專利名稱：基于能效的能量檢測控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種建筑物內節(jié)能的檢測控制器，特別涉及一種基于能效的能量檢測
控制器。
背景技術：
根據建設部科技委的統(tǒng)計數據，我國每年城鄉(xiāng)新建房屋面積近20億立方米，其中 80%以上為高能耗建筑，即有建筑近400億立方米，95%是高能耗建筑。目前建筑耗能已經 占到中國全社會耗能的30%，15年后林立的高樓甚至可能占據中國一半的能源消耗。這既 給我國帶來了巨大的資源壓力，又為節(jié)能降耗的實施提供了巨大潛力。在建筑物內消耗的 能量除了提供建筑物的正常需求外，還有很大部分被浪費了。如果能把浪費的能量節(jié)省下 來，再通過優(yōu)化建筑物的能量配置，提高建筑物機電設備的運行效率的方法，在滿足人們舒 適要求基礎上進一步降低能耗，這樣才是真正有效的節(jié)能，而不是為了節(jié)能而節(jié)能。如何能 夠實現建筑物的節(jié)能，國內外都作了大量的研究工作，也有大量的產品推出，比如西門子、 霍尼韋爾、江森三大國外品牌，就利用在建筑物內運行BAS系統(tǒng)來實現節(jié)能。但無論是國內 還是國外產品，幾乎都將節(jié)能的重點都放在了各種機電設備本身的節(jié)能上，其基本思想是 只要構成能量轉換的機電設備節(jié)能了，那么整個能量轉換和傳輸系統(tǒng)也一定會節(jié)能。但這 種理念還存在一定問題，首先系統(tǒng)的構成部件最優(yōu)化未必整個系統(tǒng)就能達到最優(yōu)化，從系 統(tǒng)的角度看整個系統(tǒng)未必是最優(yōu)；再者即使是系統(tǒng)最優(yōu)化運行，但若此時的能量并沒有為 人所利用，效率再高不也毫無意義嗎？所以節(jié)能應從提高系統(tǒng)本身(包括各種機電設備) 的運行效率和防止浪費兩處入手才能最有效的實現節(jié)能。 如何在建筑物內實現節(jié)能，國內外都已經作了較多的研究，比如各種以溫度、濕 度、壓力等為控制參數的控制器目前已大量存在，但以能量作為控制對象進行節(jié)能控制還 未見報道。這些控制器雖然起到一定的節(jié)能作用，但節(jié)能效果并不明顯，因此還采用這種傳 統(tǒng)的方法，節(jié)能的效果可能還會比較差。因此需要一種新的思路去解決節(jié)能的問題。
發(fā)明內容本實用新型克服了以上技術的不足，提供了一種基于能效的能量檢測控制器，實
現房間的用能檢測，通過檢測到合理用能和浪費的能量，依照能效理論并根據檢測結果以
能量為控制和調度對象實現節(jié)能控制。 本實用新型是通過以下措施來實現的 本實用新型涉及一種基于能效的能量檢測控制器，包括有顯示裝置，數據處理器， 以及與數據處理器分別連接的溫度傳感器、濕度傳感器、照度傳感器、感知傳感器、電量傳 感器。 本實用新型的基于能效的能量檢測控制器，所述的溫度傳感器、濕度傳感器、照度
傳感器和感知傳感器集中為一體；所述的電量傳感器為單獨安裝的傳感器。 能量檢測控制器包括兩部分，第一是能量檢測部分。第二部分是房間的能量控制和管理方法。在傳統(tǒng)的檢測參數基礎上，將這些參數與能量建立起關聯(lián)，用這些參數表征能 量，檢測出那些是必需的能量，哪些是被浪費的能量。從而建立起這些參數與能量的映射關 系。 本實用新型的有益效果，實現房間的用能檢測，通過檢測到合理用能和浪費的能 量，依照能效理論并根據檢測結果以能量為控制和調度對象實現節(jié)能控制。
附圖1為本實用新型的結構框圖 附圖2為本實用新型的能量檢測的流程圖。
具體實施方式下面結合具體實施對本實用新型的技術方案作詳細的描述。 首先是，將這些參數與能量建立起關聯(lián)，即研究如何用這些參數表征能量，從而檢 測出那些是所必需的能量，哪些是被浪費的能量。再將能量作為控制和調度對象，這樣一方 面將傳統(tǒng)的多變量、非線性控制變成了線性控制，另一方面也便于將浪費的能量通過加強 管理的方式降下來。 所以項目首要的問題是將這些參數與能量建立映射關系，基于能效的能量檢測控 制器構成硬件是成熟的，只是對其進行有效的集成，所以產品硬件的開發(fā)不存在很大的問 題。因此項目的關鍵在于能量參數的獲得。 在就節(jié)能問題作了大量的基礎研究的情況下，提出了能效理論，為了便于節(jié)能控 制，將能效分為能量傳輸效率和能量利用效率。能量傳輸效率是指系統(tǒng)終端獲得的總能量 與供能系統(tǒng)輸出總能量之比。對于能量傳輸效率，若以E。表示建筑物內總能量輸出，E表示
輸送到用戶處的總能量，那么能量傳輸效率nt可用下式表示 nt = E/E。
艮P :E = ntE0 如果nt表示為溫度傳感器(所占傳輸效率設為il i (t))、濕度傳感器(所占傳 輸效率設為11 2 (o )、照度傳感器(所占傳輸效率設為n 3 w )、感知傳感器(所占傳輸效 率設為A4a))、電量傳感器(所占傳輸效率設為n5a))所采集到的參數的函數，則輸 送到用戶處的總能量的總能量可表示為E= ( i\ i (t) + 2 (t) + n 3 (t) + n 4 (t) + A 5 (t) ) E0 能量利用效率是用來表示傳輸到房間、大廳等人們活動場所的能量是否得到充分 利用。若房間中沒有人，此時空調系統(tǒng)仍在運行，燈光仍在照明，這時的能量利用效率就為 零，若全部為人所用，沒有浪費則能量利用效率為100%。在實際應用中則需要通過確定合 理的用能標準，并以此標準衡量能量的利用效率。 如圖1所示的基于能效的能量檢測控制器，包括有顯示裝置，數據處理器，以及與 數據處理器分別連接的溫度傳感器、濕度傳感器、照度傳感器、感知傳感器、電量傳感器。通 過測量溫度、濕度、照度、感知、電量(或電功率)等參數，得知它們所對應的傳輸效率的值
ril(o、 A2(t)、 ri3a)、 ri4w、玎5 a)，研究通過上述參數檢測合理用能與浪費能量的方法。 如圖2所示為能量檢測的流程圖，對于能量檢測部分，檢測參數包括溫度、濕度、 照度、感知、電量。除了從便于工程實施角度考慮，電量的檢測可以單獨安裝外，其它的傳感 器集中在一起。這樣便于將傳感器檢測的數據相互融合，以得到與能量參數的映射。 將檢測到的數據融合，并與能量建立聯(lián)系，用這些參數表征能量。傳統(tǒng)的基于溫 度、濕度的這些算法大多是非線性、多變量的控制，由于采用了能量作為控制對象，且能量 守恒，因此當以能量作為控制參數時，系統(tǒng)就變成了線性控制，所以只有獲得了溫度、濕度、 照度、感知、電量等參數與能量的關系，才能夠進行能量的控制與調度。 首先根據檢測區(qū)域的大小和所處的地域，給出一個基本的能耗(不考慮建筑圍護 結構)，利用感知傳感器檢測人是否在，首先在無人狀態(tài)下研究溫度、濕度、照度與輸入房間 能量的關系，在獲得了這個規(guī)律后，再研究有人在時的溫度、濕度、照度與輸入房間能量的 關系。由于人習慣的不同，會導致了大量意外產生，比如是否開窗、開窗時間長短等。經過 一段時間的數據積累，在無人狀態(tài)下得到規(guī)律的基礎上獲得不同人為活動狀態(tài)下的能量變 化規(guī)律。能量變化規(guī)律可以通過溫度、濕度參數來表征，用感知和照度來表征人的能量使用 狀態(tài)，這樣就可以得到那些能量是合理的基準能量，那些是被浪費的能量。
權利要求一種基于能效的能量檢測控制器，其特征在于包括有顯示裝置，數據處理器，以及與數據處理器分別連接的溫度傳感器、濕度傳感器、照度傳感器、感知傳感器、電量傳感器。
2. 根據權利要求1所述的基于能效的能量檢測控制器，其特征在于所述的溫度傳感 器、濕度傳感器、照度傳感器和感知傳感器集中為一體；所述的電量傳感器為單獨安裝的傳 感器。
專利摘要本實用新型涉及一種基于能效的能量檢測控制器，包括有顯示裝置，數據處理器，以及與數據處理器分別連接的溫度傳感器、濕度傳感器、照度傳感器、感知傳感器、電量傳感器。本實用新型的有益效果，實現房間的用能檢測，通過檢測到合理用能和浪費的能量，依照能效理論并根據檢測結果以能量為控制和調度對象實現節(jié)能控制。
文檔編號G05B19/04GK201444247SQ20092002943
公開日2010年4月28日 申請日期2009年7月14日 優(yōu)先權日2009年7月14日
發(fā)明者徐建強 申請人:山東光輝電子工程有限公