专利名称：基于能效的能量检测控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑物内节能的检测控制器，特别涉及一种基于能效的能量检测
控制器。
背景技术：
根据建设部科技委的统计数据，我国每年城乡新建房屋面积近20亿立方米，其中 80%以上为高能耗建筑，即有建筑近400亿立方米，95%是高能耗建筑。目前建筑耗能已经 占到中国全社会耗能的30%，15年后林立的高楼甚至可能占据中国一半的能源消耗。这既 给我国带来了巨大的资源压力，又为节能降耗的实施提供了巨大潜力。在建筑物内消耗的 能量除了提供建筑物的正常需求外，还有很大部分被浪费了。如果能把浪费的能量节省下 来，再通过优化建筑物的能量配置，提高建筑物机电设备的运行效率的方法，在满足人们舒 适要求基础上进一步降低能耗，这样才是真正有效的节能，而不是为了节能而节能。如何能 够实现建筑物的节能，国内外都作了大量的研究工作，也有大量的产品推出，比如西门子、 霍尼韦尔、江森三大国外品牌，就利用在建筑物内运行BAS系统来实现节能。但无论是国内 还是国外产品，几乎都将节能的重点都放在了各种机电设备本身的节能上，其基本思想是 只要构成能量转换的机电设备节能了，那么整个能量转换和传输系统也一定会节能。但这 种理念还存在一定问题，首先系统的构成部件最优化未必整个系统就能达到最优化，从系 统的角度看整个系统未必是最优；再者即使是系统最优化运行，但若此时的能量并没有为 人所利用，效率再高不也毫无意义吗？所以节能应从提高系统本身(包括各种机电设备) 的运行效率和防止浪费两处入手才能最有效的实现节能。 如何在建筑物内实现节能，国内外都已经作了较多的研究，比如各种以温度、湿 度、压力等为控制参数的控制器目前已大量存在，但以能量作为控制对象进行节能控制还 未见报道。这些控制器虽然起到一定的节能作用，但节能效果并不明显，因此还采用这种传 统的方法，节能的效果可能还会比较差。因此需要一种新的思路去解决节能的问题。
发明内容本实用新型克服了以上技术的不足，提供了一种基于能效的能量检测控制器，实
现房间的用能检测，通过检测到合理用能和浪费的能量，依照能效理论并根据检测结果以
能量为控制和调度对象实现节能控制。 本实用新型是通过以下措施来实现的 本实用新型涉及一种基于能效的能量检测控制器，包括有显示装置，数据处理器， 以及与数据处理器分别连接的温度传感器、湿度传感器、照度传感器、感知传感器、电量传 感器。 本实用新型的基于能效的能量检测控制器，所述的温度传感器、湿度传感器、照度
传感器和感知传感器集中为一体；所述的电量传感器为单独安装的传感器。 能量检测控制器包括两部分，第一是能量检测部分。第二部分是房间的能量控制和管理方法。在传统的检测参数基础上，将这些参数与能量建立起关联，用这些参数表征能 量，检测出那些是必需的能量，哪些是被浪费的能量。从而建立起这些参数与能量的映射关 系。 本实用新型的有益效果，实现房间的用能检测，通过检测到合理用能和浪费的能 量，依照能效理论并根据检测结果以能量为控制和调度对象实现节能控制。
附图1为本实用新型的结构框图 附图2为本实用新型的能量检测的流程图。
具体实施方式下面结合具体实施对本实用新型的技术方案作详细的描述。 首先是，将这些参数与能量建立起关联，即研究如何用这些参数表征能量，从而检 测出那些是所必需的能量，哪些是被浪费的能量。再将能量作为控制和调度对象，这样一方 面将传统的多变量、非线性控制变成了线性控制，另一方面也便于将浪费的能量通过加强 管理的方式降下来。 所以项目首要的问题是将这些参数与能量建立映射关系，基于能效的能量检测控 制器构成硬件是成熟的，只是对其进行有效的集成，所以产品硬件的开发不存在很大的问 题。因此项目的关键在于能量参数的获得。 在就节能问题作了大量的基础研究的情况下，提出了能效理论，为了便于节能控 制，将能效分为能量传输效率和能量利用效率。能量传输效率是指系统终端获得的总能量 与供能系统输出总能量之比。对于能量传输效率，若以E。表示建筑物内总能量输出，E表示
输送到用户处的总能量，那么能量传输效率nt可用下式表示 nt = E/E。
艮P :E = ntE0 如果nt表示为温度传感器(所占传输效率设为il i (t))、湿度传感器(所占传 输效率设为11 2 (o )、照度传感器(所占传输效率设为n 3 w )、感知传感器(所占传输效 率设为A4a))、电量传感器(所占传输效率设为n5a))所采集到的参数的函数，则输 送到用户处的总能量的总能量可表示为E= ( i\ i (t) + 2 (t) + n 3 (t) + n 4 (t) + A 5 (t) ) E0 能量利用效率是用来表示传输到房间、大厅等人们活动场所的能量是否得到充分 利用。若房间中没有人，此时空调系统仍在运行，灯光仍在照明，这时的能量利用效率就为 零，若全部为人所用，没有浪费则能量利用效率为100%。在实际应用中则需要通过确定合 理的用能标准，并以此标准衡量能量的利用效率。 如图1所示的基于能效的能量检测控制器，包括有显示装置，数据处理器，以及与 数据处理器分别连接的温度传感器、湿度传感器、照度传感器、感知传感器、电量传感器。通 过测量温度、湿度、照度、感知、电量(或电功率)等参数，得知它们所对应的传输效率的值
ril(o、 A2(t)、 ri3a)、 ri4w、玎5 a)，研究通过上述参数检测合理用能与浪费能量的方法。 如图2所示为能量检测的流程图，对于能量检测部分，检测参数包括温度、湿度、 照度、感知、电量。除了从便于工程实施角度考虑，电量的检测可以单独安装外，其它的传感 器集中在一起。这样便于将传感器检测的数据相互融合，以得到与能量参数的映射。 将检测到的数据融合，并与能量建立联系，用这些参数表征能量。传统的基于温 度、湿度的这些算法大多是非线性、多变量的控制，由于采用了能量作为控制对象，且能量 守恒，因此当以能量作为控制参数时，系统就变成了线性控制，所以只有获得了温度、湿度、 照度、感知、电量等参数与能量的关系，才能够进行能量的控制与调度。 首先根据检测区域的大小和所处的地域，给出一个基本的能耗(不考虑建筑围护 结构)，利用感知传感器检测人是否在，首先在无人状态下研究温度、湿度、照度与输入房间 能量的关系，在获得了这个规律后，再研究有人在时的温度、湿度、照度与输入房间能量的 关系。由于人习惯的不同，会导致了大量意外产生，比如是否开窗、开窗时间长短等。经过 一段时间的数据积累，在无人状态下得到规律的基础上获得不同人为活动状态下的能量变 化规律。能量变化规律可以通过温度、湿度参数来表征，用感知和照度来表征人的能量使用 状态，这样就可以得到那些能量是合理的基准能量，那些是被浪费的能量。
权利要求一种基于能效的能量检测控制器，其特征在于包括有显示装置，数据处理器，以及与数据处理器分别连接的温度传感器、湿度传感器、照度传感器、感知传感器、电量传感器。
2. 根据权利要求1所述的基于能效的能量检测控制器，其特征在于所述的温度传感 器、湿度传感器、照度传感器和感知传感器集中为一体；所述的电量传感器为单独安装的传 感器。
专利摘要本实用新型涉及一种基于能效的能量检测控制器，包括有显示装置，数据处理器，以及与数据处理器分别连接的温度传感器、湿度传感器、照度传感器、感知传感器、电量传感器。本实用新型的有益效果，实现房间的用能检测，通过检测到合理用能和浪费的能量，依照能效理论并根据检测结果以能量为控制和调度对象实现节能控制。
文档编号G05B19/04GK201444247SQ20092002943
公开日2010年4月28日 申请日期2009年7月14日 优先权日2009年7月14日
发明者徐建强 申请人:山东光辉电子工程有限公