CN111197846A - 一种建筑内冷热负荷自适应调节方法及*** - Google Patents

一种建筑内冷热负荷自适应调节方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种建筑内冷热负荷自适应调节方法及***，属于建筑冷热负荷控制技术领域，1)采集建筑内冷热负荷影响因素，以及建筑内不同区域冷热负荷的实际值；所述冷热负荷为维持温度的负荷量；2)根据冷热负荷影响因素计算得到不同区域的冷热负荷的预测值，并计算对应区域的冷热负荷的预测值与实际值之间的差值；3)根据所述差值调节冷热负荷供给，如果差值大于0，减少对应区域的冷热负荷供给；如果差值小于0，增加对应区域的冷热负荷供给，解决现有建筑的冷热负荷刚性供给、冷热量浪费及区域间不平衡现象严重的问题。

Description

一种建筑内冷热负荷自适应调节方法及***
技术领域
本发明涉及一种建筑内冷热负荷自适应调节方法及***，属于建筑冷热负荷控制技术领域。
背景技术
随着经济的发展，人们对建筑环境要求越来越高，随之建筑能耗也在逐渐上升，而冷热负荷则是建筑能耗的重要组成部分，影响建筑冷热负荷的因素较多，如气象条件、建筑围护结构特性、建筑内部设备特性等诸多因素。
随着互联网和大数据技术的发展和应用，建筑冷热负荷预测分析技术和模拟分析软件也得到了快速发展。建筑冷热负荷预测分析技术和模拟分析软件对于新建建筑的冷热负荷预测应用较为普遍，冷热负荷预测主要应用于新建建筑的供能设备容量配置分析，而对于已有建筑应用较少。因为已有建筑的负荷容量已经基本确定，且一般建筑的设计负荷容量都会远大于实际负荷，会留出冗余量，因此负荷预测对于已有建筑应用较少。
目前已有建筑的冷热负荷基本采用刚性供给阶段，这种供给是最原始的供给方式，输送到各终端冷热量的多少在设计之初就基本固定，冷热量浪费及区域间不平衡现象很严重。而且，用户侧的冷、热、电负荷在不断变化，如果在用户在感知到相应变化才进行冷热负荷的调整时，一方面，不能够快速的达到预定要求，用户舒适度差，另一方面，不能够及时对冷热负荷进行调整，使得冷热量浪费，增加了能源损耗。
因此，随着冷热负荷的影响因素的动态变化，对冷热负荷的动态调节就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建筑内冷热负荷自适应调节方法及***，解决现有建筑的冷热负荷刚性供给、冷热量浪费及区域间不平衡现象严重的问题。
本发明采用如下技术方案：本发明提供了一种建筑内冷热负荷自适应调节方法，包括如下步骤：
1)采集建筑内冷热负荷影响因素，以及建筑内不同区域冷热负荷的实际值；所述冷热负荷为维持温度的负荷量；
2)根据冷热负荷影响因素计算得到不同区域的冷热负荷的预测值，并计算对应区域的冷热负荷的预测值与实际值之间的差值；
3)根据所述差值调节冷热负荷供给，如果差值大于0，减少对应区域的冷热负荷供给；如果差值小于0，增加对应区域的冷热负荷供给。
本发明通过采集建筑内冷热负荷影响因素，计算得到不同区域的冷热负荷预测值，其中，冷热负荷为维持温度的负荷量，然后采集冷热负荷实际值，根据预测值与实际值的差值调整冷热量供给，如果差值大于0减少冷热量供给，如果差值小于0，则增加冷热量供给。通过上述方法充分考虑了用户端需求因素、环境因素和建筑结构因素等，通过实时变化动态调整输出，使得冷热负荷的刚性供给转化为柔性和智能供给，使得***运行达到最佳状态，避免了冷热量的浪费问题，冷热供给根据区域需求调整，有效提升用户体验度，并降低了能源消耗。
进一步的，所述冷热负荷影响因素包括：气象信息、建筑的维护结构信息、建筑内设备参数信息和建筑内人员的用能信息。
进一步的，所述气象信息包括：温湿度，太阳辐射强度和风速风向。
进一步的，所述建筑的维护结构信息包括：体形系数、窗墙比和传热系数。
进一步的，所述建筑内设备参数信息包括：照明或其他散热设备的安装功率，室内温湿度及新风设置；
进一步的，所述建筑内人员的用能信息包括：人员逐时在室率和人员密度。
进一步的，通过采集空调对应的电表的电能获取所述冷热负荷的实际值。
本发明还提供了一种建筑内冷热负荷自适应调节***，包括：处理器、信号采集装置、能耗监测装置和冷热负荷调节装置；所述信号采集装置、能耗监测装置和冷热负荷调节装置分别连接处理器；
所述信号采集装置采集建筑内冷热负荷影响因素；
所述能耗监测装置采集建筑内不同区域冷热负荷的实际值；所述冷热负荷为维持温度的负荷量；
所述处理器根据冷热负荷影响因素计算得到不同区域的冷热负荷预测值，并计算对应区域的冷热负荷的预测值与实际值之间的差值；
所述处理器根据所述差值控制冷热负荷调节装置调节冷热负荷供给，如果差值大于0，减少对应区域的冷热负荷供给；如果差值小于0，增加对应区域的冷热负荷供给。
本发明通过采集建筑内冷热负荷影响因素，计算得到不同区域的冷热负荷预测值，其中，冷热负荷为维持温度的负荷量，然后采集冷热负荷实际值，根据预测值与实际值的差值调整冷热量供给，如果差值大于0减少冷热量供给，如果差值小于0，则增加冷热量供给。通过上述方法充分考虑了用户端需求因素、环境因素和建筑结构因素等，通过实时变化动态调整输出，使得冷热负荷的刚性供给转化为柔性和智能供给，使得***运行达到最佳状态，避免了冷热量的浪费问题，冷热供给根据区域需求调整，有效提升用户体验度，并降低了能源消耗。
进一步的，所述冷热负荷影响因素包括：气象信息、建筑的维护结构信息、建筑内设备参数信息和建筑内人员的用能信息。
进一步的，所述气象信息包括：温湿度，太阳辐射强度和风速风向。
进一步的，所述建筑的维护结构信息包括：体形系数、窗墙比和传热系数。
进一步的，所述建筑内设备参数信息：照明或其他散热设备的安装功率，室内温湿度及新风设置；
进一步的，所述建筑内人员的用能信息包括：人员逐时在室率和人员密度。
进一步的，通过采集空调对应的电表的电能获取所述冷热负荷的实际值。
附图说明
图1是本发明冷热负荷自适应调节***实施例中***原理图；
图2是本发明冷热负荷自适应调节***实施例中冷热负荷调节控制原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
冷热负荷自适应调节***实施例：
本实施例中提供了一种冷热负荷自适应调节***，如图1所示，该***包括信号采集装置、能耗监测装置、冷热负荷调节装置和处理器。本实施例以对空调冷热负荷的控制调节为例，对本发明的技术方案进行详细说明。作为其他实施方式，也可以采用空调冷负荷、工业蒸汽热负荷控制的方式。
信号采集装置采集建筑冷热负荷影响因素，发送给处理器；信号采集装置包括环境参数采集装置、建筑参数采集装置、设备参数采集装置和用能人数采集装置。其中环境参数采集装置采集建筑所处位置的气象信息，例如温湿度，太阳辐射强度，风速风向等；建筑参数采集装置采集建筑的围护结构信息，例如体形系数、窗墙比、传热系数等；设备参数采集装置采集建筑内设备运行参数，例如照明等散热设备的安装功率，室内温湿度及新风设置；用能人数采集装置采集建筑内人员的用能信息，例如人员逐时在室率、人员密度等。建筑冷热负荷由环境参数产生的负荷、建筑参数产生的负荷、设备参数产生的负荷与用能人员产生的负荷组成。
处理器将获取的建筑冷热负荷影响因素按照预定的模拟分析软件进行计算，得到建筑冷热负荷预测值。本实施例中采用现有技术中的建筑能耗模拟分析软件DeST、DOE-2、Energy-plus或DesignBuilder等实现对影响建筑冷热负荷的影响因素进行分析，计算得出建筑的冷热负荷逐时预测值。作为其他实施方式，也可以采用其他的分析算法。
能耗监测装置采集建筑冷热负荷实际值，并通过信号传输装置发送给处理器。本实施例中，能耗监测装置对建筑内不同区域设置的电表进行检测，主要包括对中央空调设置的智能电表，通过采集中央空调的实时用电负荷来获取对应的冷热负荷实际值，中央空调用电负荷乘以空调的能耗比(制冷/制热COP)即为冷热负荷实际值。
作为其他实施方式，本实施例中，还可以通过采集总电表的电能与其他电表采集各用电设备的电能，例如照明、计算机等，通过总电能减去其他用电设备消耗的电能，来获取空调为了达到预定温度所消耗的电能，然后通过相应的计算得到冷热负荷实际值。
处理器计算冷热负荷预测值和实际值之间的误差，作为冷热负荷调节装置的触发参数。本实施例中，冷热负荷调节装置包括多台空调机组和对该空调机组进行控制的中央控制器，中央控制器与处理器相连，利用触发参数可控制冷热负荷的供给。当差值大于0时，冷热负荷供给输出减少；当差值等于0时，控制冷热供给装置输出不变；当差值小于0时，供能装置输出增大。
本实施例中，由于实际建筑不同房间的冷热需求不同，通过控制各个房间的空调出风量，从而调整冷热量供给，并根据各个房间的人员逐时在室率、人员密度等信息，调整出风口开闭度，调节出风量，解决局部用能分布不均问题。本实施例中，如图2所示，通过控制中央空调的输出控制冷热量供给，例如，通过空调主机调节空调分、集水器的开闭度；增加或减少冷冻泵、冷却泵中冷却水量循环；控制冷却风机的风速等。
作为对上述实施方式的改进，本实施例中的冷热负荷自适应调节***中还包括连接处理器与各采集装置、能耗监测装置以及冷热调节装置的信号传输装置，如图1所示，处理器通过第一信号传输装置连接信号采集装置，通过第二信号传输装置连接能耗监测装置，通过第三信号传输装置连接冷热负荷调节装置。
冷热负荷自适应调节方法实施例：
本实施例中给出了一种建筑冷热负荷自适应调节方法，具体包括如下步骤：
1)采集建筑内冷热负荷影响因素，以及建筑内不同区域冷热负荷的实际值；所述冷热负荷为维持温度的负荷量；
2)根据冷热负荷影响因素计算得到不同区域的冷热负荷的预测值，并计算对应区域的冷热负荷的预测值与实际值之间的差值；
3)根据所述差值调节冷热负荷供给，如果差值大于0，减少对应区域的冷热负荷供给；如果差值小于0，增加对应区域的冷热负荷供给。
该自适应调节方法的具体实现过程已在上述冷热负荷自适应调节***实施例中详细说明，故此处不再赘述。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种建筑内冷热负荷自适应调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)采集建筑内冷热负荷影响因素，以及建筑内不同区域冷热负荷的实际值；所述冷热负荷为维持温度的负荷量；
2)根据冷热负荷影响因素计算得到不同区域的冷热负荷的预测值，并计算对应区域的冷热负荷的预测值与实际值之间的差值；
3)根据所述差值调节冷热负荷供给，如果差值大于0，减少对应区域的冷热负荷供给；如果差值小于0，增加对应区域的冷热负荷供给。
2.根据权利要求1所述的建筑内冷热负荷自适应调节方法，其特征在于，所述冷热负荷影响因素包括：气象信息、建筑的维护结构信息、建筑内设备参数信息和建筑内人员的用能信息。
3.根据权利要求2所述的建筑内冷热负荷自适应调节方法，其特征在于，所述气象信息包括：温湿度，太阳辐射强度和风速风向。
4.根据权利要求2所述的建筑内冷热负荷自适应调节方法，其特征在于，所述建筑的维护结构信息包括：体形系数、窗墙比和传热系数。
5.根据权利要求2所述的建筑内冷热负荷自适应调节方法，其特征在于，所述建筑内设备参数信息包括：照明或其他散热设备的安装功率，室内温湿度及新风设置。
6.根据权利要求2所述的建筑内冷热负荷自适应调节方法，其特征在于，所述建筑内人员的用能信息包括：人员逐时在室率和人员密度。
7.根据权利要求1所述的建筑内冷热负荷自适应调节方法，其特征在于，通过采集空调对应的电表的电能获取所述冷热负荷的实际值。
8.一种建筑内冷热负荷自适应调节***，其特征在于，包括：处理器、信号采集装置、能耗监测装置和冷热负荷调节装置；所述信号采集装置、能耗监测装置和冷热负荷调节装置分别连接处理器；
所述信号采集装置采集建筑内冷热负荷影响因素；
所述能耗监测装置采集建筑内不同区域冷热负荷的实际值；所述冷热负荷为维持温度的负荷量；
所述处理器根据冷热负荷影响因素计算得到不同区域的冷热负荷预测值，并计算对应区域的冷热负荷的预测值与实际值之间的差值；
所述处理器根据所述差值控制冷热负荷调节装置调节冷热负荷供给，如果差值大于0，减少对应区域的冷热负荷供给；如果差值小于0，增加对应区域的冷热负荷供给。
9.根据权利要求8所述的建筑内冷热负荷自适应调节***，其特征在于，所述冷热负荷影响因素包括：气象信息、建筑的维护结构信息、建筑内设备参数信息和建筑内人员的用能信息。
10.根据权利要求9所述的建筑内冷热负荷自适应调节***，其特征在于，所述气象信息包括：温湿度，太阳辐射强度和风速风向。
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