专利名称：基于能效的建筑物能量管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能量管理系统，具体地说是一种基于能效的建筑物能量管理系统。
背景技术：
目前我国单位建筑面积能耗相当于气候条件相近的发达国家的2—3倍，节能潜力巨大。 中央空调的能耗约占建筑能耗的三分之二，且呈逐年增长趋势。可见，对中央空调系统进行 节能控制是实现建筑节能的关键。现有的节能系统节能效果不是太理想。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种操作简单、节能效果好的基于能效的建筑 物能量管理系统。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的 一种基于能效的建筑物能量管理系统，其分 为三层，包括管理中心层、能量管理服务层和检测控制层，管理中心层通过以太网与能量管 理服务层连接，能量管理服务层通过线路与检测控制层连接。
所述管理中心层包括管理中心服务器、网关和第三方设备，网关和第三方设备与管理中 心服务器并联，并分别通过以太网与能量管理服务层连接。
所述能量管理服务层包括并联的制冷机房控制服务器、新风机组控制服务器、风机盘管 控制服务器和组合式空调器控制服务器，前述四个控制服务器分别通过以太网和线路与管理 中心层和能量管理服务层连接，制冷机房控制服务器与制冷机连接。
所述检测控制层包括与制冷机房控制服务器连接的并联的冷冻泵检测控制器、冷却泵检 测控制器和冷却塔检测控制器，与新风机组控制服务器相连接的若干并联的新风机组检測控 制器，与风机盘管控制服务器相连接的若干并联的风机盘管检渊控制器，与组合式空调器控 制服务器相连接的若干并联的组合式空调器检测控制器。
所述冷冻泵检测控制器、冷却泵检测控制器和冷却塔检测控制器分别与冷冻泵、冷却泵 和冷却塔连接。
所述新风机组检测控制器、风机盘管悻測控制器和组合式空调器检溯控制器分别与新风 机、风机盘管和组合式空调器连接。
所述管理中心层与能量管理服务层之间采用TCP/IP协议，能量管理服务层和检测控制层 之间采用BACnet协议。
本发明中的网关、第三方设备以及所有的控制器均为现有设备，在此不再赘述。 本发明系统分为三层(l)管理中心层负责人机交互，方便管理人员实时监控整个系统。(2)能量管理服务层负责检测控制器与管理服务器之间的数据通信、数据保存和实时 控制。(3)检测控制层对中央空调系统末端进行实时的数据采集、状态检测及控制。
建筑物内的能量效率(下文简称能效)分为能量传输效率和能量利用效率，建筑物的节 能是通过提高能量传输效率和能量利用效率来实现的。能量传输效率是将中央空调系统视为 一个整体，将中央空调系统的传递能量与输入能量之比定义为能量传输效率，通过提高系统 的能量传输效率进行节能。能量利用效率用来标定建筑物中人为浪费的情况，通过控制系统 和管理手段降低人为浪费的能量，提高能量利用效率。
本发明通过控制中央空调系统设备的效率到全局最优，利用检测控制层检测建筑物内人 为浪费的情况，能量管理服务层对区域内的检测控制器实施管理，并提出相应的能量利用效 率的报告，根据管理者的意愿由能量管理服务器自动发送控制命令给检测控制器，或者提供 分析报告给管理者。
检测控制层与能量管理服务层和管理中心层之间构成反馈，利用反馈技术使检测控制层 测得的能量使用状况能够及时反映到冷冻站控制部分，冷冻站根据前端反馈数据控制冷冻站 的能量输出，使冷冻站的能量输出与建筑物的能量需求实时匹配，中央空调系统的能效最优。
本发明具有以下特点
(1) 采用动态能效优化控制实现了大时滞系统全局最优节能控制。
(2) 采用流体输配送模拟技术实现管网动态调节与平衡，降低输送环节的能耗。
(3) 自动检测室内人员情况，通过提高能量利用效率，减少末端能耗。
(4) 根据温湿度参数及室外天气状况，预测冷量输出。根据检测到的建筑物温湿度，
动态调节能量输出，在满足舒适度的前提下使能量的供需达到平衡。
(5) 根据外部环境的变化自学习、自适应调节能量输出模式，在满足舒适度的同时，实
现动态全局最大节能。
图l是本发明结构示意其中，l.第三方设备，2.网关，3.管理中心服务器，4.组合式空调器控制服务器，5.风 机盘管控制服务器，6.新风机组控制服务器，7.制冷机房控制服务器，8.制冷机，9.冷冻泵， IO.冷冻泵检测控制器，ll.冷却泵，12.冷却泵检测控制器，13.冷却塔，14.冷却塔检测控制 器，15.新风机，16.新风机组检测控制器，17.风机盘管检測控制器，18.风机盘管，19.组合 式空调器检测控制器，20.组合式空调器。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1中，分为三层，包括管理中心层、能量管理服务层和检测控制层，管理中心层通过 以太网与能量管理服务层连接，能量管理服务层通过线路与检测控制层连接。'
管理中心层包括管理中心服务器3、网关2和第三方设备1，网关2和第三方设备1与管 理中心服务器3并联，并分别通过以太网与能量管理服务层连接。能量管理服务层包括并联的制冷机房控制服务器7、新风机组控制服务器6、风机盘管控 制服务器5和组合式空调器控制服务器4,前述四个控制服务器分别通过以太网和线路与管 理中心层和能量管理服务层连接，制冷机房控制服务器7与制冷机8连接。
检测控制层包括与制冷机房控制服务器7连接的并联的冷冻泵检测控制器10、冷却泵检 测控制器12和冷却塔检测控制器14,与新风机组控制服务器6相连接的若干并联的新风机 组检测控制器16，与风机盘管控制服务器5相连接的若干并联的风机盘管检测控制器17，与 组合式空调器控制服务器4相连接的若干并联的组合式空调器检测控制器19。
冷冻泵检测控制器10、冷却泵检测控制器12和冷却塔检测控制器14分别与冷冻泵9、 冷却泵11和冷却塔13连接。
新风机组检测控制器16、风机盘管检测控制器17和组合式空调器检测控制器19分别与 新风机15、风机盘管18和组合式空调器20连接。
管理中心层与能量管理服务层之间采用TCP/IP协议，能量管理服务层和检测控制层之间 采用BACnet协议。
检测控制层的检测控制设备(图中简称为CD)，检测建筑物内的温度、湿度、照度、压 力和人员的活动情况，不同的CD根据不同的应用检测的参数有所不同。风机盘管检测控制 器、组合式空调器检测控制器、新风机组检测控制器检测空调区域空气的温度、湿度和人员 活动状况的参数，根据这些参数，利用能效理论控制风机盘管、组合式空调器和新风机组的 能量输出。利用检测到的温度对时间的变化率结合感知信息判定是否有人，人的用能习惯是 否合理，如果无人，则能量输出在延迟一定时间后停止能量输出，延迟时间可自动控制或人 工设置到CD中。如果人存在不良的用能习惯，比如开窗开空调等，则控制能量输出的同时 给出能量使用报告，给管理者提供节能管理依据。
冷冻泵检测控制器、冷却泵检测控制器和冷却塔检测控制器用于中央空调冷冻站设备的 运行检测和控制。检测水温、水的压力，通过冷冻站全局而不是单个设备的能效最优化控制 实现节能。
能量管理服务层的设备主要完成对所管理的检测控制器的检测数据的存储以及管理区域 内系统能量的管理与优化，起到区域管理者的作用。
管理中心层的作用是记录存储整个系统的数据，提供各种的报表检索和查询。通过釆用 数据提取、信息融合技术对建筑物不同环境状态下能量需求进行推断和验证，对不合理用能 和浪费的能量进行分析，以获得建筑物的真实能耗，使中央空调系统能够按照建筑物需求供 给能量，即达到"按需供能"的目的。并在此基础上推到计算建筑物的"合理基准能耗"。
权利要求
1. 一种基于能效的建筑物能量管理系统，其特征在于其分为三层，包括管理中心层、能量管理服务层和检测控制层，管理中心层通过以太网与能量管理服务层连接，能量管理服务层通过线路与检测控制层连接。
2. 根据权利要求1所述的基于能效的建筑物能量管理系统，其特征在于所述管理中心 层包括管理中心服务器、网关和第三方设备，网关和第三方设备与管理中心服务器并联，并 分别通过以太网与能量管理服务层连接。
3. 根据权利要求1所述的基于能效的建筑物能量管理系统，其特征在于所述能量管理 服务层包括并联的制冷机房控制服务器、新风机组控制服务器、风机盘管控制服务器和组合 式空调器控制服务器，前述四个控制服务器分别通过以太网和线路与管理中心层和能量管理 服务层连接，制冷机房控荣貼艮务器与制冷机连接。
4. 根据权利要求1所述的基于能效的建筑物能量管理系统，其特征在于所述检测控制 层包括与制冷机房控制服务器连接的并联的冷冻泵检测控制器、冷却泵检测控制器和冷却塔 检测控制器，与新风机组控制服务器相连接的若干并联的新风机组检测控制器，与风机盘管 控制服务器相连接的若干并联的风机盘管检测控制器，与组合式空调器控制服务器相连接的 若干并联的组合式空调器检测控制器。
5. 根据权利要求4所述的基于能效的建筑物能量管理系统，其特征在于所述冷冻泵检 测控制器、冷却泵检测控制器和冷却塔检测控制器分别与冷冻泵、冷却泵和冷却塔连接。
6. 根据权利要求4所述的基于能效的建筑物能量管理系统，其特征在于所述新风机组 检测控制器、风机盘管检测控制器和组合式空调器检测控制器分别与新风机、风机盘管和卑 合式空调器连接。
全文摘要
本发明涉及一种基于能效的建筑物能量管理系统，其分为三层，包括管理中心层，负责人机交互，方便管理人员实时监控整个系统；能量管理服务层，负责检测控制器与管理服务器之间的数据通信、数据保存和实时控制；检测控制层，对中央空调系统末端进行实时的数据采集、状态检测及控制。管理中心层通过以太网与能量管理服务层连接，能量管理服务层通过线路与检测控制层连接。本发明通过控制中央空调系统设备的效率到全局最优，利用检测控制层检测建筑物内人为浪费的情况，能量管理服务层对区域内的检测控制器实施管理，并提出相应的能量利用效率的报告，根据管理者的意愿由能量管理服务器自动发送控制命令给检测控制器，或者提供分析报告给管理者。
文档编号F24F11/00GK101414172SQ20081015894
公开日2009年4月22日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者杜晓通 申请人:杜晓通