專利名稱：智能樓宇的供電系統及集成式電源柜系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源柜，具體涉及智能樓宇的供電系統及集成式電源柜。
背景技術：
建筑智能化系統綜合了計算機、信息通信等方面的最先進技術，使建筑物內的電力、空調、照明、防災、防盜、運輸設備等可以協調工作，實現了建筑物自動化(BA)、通信自動化(CA)、辦公自動化(OA)、安全保衛(wèi)自動化(SAS)和消防自動化(FAS)。一般而言，建筑智能化系統包括以下一些子系統，如:數字監(jiān)控及報警系統、可視對講與門禁系統、車位管理、多媒體會議系統、智慧物聯網、有線電視和衛(wèi)星電視等，建筑智能化系統的正常運行離不開高質量的電源配電裝置，因此，配電裝置對建筑智能化系統的運行起到了至關重要的作用。然而，現有的建筑智能化系統電源解決方案大多僅是針對布線進行了優(yōu)化設計，仍然沒有很好地解決以下一些問題:(I)建筑智能化系統的核心由一個中心機房、多個匯聚機房以及更多的樓層管理間機房集成構成。在這諸多的機房里，安裝了許多骨干信息網絡設備和服務器，由于這些的網絡設備和服務器是重要的數據設備，都需二路供電保證不能斷電，對電源配電裝置的要求很高，然而目前許多區(qū)域只有一路供電，如果利用發(fā)電機提供第二路供電，則需要很大的投資。(2)由于建筑物體積大，匯聚機房、管理間機房多而分散，如一個30多萬平米的建筑需要百多個弱電匯聚與管理間。對如此龐大的系統進行配電管理，實施相當復雜。(3)建筑智能化系統中不同用電設備的供電電壓不同，例如:監(jiān)控頭與報警設備供電電壓為DCl2V，可視對講設備供電電壓為DCl8V，消防信號線電壓為DC24V，云臺的供電電壓為AC24V，消防水泵的供電電壓為AC380V，而配電裝置的輸出電壓為AC220V，為此，現有的建筑智能化系統中，不同的用電設備需要分別單獨調壓進行匹配，這樣會造成相當大的能源浪費。由此可見，目前需要對建筑智能化系統的電源配電裝置提出全新的解決方案，以方便實施、降低成本、節(jié)約能源。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是解決建筑智能化系統的電源配電裝置實施復雜、成本高并浪費能源的問題。為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是提供一種智能樓宇的集成式電源柜，包括輸入模塊、輸出模塊、第一電壓轉換模塊、蓄電池、檢測模塊和控制模塊，所述輸入模塊上設有主供電輸入接口和至少一路備供電輸入接口 ；所述輸出模塊上至少設有交流220V、交流24V和直流12 24V三路輸出接口 ；所述第一電壓轉換模塊通過第一切換模塊與所述輸入模塊連接，對所述輸入模塊輸出的電壓進行相應的轉換后輸出至所述輸出模塊，與相應的輸出接口匹配連接；所述蓄電池連接在所述第一電壓轉換模塊的輸出端，并依次經第二切換模塊和第二電壓轉換模塊連接到所述輸出模塊，與相應的輸出接口匹配連接；所述檢測模塊實時檢測所述主供電輸入接口和所述備供電輸入接口的相應輸入電壓以及所述蓄電池的輸出電壓；所述控制模塊根據所述檢測模塊的檢測結果相應地發(fā)出第一、第二或第三切換信號，所述第一切換模塊和所述第二切換模塊根據所述第一、第二和第三切換信號相應在將所述第一電壓轉換模塊或者所述第二電壓轉換模塊與所述主供電輸入接口、所述備供電輸入接口或所述蓄電池接通或斷開，使所述輸出模塊選擇相應的供電方式。在上述集成式電源柜中，還包括遠程控制模塊，所述遠程控制模塊獲取所述輸入模塊和所述輸出模塊的輸入電壓以及所述蓄電池的輸出電壓，并通過網絡接口發(fā)送給主機；所述遠程控制模塊接收主機的控制指令，所述控制模塊根據所述控制指令發(fā)出相應的
第一、第二或第三切換信號。在上述集成式電源柜中，還包括計費模塊，所述計費模塊實時地把電能耗通過網絡接口發(fā)送給主機。在上述集成式電源柜中，還包括內置插排和檢修插座，所述內置插排與所述輸入模塊連接；所述檢修插座與所述蓄電池連接。在上述集成式電源柜中，每一路所述輸出接口上分別設有回路開關，以控制相應的所述輸出接口輸出相應的電壓。在上述集成式電源柜中，所述第二電壓轉換模塊通過逆變單元將所述蓄電池的輸出電壓逆變?yōu)榻涣?20V送至所述輸出模塊上的交流220V接口。本實用新型還提供了一種智能樓宇的供電系統，包括設置在每一個樓層管理間的電源柜以及分別設置在智能樓宇的各房間及公共區(qū)域內的墻壁電源插座，所述電源柜為上述結構的集成式電源柜，所述墻壁電源插座包括交流220V、交流18 24V和直流12 24V插口，分別通過電源布線連接在所述集成式電源柜的相應輸出接口上。本實用新型，可以直接輸出交流220V、交流18 24V和直流12 24V三路電壓，并使用蓄電池提供應急電源輸出，降低了成本，實施簡單，并且節(jié)約了能源。

圖1為本實用新型的提供的智能樓宇的集成式電源柜電路原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作出詳細的說明。如圖1所示，本實用新型提供的智能樓宇的集成式電源柜，包括輸入模塊10、輸出模塊50、第一電壓轉換模塊30、蓄電池60和控制模塊100。輸入模塊10上設有主供電輸入接口 11和至少一路備供電輸入接口 12，主供電輸入接口 11用于接入第一路市電，備供電輸入接口 12用于接入第二路市電或者其他供電設備，另外，輸入模塊10上還設有電涌保護單元13和防雷保護單元14以及過壓、過流保護單元15,以確保使用安全。輸出模塊50上至少設有三路輸出接口，分別為交流220V輸出接口 51、交流18 24V輸出接口 52和直流12 24V輸出接口 53，交流220V輸出接口 51用于為常規(guī)用電設備供電，例如照明燈具、機房設備等，交流18 24V輸出接口 52用于為消防應急燈、云臺或可視對講設備等供電，直流12 24V用于為據攝像頭等設備供電，每一路輸出接口上分別設有回路開關40，以控制相應的輸出接口輸出相應的電壓，也就是說，可以利用回路開關40斷開任何一路電源輸出，以方便線路檢修。回路開關40具有漏電保護功能。第一電壓轉換模塊30通過第一切換模塊20連接到輸入模塊10,對從輸入模塊10輸出的電壓進行相應的轉換后輸出至輸出模塊50，與相應的輸出接口匹配連接。蓄電池60通過充電模塊(充電模塊為本領域公知技術，圖中未示出)連接在第一電壓轉換模塊30的輸出端，并依次經第二切換模塊70和第二電壓轉換模塊80連接到輸出模塊50，與相應的輸出接口匹配連接，蓄電池60充滿后保持浮充。第二電壓轉換模塊80上設有逆變單元81，采用最新IGBT逆變模式，利用逆變單元81將蓄電池60的輸出電壓逆變?yōu)榻涣?20V送至輸出模塊50上的交流220V接口 51，從而保證在主供電輸入接口 11和備供電輸入接口 12均沒有電壓輸入時，可以輸出交流220V供常規(guī)用電設備使用。檢測模塊90不斷地實時檢測輸入模塊10上的主供電輸入接口 11和備供電輸入接口 12的相應輸入電壓以及蓄電池60的輸出電壓，并將檢測結果發(fā)送給控制模塊100，控制模塊100根據主供電輸入接口 11和備供電輸入接口 12的輸入電壓以及蓄電池60的輸出電壓的檢測結果相應地發(fā)出第一、第二或第三切換信號，具體設置為:當檢測模塊90檢測到主供電輸入接口 11有輸入電壓時，無論備供電輸入接口 12是否有輸入電壓以及蓄電池60的輸出電壓是否正常，控制模塊100都會發(fā)出第一切換信號給第一切換模塊20和第二切換模塊70，第一切換模塊20根據第一切換信號將主供電輸入接口 11與第一電壓轉換模塊30連通，備供電輸入接口 12與第一電壓轉換模塊30斷開；第二切換模塊70根據第一切換信號將蓄電池60與第二電壓轉換模塊80斷開；此時，集成式電源柜利用主供電線路工作。當檢測模塊90檢測到主供電輸入接口 11無輸出電壓，而備供電輸入接口 12有輸出電壓時,無論蓄電池60的輸出電壓是否正常,控制模塊100都會發(fā)出第二切換信號,第一切換模塊20根據第二切換信號將備供電輸入接口 12與第一電壓轉換模塊30連通，主供電輸入接口 11與第一電壓轉換模塊30斷開；第二切換模塊70根據第二切換信號將蓄電池60與第二電壓轉換模塊80斷開；此時，集成式電源柜利用備供電線路工作。當檢測模塊90檢測到主供電輸入接口 11無輸出電壓，備供電輸入接口 12也無輸出電壓，而蓄電池60的輸出電壓是否正常時，控制模塊100發(fā)出第三切換信號,第一切換模塊20根據第三切換信號將主供電輸入接口 11和備供電輸入接口 12與第一電壓轉換模塊30斷開；第二切換模塊70根據第三切換信號將蓄電池60與第二電壓轉換模塊80接通；此時，集成式電源柜利用蓄電池工作。在上述集成式電源柜中，還包括遠程控制模塊200，遠程控制模塊200獲取檢測模塊90檢測到的輸入模塊10和輸出模塊50的輸入電壓以及蓄電池60的輸出電壓，通過網絡接口 201發(fā)送給主機，用于實現監(jiān)控各路輸入電壓、輸出電壓的狀態(tài)；另外，遠程控制模塊200還可以接收主機的控制指令并發(fā)送給控制模塊100，控制模塊100根據相應的控制指令發(fā)出相應的第一、第二或第三切換信號。在中心機房可以實時地觀測各個節(jié)點的電源數據與運行狀態(tài)，便于及時判斷故障、及時搶修、及時更換電池，提高維護管理的效率和可靠性。同樣地，通過增加溫度、溫度傳感器等檢測裝置，還可以及時了解環(huán)境溫度等參數指標。[0029]在上述集成式電源柜中，還包括計費模塊，所述計費模塊實時地把電能耗通過網絡接口發(fā)送給主機。為了方便檢修，本實用新型提供的集成式電源柜，還包括內置插排62和檢修插座61，內置插排62與輸入模塊10連接，檢修插座61與蓄電池60連接，這樣，當主供電輸入接口 11或者備供電輸入接口 12有輸入電壓時，可以利用主供電或備供電給內置插排62，而當主供電輸入接口 11和備供電輸入接口 12均沒有輸入電壓時，可以利用蓄電池供電給檢修插座61，從而不會影響檢修工作的正常進行。本實用新型提供的集成式電源柜，具有以下優(yōu)點:(I)為樓宇自控弱電系統(如:網絡、通訊、監(jiān)控、報警等設施)中的弱電匯聚管理間，提供一個具有綜合功能的精密、凈化、可靠、不間斷的應急供電電源，多路輸出電壓直接滿足消防、電視監(jiān)控和防盜報警以及網絡設備的應用。(2)利用蓄電池作為應急電源，并經逆變可以提供AC220V電源輸出，確保所有用電設備正常工作(設計的備電時間為30、60分鐘等多種選擇)。(3)內置開關電源模塊直接提供交流24V和直流12 24V電源輸出，相應設備無須再將AC220V電壓進行降壓整流，而可以直接接電源使用，降低了整體成本，并且節(jié)約了降壓整流及二次逆變浪費的電能。(4)可以給家居住宅直流供電，直接供LED燈，音響電腦，報警探頭等、形成無逆變經濟型節(jié)能電源。也是酒店客房直流供電的首選方案。(5)標準化集成與箱體配置，便于設計配套，方便管理維修，占機房空間小。(6)無噪音，電池壽命提高50%，配電可靠性大大提高。( 7 )預留了太陽能光伏綠色能源充電接口。在上述方案的基礎上，本實用新型還提供了一種智能樓宇的供電系統，包括設置在每一個樓層管理間的電源柜以及分別設置在智能樓宇的各房間及公共區(qū)域內的墻壁電源插座，電源柜為上述結構的集成式電源柜，墻壁電源插座包括交流220V、交流18 24V和直流12 24V插口，分別通過電源布線連接在所述集成式電源柜的相應輸出接口上。上述供電系統還可用于通訊基站、IDC數據中心、智慧城市網節(jié)點機房等。本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人應該得知在本實用新型的啟示下做出的結構變化，凡是與本實用新型具有相同或相近的技術方案，均落入本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.智能樓宇的集成式電源柜，其特征在于，包括: 輸入模塊，其上設有主供電輸入接口和至少一路備供電輸入接口； 輸出模塊，其上至少設有交流220V、交流18 24V和直流12 24V三路輸出接口 ； 第一電壓轉換模塊，通過第一切換模塊與所述輸入模塊連接，對所述輸入模塊輸出的電壓進行相應的轉換后輸出至所述輸出模塊，與相應的輸出接口匹配連接； 蓄電池，連接在所述第一電壓轉換模塊的輸出端，并依次經第二切換模塊和第二電壓轉換模塊連接到所述輸出模塊，與相應的輸出接口匹配連接； 檢測模塊，實時檢測所述主供電輸入接口、所述備供電輸入接口的輸入電壓以及所述蓄電池的輸出電壓； 控制模塊，根據所述檢測模塊的檢測結果相應地發(fā)出第一、第二或第三切換信號，所述第一切換模塊和所述第二切換模塊根據所述第一、第二和第三切換信號相應在將所述第一電壓轉換模塊或者所述第二電壓轉換模塊與所述主供電輸入接口、所述備供電輸入接口或所述蓄電池接通或斷開，使所述輸出模塊選擇相應的供電方式。
2.如權利要求1所述的智能樓宇的集成式電源柜，其特征在于，還包括遠程控制模塊: 獲取所述輸入模塊和所述輸出模塊的輸入電壓以及所述蓄電池的輸出電壓，并通過網絡接口發(fā)送給主機； 接收主機的控制指令，所述控制模塊根據所述控制指令發(fā)出相應的第一、第二或第三切換信號。
3.如權利要求2所述的智能樓宇的集成式電源柜，其特征在于，還包括計費模塊，所述計費模塊實時地把電能耗通過網絡接口發(fā)送給主機。
4.如權利要求1所述的智能樓宇的集成式電源柜，其特征在于，還包括: 內置插排，與所述輸入模塊連接； 檢修插座，與所述蓄電池連接。
5.如權利要求1所述的智能樓宇的集成式電源柜，其特征在于，每一路所述輸出接口上分別設有回路開關，以控制相應的所述輸出接口輸出相應的電壓。
6.如權利要求1所述的智能樓宇的集成式電源柜，其特征在于，所述第二電壓轉換模塊通過逆變單元將所述蓄電池的輸出電壓逆變?yōu)榻涣?20V送至所述輸出模塊上的交流220V 接口。
7.智能樓宇的供電系統，包括設置在每一個樓層管理間的電源柜以及分別設置在智能樓宇的各房間及公共區(qū)域內的墻壁電源插座，其特征在于，所述電源柜為權利要求1至6項任一項所述的集成式電源柜，所述墻壁電源插座包括交流220V、交流18 24V和直流12 24V插口，分別通過電源布線連接在所述集成式電源柜的相應輸出接口上。
專利摘要本實用新型公開了一種智能樓宇的供電系統及集成式電源柜，集成式電源柜包括輸入模塊、輸出模塊、第一電壓轉換模塊、蓄電池、檢測模塊和控制模塊，輸出模塊上至少設有交流220V、交流18～24V和直流12～24V三路輸出接口，第一電壓轉換模塊通過第一切換模塊與輸入模塊連接，蓄電池依次經第二切換模塊和第二電壓轉換模塊連接到輸出模塊，檢測模塊不斷檢測輸入模塊的輸入電壓及蓄電池的輸出電壓，控制模塊根據檢測模塊的檢測結果控制第一、第二切換模塊使輸出模塊選擇相應的供電方式。本實用新型，可以直接輸出交流220V、交流18～24V和直流12～24V三路電壓，并使用蓄電池提供應急電源輸出，降低了成本，實施簡單，并且節(jié)約了能源。
文檔編號H02J3/02GK203056385SQ20122075046
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)明者王金剛, 隋學禮, 張釗, 孫會民, 張令軍 申請人:王金剛