本发明专利技术公开了一种基于热工参数场监测的建筑群能耗监测系统及其方法，属于建筑节能测试领域。本系统包括依次连接的传感器（100）、分布式采集模块（200）、RS485总线（300）和监控计算机（400）；所述传感器（100）包括第1、2……第M传感器（110、120……1M0），分别为温度传感器、湿度传感器、风速传感器和风向传感器。本发明专利技术实现了建筑环境参数数据的长周期连续数据采集与存储，为分析建筑在各种条件下的能耗提供重要的测试数据；实现了大量测点的高精度、高可靠测量与存储，测量精度满足建筑环境小温差测量要求，测试设备可以适应高热湿环境下工作；适用于实验模型或实际建筑群能耗的长周期连续监测与分析。
Building group energy consumption monitoring system based on thermal parameter field monitoring and method thereof
The invention discloses a building group energy consumption monitoring system based on thermal parameter field monitoring and a method thereof, belonging to the field of building energy conservation testing. The system comprises a sensor (100) connected in sequence, a distributed acquisition module (200), an RS485 bus (300) and a monitoring computer (400); the sensor (100) comprises first, second...... M sensors (110, 120)...... 1M0) are temperature sensors, humidity sensors, wind speed sensors and wind direction sensors. The invention realizes long period environmental data construction of continuous data acquisition and storage, provides important test data for the various conditions of building energy consumption analysis; to achieve a large number of measurement points with high precision and reliable measurement and storage, the measurement accuracy can meet the construction environment of small temperature difference measurement requirements, test equipment can adapt to high humidity work environment; and analysis of long period for experimental models or actual buildings energy consumption of continuous monitoring.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑节能测试领域，尤其涉及一种基于热工参数场监测的建筑群能耗 监测系统及其方法，通过监测建筑群的热工参数场，实现对建筑群的内外能量传递监测。
技术介绍
建筑节能是世界广泛关注的节能领域。从上世纪70年代开始，许多发达国家遭遇 到能源短缺的局面，开始了对建筑节能的关注，促进了有关技术和设备的研究与开发。当前 各国已经制定了各种建筑规范和节能标准，用于建筑的规划、设计、建造、改造和使用等各 个阶段。随着科技进步，各种新的技术和标准不断推出，促进了节能建筑的发展，至今建筑 节能领域的研究仍然是科学研究的热点。据不完全统计，目前我国建筑能耗占社会总能耗的1/3左右；随着人民生活水平 提高，建筑能耗所占比例还会进一步增长。然而能源供需矛盾日益紧张，降低建筑能耗已不 仅是经济问题，更是关系到国家战略的问题；因此，对建筑节能的研究显得十分重要。对建筑物能耗进行评估的方法主要有能耗实测方法和能耗模拟仿真方法。1、能耗模拟仿真方法是在西方发达国家广泛应用的技术，配合严格的施工监理， 保证建筑实际节能效果与设计值趋于一致。模拟计算需要人工设定各种参数，如材料传热 特性、气候条件等，这些参数的准确性对模拟的效果有极大的影响。我国的建筑工程施工相 比发达国家较为粗糙，很难准确获得实际建筑的各种参数，同样自然条件数据的不足，能耗 的模拟仿真在国内的应用效果会大打折扣。2、能耗实测方法是国内外均较多采用的分析建筑节能效果的方法，即可通过对电 量、燃气等的消耗监测，实现建筑实际能源消耗的监测与分析，也可通过对建筑维护结构各 项参数进行分析，监测建筑与环境之间的能量传递效果。然而针对前者，只是单方面实现了 能源消耗量的统计，对能源是如何在建筑中被利用的则束手无策；针对后者，也有如下几个 方面的问题仍然限制了实测技术在建筑节能分析中的应用1)检测条件苛刻，测试数据受环境干扰等因素影响大；2)检测数据处理理论不成熟，目前检测数据处理的方法存在不确定，直接影响结 果的准确性；3)短时间内的特定环境下的检测数据，难以准确评估建筑长周期在各种环境条件 下的节能效果；4)检测技术发展不足，设备普遍存在使用不便、庞大等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种基于热工参数场 监测的建筑群能耗监测系统及其方法。本专利技术的目的是这样实现的一、基于热工参数场监测的建筑群能耗监测系统(简称系统)本系统包括依次连接的传感器、分布式采集模块、RS485总线和监控计算机。二、基于热工参数场监测的建筑群能耗监测方法(简称方法)本方法包括下列步骤①分析建筑群热工参数特点，布置测点，连接设备，组建建筑群能耗监测系统；②设定系统参数，进行数据采集，并对采集数据进行预处理；③存储实测数据，并生成历史数据；④系统监测，即显示当前系统工作状态及每个测点参数，对系统进行实时监控；⑤可视化监测，即将所有数据以云图或矢量图形式显示，以色彩区分建筑环境每 个部分的温度，以箭头方向和长度(或色彩)分别表示风速的方向与大小；⑥历史数据分析，即根据需求，查询任意时刻任意测点的历史数据，并对多点数据 进行对比分析；⑦能量流动分析与诊断，即针对每个时段的历史数据，以二维、三维参数场形式分 析建筑能量流动情况，评价建筑节能效果。本专利技术具有以下优点和积极效果①实现了建筑环境参数数据的长周期连续数据采集与存储，为分析建筑在各种条 件下的能耗提供重要的测试数据；②实现了大量测点的高精度、高可靠测量与存储，测量精度满足建筑环境小温差 测量要求，测试设备可以适应高热湿环境下工作；③实现了参数的可视化监测与分析，将实测参数显示在建筑三维立体图形中，参 数场计算结果以云图形式显示，利于分析和判断建筑能量传递；④适用于实验模型或实际建筑群能耗的长周期连续监测与分析。附图说明图1是本系统的结构方框图；图2是本系统的功能模块框图；图3是本方法流程图。图中000-环境参数；100-传感器；200-分布式采集模块；300-RS485 总线；400-监控计算机，410-系统应用管理单元，420-数据采集与管理单元，430-系统数据裤，440-实时数据裤，450-历史数据裤，460-查询单元，470-显示单元，480-计算单元；500-客户端。具体实施例方式下面结合附图和实施例详细说明一、系统1、总体如图1，本系统包括依次连接的传感器100、分布式采集模块200、RS485总线300 和监控计算机400。传感器100和分布式采集模块数量200根据实际需求确定数目。一个分布式采集 模块200最多可带8个传感器100 ；每个分布式采集模块200提供RS485接口，直接与RS485 总线300连接；每条RS485总线300上可接多个分布式采集模块200，最大数量与总线长度 及模块电气特性有关，本系统要求每条RS485总线300最多不超过20个分布式采集模块 200。本系统将复杂的监测对象分为空间上相对独立的单个监测对象，作为监测单元； 传感器100及分布式数据采集模块200分散布置在监测对象内或附近，数据采集模块200 通过RS485总线300与监控计算机400连接；传感器100将监测对象的环境参数000的信息(如温度)转化为分布式数据采集 模块200可以识别的模拟量信号(如电压1 5V或电流4 20mA)，分布式数据采集模块 200将该模拟量信号转化为数字信号，通过RS485总线300传递给监控计算机400。2、功能块1)传感器 100 如图1，传感器100包括第1、2……第M传感器110、120……IMO，包括温度传感器、 湿度传感器、风速传感器和风向传感器等，均采用高精度传感器，保证测量精度。如温度传感器选用PT100铠装热电阻传感器，并结合软件修正功能。2)分布式采集模块200如图1，分布式采集模块200包括第1、2……第N分布式采集模块210、220…… 2N0;选用高性能变送器及模拟量采集模块，配置密封盒，保证系统在高热湿环境下的精度 与可靠性。如选用8通道采集模块，分散布置在监测对象的各个地方，每个传感器与模块通道--对应。3)RS485 总线 300如图1，RS485总线300包括第1、2......第PRS485总线310、320......3P0，为一种常用的屏蔽双绞线。4)监控计算机400如图2，监控计算机400的硬件配置是常用工业计算机。监控计算机400的软件包括系统应用管理单元410、数据采集与管理单元420、系 统数据裤430、实时数据裤440、历史数据裤450、查询单元460、显示单元470和计算单元 480 ；其交互关系是系统应用管理单元410可通过数据采集与管理单元420设定系统参数，或者数据 采集与管理单元420直接从系统数据裤430读取系统参数，数据采集与管理单元420通过 RS485总线300与分布式采集模块200实现实时采集数据的交互；并将处理后的采集数据 写入到实时数据裤440，同时将实时数据库内数据定时进行处理，生成历史数据，存入到历史数据裤450 ；查询单元460通过读取系统数据裤430、实时数据裤440或历史数据裤450查 询所需点的参数点数据；计算单元480通过读取系统数据裤430、实时数据裤440或历史数 据裤450本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于热工参数场监测的建筑群能耗监测系统，其特征在于：包括依次连接的传感器（１００）、分布式采集模块（２００）、ＲＳ４８５总线（３００）和监控计算机（４００）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，王泽明，刘长青，贺国强，高伟，黄树红，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83
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