一种中央空调节能管控方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种中央空调节能管控方法及系统，方法包括采集建筑物内房间信息、对空调管道和出风口进行编码建库、制冷量风速确定、智能空调服务；系统包括室内空气数据采集模块、管道数据采集模块、存储模块、管道编码建库模块、制冷数据处理模块、智能空调服务模块和通信模块。本发明专利技术实现了控制室内温度在允许范围内最大限度的节约能耗，实时监控管理各房间制冷送风状态，能够对中央空调运行进行动态分析，提供了异常情况快速排查定位的方法，系统准确高效，具有较高的实用价值和广泛的应用前景。

A Method and System of Energy Saving Management and Control for Central Air Conditioning

The invention discloses an energy-saving management and control method and system for central air conditioning, which includes collecting room information in buildings, coding air conditioning pipelines and outlets, determining refrigeration capacity and wind speed, and intelligent air conditioning services; the system includes indoor air data acquisition module, pipeline data acquisition module, storage module, pipeline code database building module, refrigeration data processing module and intelligence. Energy air conditioning service module and communication module. The invention realizes the maximum energy saving in the allowable range of indoor temperature control, real-time monitoring and management of the refrigeration and air supply status of each room, can dynamically analyze the operation of central air conditioning, provides a method for rapid detection and location of abnormal conditions, the system is accurate and efficient, and has high practical value and wide application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种中央空调节能管控方法及系统
本专利技术涉及节能控制
，具体涉及一种中央空调节能管控方法及系统。
技术介绍
中央空调系统由一个或多个冷热源系统和多个空气调节系统组成，该系统不同于传统冷剂式空调，(如单体机，VRV)集中处理空气已达到舒适要求。采用液体气化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供所需热量，用以抵消室内环境热负荷。制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。现有的中央空调一般采用房间与空调外机对应的方法，打开该房间则开启相应的外机，无法做到有效管控各房间制冷量和风速，无法精确控制每个房间温度变化的范围以及变化的速度，用户体验不佳，同时无法做到有效利用总的制冷量，会出现制冷量和风速冗余的情况，无法做到节能减排。此外现有的中央空调管道排列过多，一旦出现管道破损排查较为困难，无法做到精确定位。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种中央空调节能管控方法及系统，实现了控制室内温度在允许范围内最大限度的节约能耗，实时监控管理各房间制冷送风状态，能够对中央空调运行进行动态分析，提供了异常情况快速排查定位的方法，系统准确高效，具有较高的实用价值和广泛的应用前景。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：本专利技术提供了一种中央空调节能管控方法，包括以下步骤：S1、采集建筑物内房间信息，包括房间楼层、面积、高度、朝向、出风口数量、实时温度、湿度和空气密度，并对房间进行编号，建立建筑物房间数据库；S2、对空调管道和出风口进行编码建库，具体包括：S21、采集空调管道数据，包括长度、直径和位置信息，并对空调管道进行分段标记，标记采用数字编码形式，具体为：将空调管道分类为一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道，数字编码首位对应管道级别数字；将管道按照其直径从大到小分类设置级别，数字编码第二位对应管道直径级别；数字编码第三、四、五位对应表示该管道长度；数字编码第六、七位为对应楼层；S22、采集出风口数据，建立出风口数据库，包括出风口截面面积、所在房间编号以及出风口与空调外主机送风口间一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道的长度数据，并根据长度数据计算该出风口权重，具体为：出风口权重＝L1×X1+L2×X2+L3×X3+L4×X4其中L1、L2、L3、L4分别对应一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道的长度，X1、X2、X3、X4分别对应一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道的权重系数；S3、采集中央空调各编号外机制冷量，根据建筑物房间数据库中数据，计算当前房间温度变化所需制冷量，具体为：S31、计算当前室温下空气焓值，计算公式为：H＝1.01T+(2500+1.84T)d(kj/kg干空气)式中：T为当前空气温度℃，d为当前空气的含湿量kg/kg干空气，1.01为干空气的平均定压比热kj/(kg.K)，1.84为水蒸气的平均定压比热kj/(kg.K)，2500为0℃时水的汽化潜热kj/kg；S32、按照上一步骤，计算预设到达室温下空气焓值H1；S33、计算所需制冷量，计算公式为：制冷量其中V为当前房屋体积，ρ为空气密度，t为预设到达温度变化时间；S34、通过制冷量和空调管道数据，推导出出风口风速，具体如下：采集出风口温度和湿度代入步骤S31中的公式计算出冷风焓值H2；代入以下公式得到出风口风速：其中ν为出风口风速，n为出风口数量，S为出风口截面积，λ为比例系数；S35、设置初始比例系数λ为1，随后按照初始计算的风速进行实际送风作业，根据温度到达时间与预设时间的差值进行反复迭代，修正比例系数；S36、多次根据不同的室温设置不同的预设温度，依次重复上述步骤得到不同室温及预设达到温度下的制冷量和风速；S37、将得到的不同室温及预设温度下的制冷量和风速以及对应的当前房间的房间数据、出风口数据添加到调温需求数据库中；S38、选择建筑物房间数据库中新的房间，将新房间的面积、高度以及出风口数据在调温需求数据库中进行遍历检索：若存在与新房间面积、高度以及出风口数据差值均在预设差值范围内的房间记录，则将该房间不同室温及预设温度下的制冷量和风速作为新房间的数据连同房间的房间数据、出风口数据添加到调温需求数据库中；否则执行计算当前房间温度变化所需制冷量的所有步骤；S4、接收用户打开空调的信号，触发智能空调服务，具体包括：采集当前空调已开机组个数以及总制冷量；采集所有已触发空调服务的各房间的制冷量和风速；采集用户所在房间编号以及当前房间室温和设定温度，并检索调温需求数据库，将检索匹配的房间在当前房间室温和设定温度下制冷量和风速输出；对已触发空调服务的各房间的制冷量和风速与当前房间室温和设定温度下制冷量和风速分别求和，得到当前需求制冷量和需求风速；若当前需求制冷量与总制冷量差值在预设差值范围内，则触发节能调整服务，具体为：按比例减少已触发空调服务的各房间的制冷量和风速，所述比例的计算公式为：其中M1、M2…Mi为已触发空调服务的各房间的制冷量，γ1、γ2...γi为已触发空调服务的各房间出风口权重；按照计算得到的各房间减少的制冷量和风速，分别得到对应的二级分管道、三级支管道、四级入户管道风速变化量；按照得到的风速变化量调节对应的二级分管道、三级支管道、四级入户管道风速；若当前需求制冷量与总制冷量差值超出预设差值范围内，则根据当前需求制冷量和需求风速打开空调相应机组。优选地，所述中央空调节能管控方法还包括：当各出风口风量总和与空调外机送入风量差值超过预定阈值时，触发异常报警服务，并将风压数据异常变化的管道编码反馈至控制人员。优选地，所述中央空调节能管控方法还包括室温异常提醒服务，具体包括：若在触发空调服务后的预定时间内，室温与设定温度差值超过预定阈值，则向使用人员发出门窗是否关闭以及室内有无异常热源的提醒。优选地，所述中央空调节能管控方法还包括湿度管控服务，具体包括：当房间内湿度超过预定范围，则触发出风口加湿服务，维持房间湿度在预定范围内。优选地，所述中央空调节能管控方法还包括温度管控服务，具体包括：当室内温度低于阈值时，减少出风口风量，维持室温在允许设定范围内。本专利技术还提供一种中央空调节能管控系统，包括：室内空气数据采集模块，包括安装在各个房间内的温度传感器、湿度传感器和空气密度传感器，用于采集建筑物内房间湿度、温度和空气密度等待数据处理；管道数据采集模块，包括安装在管道内壁的风压传感器和安装在进风口和出风口的风速传感器以及温度传感器，用于采集风压、风速和温度数据等待数据处理；存储模块，用于存储建筑房间楼层、面积、高度、朝向、出风口数量数据、空调管道长度、直径和位置信息以及室内空气数据采集模块、管道数据采集模块采集的数据；管道编码建库模块，用于对空调管道和出风口进行编码建库，具体包括：根据采集空调管道数据，包括长度、直径和位置信息，对空调管道进行分段标记，标记采用数字编码形式，具体为：将空调管道分类为一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道，数字编码首位对应管道级别数字；将管道按照其直径从大到小分类设置级别，数字编码第二位对应管道直径级别；数字编码第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中央空调节能管控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集建筑物内房间信息，包括房间楼层、面积、高度、朝向、出风口数量、实时温度、湿度和空气密度，并对房间进行编号，建立建筑物房间数据库；S2、对空调管道和出风口进行编码建库，具体包括：S21、采集空调管道数据，包括长度、直径和位置信息，并对空调管道进行分段标记，标记采用数字编码形式，具体为：将空调管道分类为一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道，数字编码首位对应管道级别数字；将管道按照其直径从大到小分类设置级别，数字编码第二位对应管道直径级别；数字编码第三、四、五位对应表示该管道长度；数字编码第六、七位为对应楼层；S22、采集出风口数据，建立出风口数据库，包括出风口截面面积、所在房间编号以及出风口与空调外主机送风口间一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道的长度数据，并根据长度数据计算该出风口权重，具体为：出风口权重＝L1×X1+L2×X2+L3×X3+L4×X4其中L1、L2、L3、L4分别对应一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道的长度，X1、X2、X3、X4分别对应一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道的权重系数；S3、采集中央空调各编号外机制冷量，根据建筑物房间数据库中数据，计算当前房间温度变化所需制冷量，具体为：S31、计算当前室温下空气焓值，计算公式为：H＝1.01T+(2500+1.84T)d(kj/kg干空气)式中：T为当前空气温度℃，d为当前空气的含湿量kg/kg干空气，1.01为干空气的平均定压比热kj/(kg.K)，1.84为水蒸气的平均定压比热kj/(kg.K)，2500为0℃时水的汽化潜热kj/kg；S32、按照上一步骤，计算预设到达室温下空气焓值H1；S33、计算所需制冷量，计算公式为：...

【技术特征摘要】
1.一种中央空调节能管控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集建筑物内房间信息，包括房间楼层、面积、高度、朝向、出风口数量、实时温度、湿度和空气密度，并对房间进行编号，建立建筑物房间数据库；S2、对空调管道和出风口进行编码建库，具体包括：S21、采集空调管道数据，包括长度、直径和位置信息，并对空调管道进行分段标记，标记采用数字编码形式，具体为：将空调管道分类为一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道，数字编码首位对应管道级别数字；将管道按照其直径从大到小分类设置级别，数字编码第二位对应管道直径级别；数字编码第三、四、五位对应表示该管道长度；数字编码第六、七位为对应楼层；S22、采集出风口数据，建立出风口数据库，包括出风口截面面积、所在房间编号以及出风口与空调外主机送风口间一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道的长度数据，并根据长度数据计算该出风口权重，具体为：出风口权重＝L1×X1+L2×X2+L3×X3+L4×X4其中L1、L2、L3、L4分别对应一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道的长度，X1、X2、X3、X4分别对应一级总管道、二级分管道、三级支管道、四级入户管道的权重系数；S3、采集中央空调各编号外机制冷量，根据建筑物房间数据库中数据，计算当前房间温度变化所需制冷量，具体为：S31、计算当前室温下空气焓值，计算公式为：H＝1.01T+(2500+1.84T)d(kj/kg干空气)式中：T为当前空气温度℃，d为当前空气的含湿量kg/kg干空气，1.01为干空气的平均定压比热kj/(kg.K)，1.84为水蒸气的平均定压比热kj/(kg.K)，2500为0℃时水的汽化潜热kj/kg；S32、按照上一步骤，计算预设到达室温下空气焓值H1；S33、计算所需制冷量，计算公式为：其中V为当前房屋体积，ρ为空气密度，t为预设到达温度变化时间；S34、通过制冷量和空调管道数据，推导出出风口风速，具体如下：采集出风口温度和湿度代入步骤S31中的公式计算出冷风焓值H2；代入以下公式得到出风口风速：其中ν为出风口风速，n为出风口数量，S为出风口截面积，λ为比例系数；S35、设置初始比例系数λ为1，随后按照初始计算的风速进行实际送风作业，根据温度到达时间与预设时间的差值进行反复迭代，修正比例系数；S36、多次根据不同的室温设置不同的预设温度，依次重复上述步骤得到不同室温及预设达到温度下的制冷量和风速；S37、将得到的不同室温及预设温度下的制冷量和风速以及对应的当前房间的房间数据、出风口数据添加到调温需求数据库中；S38、选择建筑物房间数据库中新的房间，将新房间的面积、高度以及出风口数据在调温需求数据库中进行遍历检索：若存在与新房间面积、高度以及出风口数据差值均在预设差值范围内的房间记录，则将该房间不同室温及预设温度下的制冷量和风速作为新房间的数据连同房间的房间数据、出风口数据添加到调温需求数据库中；否则执行计算当前房间温度变化所需制冷量的所有步骤；S4、接收用户打开空调的信号，触发智能空调服务，具体包括：采集当前空调已开机组个数以及总制冷量；采集所有已触发空调服务的各房间的制冷量和风速；采集用户所在房间编号以及当前房间室温和设定温度，并检索调温需求数据库，将检索匹配的房间在当前房间室温和设定温度下制冷量和风速输出；对已触发空调服务的各房间的制冷量和风速与当前房间室温和设定温度下制冷量和风速分别求和，得到当前需求制冷量和需求风速；若当前需求制冷量与总制冷量差值在预设差值范围内，则触发节能调整服务，具体为：按比例减少已触发空调服务的各房间的制冷量和风速，所述比例的计算公式为：其中M1、M2…Mi为已触发空调服务的各房间的制冷量，γ1、γ2...γi为已触发空调服务的各房间出风口权重；按照计算得到的各房间减少的制冷量和风速，分别得到对应的二级分管道、三级支管道、四级入户管道风速变化量；按照得到的风速变化量调节对应的二级分管道、三级支管道、四级入户管道风速；若当前需求制冷量与总制冷量差值超出预设差值范围内，则根据当前需求制冷量和需求风速打开空调相应机组。2.根据权利要求1所述的一种中央空调节能管控方法，其特征在于，当各出风口风量总和与空调外机送入风量差值超过预定阈值时，触发异常报警服务，并将风压数据异常变化的管道编码反馈至控制人员。3.根据权利要求1所述的一种中央空调节能管控方法，其特征在于，还包括室温异常提醒服务，具体包括：若在触发空调服务后的预定时间内，室温与设定温度差值超过预定阈值，则向使用人员发出门窗是否关闭以及室内有无异常热源的提醒。4.根据权利要求1所述的一种中央空调节能管控方法，其特征在于，还包括湿度管控服务，具体包括：当房间内湿度超过预定范围，则触发出风口加湿服务，维持房间湿度在预定范围内。5.根据权利要求1所述的一种中央空调节能管控方法，其特征在于，还包括温度管控服务，具体包括：当室内温度低于阈值时，减少出风口风量，维持室温在允许设定范围内。6.一种中央空调节能管控系统，其特征在于，包括：室内空气数据采集模块，包括安装在各个房间内的温度传感器、湿度传感器和空气密度传感器，用于采集建筑物内房间湿度、温度和空气密度等待数据处理；管道数据采集模块，包括安装在管道内壁的风压传感器和安装在进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仁胜，张子豪，孙福民，张子谦，胡刚，
申请(专利权)人：中筑科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34