一种基于物联网的公共建筑空调的控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制系统及其节能控制方法，根据用户下班前进入室内的热量变化情况和室内冷量情况来准确控制空调的提前关闭时间，避免出现了现有空调因定时提前关闭空调而造成空调过早关闭使房间温度快速上升或空调过晚关闭使房间的冷量不能最大化利用，大大提高了用户提前关闭空调后的舒适性体验，进一步降低了公共建筑空调的用电能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的公共建筑空调的控制系统及其控制方法
本专利技术涉及公共建筑空调控制领域，具体地说是一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制系统及其节能控制方法。
技术介绍
随着我国经济建设的快速发展，中央空调在公共建筑中应用越来越多，中央空调的占公共建筑能耗的60%以上，超过了照明、电梯、办公设备的总能耗，是公共建筑耗能的第一大户，中央空调的节能效果成为公共建筑节能达标的关键。为进一步降低公共建筑的空调用电能耗，四川省在2011年发布《关于进一步加强空调运行管理的通知》，要求全省各级公共机构在空调运行期间禁止开窗，下班前提前1小时关闭空调；深圳市在2011年发布《深圳市公共机构节能管理办法》，文中规定，包括政府机关、事业单位在内的公共机构，夏季空调温度设置不得低于26℃，下班前半小时应提前关闭空调。空调在下班前提前关闭可以充分利用室内的冷量或热量，避免出现空调在用户下班时关闭而造成的冷量或热量浪费，可进一步降低空调的用电能耗。但是，空调在下班前定点关闭会明显影响用户的舒适性体验，这是由于进入空调所在房间的热量受房间朝向、房间大小、室外温度环境、室外光照强度等因素影响在空调提前关闭时大小明显不同，定性规定空调在下班前半小时关闭很容易造成空调过早关闭使房间温度快速上升或空调过晚关闭使房间的冷量不能最大化利用，从而明显影响用户的舒适性体验或不能最大化降低空调的用电能耗。例如，在夏天，有时室外温度很高和室外光照强度较大，下班前热量较多进入室内，空调在下班前半小时关闭会造成室内温度明显上升，从而影响用户的舒适性体验，有时室外温度相对较低和室外光照强度一般，下班前热量较少进入室内，空调在下班前半小时关闭不能明显充分利用房间的冷量，造成空调的用电能耗不能最大化降低。此外，物联网技术可以将中央空调机房、室外环境、末端用户集成在物联网上而形成管控一体化中央空调管理和调度系统，使管理人员能够通过有线和移动终端来实时监测到中央空调系统的运行状态、室外环境的温度和湿度、末端用户的热湿状态，并据此下达系统优化运行的调度指令，以保证舒适环境需求并达到节能的目的。目前，在空调提前关闭控制技术中，如何将物联网技术应用到空调提前关闭控制中以更好地实现空调节能也是一项十分重要的内容。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种公共建筑空调的节能控制系统及其节能控制方法，目的在于克服现有公共建筑空调提前关闭技术容易造成过早关闭使房间温度快速上升或空调过晚关闭使房间的冷量不能最大化利用的缺陷。为此，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制方法，包括以下步骤：S1、获取空调的目标调节温度、下班时间点期望温度、用户下班时间点和位于用户下班时间点之前的第一预设时间点，将第一预设时间点与用户下班时间点之间的时间段设为空调节能控制时间段；S2、监测当前时间是否处于空调节能控制时间段，所述空调节能控制时间段按时间先后顺序包括第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段；S3、在当前时间处于第一空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第一空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第一空调制冷量，并将第一空调制冷量除以第一空调节能控制时间段的时长得出第一平均制冷功率；S4、在当前时间处于第二空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第二空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第二空调制冷量，并将第二空调制冷量除以第二空调节能控制时间段的时长得出第二平均制冷功率；S5、将第一空调节能控制时间段的中间时刻作为第一平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻作为第二平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度记为第一时长；S6、根据第一平均制冷功率、第二平均制冷功率、第一空调节能控制时间段的中间时刻、第一时长得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，所述热量线性变化公式为：Ft=(F1-F0)×t/t1+F0；Ft-当前时间处于距离第一空调节能控制时间段的中间时刻t时间的时间点时进入室内的热量，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长；S7、根据热量线性变化公式、空调的目标调节温度、下班时间点期望温度和预设空调提前关闭时间估算公式计算空调在用户下班之前的提前关闭时间，所述预设空调提前关闭时间估算公式为：cm(T0-T1)=[(F1-F0)×t3/t1+F0+(F1-F0)×t2/t1+F0]×（t3-t2）/2；t4=t3-t2；c-空气的比热容，m-预设空调所在房间的空气质量,T1-目标调节温度，T0-下班时间点期望温度，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长，t3-用户下班时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t2-空调提前关闭时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t4-空调在用户下班之前的提前关闭时间，即空调提前关闭时间点距离用户下班时间点的时间长度；S8、根据空调在用户下班之前的提前关闭时间、用户下班时间点确定空调提前关闭时间点，并在当前时间处于空调提前关闭时间点时控制空调提前关闭。进一步地，所述第一空调节能控制时间段的时间长度和第二空调节能控制时间段的时间长度相等，所述第一空调节能控制时间段的时间长度为4～8min。本专利技术还采用如下的技术方案：一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制系统，所述节能控制系统包括安装在空调上的冷量表和控制器；所述控制器用于获取空调的目标调节温度、下班时间点期望温度、用户下班时间点和位于用户下班时间点之前的第一预设时间点，将第一预设时间点与用户下班时间点之间的时间段设为空调节能控制时间段；所述控制器用于监测当前时间是否处于空调节能控制时间段，所述空调节能控制时间段按时间先后顺序包括第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段；所述控制器用于在当前时间处于第一空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第一空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第一空调制冷量，并将第一空调制冷量除以第一空调节能控制时间段的时长得出第一平均制冷功率；所述控制器用于在当前时间处于第二空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第二空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、获取空调的目标调节温度、下班时间点期望温度、用户下班时间点和位于用户下班时间点之前的第一预设时间点，将第一预设时间点与用户下班时间点之间的时间段设为空调节能控制时间段；/nS2、监测当前时间是否处于空调节能控制时间段，所述空调节能控制时间段按时间先后顺序包括第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段；/nS3、在当前时间处于第一空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第一空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第一空调制冷量，并将第一空调制冷量除以第一空调节能控制时间段的时长得出第一平均制冷功率；/nS4、在当前时间处于第二空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第二空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第二空调制冷量，并将第二空调制冷量除以第二空调节能控制时间段的时长得出第二平均制冷功率；/nS5、将第一空调节能控制时间段的中间时刻作为第一平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻作为第二平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度记为第一时长；/nS6、根据第一平均制冷功率、第二平均制冷功率、第一空调节能控制时间段的中间时刻、第一时长得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，所述热量线性变化公式为：/nFt=(F1-F0)×t/t1+F0；/nFt-当前时间处于距离第一空调节能控制时间段的中间时刻t时间的时间点时进入室内的热量，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长；/nS7、根据热量线性变化公式、空调的目标调节温度、下班时间点期望温度和预设空调提前关闭时间估算公式计算空调在用户下班之前的提前关闭时间，所述预设空调提前关闭时间估算公式为：/ncm(T0-T1)= [(F1-F0)×t3/t1+F0 +(F1-F0)×t2/t1+F0]×（t3-t2）/2；/nt4= t3-t2；/nc-空气的比热容，m-预设空调所在房间的空气质量, T1-目标调节温度，T0-下班时间点期望温度，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长，t3-用户下班时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t2-空调提前关闭时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t4-空调在用户下班之前的提前关闭时间，即空调提前关闭时间点距离用户下班时间点的时间长度；/nS8、根据空调在用户下班之前的提前关闭时间、用户下班时间点确定空调提前关闭时间点，并在当前时间处于空调提前关闭时间点时控制空调提前关闭。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的公共建筑空调的节能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取空调的目标调节温度、下班时间点期望温度、用户下班时间点和位于用户下班时间点之前的第一预设时间点，将第一预设时间点与用户下班时间点之间的时间段设为空调节能控制时间段；
S2、监测当前时间是否处于空调节能控制时间段，所述空调节能控制时间段按时间先后顺序包括第一空调节能控制时间段、第二空调节能控制时间段和第三空调节能工作时间段；
S3、在当前时间处于第一空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第一空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第一空调制冷量，并将第一空调制冷量除以第一空调节能控制时间段的时长得出第一平均制冷功率；
S4、在当前时间处于第二空调节能控制时间段内时，实时获取空调的制冷功率，在第二空调节能控制时间段内按照预设采样间隔采集各个采样时刻空调的制冷功率，将各个采样时刻空调的制冷功率乘以预设采样间隔，累加后得出第二空调制冷量，并将第二空调制冷量除以第二空调节能控制时间段的时长得出第二平均制冷功率；
S5、将第一空调节能控制时间段的中间时刻作为第一平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻作为第二平均制冷功率对应的时间点，将第二空调节能控制时间段的中间时刻距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度记为第一时长；
S6、根据第一平均制冷功率、第二平均制冷功率、第一空调节能控制时间段的中间时刻、第一时长得出进入室内的热量随时间变化的热量线性变化公式，所述热量线性变化公式为：
Ft=(F1-F0)×t/t1+F0；
Ft-当前时间处于距离第一空调节能控制时间段的中间时刻t时间的时间点时进入室内的热量，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长；
S7、根据热量线性变化公式、空调的目标调节温度、下班时间点期望温度和预设空调提前关闭时间估算公式计算空调在用户下班之前的提前关闭时间，所述预设空调提前关闭时间估算公式为：
cm(T0-T1)=[(F1-F0)×t3/t1+F0+(F1-F0)×t2/t1+F0]×（t3-t2）/2；
t4=t3-t2；
c-空气的比热容，m-预设空调所在房间的空气质量,T1-目标调节温度，T0-下班时间点期望温度，F1-当前时间处于第二空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，F0-当前时间处于第一空调节能控制时间段的中间时刻时进入室内的热量，t1-第一时长，t3-用户下班时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t2-空调提前关闭时间点距离第一空调节能控制时间段的中间时刻的时间长度，t4-空调在用户下班之前的提前关闭时间，即空调提前关闭时间点距离用户下班时间点的时间长度；
S8、根据空调在用户下班之前的提前关闭时间、用户下班时间点确定空调提前关闭时间点，并在当前时间处于空调提前关闭时间点时控制空调提前关闭。


2.根据权利要求1所述的基于物联网的公共建筑空调的节能控制方法，其特征在于，所述第一空调节能控制时间段的时间长度和第二空调节能控制时间段的时间长度相等，所述第一空调节能控制时间段的时间长度为4～8min。


3.一种基于物联网的公共建筑空调的节能控...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴美君，
申请(专利权)人：吴美君，
类型：发明
国别省市：浙江;33