建筑物温控系统及其温控机构、温控方法与流程

本发明涉及温度控制技术领域，尤其是涉及一种建筑物温控系统及其温控机构、温控方法。

背景技术：

随着经济的发展与建筑物的递增，建筑用地越来越紧张，因此当前办公楼与工业厂房比较密集，且以中高层建筑居多。现有技术通常使用空调对整个建筑物的室内进行调温，虽然调温速度较快，但对周围环境影响较大，而且能耗巨大，成本较高，不利于环保。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种建筑物温控系统及其温控机构、温控方法，降低了现有技术中用于建筑物温度调节方面的耗电量。

第一方面，本发明实施例提供了一种建筑物温控机构，包括采集电路、比较电路和驱动电路；采集电路通过温度传感器采集室内温度；比较电路用于比较室内温度与设定温度范围的大小；当室内温度超出设定温度范围时，驱动电路通过调整液晶幕墙的透光率调节建筑物的通光量。

相较于现有技术通过空调调温，通过调节建筑物液晶幕墙的透光率来调节建筑物的室内温度大大降低了建筑物温控方面的耗电量，既节能又环保。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，采集电路还通过光敏传感器采集入射光强度；

比较电路还用于比较入射光强度与设定光强范围的大小；

当室内温度超出设定温度范围，且入射光强度在设定光强范围内时，驱动电路通过调整液晶幕墙的透光率调节建筑物的通光量。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，当室内温度超出设定温度范围，且入射光强度超出设定光强范围时，驱动电路启动空调调温。

结合第一方面及其上述可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括液晶分子阵偏转角度获取电路，用于获取液晶幕墙中的液晶分子阵的偏转角度；当室内温度超出设定温度范围，且液晶分子阵的偏转角度超出设定角度阈值时，驱动电路启动空调进行调温。

第二方面，本发明实施例还提供一种建筑物温控系统，包括温度传感器、液晶幕墙以及第一方面及其肯能的实施方式所述的建筑物温控机构；

温度传感器检测室内温度；

当室内温度超出设定温度范围时，驱动电路通过调整液晶幕墙的透光率调节建筑物的通光量。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括光敏传感器，光敏传感器检测入射光强度；

当室内温度超出设定温度范围，且入射光强度在设定光强范围内时，驱动电路通过调整液晶幕墙的透光率调节建筑物的通光量。

结合第二方面及其可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括光伏电池和蓄电池；

光伏电池至少为液晶幕墙、采集电路、比较电路和驱动电路供电；

蓄电池用于存储光伏电池所输出的电能，并至少连接液晶幕墙、采集电路、比较电路和驱动电路。

第三方面，本发明实施例提供了一种如第二方面及其可能实施方式所述的建筑物温控系统的温控方法，包括以下步骤：

通过温度传感器检测室内温度；

比较室内温度与设定温度范围的大小；

当室内温度超出设定温度范围时，调整液晶幕墙的透光率以调节建筑物的通光量。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，

通过光敏传感器采集入射光强度；

比较入射光强度与设定光强范围；

当室内温度超出设定温度范围，且入射光强度在设定光强范围内时，通过调整所述液晶幕墙的透光率调节建筑物的通光量。

结合第三方面及其可能的实施方式，本发明实施例提供了第三方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：

获取液晶分子阵角度；

当室内温度超出设定温度范围，且液晶分子阵的偏转角度超出设定角度阈值时，启动空调进行调温。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的建筑物温控机构通过温度传感器采集室内温度，通过比较电路判断室内温度是否需要进行调温，若室内温度需要进行调温；驱动电路通过调节液晶幕墙的透光率来调节建筑物的通光量，进而实现室内温度的调整。相较于现有技术通过空调调温，通过调节建筑物液晶幕墙的透光率来调节建筑物的室内温度大大降低了建筑物温控方面的耗电量，既节能又环保。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的建筑物温控机构的原理图；

图2为本发明实施例2提供的建筑物温控系统的原理图；

图3为本发明实施例3提供的建筑物温控方法的流程图；

图4为本发明实施例4提供的建筑物温控方法的流程图；

图5为本发明实施例5提供的建筑物温控方法的流程图；

图6为本发明实施例6提供的建筑物温控方法的流程图。

图标：1-液晶幕墙；2-温度传感器；3-光敏传感器；4-温控机构；41-控制电路；42-采集电路；43-分子阵偏转角度获取电路；44-比较电路；45-电源电路；46-驱动电路；5-光伏电池；51-蓄电池；6-空调。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

目前建筑物温控系统的电能耗费量较大，基于此，本发明实施例提供的建筑物温控系统及其温控机构、温控方法，可以降低建筑物温控方面的耗电量，既节能又环保。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种建筑物温控方法进行详细介绍。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供了一种建筑物温控机构，包括采集电路42、比较电路44和驱动电路46；采集电路42通过温度传感器2采集室内温度；比较电路44用于比较室内温度与设定温度范围的大小；当室内温度超出设定温度范围时，驱动电路46通过调整液晶幕墙1的透光率调节建筑物的通光量。

本发明实施例的采集电路42通过温度传感器2采集室内温度，通过比较电路44判断室内温度是否需要进行调温，若室内温度需要进行调温，驱动电路46通过调节液晶幕墙1的透光率来调节建筑物的通光量，进而实现室内温度的调整。相较于现有技术通过空调6调温，通过调节建筑物液晶幕墙1的透光率来调节建筑物的室内温度大大降低了建筑物温控方面的耗电量，既节能又环保。

作为本发明的另一种实施方式，采集电路42还通过光敏传感器3采集入射光强度；通过比较电路44比较入射光强度与设定光强范围的大小；当室内温度超出设定温度范围，且入射光强度在设定光强范围内时，驱动电路46通过调整液晶幕墙1的透光率调节建筑物的通光量。

具体调节方式为：

当室内温度高于设定温度范围，且入射光强度在设定光强范围内，驱动电路46将液晶幕墙1的分子阵偏转角度调大，通过降低液晶幕墙1的透光率减少建筑物的通光量，进而降低室内温度。

反之，当室内温度低于设定温度范围，且入射光强度在设定光强范围内，驱动电路46将液晶幕墙1的分子阵偏转角度调小，通过提高液晶幕墙1的透光率增大建筑物的通光量，进而提高室内温度。

需要说明的是，当室内温度高于或者低于设定温度范围，且入射光强度超出设定光强范围内时，驱动电路46可以在调整液晶幕墙1的透光率的同时启动空调6调节室内温度，也可以停止对液晶幕墙1分子阵的偏转角度调节的同时启动空调6调节室内温度，本实施例优选控制方式为后者。

作为本实施例的另一种实施方式，本发明所述的建筑物温控机构4还包括液晶分子阵偏转角度获取电路43，用于获取液晶幕墙1中的液晶分子阵的偏转角度；当室内温度超出设定温度范围，且液晶分子阵的偏转角度超出设定角度阈值时，驱动电路46启动空调6进行调温。

具体调节方式为：

当室内温度高于设定温度范围，同时液晶分子阵的偏转角度已达到角度阈值θ_max时，或者当室内温度低于设定温度范围，同时液晶分子阵偏转角度已达到角度阈值θ_min时，也就是说，当调节液晶分子阵偏转角度不能实现对室内温度的调节，或者以牺牲室内必要的采光为代价时，则放弃通过调节液晶分子阵的偏转角度来进行室内调温，直接启动空调6进行调温。

若角度阈值不是0度或者90度，同时对采光要求不高时，也可以在调节液晶分子阵偏转角度的同时启动空调6进行调温。

需要说明的是，相较于θ_max，液晶分子阵的偏转角度为θ_min时，液晶幕墙1的透光率更大，且θ_max、θ_min的设定值随着纬度、季节的不同而不同。同理，温度阈值和入射光的光强阈值的设定值也随着纬度、季节的不同而不同。

作为本发明实施例的另一种实施方式，建筑物温控机构4还包括电源电路45，所述电源电路45连接光伏电池5，所述光伏电池5至少为液晶幕墙1、控制电路41、采集电路42、比较电路44供电，本实施方式中的光伏电池5还为温度传感器2和光敏传感器3提供工作电压。光伏电池5连接蓄电池51，用于黑天或阴雨天等无光照天气为液晶幕墙1、温控机构4及其它耗电器件提供电能。

实施例2

如图2所示，本发明实施例提供了一种建筑物温控系统，包括温度传感器2和液晶幕墙1，以及如实施例1所述的建筑物温控机构4；温度传感器2检测室内温度；当室内温度超出设定温度范围时，驱动电路46通过调整液晶幕墙1的透光率调节建筑物的通光量。

需要说明的是，本实施例中的温度传感器2和液晶幕墙1的数量可以根据实际使用进行配置，特别是温度传感器2的设置数量会因建筑物的大小影响所获取温度的准确性。液晶类型可以根据实际需要选择或是定制TN型、VA型、IPS型或者其他可以通过调节分子阵的偏转角度来调节透光率的类型。

本发明实施例所述的建筑物温控系统通过温度传感器2检测室内温度，当室内温度超出设定温度范围时，驱动电路46通过调整液晶幕墙1的透光率调节建筑物的通光量，进而调节室内温度。相较于现有技术通过空调6调温，通过调节建筑物液晶幕墙1的透光率来调节建筑物的室内温度大大降低了建筑物温控方面的耗电量，既节能又环保。

作为本发明的另一种实施方式，本实施例所述的建筑物温控系统还包括光敏传感器3，光敏传感器3检测入射光强度；当室内温度超出设定温度范围，且入射光强度在设定光强范围内时，驱动电路46通过调整液晶幕墙1的透光率调节建筑物的通光量。具体调节方式如实施例1所述，在此不予赘述。

本实施方式中的光敏传感器3可以是一个或者多个，而且可设于建筑物的内部或者外部，本实施方式优选将光敏传感器3设于建筑物的外部。

此外，本实施例所述的建筑物温控系统还包括光伏电池5和蓄电池51；光伏电池5至少为液晶幕墙1、采集电路42、比较电路44和驱动电路46供电；蓄电池51用于存储光伏电池5所输出的电能，并至少连接液晶幕墙1、采集电路42、比较电路44和驱动电路46。优选地，本实施方式中的光伏电池5和蓄电池51还为温度传感器2和光敏传感器3供电。

光伏电池5节能、环保，光伏电池5与蓄电池51结合可以为本实施例所述的建筑物温控系统24小时不间断供电，降低了对连续光照条件的依赖，有效地避免了黑天、阴天等特殊气候的影响。

本发明实施例提供的建筑物温控系统，与上述实施例提供的建筑物温控机构4具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

实施例3

如图3所示，本发明实施例提供了一种建筑物温控系统的温控方法，包括以下步骤：

S11.通过温度传感器检测室内温度。

在建筑物的室内设置若干温度传感器，并通过温度传感器实时检测建筑物的室内温度。

S12.比较室内温度与设定温度范围的大小。

当室内温度位于设定温度范围内时，无需进行调节，保持即可。

S13.当室内温度超出设定温度范围时，调整液晶幕墙的透光率以调节建筑物的通光量。

当室内温度超出设定温度范围是时，需要对室内温度进行调整，温控机构通过驱动电路调整液晶幕墙的透光率以调节建筑物的通光量，进而实现对室内温度的调节。

本发明实施例通过温度传感器检测室内温度，若室内温度需要进行调温，驱动电路通过调节液晶幕墙的透光率来调节建筑物的通光量，进而实现室内温度的调整。相较于现有技术通过空调调温，通过调节建筑物液晶幕墙的透光率来调节建筑物的室内温度大大降低了建筑物温控方面的耗电量，既节能又环保。

实施例4

如图4所示，本发明实施例提供了一种建筑物温控系统的温控方法，包括以下步骤：

S21.通过温度传感器检测室内温度，通过光敏传感器检测入射光强度。

建筑物的室内设置有若干温度传感器，用于检测室内温度；建筑物的室外设置有若干光敏传感器，用于检测入射光强度。

S22.比较室内温度与设定温度范围，以及入射光强度与设定光强范围的大小。

本发明实施例优先比较室内温度与设定温度范围，若室内温度位于设定温度范围内，则无需对室内温度进行调节，保持即可，当室内温度超出设定温度范围时，再比较入射光强度与设定光强范围的大小。

S23.当室内温度超出设定温度范围，且入射光强度在设定光强范围内时，调整液晶幕墙的透光率以调节所述建筑物的通光量。

具体调节方式为：

当室内温度高于设定温度范围，且入射光强度在设定光强范围内，驱动电路将液晶幕墙的分子阵偏转角度调大，通过降低液晶幕墙的透光率减少建筑物的通光量，进而降低室内温度。

反之，当室内温度低于设定温度范围，且入射光强度在设定光强范围内，驱动电路将液晶幕墙的分子阵偏转角度调小，通过提高液晶幕墙的透光率增大建筑物的通光量，进而提高室内温度。

实施例5

如图5所示，本发明实施例提供了一种建筑物温控系统的温控方法，包括以下步骤：

S31.通过温度传感器检测室内温度，通过分子阵偏转角度获取电路获取分子阵的偏转角度。

本实施例通过温度传感器检测室内温度，通过检测加在分子阵的电压获取分子阵的偏转角度。

S32.比较室内温度与设定温度范围，以及分子阵的偏转角度与角度阈值的大小。

当室内温度位于设定温度范围内时，无需对室内温度进行调节，保持即可，当室内温度超出设定温度范围时，再比较分子阵的偏转角度与角度阈值的大小，若分子阵的偏转角度小于角度阈值，则通过调整液晶幕墙的透过率调节建筑物的通光量，进而调节室内温度。

S33.当室内温度超出设定温度范围，且液晶分子阵的偏转角度超出设定角度阈值时，启动空调进行调温。

当室内温度高于设定温度范围，同时液晶分子阵的偏转角度已达到角度阈值θ_max时，或者当室内温度低于设定温度范围，同时液晶分子阵偏转角度已达到角度阈值θ_min时，也就是说，当调节液晶分子阵偏转角度不能实现对室内温度的调节，或者以牺牲室内必要的采光为代价时，则放弃通过调节液晶分子阵的偏转角度来进行室内调温，直接启动空调进行调温。

若角度阈值不是0度或者90度，同时对采光要求不高时，也可以在调节液晶分子阵偏转角度的同时启动空调进行调温。

需要说明的是，相较于θ_max，液晶分子阵的偏转角度为θ_min时，液晶幕墙的透光率更大，且θ_max、θ_min的设定值随着纬度、季节的不同而不同。同理，温度阈值和入射光的光强阈值的设定值也随着纬度、季节的不同而不同。

实施例6

如图6所示，本发明实施例提供了一种建筑物温控系统的温控方法，包括以下步骤：

S41.通过温度传感器检测室内温度，通过光敏传感器检测入射光强度，通过分子阵偏转角度获取电路获取分子阵的偏转角度。

通过温度传感器、光敏传感器和分子阵偏转角度实时获取室内温度、入射光强度和分子阵的偏转角度。

S42.比较室内温度与设定温度范围，入射光强度与设定光强范围，以及分子阵的偏转角度与角度阈值的大小。

S43.根据比较结果，选择通过调整液晶幕墙的透光率调节建筑物的通光量或启动空调调温。

本发明实施例优先比较室内温度与设定温度范围，若室内温度小于设定温度范围，则保持即可；若室内温度超出设定温度范围，则比较入射光强度与设定光强范围，若入射光强度超出设定光强范围，则直接启动空调进行调温；若入射光强度位于设定光强范围内，则比较分子阵的偏转角度与角度阈值；若分子阵的偏转角度在角度阈值内，则通过调整液晶幕墙的透光率调整建筑物的通光量，进而实现对室内温度的调节；若分子阵的偏转角度要超出角度阈值时，启动空调进行调温。

本发明实施例3至实施例6提供的建筑物温控系统的温控方法，与上述实施例提供的建筑物温控系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

实施例7

本发明实施例所提供的建筑物温控方法通过调节液晶幕墙分子阵偏转角度调节室内调温，相较于单纯依靠空调调温，大大降低了电能的消耗，以中华人民共和国国家发展和改革委员会提供的火电厂数据为例：

火电厂平均每千瓦时供电煤耗由2000年的392g标准煤降到360g标准煤，2020年达到320g标准煤。即一吨标准煤可以发三千千瓦时(3000度)的电。工业锅炉每燃烧一吨标准煤，就产生二氧化碳2620公斤，二氧化硫8.5公斤，氮氧化物7.4公斤。

传热系数是用来表征当室内温度与室外温度不相等时，通过单位面积、单位温差下，单位时间内，玻璃传递的热量定义为玻璃的传热系数，用U表示：

U＝q₁/(T₀-T₁) 1

其中，q_i为由室外传入室内的热量。

根据《采暖空调制冷手册》，阳光辐射到室内的热量Q_d计算式简化为：

Q_d＝C_o×F_g×C_g×C_n×D_j,max×C_d 2

其中，C_o为外遮阳系数；F_g为玻璃面积，单位m²；C_g为玻璃的遮阳系数，本玻璃的遮阳系数约为0.9；C_n为内遮挡系数，楼板梁部分取0.5，D_j,max为最大的太阳辐射得热因子，单位W/m²。广州地区下午2点西面为378W/m²；C_d为冷负荷系数，有梁柱取0.85，无梁柱取0.65。

根据《采暖空调制冷手册》，温差传到室内的热量计算式简化为：

Q_g＝K_g×F_g×(t_c-t_n) 3

其中，K_g为玻璃的传热系数5.7[W/(m²×℃)]；t_n为室内设计温度26℃；t_c为室外温度。

计算条件为：北方夏天，气候为夏季无云，下午2时，室外温度按35℃，室内温度按20℃，阳光与玻璃照射夹角为30度，透射面积为40％，考虑到有散射，外遮阳系数为0.5，玻璃通光面积20m²。

计算结果：Q_d＝1701W；Q_g＝216.6W，合计约2000W。

需要说明的是，铝板是一种高吸热材料，在以上的条件下无遮阳板铝板部分最高升温可达45℃，计算这部分室外温度t_c应按45℃考虑。

空调机常用功率单位转换：1匹＝2500W(制冷量)＝735W(耗电量)

若只用空调机对这部分热量进行调解，耗电功率P1：

735×(2000/2500)＝588W

若通过本实施例所述的建筑物温控方法来控温，则有：液晶调节范围由20％～80％，取中值50％，省电功率P2：

735×(1701×50％/2500)＝250.047W≈0.250kw

本实施例以天津大港发电厂三号机送风机变频室为例，每年六台10匹级BGKT-26格力空调(单台制冷量26kw)不间断工作，开机时间为

360d×24h/d＝8640h

每年每台制冷空调单位匹可省电共计约：

0.2499×8640kw/h＝2159.136kw·h,

一吨标准煤可以发三千千瓦时(3000度)的电，同时产生二氧化碳2620公斤，因此，每匹空调上可减少二氧化碳的排放量为：

2620×(2159.136/3000)＝1885.64544kg≈1885kg

全厂共10匹/台×(6×4)＝240匹空调装机量，每年使用全寿命周期计，可省电：

2159.136kw·h×240＝518192.640kw·h

即：

0.7109元/kw·h×518192.640kw·h＝368383.14778元

按天津市2015年大工业用电价目表知1～10kv级工业用电价格为0.7109元/千瓦时计，约合36万元/年。由此可见，本发明实施例提供的建筑物温控系统节能的减排效果明显，环境保护意义重大。

需要说明的是，本发明所述的温控机构、温控系统及温控方法既适用于对温度调节精度要求很高的火电厂，也适用于温度调节精度要求较高的工业厂房、办公楼以及温室大棚等场所。

本发明实施例所提供的建筑物温控系统及其温控机构、温控方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。