[發(fā)明專利]中央空調(diào)智能節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710763953.7
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107504646A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟文正;姚榮;李新宏
• 申請（專利權(quán)）人: 常州常工電子科技股份有限公司
• 主分類號: F24F11/00
• 分類號: F24F11/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)32257
• 代理人: 李明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種節(jié)能系統(tǒng)，特別涉及一種中央空調(diào)的智能節(jié)能系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

中央空調(diào)系統(tǒng)作為現(xiàn)代建筑不可缺少的重要設(shè)施，為人們創(chuàng)造了舒適高效的工作和生活環(huán)境，同時也帶來了巨大的能源消耗（約占建筑總能耗的60%-70%）。傳統(tǒng)的空調(diào)負(fù)荷估算往往按照最大負(fù)荷的需求設(shè)計，而且系統(tǒng)流量不能調(diào)節(jié)，致使中央空調(diào)系統(tǒng)能耗居高不下，造成不必要的能源浪費(fèi)。

近年來，對中央空調(diào)的節(jié)能降耗日益引起人們的關(guān)注，而控制器如何根據(jù)載荷變化實時調(diào)整控制策略, 使系統(tǒng)輸出能量與系統(tǒng)所需能量匹配是節(jié)能的關(guān)鍵，對中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制方法和策略的研究已經(jīng)具有非常重大的現(xiàn)實意義。

由于空調(diào)系統(tǒng)的非線性、大滯后、大慣性等復(fù)雜特性，很難建立精確的數(shù)學(xué)模型或物理模型。基于經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論的動態(tài)特性建模方法，在實際中常存在無法準(zhǔn)確描述被控系統(tǒng)的非線性特性，不利于控制器的設(shè)計和性能研究；加之空調(diào)系統(tǒng)涉及部件復(fù)雜，包括水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)、冷熱源及外界干擾，模型建立也僅局部于對各分立單元模型的建模研究。

研究人員利用先進(jìn)的控制手段避開建模困難的問題，中國專利號01107645.3，一種中央空調(diào)智能節(jié)能系統(tǒng)，以可編程控制器為核心，通過傳感器檢測水溫和空氣溫濕度變化，利用專家經(jīng)驗知識庫及控制程序?qū)Νh(huán)境參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)分析、判斷、處理，調(diào)節(jié)冷凍水量、冷卻水量和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。其自動調(diào)節(jié)并沒有考慮最佳能效比，且成本高，響應(yīng)不及時的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種對中央空調(diào)實時數(shù)據(jù)采集和智能控制，從而達(dá)到更好的節(jié)能效果的中央空調(diào)智能節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明中央空調(diào)智能節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

節(jié)能參考數(shù)據(jù)采集單元，以預(yù)定時間周期檢測當(dāng)前室內(nèi)是否有人體的存在，獲取當(dāng)前室內(nèi)和室外的溫度、濕度數(shù)據(jù)，空調(diào)的當(dāng)前實時載荷數(shù)據(jù)；所述當(dāng)前實時載荷數(shù)據(jù)包括：空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的流量數(shù)據(jù)，空調(diào)的風(fēng)道壓力數(shù)據(jù)，空調(diào)的風(fēng)道溫度數(shù)據(jù)；

中央控制處理單元，獲取用戶設(shè)定的空調(diào)運(yùn)行方式以及獲取節(jié)能參數(shù)采集單元輸出的當(dāng)前室內(nèi)是否有人體存在，當(dāng)前室內(nèi)和室外的溫度、濕度數(shù)據(jù)，中央空調(diào)的當(dāng)前實時載荷數(shù)據(jù)，并輸出用戶設(shè)定的空調(diào)運(yùn)行方式以及當(dāng)前室內(nèi)外溫度、濕度數(shù)據(jù)至云數(shù)據(jù)處理中心；

云數(shù)據(jù)處理中心，用于根據(jù)用戶設(shè)定的室內(nèi)空調(diào)運(yùn)行方式結(jié)合當(dāng)前室內(nèi)是否有人體存在以及當(dāng)前室內(nèi)和室外的溫度、濕度數(shù)據(jù)，運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制策略，得到空調(diào)節(jié)能運(yùn)行的目標(biāo)載荷數(shù)據(jù)，并輸出該目標(biāo)載荷數(shù)據(jù)至所述中央控制處理單元；

所述中央控制處理單元，將所述的目標(biāo)載荷數(shù)據(jù)與實時載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的調(diào)整控制指令至變頻器；

所述變頻器，根據(jù)相應(yīng)的調(diào)整控制指令分別控制空調(diào)的冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的運(yùn)行狀況達(dá)到目標(biāo)載荷數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述控制參數(shù)采集單元，包括：

溫/濕度傳感器，用于采集室內(nèi)和室外的溫度、濕度數(shù)據(jù)、空調(diào)風(fēng)道溫度；

流量計，用于獲取空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的流量數(shù)據(jù)；

壓力計，用于采集空調(diào)的風(fēng)道壓力數(shù)據(jù)；

紅外探測器，用于獲取室內(nèi)是否有人體存在。

進(jìn)一步地，控制參數(shù)采集單元通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與中央控制處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

進(jìn)一步地，還包括PC機(jī)和智能移動終端，所述中央控制處理單元通過互聯(lián)網(wǎng)或GPRS網(wǎng)絡(luò)輸出空調(diào)當(dāng)前運(yùn)行方式、空調(diào)節(jié)能運(yùn)行的目標(biāo)載荷數(shù)據(jù)至所述的PC機(jī)和智能移動終端。

進(jìn)一步地，所述中央控制處理單元采用ARM型微控制器STM32作為處理器。

本發(fā)明中央空調(diào)智能節(jié)能監(jiān)控方法，包括：

以預(yù)定時間周期檢測當(dāng)前室內(nèi)是否有人體的存在，獲取當(dāng)前室內(nèi)和室外的溫度、濕度數(shù)據(jù)，空調(diào)的當(dāng)前實時載荷數(shù)據(jù)；所述當(dāng)前實時載荷數(shù)據(jù)包括：空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的流量數(shù)據(jù)，空調(diào)的風(fēng)道壓力數(shù)據(jù)，空調(diào)的風(fēng)道溫度數(shù)據(jù)；

獲取用戶設(shè)定的空調(diào)運(yùn)行方式以及獲取節(jié)能參數(shù)采集單元輸出的當(dāng)前室內(nèi)是否有人體存在，當(dāng)前室內(nèi)和室外的溫度、濕度數(shù)據(jù)，中央空調(diào)的當(dāng)前實時載荷數(shù)據(jù)，并輸出用戶設(shè)定的空調(diào)運(yùn)行方式以及當(dāng)前室內(nèi)外溫度、濕度數(shù)據(jù)至云數(shù)據(jù)處理中心；

根據(jù)用戶設(shè)定的室內(nèi)空調(diào)運(yùn)行方式結(jié)合當(dāng)前室內(nèi)是否有人體存在以及當(dāng)前室內(nèi)和室外的溫度、濕度數(shù)據(jù)，運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制策略，得到空調(diào)節(jié)能運(yùn)行的目標(biāo)載荷數(shù)據(jù)，并輸出該目標(biāo)載荷數(shù)據(jù)至所述中央控制處理單元；

將所述的目標(biāo)載荷數(shù)據(jù)與實時載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的調(diào)整控制指令至變頻器；