一种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统，包括能源管理中心、网络接入集成系统和能源管理系统，所述能源管理中心通过网络接入集成系统连接所述能源管理系统，所述能源管理中心还连接有服务器；所述能源管理系统包括集中供冷系统、集中供热系统、燃气系统、电力系统、供水系统以及其它能源系统，所述电力系统包括照明用电计量系统、空调用电系统、动力用电系统以及特殊用电系统。基于物联网技术的智能建筑能源管理系统以建筑为平台，以建筑设备为对象，以感测技术、控制技术、计算机技术和通信技术为手段，创建安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。
【专利说明】
一种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及建筑能源管理技术领域，具体是一种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的发展，建筑高耗能的问题日益突出。在我国现有的约430亿m2建筑中，只有4%采取了节能措施，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算，如果不采取有力的节能措施，到2020年，中国建筑能耗将是现在的3倍以上。建筑节能己成为“十二五”期间节能减排工作的重要一环。国务院于2011年8月31日下发了《“十二五”节能减排综合性工作方案》，强调从规划、法规、技术、标准、设计等方面全面推进建筑节能。
[0003]在我国目前的国情下，宏观层面的建筑能源管理是由政府主导的，部分工作由第三方参与。微观的建筑能源管理主要是通过对建筑物的日常运行维护和对用户耗能行为方式实施有效的管理，并通过能效改善和节能改造实现节能。宏观层面的建筑能源管理是以社会或国家的利益作为工作角度，而微观层面的建筑能源管理则是以建筑使用者利益为出发点，在具体实施时，微观层面的建筑能源管理必须以宏观层面的建筑能源管理为导向，宏观层面的能源管理则最终要落实到微观层面的能源管理上来，以此来推动建筑节能事业的发展。而要实现对微观层面的建筑能源管理分析，服务于宏观层面的建筑能源管理工作，就涉及大量的数据采集、整合与处理，这些数据内容庞大，形式多种多样，并且随着时间推移而不断更新，科学、高效地处理和利用这些数据，在以前是无法想象的事情，需要配套的技术和解决方案对建筑能耗进行精细化管理，其难度极高。
[0004]因此，鉴于上述方案于实际制作及实施使用上的缺失之处，而加以修正、改良，同时本着求好的精神及理念，并由专业的知识、经验的辅助，以及在多方巧思、试验后，方创设出本实用新型，特再提供一种基于物联网技术的智能建筑能源管理控制系统，能够将能耗数据汇集到建筑能源管理数据中心，由数据中心进行分析、处理，从而提供更高级的数据应用服务，可对建筑群能耗进行综合统筹管理。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提出一种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统，解决了现有技术中建筑能源管理工作涉及数据量庞大、形式多种多样，其采集、整合与处理复杂，不能实现科学、高效地处理和利用这些数据的问题。
[0006]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0007]—种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统，包括能源管理中心、网络接入集成系统和能源管理系统，所述能源管理中心通过网络接入集成系统连接所述能源管理系统，所述能源管理中心还连接有服务器；
[0008]所述能源管理系统包括集中供冷系统、集中供热系统、燃气系统、电力系统、供水系统以及其它能源系统，所述电力系统包括照明用电计量系统、空调用电系统、动力用电系统以及特殊用电系统。
[0009]进一步地，所述能源管理系统通过直接数字控制器对所述集中供冷系统、集中供热系统、燃气系统、电力系统、供水系统以及其它能源系统的运行参数进行实时监测。
[0010]进一步地，所述其它能源系统包括地源热栗，所述地源热栗的输出热量满足:
[0011]Q = Jk Δ Tdv，其中Q为输出热量，k为热烩修正系数，V为流经地源热栗热水的流量，T为供回水温度差。
[0012]进一步地，所述能源管理系统中能源消耗量满足关系:
[0013]P = U*I*cosa，W=P*t，其中U为电压，I为电流，cosa为功率因数，t为时间，P为能源管理系统功率，其单位为kW，W为能量消耗量，其单位为kW.ho
[0014]进一步地，所述其它能源系统包括太阳能光伏发电系统，所述太阳能光伏发电系统包括控制器，所述控制器连接有单晶硅太阳能电池组、太阳自动跟踪装置、蓄电池组以及直流配电盘，所述直流配电盘还连接有逆变器和直流负载，所述逆变器还连接有交流配电盘，所述交流配电盘输出到交流电网，所述交流配电盘还连接所述太阳自动跟踪装置。
[0015]进一步地，所述地源热栗包括两组热栗机组:第一热栗机组和第二热栗机组，且所述第一热栗机组和第二热栗机组分别连接集水器和分水器，其中第一热栗机组还连接有土壤埋管，第二热栗机组还通过换热器连接有抽水井，所述抽水井还连接有水质处理器。
[0016]本实用新型的有益效果为:
[0017]基于物联网技术的智能建筑能源管理系统以建筑为平台，以建筑设备为对象，以感测技术、控制技术、计算机技术和通信技术为手段，创建安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
[0019]图1是本实用新型一个实施例的地源热栗的系统方框图；
[0020]图2是本实用新型一个实施例的太阳能光伏发电系统的方框图。
【具体实施方式】
[0021]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。
[0022]如图1-2所示，本实施例中的基于物联网技术的智能建筑能源管理系统，包括能源管理中心、网络接入集成系统和能源管理系统，所述能源管理中心通过网络接入集成系统连接所述能源管理系统，所述能源管理中心还连接有服务器。在实际应用过程中，所述能源管理系统包括集中供冷系统、集中供热系统、燃气系统、电力系统、供水系统以及其它能源系统，所述电力系统包括照明用电计量系统、空调用电系统、动力用电系统以及特殊用电系统。
[0023]所述能源管理系统通过直接数字控制器对所述集中供冷系统、集中供热系统、燃气系统、电力系统、供水系统以及其它能源系统的运行参数进行实时监测，并利用这些监测到的数据进行能源开发管理。
[0024]其它能源系统包括地源热栗，地源热栗包括两组热栗机组:第一热栗机组和第二热栗机组，且所述第一热栗机组和第二热栗机组分别连接集水器和分水器，其中第一热栗机组还连接有土壤埋管，第二热栗机组还通过换热器连接有抽水井，所述抽水井还连接有水质处理器。
[0025]该地源热栗的监控原理如下:从抽水井抽上来的地热水(地下水或地表水)通过换热器，为用户提供热源(也可以是冷源)；地热水也可以先经过换热器换热，之后再通过第二热栗机组热交换后给用户提供热源。
[0026]根据用户侧供水、回水温度来控制抽水栗的流量大小，当DDC接受到温度变送的信号后，通过预先编制的程序，产生控制信号调节抽水栗的运行功率。
[0027]根据集水器水温和分水器水温来控制二级板式换热器侧的水源热栗机组的启停，当分水器温度达到设定值上限或二者温度差值达到设定值下限时，则运行一台热栗机组，当分水器温度达到设定值下限或温度差值达到设定值上限时，则运行两台热栗机组。当DDC接受到温度变送的信号后，通过预先编制的程序，产生控制信号调节热力循环栗的运行功率。
[0028]当两台热栗机组同时运行但分水器供水温度无法满足要求时，启动土壤侧热栗机组、循环栗以及土壤侧循环栗。
[0029]地源热栗监控系统计量传感器的设置:
[0030]①在地源热栗系统的热源侧总进水管设置一个循环水流量传感器。
[0031 ]②在地源热栗系统的用户侧总进水管设置一个循环水流量传感器。
[0032]③在地源热栗系统的热源侧总进、出水管各设置一个水温度传感器。
[0033]④在地源热栗系统的用户侧总进、出水管各设置一个水温度传感器。
[0034]⑤在地源热栗机组、循环栗配电输入端设置一个电能表。
[0035]系统热源测总进、出水管各设置一个水温度传感器，用来计算进水和出水的温度差，再结合热源测总进水管设置的循环水流量传感器，就可以计算出热水流经系统所流失的能量，即系统自身的热量消耗;同理，用户层总进、出水管传感器的设置，可计算出系统热交换所释放的热量，即用户所使用的总能量。其计算公式为:
[0036]Q = Jk Δ Tdv
[0037]其中，k为热絵修正系数;Q为输出热量;V为流经地源热栗热水的流量；ΔT为供回水温度差。
[0038]空调主机房的监控原理如下:(I)冷量的计量:在冷冻水循环的总供水管和总回水管出口设置有温度传感器Tl，T2，同时在总供水管处设置有流量传感器FT，根据这些传感器的数据可以计算出提供给用户冷冻水冷量的多少。
[0039](2)电量的计量:在每个制冷机机组、冷却水栗、冷冻水栗和冷却塔风机的配电输入端设置电压互感器、电流互感器、功率因数表，通过建筑设备监控系统中的DDC进行电压、电流、功率因数等数据的采集，进而实现每个机电设备的能耗计量，其具体计算见下式。
[0040]P = UIcosa ,W=Pt ；
[0041]其中，U为电压，I为电流，cosa为功率因数，t为时间，P为能源管理系统功率，其单位为kW，W为能量消耗量，其单位为kW.ho
[0042]其它能源系统还包括太阳能光伏发电系统，所述太阳能光伏发电系统包括控制器，所述控制器连接有单晶硅太阳能电池组、太阳自动跟踪装置、蓄电池组以及直流配电盘，所述直流配电盘还连接有逆变器和直流负载，所述逆变器还连接有交流配电盘，所述交流配电盘输出到交流电网，所述交流配电盘还连接所述太阳自动跟踪装置。太阳能光伏发电系统由单晶硅太阳能电池组经由太阳能控制器向蓄电池组充电，当蓄电池组充电达到上限电压值后，由控制器执行自动停充，断开单晶硅太阳能电池组的充电回路;而当蓄电池组电压低于上限电压时，将单晶硅太阳能电池组接入充电回路恢复充电。同时，通过直流配电盘为建筑内的直流负载提供所需用电。逆变器由直流配电盘供电，将单晶硅太阳能电池组和蓄电池组输送的直流电(DC)变成三相交流电(AC)，之后再通过交流配电盘以三相四线制向交流负载供电。而当太阳能发电量有富余时，为不使能源浪费，则将富余部分且满足电网标准的交流输送给电公共电网。当蓄电池组的电压降至下限时，太阳能控制器将切断对直流配电盘的部分输出，其中主要使逆变器停止工作，进而切断向交流配电盘的供电。交流负载则改由公共电网供电;直流负载功率较小，可仍由直流配电柜供电。
[0043]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。
【主权项】
1.一种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统，其特征在于，包括能源管理中心、网络接入集成系统和能源管理系统，所述能源管理中心通过网络接入集成系统连接所述能源管理系统，所述能源管理中心还连接有服务器； 所述能源管理系统包括集中供冷系统、集中供热系统、燃气系统、电力系统、供水系统以及其它能源系统，所述电力系统包括照明用电计量系统、空调用电系统、动力用电系统以及特殊用电系统。2.如权利要求1所述的一种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统，其特征在于，所述能源管理系统通过直接数字控制器对所述集中供冷系统、集中供热系统、燃气系统、电力系统、供水系统以及其它能源系统的运行参数进行实时监测。3.如权利要求2所述的一种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统，其特征在于，所述其它能源系统包括地源热栗，所述地源热栗的输出热量满足: Q = i k Δ Tdv，其中Q为输出热量，k为热烩修正系数，V为流经地源热栗热水的流量，T为供回水温度差。4.如权利要求3所述的一种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统，其特征在于，所述能源管理系统中能源消耗量满足关系: P = MRcosa，W=P*t，其中U为电压，I为电流，cosa为功率因数，t为时间，P为能源管理系统功率，其单位为kW，W为能量消耗量，其单位为kW.ho5.如权利要求1-2任意一项所述的一种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统，其特征在于，所述其它能源系统包括太阳能光伏发电系统，所述太阳能光伏发电系统包括控制器，所述控制器连接有单晶硅太阳能电池组、太阳自动跟踪装置、蓄电池组以及直流配电盘，所述直流配电盘还连接有逆变器和直流负载，所述逆变器还连接有交流配电盘，所述交流配电盘输出到交流电网，所述交流配电盘还连接所述太阳自动跟踪装置。6.如权利要求3所述的一种基于物联网技术的智能建筑能源管理系统，其特征在于，所述地源热栗包括两组热栗机组:第一热栗机组和第二热栗机组，且所述第一热栗机组和第二热栗机组分别连接集水器和分水器，其中第一热栗机组还连接有土壤埋管，第二热栗机组还通过换热器连接有抽水井，所述抽水井还连接有水质处理器。
【文档编号】G05B19/04GK205427488SQ201521060411
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月18日
【发明人】郭其峰, 王秀清, 李帅, 梁丰强, 王晓琪, 楚荣昌, 郑逢广
【申请人】鸿大工程有限公司