楼宇内部环境温度智能控制系统及其方法技术方案

楼宇内部环境温度智能控制系统及其方法，属于计算机控制技术在空调系统控制中的应用。本发明专利技术的目的就是为了克服现有空调系统的控制系统带来的舒适型差、不节能的问题，提供了楼宇内部环境温度智能控制系统及其方法。楼宇内部环境温度智能控制系统包括：室外温度数据检测器、室内温度数据检测器、温度数据采集模块、温度数据分析模块、温度数据运算模块、信号处理模块、风机运行速度控制器、水阀开度调节器等功能模块。通过计算室内控制温度，对室内温度进行控制。本发明专利技术具有应用方便、智能控制、反应灵敏、及时调节室内热舒适状态、节约能源等特点。

Intelligent control system and method for building internal environment temperature

Intelligent control system and method for internal environment temperature of building, belonging to the application of computer control technology in air conditioning system control. The aim of the invention is to overcome the problem of comfort difference and energy saving in the control system of the existing air conditioning system, and provide an intelligent control system for the environment temperature of the building and a method thereof. Building the internal environment of intelligent temperature control system including: outdoor temperature data detector, the indoor temperature data detector, temperature data acquisition module, data analysis module, temperature temperature data module, signal processing module, fan speed controller, water valve regulator module. Indoor temperature is controlled by calculating the indoor control temperature. The invention has the advantages of convenient application, intelligent control, sensitive reaction, timely regulation of indoor thermal comfort state, energy saving, etc..

【技术实现步骤摘要】
楼宇内部环境温度智能控制系统及其方法
本专利技术是一种基于用户舒适感的室内环境温度智能控制系统，属于计算机控制技术在空调系统控制中的应用。
技术介绍
随着时间的推移，人类通过不断的创新和发展来推动着社会的进步，其最终的目的是改善自身的生存环境。现今社会，人们的生活水平大幅提高，对于自己的生存环境更是越来越重视。其中室内环境是人们生存环境的重要组成部分，人们的工作、休息、娱乐等活动，很多都是在室内进行的，室内环境的好坏和舒适度如何直接关系到人们的生活质量和身体健康，所以创造一个健康，舒适，清洁的室内环境是非常必要的。人们基于建筑室内热环境，结合人的主观感受，提出了热舒适度的概念。为了较好的解决室内热舒适问题，越来越多的人采用空调系统调节室内环境，但随着社会能源问题的突出，空调系统的能耗问题也受到了很高的重视。其中有个较为突出的问题便是在空调系统开启过程中，室内环境将较长时间处于不舒适的状态下，不能满足人们对室内热舒适环境的要求，而在室外环境达到舒适要求时，空调系统不能快速关闭以满足节能需求。传统的空调启停控制方法之所以不能满足室内热舒适度及节能要求，最根本的原因在于大部分空调系统启停控制需要人为，而其余的空调系统启停控制虽是自动但感应检测点在于单一的室内空气温度而并非整体的热舒适环境。这种人为控制启停方法的弊端在于，一方面当人体感受室内不舒适人为开启空调时，室内环境已经变得恶劣，空调系统无法及时快速的调节室内环境，便严重影响了人体热舒适感觉。另一方面，在室外环境状态满足舒适的情况下，空调系统不能快速反应地关闭，便会造成能源的浪费。而对于现有的自动控制启停空调系统，它的感应检测点在于室内空气的温度，缺乏对室内热舒适环境较为科学的判断，也存在上述空调系统不舒适、不节能的弊端。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服现有空调系统的控制系统带来的舒适型差、不节能的问题，提供了楼宇内部环境温度智能控制系统及其方法。楼宇内部环境温度智能控制系统包括：室外温度数据检测器、室内温度数据检测器、温度数据采集模块、温度数据分析模块、温度数据运算模块、信号处理模块、风机运行速度控制器、水阀开度调节器等功能模块。其中室外温度数据检测器、室内温度数据检测器与温度数据采集模块相连接；温度数据采集模块、温度数据分析模块、温度数据运算模块、信号处理模块顺序相连接；信号处理模块分别与风机运行速度控制器和水阀开度调节器相连接。所述的温度数据采集模块通过室外温度数据检测器、室内温度数据检测器，在设定时间间隔下，对室外、室内温度进行实时采集。所述的设定时间间隔为1秒。所述的温度数据分析模块对温度数据采集模块所采集到的数据进行预处理，判断采集到的数据是否满足限定条件，如果满足限定条件，就保留数据，更新实时温度数据；如果不满足限定条件，则舍弃数据。所述的限定条件日常夏季温度范围；所述的日常夏季温度范围为15℃‐55℃。所述的温度数据运算模块根据室内实际温度T1、室外实际温度T2，得出温度设定值T，T＝T1+(T2-T1)*C，其中C为室内温度控制补偿系数，C的取值范围为0.4‐0.6。由此得出温度偏差t，其中t＝T1‐T，温度偏差变化率dt，dt是温度偏差t每分钟的变化值，将温度偏差t和温度偏差变化率dt变成模糊数，作为模糊控制运算的模糊输入值，根据模糊化计算中获取的温度偏差t和温度偏差变化率dt的模糊数作为模糊输入值，采用模糊控制的最大最小合成算法，计算得出模糊控制输出。所述最大最小合成算法是：首先对温度偏差t和温度偏差变化率dt的模糊数取最小，然后对相应的模糊控制输出取最大。模糊控制输出值是控制室内与室外温度的最佳温差值，该模糊控制输出值发送给信号处理模块，信号处理模块通过风机运行速度控制器和水阀开度调节器控制风机运行速度和水阀开度调节，使室内外温差值控制在该模糊控制输出值上。所述的温度数据运算模块根据室内外温度的实际值，通过算法得到的温度目标值SP，同时，室内温度实际值PV与温度目标值SP进行比较，得到温度偏差t和温度偏差变化率dt，其中t＝PV‐SP，dt是温度偏差t每分钟的变化值，并将温度偏差t和温度偏差变化率dt变成模糊数，作为模糊控制运算的模糊输入值。模糊控制运算，根据模糊化计算中获取的温度偏差t和温度偏差变化率dt的模糊数作为模糊输入值，采用模糊控制的最大最小合成算法，计算得出模糊控制输出；所述最大最小合成算法是：首先对温度偏差t和温度偏差变化率dt的模糊数取最小，然后对相应的模糊控制输出取最大。计算模型算法的输出作为模糊控制的输入部分，该值与室内实际温参，经比较运算后，作为模糊控制的输入值，经模糊控制系统输出，并引入到可编程控制器，通过程序完成控制输出，从而来实现对室内温度的理想控制功能。其中，温度偏差t和温度偏差变化率dt，是系统模糊控制的基本元素，通过该元素来进行模糊化的运算，进而实现模糊化的控制。其中，t＝PV-SP是温度的偏差值，dt是指温度偏差的变化率，算法公式T＝T1+(T2-T1)*C，经该算法公式计算，得到的T为温度设定值(SP)，由此可见，室内实际温度T1(PV)与温度设定值T(SP)之差即是t温度偏差值，该值经微分运算即得到了温度偏差的变化率dt，利用模糊最大最小合成算法，完成模糊分析控制的输出，并由可编程控制器，实施温度程序控制，从而达到了室内温度精细化控制的目的。具体控制过程分析：当系统检测到室外温度为35℃(T2)，此时，室内大厅温度为27℃(T1)时，由此可见室内外存在8℃(△T)较大的温差，使人体感到了不适，为降低室内外的温差，控制系统作出判断(△T>5℃)，并经上述的算法运算，得到理想的室内大厅温度设定值应为31℃(T)，与实际室内大厅温度27℃(T1)通过比较，得到实际温度偏差为4℃(t)，经模糊分析控制，由可编程控制器相应的程序控制输出信号，驱动现场设备迅速调整水阀开度及风盘风机的转速，将室内大厅温度及时的调节到最佳值31℃(T)，从而实现了缩小室内外温差的控制目的。同理，走廊通道及办公室内的温度控制也如此实施。最终，实现了对楼宇内各区域相应的温度控制。所述的信号处理模块，根据室内控制温度对风机运行速度控制器和水阀开度调节器进行控制，将室内温度调节到理想的温度控制值。楼宇内部环境温度智能控制方法，步骤如下：步骤一：设定采样时间，利用温度的采集模块对室内、外温度进行实时采集；由于温度变化滞后时间较长，为此，采样时间为1秒，即可满足控制系统的要求。步骤二：对采集到的实时数据进行预处理，判断实时数据是否满足限定条件,即夏季温度范围在(15℃‐‐‐55℃)之内为有效的温度数据，如果满足，则保留，更新实时温度数据；如不满足的则舍弃；步骤三、根据室内实际温度T1、室外实际温度T2，得出温度设定值T，T＝T1+(T2-T1)*C，其中C为室内温度控制补偿系数，C的取值范围为0.4‐0.6。步骤四、得出温度偏差t，其中t＝T1‐T，温度偏差变化率dt，dt是温度偏差t每分钟的变化值，将温度偏差t和温度偏差变化率dt变成模糊数，作为模糊控制运算的模糊输入值，根据模糊化计算中获取的温度偏差t和温度偏差变化率dt的模糊数作为模糊输入值，采用模糊控制的最大最小合成算法，计算得出模糊控制输出值。所述最大最小本文档来自技高网...

【技术保护点】
楼宇内部环境温度智能控制系统，其特征在于：控制系统包括：室外温度数据检测器、室内温度数据检测器、温度数据采集模块、温度数据分析模块、温度数据运算模块、信号处理模块、风机运行速度控制器、水阀开度调节器；其中室外温度数据检测器、室内温度数据检测器与温度数据采集模块相连接；温度数据采集模块、温度数据分析模块、温度数据运算模块、信号处理模块顺序相连接；信号处理模块分别与风机运行速度控制器和水阀开度调节器相连接；所述的温度数据采集模块通过室外温度数据检测器、室内温度数据检测器，在设定时间间隔下，对室外、室内温度进行实时采集；所述的温度数据分析模块对温度数据采集模块所采集到的数据进行预处理，判断采集到的数据是否满足限定条件，如果满足限定条件，就保留数据，更新实时温度数据；如果不满足限定条件，则舍弃数据；所述的温度数据运算模块根据室内实际温度T1、室外实际温度T2，得出温度设定值T，T＝T1+(T2‑T1)*C，其中C为室内温度控制补偿系数；得出温度偏差t，其中t＝T1‑T，设置温度偏差变化率dt，dt是温度偏差t每分钟的变化值，将温度偏差t和温度偏差变化率dt变成模糊数，作为模糊控制运算的模糊输入值，根据模糊化计算中获取的温度偏差t和温度偏差变化率dt的模糊数作为模糊输入值，采用模糊控制的最大最小合成算法，计算得出模糊控制输出值；模糊控制输出值是控制室内与室外温度的最佳温差值，该模糊控制输出值发送给信号处理模块，信号处理模块通过风机运行速度控制器和水阀开度调节器控制风机运行速度和水阀开度调节，使室内外温差值控制在该模糊控制输出值上。...

【技术特征摘要】
1.楼宇内部环境温度智能控制系统，其特征在于：控制系统包括：室外温度数据检测器、室内温度数据检测器、温度数据采集模块、温度数据分析模块、温度数据运算模块、信号处理模块、风机运行速度控制器、水阀开度调节器；其中室外温度数据检测器、室内温度数据检测器与温度数据采集模块相连接；温度数据采集模块、温度数据分析模块、温度数据运算模块、信号处理模块顺序相连接；信号处理模块分别与风机运行速度控制器和水阀开度调节器相连接；所述的温度数据采集模块通过室外温度数据检测器、室内温度数据检测器，在设定时间间隔下，对室外、室内温度进行实时采集；所述的温度数据分析模块对温度数据采集模块所采集到的数据进行预处理，判断采集到的数据是否满足限定条件，如果满足限定条件，就保留数据，更新实时温度数据；如果不满足限定条件，则舍弃数据；所述的温度数据运算模块根据室内实际温度T1、室外实际温度T2，得出温度设定值T，T＝T1+(T2-T1)*C，其中C为室内温度控制补偿系数；得出温度偏差t，其中t＝T1-T，设置温度偏差变化率dt，dt是温度偏差t每分钟的变化值，将温度偏差t和温度偏差变化率dt变成模糊数，作为模糊控制运算的模糊输入值，根据模糊化计算中获取的温度偏差t和温度偏差变化率dt的模糊数作为模糊输入值，采用模糊控制的最大最小合成算法，计算得出模糊控制输出值；模糊控制输出值是控制室内与室外温度的最佳温差值，该模糊控制输出值发送给信号处理模块，信号处理模块通过风机运行速度控制器和水阀开度调节器控制风机运行速度和水阀开度调节，使室内外温差值控制在该模糊控制输出值上。2.如权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：所述的设定时间间隔为1秒。3.如权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于：所述的限定条件是日常夏季温度范围；所述的日常夏季温度范围为15...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，彭卫革，王鑫，周洁丽，徐明，闫少杰，
申请(专利权)人：北京首钢自动化信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11