一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统，包括：公共建筑信息采集模块，用于采集关于公共建筑的基础信息；室外气象参数采集模块，用于采集温度数据；空调电耗采集模块，用于采集电耗数据；冷热负荷估算模块，用于接收建筑类型、建筑面积和温度数据，根据接收数据进行冷热负荷估算获得空调提供的冷热量值；能效诊断模块，用于接收建筑类型、空调系统形式、空调额定功率、电耗数据和冷热量值，进行能效诊断并输出诊断结果。与现有技术相比，本发明专利技术利用诊断算法对海量数据进行自动诊断，有效的指导楼宇维护管理人员进行故障排查，减少能源浪费，并大幅节省了人力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统
本专利技术涉及建筑节能与故障诊断算法领域，尤其是涉及一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统。
技术介绍
面对能源危机，建筑节能日渐受到各国重视，而建筑空调系统的能耗在建筑运行能耗中占有很大比例，加之空调系统设备多样、组成复杂，设计、施工和调试阶段稍有不慎，便会使其长期处于低能效状态下运行，所以提高建筑空调系统的能效水平是减少建筑用能浪费的重要措施。对建筑空调系统运行状态的监控和诊断能够及时发现其存在的异常能耗，帮助建筑管理人员及时动作，减少能源浪费。但在实际工程中，对建筑空调系统的监控大都限于对其电耗值的测量，对其输出的冷热量，因为施工和测量仪器的原因，很少有良好的计量数据，而空调设备的其他运行参数则更难获取。由于建筑冷热负荷随着室外气象参数而变化，而冷热量输出的多少又关联着空调子系统的额定能效，所以，在没有冷热量数据的情况下，单凭电耗量是无法获得空调系统能效状态的，也就无法对其进行能效诊断。因此，构建一种使用现有建筑空调用电计量系统采集到的电耗数据对空调系统运行状态进行实时诊断并定位得到低能效点的位置和发生时间的建筑空调能效诊断系统，对于减少空调系统中不必要的能源浪费是十分有益及必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统，其目的在于利用冷热负荷估算方法及其建立的能效诊断规则，使用种类单一的电耗数据，并辅以建筑基础信息和室外气象参数，对历史采集和实时测得的空调子项用电数据进行以天或小时为时间单位的能效诊断，输出所选时间段的诊断结果并在出现用能异常时发出报警，以实现对建筑空调用电状态的监控及为其用电异常的及时排除提供相应的信息支撑。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统，包括：公共建筑信息采集模块，用于采集关于公共建筑的基础信息，包括建筑类型、建筑面积和空调系统形式、空调额定功率；室外气象参数采集模块，用于采集特定时间段的温度数据；空调电耗采集模块，用于采集逐天和逐时的各个空调用电子项的电耗数据；冷热负荷估算模块，用于接收建筑类型、建筑面积和温度数据，根据接收数据进行冷热负荷估算获得空调提供的冷热量值；能效诊断模块，用于接收建筑类型、空调系统形式、空调额定功率、电耗数据和冷热量值，根据接收数据进行能效诊断并输出诊断结果。所述室外气象参数采集模块包括：温度采集器，用于按15分钟/次的频率采集得到室外干球温度；数据平均单元，用于接收室外干球温度，并对特定时间段内的多个室外干球温度求平均值，得到特定时间段的温度数据，并与电耗数据的采集时间段相对应，输入到冷热负荷估算模块中。所述室外气象参数采集模块从实际外界条件中直接采集温度数据或从建筑所在地的气象站数据库中间接采集温度数据。所述空调电耗采集模块包括：电耗数据采集装置，用于按15分钟/次的频率对所测空调用电支路的电耗量进行采集；空调用电分类单元，用于接收各个空调用电支路的电耗量，并将其划分至各个空调用电子项之中；数据聚合单元，用于接收各个空调用电子项的电耗量，通过数据聚合得到逐天和逐时的各个空调用电子项的电耗数据，其中，逐时的电耗数据为该小时内四次采集电耗量的和，逐天的电耗数据为该天内每次采集电耗量的和，而后把聚合后的电耗数据输入到能效诊断模块中。所述电耗数据采集装置按15分钟/次的频率采集电表累积数值，通过前后求差获得该15分钟内电耗量，作为空调用电分类单元的输入。所述冷热负荷估算模块包括：冷热负荷指标单元，用于接收建筑类型和温度数据，针对建筑类型和温度数据选择相应的冷热负荷估算指标，冷热负荷估算指标为对不同建筑类型给出的不同温度情况下的单位面积的负荷值；冷热负荷估算规则单元，用于接收建筑类型、建筑面积和冷热负荷估算指标，根据建筑类型得到空调面积系数，空调面积系数为空调面积占建筑面积的比例，基于冷热负荷估算指标、空调面积系数和建筑面积进行冷热负荷估算获得空调提供的冷热量值，满足以下公式：Q＝m·A·q其中，Q为空调提供的冷热量值，m为空调面积系数，A为建筑面积，q为冷热负荷估算指标。所述冷热负荷估算模块接收的建筑面积不包括地下车库的建筑面积。所述能效诊断模块包括：能效系数计算单元，用于接收空调额定功率、电耗数据和冷热量值，通过空调额定功率和电耗数据判断该空调为运行状态后，获得各个空调用电子项的能效系数，能耗系数为冷热量值与电耗数据之比；能效诊断规则单元，用于接收建筑类型、空调系统形式和能效系数，根据空调系统形式获得各个空调用电子项的额定能效限值，对比能效系数和额定能效限值，并结合建筑类型决定的工作时间段，分析判断各个空调用电子项的能效状态；诊断结果输出单元，用于接收判断结果并显示。所述公共建筑包括办公建筑、商场建筑和综合办公建筑。所述空调用电子项包括冷热源用电、输配水泵用电和末端设备用电，其中，冷热源包括电制冷螺杆冷水机组、电制冷离心冷水机组或风冷热泵，输配水泵包括冷水泵、冷却泵、热水循环泵或冷冻采暖兼用泵，末端设备包括全空气设备、新风加风机盘管设备或风机盘管设备。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：1)诊断所需数据种类较少且易于获得，克服了现有监控平台缺少冷热量数据的现状，无需对现有建筑空调能耗计量系统进行更新改造，可直接应用于实际空调能效管理平台。传统的空调系统故障诊断系统主要侧重于设备的故障诊断，而且需要大量的设备运行数据，如对制冷机的诊断需要冷凝器进出口压力、变风量末端需要送回风温度，等等。但是实际中有空调设备运行参数的建筑自动化信息系统较少，该类技术缺乏广泛使用的基础。而基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统，则仅需空调子系统的电耗数据和室外气象参数就能发现用能异常，降低了对数据种类要求的同时，精简了诊断算法，使诊断时间缩短，在实际工程中更具有适用性。2)输入建筑基础信息后，其余诊断过程依照诊断规则流程可实现自动化诊断，利用计算机处理海量数据，大幅节省了人力成本，提高了工作效率。楼宇能效监控平台对空调系统也有一定的能效诊断功能，但缺乏自动化诊断的算法，主要依赖于人工排查，如对特定时间段的数据做出折线图来大致判断能效，对人力成本要求太高。面对海量数据，基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统则可以借助计算机实现自动诊断，大幅减少了人力需求，并减少了因为人为因素造成的错误诊断。3)硬件系统简单，成本低，实施方便，同时算法简单，可移植性好，易于推广。附图说明图1为本专利技术能效诊断系统组成结构的总体示意图；图2为本专利技术能效诊断系统的数据计算流程图。图中：1为公共建筑信息采集模块，2为室外气象参数采集模块，3为温度采集器，4为数据平均单元，5为空调电耗采集模块，6为电耗数据采集装置，7为空调用电分类单元，8为数据聚合单元，9为冷热负荷估算模块，10为冷热负荷指标单元，11为冷热负荷估算规则单元，12为能效诊断模块，13为能效系数计算单元，14为能效诊断规则单元，15为诊断结果输出单元。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，一种基于电耗数据的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统，其特征在于，包括：公共建筑信息采集模块，用于采集关于公共建筑的基础信息，包括建筑类型、建筑面积和空调系统形式、空调额定功率；室外气象参数采集模块，用于采集特定时间段的温度数据；空调电耗采集模块，用于采集逐天和逐时的各个空调用电子项的电耗数据；冷热负荷估算模块，用于接收建筑类型、建筑面积和温度数据，根据接收数据进行冷热负荷估算获得空调提供的冷热量值；能效诊断模块，用于接收建筑类型、空调系统形式、空调额定功率、电耗数据和冷热量值，根据接收数据进行能效诊断并输出诊断结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统，其特征在于，包括：公共建筑信息采集模块，用于采集关于公共建筑的基础信息，包括建筑类型、建筑面积和空调系统形式、空调额定功率；室外气象参数采集模块，用于采集特定时间段的温度数据；空调电耗采集模块，用于采集逐天和逐时的各个空调用电子项的电耗数据；冷热负荷估算模块，用于接收建筑类型、建筑面积和温度数据，根据接收数据进行冷热负荷估算获得空调提供的冷热量值；能效诊断模块，用于接收建筑类型、空调系统形式、空调额定功率、电耗数据和冷热量值，根据接收数据进行能效诊断并输出诊断结果。2.根据权利要求1所述的一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统，其特征在于，所述室外气象参数采集模块包括：温度采集器，用于按15分钟/次的频率采集得到室外干球温度；数据平均单元，用于接收室外干球温度，并对特定时间段内的多个室外干球温度求平均值，得到特定时间段的温度数据，并将与电耗数据的采集时间段相对应的温度数据输入到冷热负荷估算模块中。3.根据权利要求1或2所述的一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统，其特征在于，所述室外气象参数采集模块从实际外界条件中直接采集温度数据或从建筑所在地的气象站数据库中间接采集温度数据。4.根据权利要求1所述的一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统，其特征在于，所述空调电耗采集模块包括：电耗数据采集装置，用于按15分钟/次的频率对所测空调用电支路的电耗量进行采集；空调用电分类单元，用于接收各个空调用电支路的电耗量，并将其划分至各个空调用电子项之中；数据聚合单元，用于接收各个空调用电子项的电耗量，通过数据聚合得到逐天和逐时的各个空调用电子项的电耗数据，其中，逐时的电耗数据为该小时内四次采集电耗量的和，逐天的电耗数据为该天内每次采集电耗量的和，而后把聚合后的电耗数据输入到能效诊断模块中。5.根据权利要求4所述的一种基于电耗数据的公共建筑空调能效诊断系统，其特征在于，所述电耗数据采集装置按15分钟/次的频率采集电表累积数值，通过前后求差获得该15分钟内电耗量，作为空调用电分...

【专利技术属性】
技术研发人员：许鹏，苑登阔，王慧龙，鲁星，侯瑾，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31