置；照明管理器为公共区照明、工作区照明、应急和景观照明的控制 器和能耗信息装置；给排水管理器为给水泵、补水泵、生活热水泵、排水泵 的控制器和能耗信息装置；供配电管理器为供配电系统、备用发电系统、无 功补偿系统的控制器和能耗信息装置；电梯管理器为电梯系统的控制器和能耗f曰息装置o
3、 根据权利要求1所述的建筑节能控制方法，其特征在于上位能源管理 计算机内装有节能管理软件和数据库，数据库装有采集程序、建筑节能标准 库、能耗统计分析软件、历史数据査询软件、远程监控软件。
4、根据权利要求1所述的建筑节能控制方法，其特征在于节能管理专家 系统或远程管理计算机通过因特网远程控制建筑能耗设备和建筑能耗数据。
全文摘要
一种建筑节能控制方法及系统，上位能源管理计算机和建筑能耗设备联网，统一采集建筑能耗设备的能源实时数据，统一计算分析，并与数据库中的节能标准值进行比较，超标发出报警，并输出控制信号，通过网络连接控制建筑能耗设备节能运行或停机。本发明智能化、信息化、自动化控制，技术先进，功能齐全，节能显著，性能优良。
文档编号G05B19/418GK101393451SQ20071003577
公开日2009年3月25日 申请日期2007年9月19日 优先权日2007年9月19日
发明者雄 谭 申请人:雄 谭