本發(fā)明涉及一種建筑空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來我國屢屢出現(xiàn)夏季極端高溫，在夏季白天高溫時(shí)段，多地電網(wǎng)因空調(diào)負(fù)荷大幅增加而拉閘限電。但在夜間電網(wǎng)負(fù)荷降至低谷，晝夜用電負(fù)荷差別巨大。對(duì)辦公類用戶而言，白天空調(diào)系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)段基本覆蓋了峰值電價(jià)時(shí)段，空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用居高不下。并且，受限于辦公樓本身空間特性，傳統(tǒng)冰蓄冷、水蓄能等占用大量建筑空間的蓄能調(diào)峰形式無法大規(guī)模應(yīng)用。因此，研究出一種適合辦公樓的空調(diào)蓄能系統(tǒng)，是降低空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用與緩解夏季用電壓力的有效手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種氣候補(bǔ)償型樓宇空調(diào)蓄能系統(tǒng)，降低白天空調(diào)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)降低空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用及用電“削峰填谷”的目的。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的具體方案是：

一種氣候補(bǔ)償型樓宇空調(diào)蓄能系統(tǒng)，包括中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)連接空調(diào)主機(jī)控制器、空調(diào)水泵控制器、空調(diào)末端控制器、室外溫濕度傳感器、室內(nèi)溫濕度傳感器；

樓宇建筑室內(nèi)各個(gè)房間均設(shè)有溫濕度傳感器，用來實(shí)時(shí)檢測室內(nèi)溫濕度狀況，并通過控制線路將房間溫濕度數(shù)據(jù)傳輸至中央控制系統(tǒng)；

樓宇建筑室外東西南北四個(gè)方向均設(shè)有溫濕度傳感器，用來實(shí)時(shí)檢測室外溫濕度狀況，并通過控制線路將室外溫濕度數(shù)據(jù)傳輸至中央控制系統(tǒng)；

樓宇的建筑模型包含了建筑物的維護(hù)結(jié)構(gòu)特性、樓層及層高、樓板及內(nèi)墻特性、內(nèi)部房間分隔及功能各種bim模型數(shù)據(jù)；

中央控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)程序根據(jù)建筑模型中各房間面積、層高、室內(nèi)靜置物體物理特性數(shù)據(jù)，對(duì)比室內(nèi)各房間的溫濕度檢測數(shù)據(jù)與目標(biāo)控制參數(shù)，按照各類物體的比熱、質(zhì)量及溫度變化計(jì)算室內(nèi)樓板、隔墻、靜置物品、室內(nèi)空氣的吸熱或放熱負(fù)荷；中央控制系統(tǒng)中預(yù)設(shè)有網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行功能，每10min自動(dòng)向互聯(lián)網(wǎng)上抓取天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，中央控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)程序根據(jù)建筑模型中建筑物外維護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)、室內(nèi)外溫濕度數(shù)據(jù)以及天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，按照熱力學(xué)傳熱公式計(jì)算建筑物外維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱負(fù)荷及輻射負(fù)荷，中央控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)程序通過對(duì)室內(nèi)外吸熱、放熱、傳熱、敷設(shè)負(fù)荷做代數(shù)累加，得出建筑物空調(diào)總負(fù)荷；

中央控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)外溫濕度傳感器獲取的數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)及辦公樓建筑模型預(yù)測建筑白天的負(fù)荷，計(jì)算夜間低谷蓄能的最佳時(shí)段，控制輻射供能盤管、蓄能系統(tǒng)循環(huán)水泵、蓄能系統(tǒng)空調(diào)主機(jī)的運(yùn)行，利用建筑物樓板、墻體等建筑本體蓄能，同時(shí)利用敷設(shè)于吊頂、墻體及地板的室內(nèi)輻射供能盤管維持室內(nèi)空氣在相對(duì)穩(wěn)定的溫度；

中央控制系統(tǒng)每隔10min抓取室內(nèi)外溫濕度參數(shù)及天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，結(jié)合辦公樓建筑模型按照熱力學(xué)公式計(jì)算辦公樓空調(diào)負(fù)荷，儲(chǔ)存于中央控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊中，并將這些數(shù)據(jù)作為下一次負(fù)荷計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一；然后判斷當(dāng)天是否為工作日，如果是非工作日，則不進(jìn)行空調(diào)供能量是否班組要求的邏輯判斷，也就是在非工作日空調(diào)系統(tǒng)不開機(jī)自動(dòng)運(yùn)行；如果是工作日，則進(jìn)行空調(diào)開機(jī)供能量計(jì)算；如果此刻空調(diào)系統(tǒng)開啟，空調(diào)系統(tǒng)供能量能夠在早上8:00大于上步計(jì)算的辦公樓空調(diào)負(fù)荷，則說明早上8:00能夠達(dá)到室內(nèi)設(shè)定控制溫度，則可不開機(jī)；如果此刻空調(diào)系統(tǒng)開啟，空調(diào)系統(tǒng)供能量不能在早上8:00大于上步計(jì)算的辦公樓空調(diào)負(fù)荷，則說明早上8:00不能夠達(dá)到室內(nèi)設(shè)定控制溫度，則應(yīng)開啟空調(diào)系統(tǒng)，因每10min鐘做一次這個(gè)邏輯判斷，則可實(shí)現(xiàn)此刻空調(diào)系統(tǒng)開機(jī)，在8:00-8:10之間室內(nèi)能夠達(dá)到設(shè)定溫度，保證8:30上班時(shí)室內(nèi)溫度能夠滿足要求；如上步判斷應(yīng)該開啟空調(diào)系統(tǒng)，則進(jìn)行自動(dòng)/人工控制判斷，如果系統(tǒng)已經(jīng)被設(shè)為人工控制，則不再自動(dòng)開機(jī)，這樣可以保證出現(xiàn)特殊情況時(shí)，由運(yùn)維人員根據(jù)實(shí)際情況人工控制空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行；如果系統(tǒng)仍為自動(dòng)控制，則執(zhí)行開啟空調(diào)系統(tǒng)的程序，依次開啟室內(nèi)輻射供能盤管末端水路閥門、蓄能系統(tǒng)循環(huán)水泵、蓄能系統(tǒng)空調(diào)主機(jī)，并通過調(diào)整水路閥門開度、蓄能系統(tǒng)循環(huán)水泵變頻、蓄能系統(tǒng)空調(diào)主機(jī)出力比例控制室內(nèi)溫度維持在目標(biāo)參數(shù)范圍內(nèi)，并檢測是否調(diào)整為人工控制狀態(tài)；如果在設(shè)定關(guān)機(jī)時(shí)間空調(diào)系統(tǒng)仍為自動(dòng)控制狀態(tài)，則開始執(zhí)行關(guān)機(jī)命令，依次關(guān)閉蓄能系統(tǒng)空調(diào)主機(jī)、蓄能系統(tǒng)循環(huán)水泵、室內(nèi)輻射供能盤管末端水路閥門，達(dá)到下班后自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)的目的，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及節(jié)能，空調(diào)系統(tǒng)維持關(guān)機(jī)狀態(tài)，直到第二天凌晨重新開始。

樓宇建筑的樓板上設(shè)置有加熱管，加熱管通過卡釘固定在樓板上，加熱管上面設(shè)置有現(xiàn)澆層，現(xiàn)澆層上面設(shè)置有防水層，防水層上面設(shè)置有水泥砂漿，水泥砂漿上設(shè)置地面裝飾層。

本發(fā)明的蓄能系統(tǒng)采用夜間低谷電對(duì)建筑本體樓板、墻體進(jìn)行蓄能，提高了空調(diào)設(shè)備利用率，白天自早晨至傍晚建筑物內(nèi)部環(huán)境溫度波動(dòng)較小，提高了白天房間空氣環(huán)境的舒適度，降低了白天的空調(diào)負(fù)荷；蓄能系統(tǒng)所需蓄能溫度品質(zhì)低于常規(guī)空調(diào)工況，提高了空調(diào)主機(jī)的運(yùn)行效率，且采用夜間低谷電價(jià)計(jì)費(fèi)，降低了空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，并達(dá)到用電“削峰填谷”的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明的控制程序流程圖。

圖3為蓄能系統(tǒng)夏季運(yùn)行工藝流程示意圖。

圖4為蓄能系統(tǒng)冬季運(yùn)行工藝流程示意圖。

圖5為本發(fā)明的樓宇建筑的樓板結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

如圖1，一種氣候補(bǔ)償型樓宇空調(diào)蓄能系統(tǒng)，包括中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)連接空調(diào)主機(jī)控制器、空調(diào)水泵控制器、空調(diào)末端控制器、室外溫濕度傳感器、室內(nèi)溫濕度傳感器。

樓宇建筑室內(nèi)各個(gè)房間均設(shè)有溫濕度傳感器，用來實(shí)時(shí)檢測室內(nèi)溫濕度狀況，并通過控制線路將房間溫濕度數(shù)據(jù)傳輸至中央控制系統(tǒng)。

樓宇建筑室外東西南北四個(gè)方向均設(shè)有溫濕度傳感器，用來實(shí)時(shí)檢測室外溫濕度狀況，并通過控制線路將室外溫濕度數(shù)據(jù)傳輸至中央控制系統(tǒng)。

樓宇的建筑模型包含了建筑物的維護(hù)結(jié)構(gòu)特性、樓層及層高、樓板及內(nèi)墻特性、內(nèi)部房間分隔及功能各種bim模型數(shù)據(jù)。

中央控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)程序根據(jù)建筑模型中各房間面積、層高、室內(nèi)靜置物體物理特性數(shù)據(jù)，對(duì)比室內(nèi)各房間的溫濕度檢測數(shù)據(jù)與目標(biāo)控制參數(shù)，按照各類物體的比熱、質(zhì)量及溫度變化計(jì)算室內(nèi)樓板、隔墻、靜置物品、室內(nèi)空氣的吸熱或放熱負(fù)荷；中央控制系統(tǒng)中預(yù)設(shè)有網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行功能，每10min自動(dòng)向互聯(lián)網(wǎng)上抓取天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，中央控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)程序根據(jù)建筑模型中建筑物外維護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)、室內(nèi)外溫濕度數(shù)據(jù)以及天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，按照熱力學(xué)傳熱公式計(jì)算建筑物外維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱負(fù)荷及輻射負(fù)荷，中央控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)程序通過對(duì)室內(nèi)外吸熱、放熱、傳熱、敷設(shè)負(fù)荷做代數(shù)累加，得出建筑物空調(diào)總負(fù)荷；

中央控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)外溫濕度傳感器獲取的數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)及辦公樓建筑模型預(yù)測建筑白天的負(fù)荷，計(jì)算夜間低谷蓄能的最佳時(shí)段，控制輻射供能盤管、蓄能系統(tǒng)循環(huán)水泵、蓄能系統(tǒng)空調(diào)主機(jī)的運(yùn)行，利用建筑物樓板、墻體等建筑本體蓄能，同時(shí)利用敷設(shè)于吊頂、墻體及地板的室內(nèi)輻射供能盤管維持室內(nèi)空氣在相對(duì)穩(wěn)定的溫度。

如圖2所示，中央控制系統(tǒng)按照設(shè)定的控制邏輯對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。程序開始后，每隔10min抓取室內(nèi)外溫濕度參數(shù)及天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，并結(jié)合辦公樓建筑模型按照熱力學(xué)公式計(jì)算辦公樓空調(diào)負(fù)荷，并儲(chǔ)存于中央控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊中，并將這些數(shù)據(jù)作為下一次負(fù)荷計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一。然后程序判斷當(dāng)天是否為工作日，如果是非工作日，則不進(jìn)行空調(diào)供能量是否班組要求的邏輯判斷，也就是在非工作日空調(diào)系統(tǒng)不開機(jī)自動(dòng)運(yùn)行；如果是工作日，程序則進(jìn)行空調(diào)開機(jī)供能量計(jì)算。如果此刻空調(diào)系統(tǒng)開啟，空調(diào)系統(tǒng)供能量能夠在早上8:00大于上步計(jì)算的辦公樓空調(diào)負(fù)荷，則說明早上8:00能夠達(dá)到室內(nèi)設(shè)定控制溫度，則可不開機(jī)；如果此刻空調(diào)系統(tǒng)開啟，空調(diào)系統(tǒng)供能量不能在早上8:00大于上步計(jì)算的辦公樓空調(diào)負(fù)荷，則說明早上8:00不能夠達(dá)到室內(nèi)設(shè)定控制溫度，則應(yīng)開啟空調(diào)系統(tǒng)，因每10min鐘做一次這個(gè)邏輯判斷，則可實(shí)現(xiàn)此刻空調(diào)系統(tǒng)開機(jī)，在8:00-8:10之間室內(nèi)能夠達(dá)到設(shè)定溫度，保證8:30上班時(shí)室內(nèi)溫度能夠滿足要求。如上步判斷應(yīng)該開啟空調(diào)系統(tǒng)，則進(jìn)行自動(dòng)/人工控制判斷，如果系統(tǒng)已經(jīng)被設(shè)為人工控制，則不再自動(dòng)開機(jī)，這樣可以保證出現(xiàn)特殊情況時(shí)，由運(yùn)維人員根據(jù)實(shí)際情況人工控制空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行；如果系統(tǒng)仍為自動(dòng)控制，則執(zhí)行開啟空調(diào)系統(tǒng)的程序，依次開啟室內(nèi)輻射供能盤管末端水路閥門、蓄能系統(tǒng)循環(huán)水泵、蓄能系統(tǒng)空調(diào)主機(jī)，并通過調(diào)整水路閥門開度、蓄能系統(tǒng)循環(huán)水泵變頻、蓄能系統(tǒng)空調(diào)主機(jī)出力比例控制室內(nèi)溫度維持在目標(biāo)參數(shù)范圍內(nèi)，并檢測是否調(diào)整為人工控制狀態(tài)。如果在設(shè)定關(guān)機(jī)時(shí)間空調(diào)系統(tǒng)仍為自動(dòng)控制狀態(tài)，則開始執(zhí)行關(guān)機(jī)命令，依次關(guān)閉蓄能系統(tǒng)空調(diào)主機(jī)、蓄能系統(tǒng)循環(huán)水泵、室內(nèi)輻射供能盤管末端水路閥門，達(dá)到下班后自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)的目的，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及節(jié)能?？照{(diào)系統(tǒng)維持關(guān)機(jī)狀態(tài)，直到第二天凌晨程序重新開始。

如圖3所示，在夏季夜間蓄能時(shí)段，中央控制系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果計(jì)算夜間蓄能的最佳時(shí)段及蓄能量，并控制輻射供能盤管、蓄能系統(tǒng)循環(huán)水泵、蓄能系統(tǒng)空調(diào)主機(jī)的運(yùn)行?？照{(diào)主機(jī)供回水溫度設(shè)定為18/21℃，遠(yuǎn)高于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)7/12℃的供回水溫度。空調(diào)水經(jīng)過空調(diào)水管網(wǎng)輸送至室內(nèi)輻射供能盤管，與建筑物樓板、墻體等建筑本體進(jìn)行換熱并蓄能，同時(shí)通過吊頂、墻體及地板表面吸收室內(nèi)環(huán)境的熱輻射，維持室內(nèi)空氣溫度在28-30℃范圍內(nèi)，保證到早上辦公室起用初期空調(diào)負(fù)荷不至于過大。

如圖4所示，在冬季夜間蓄能時(shí)段，中央控制系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果計(jì)算夜間蓄能的最佳時(shí)段及蓄能量，并控制輻射供能盤管、蓄能系統(tǒng)循環(huán)水泵、蓄能系統(tǒng)空調(diào)主機(jī)的運(yùn)行?？照{(diào)主機(jī)供回水溫度設(shè)定為35/25℃，遠(yuǎn)低于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)60/50℃的供回水溫度?？照{(diào)水經(jīng)過空調(diào)水管網(wǎng)輸送至室內(nèi)輻射供能盤管，與建筑物樓板、墻體等建筑本體進(jìn)行換熱并蓄能，同時(shí)通過吊頂、墻體及地板表面向室內(nèi)環(huán)境熱輻射，維持室內(nèi)空氣溫度在13-15℃范圍內(nèi)，保證到早上辦公室起用初期空調(diào)負(fù)荷不至于過大。

由于冬夏季蓄能系統(tǒng)空調(diào)主機(jī)供回水溫度品質(zhì)遠(yuǎn)低于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)工況，可利用原有空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)及循環(huán)水泵作為空調(diào)蓄能系統(tǒng)供能設(shè)備，僅需對(duì)接管管路做小幅改造調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)主要空調(diào)供能設(shè)備的復(fù)用，并且蓄能期間空調(diào)主機(jī)運(yùn)行效率大大提高。

如圖5，樓宇建筑的樓板1上設(shè)置有加熱管2，加熱管2通過卡釘3固定在樓板上，加熱管2上面設(shè)置有現(xiàn)澆層4，現(xiàn)澆層4上面設(shè)置有防水層5，防水層5上面設(shè)置有水泥砂漿6，水泥砂漿6上設(shè)置地面裝飾層7。

本發(fā)明將建筑除底層底板和頂層頂板以外的中間層樓板及建筑內(nèi)墻作為蓄能體，蓄能體相比傳統(tǒng)輻射采暖的地面構(gòu)造取消了絕熱層、保護(hù)層，在保證原系統(tǒng)的節(jié)能性、舒適性等性能的情況下，使樓板及內(nèi)墻能夠向上下樓層及相鄰房間進(jìn)行輻射供能，同時(shí)降低了對(duì)層高的占用，增大了蓄能系統(tǒng)輻射傳熱的能力

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。