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建筑能耗综合管理系统和方法

阅读：938发布：2020-05-20

专利汇可以提供建筑能耗综合管理系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种建筑能耗综合管理系统和方法，该系统包括终端、计量仪表、数据采集器、数据交换器、数据综合处理器、能耗数据仓库、数据综合分析器、上位机。该方法包括采集终端的能耗数据，若能耗数据波动范围在设定值的10％以内，则将能耗数据传递给能耗数据仓库；否则智能调节控制器判断是否为第一次能耗调节，若是则调节终端；若不是将触发一级报警系统；然后对能耗数据仓库统计的能耗数据进行分析，将全年能耗数据与能耗定额进行比较，当全年能耗数据超过能耗定额时，二级报警系统发出报警信息，采用上位机监测能耗信息和报警信息。本发明能够实现对建筑运行期的能源进行数据采集、监测、报警、定额、分析、控制等操作。，下面是建筑能耗综合管理系统和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种建筑能耗综合管理系统，其特征在于，包括终端、计量仪表、数据采集器、数据交换器、数据综合处理器、能耗数据仓库、数据综合分析器、上位机；其中，
终端，设置在建筑物或构造物之内；
计量仪表，与终端电路连接，用于计量终端的能耗量的实时数据；
数据采集器，与计量仪表通过通信网络相连接，以获取计量仪表的工作状态和能耗数据；
数据交换器，通过通信网络定时访问数据采集器，以将数据采集器内的能耗数据和工作状态更新至数据综合处理器；
数据综合处理器，包括数据管理器、智能调节控制器和一级报警系统；数据管理器用于获得数据采集器的能耗数据；若数据管理器获得的能耗数据波动范围在设定值的±10％以内，则将能耗数据传递给能耗数据仓库；否则，将能耗数据传递给智能调节控制器；智能调节控制器接收数据管理器传递过来的信息后判断是否为第一次能耗调节，若是，则调节终端控制终端用户的用能情况；若不是，则表明终端调节控制失败，将触发一级报警系统，提醒终端用户自查；
能耗数据仓库，按照时间、建筑类型、建筑基本信息、能耗类型、能耗分项构成的维度体系进行汇总、统计能耗数据；
数据综合分析器包括数据分析器和二级报警系统，数据分析器对能耗数据仓库统计的能耗数据进行分析，形成按时间分布的能耗报告、能耗比较、计算能耗定额，将全年能耗数据与能耗定额进行比较，当全年能耗数据超过能耗定额时，二级报警系统发出报警信息；
上位机，用于监测能耗信息，以及监测一级报警系统和二级报警系统的报警信息。
2.如权利要求1所述的建筑能耗综合管理系统，其特征在于，还包括上级数据中心，通过互联网实现能耗数据的储存、分析和公示。
3.如权利要求1所述的建筑能耗综合管理系统，其特征在于，所述计量仪表包括电耗数据测量仪表、热耗数据测量仪表、水耗数据测量仪表、气耗数据测量仪表之中的至少一种。
4.如权利要求1所述的建筑能耗综合管理系统，其特征在于，所述的能耗数据仓库的时间包括年、季度、月、周、日、小时；所述的建筑类型包括公共建筑、居住建筑、工业建筑、农业建筑之中的至少一种；所述的建筑基本信息包括建筑物名称、建筑年代、建筑位置、建筑物层数、建筑物功能、建筑总面积中的至少一个；所述的能耗类型包括电耗、热耗、水耗、气耗之中的至少一种；所述的能耗分项包括空调系统、电梯系统、通风系统、水泵系统、排污系统、照明系统、消防系统、安防系统之中的至少一项。
5.如权利要求1所述的建筑能耗综合管理系统，其特征在于，所述的数据综合处理器，包括具有智能调节控制器的第一集成模块，能耗设定调节器、声音报警电路、光显示报警电路和直流电源。
6.如权利要求1所述的建筑能耗综合管理系统，其特征在于，所述的数据综合分析器，包括第二集成模块、声音报警电路、光显示报警电路和直流电源。
7.一种建筑能耗综合管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、采用数据采集器实时获取计量仪表采集终端的能耗数据，并获取计量仪表的工作状态；
步骤二、通过数据管理器获得数据采集器的能耗数据，若数据管理器获得的能耗数据波动范围在设定值的±10％以内，则将能耗数据传递给能耗数据仓库；否则，将能耗数据传递给智能调节控制器；智能调节控制器接收数据管理器传递过来的信息后判断是否为第一次能耗调节，若是，则调节终端控制终端用户的用能情况；若不是，则表明终端调节控制失败，将触发一级报警系统，提醒终端用户自查；
步骤三，采用数据分析器对能耗数据仓库统计的能耗数据进行分析，形成按时间分布的能耗报告、能耗比较、计算能耗定额，将全年能耗数据与能耗定额进行比较，当全年能耗数据超过能耗定额时，二级报警系统发出报警信息；
步骤四，采用上位机监测能耗信息，以及监测一级报警系统和二级报警系统的报警信息的步骤。
8.如权利要求7所述的建筑能耗综合管理方法，其特征在于，还包括步骤五，采用数据中心通过互联网实现能耗数据的储存、分析和公示。
9.如权利要求7所述的建筑能耗综合管理方法，其特征在于，在步骤二中，数据管理器通过数据交换器获得数据采集器的能耗数据。
10.如权利要求7所述的建筑能耗综合管理方法，其特征在于，数据采集器采取计量仪表的工作状态和能耗数据时，若网络连接失败导致终端的信息未传送时，计量仪表的工作状态和能耗数据将被暂时保存在计量仪表的内置存储器中，待网络恢复连接后，续传该工作状态和能耗数据给数据采集器。

说明书全文

建筑能耗综合管理系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑能耗的管理领域，尤其涉及一种建筑能耗综合管理系统和建筑能耗综合管理方法。

背景技术

[0002] 随着我国城市化水平的不断提高，建筑能耗不断增加，约占全社会能源消耗的40％。能源的匮乏与能源的需求逐渐增加的矛盾日益凸显，成为制约社会不断进步发展的主要障碍。长期以来，我国在建筑节能方面受能耗监测、能源统计、节能监管水平的限制，使得我国建筑的能耗统计粗放、节能监管疏漏、缺乏科学的用能预测系统，造成了建筑能源大量的消耗和浪费。此外，全国各地区的能耗水平各不相同，实地调研需要花费大量的人力物力，能耗的管理需要花费更长的时间来完成，费时费力的能源管理方式严重制约了节能社会的发展。因此，加强对建筑能耗综合管理系统的建立是实现建筑“分项计量、定额用能、节能监管”的基础，对我国建筑节能相关工作的开展具有重要的意义。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供了一种建筑能耗综合管理系统和建筑能耗综合管理方法，以用于对建筑运行期的能源进行数据采集、监测、报警、定额、分析、控制等操作。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种建筑能耗综合管理系统，包括终端、计量仪表、数据采集器、数据交换器、数据综合处理器、能耗数据仓库、数据综合分析器、上位机；其中，

[0005] 终端，设置在建筑物或构造物之内；

[0006] 计量仪表，与终端电路连接，用于计量终端的能耗量的实时数据；

[0007] 数据采集器，与计量仪表通过通信网络相连接，以获取计量仪表的工作状态和能耗数据；

[0008] 数据交换器，通过通信网络定时访问数据采集器，以将数据采集器内的能耗数据和工作状态更新至数据综合处理器；

[0009] 数据综合处理器，包括数据管理器、智能调节控制器和一级报警系统；数据管理器用于获得数据采集器的能耗数据；若数据管理器获得的能耗数据波动范围在设定值的±10％以内，则将能耗数据传递给能耗数据仓库；否则，将能耗数据传递给智能调节控制器；
智能调节控制器接收数据管理器传递过来的信息后判断是否为第一次能耗调节，若是，则调节终端控制终端用户的用能情况；若不是，则表明终端调节控制失败，将触发一级报警系统，提醒终端用户自查；

[0010] 能耗数据仓库，按照时间、建筑类型、建筑基本信息、能耗类型、能耗分项构成的维度体系进行汇总、统计能耗数据；

[0011] 数据综合分析器包括数据分析器和二级报警系统，数据分析器对能耗数据仓库统计的能耗数据进行分析，形成按时间分布的能耗报告、能耗比较、计算能耗定额，将全年能耗数据与能耗定额进行比较，当全年能耗数据超过能耗定额时，二级报警系统发出报警信息；

[0012] 上位机，用于监测能耗信息，以及监测一级报警系统和二级报警系统的报警信息[0013] 进一步的，本发明提供的建筑能耗综合管理系统，还包括上级数据中心，通过互联网实现能耗数据的储存、分析和公示。

[0014] 进一步的，本发明提供的建筑能耗综合管理系统，所述计量仪表包括电耗数据测量仪表、热耗数据测量仪表、水耗数据测量仪表、气耗数据测量仪表之中的至少一种。

[0015] 进一步的，本发明提供的建筑能耗综合管理系统，所述的能耗数据仓库的时间包括年、季度、月、周、日、小时；所述的建筑类型包括公共建筑、居住建筑、工业建筑、农业建筑之中的至少一种；所述的建筑基本信息包括建筑物名称、建筑年代、建筑位置、建筑物层数、建筑物功能、建筑总面积中的至少一个；所述的能耗类型包括电耗、热耗、水耗、气耗之中的至少一种；所述的能耗分项包括空调系统、电梯系统、通风系统、水泵系统、排污系统、照明系统、消防系统、安防系统之中的至少一项。

[0016] 进一步的，本发明提供的建筑能耗综合管理系统，所述的数据综合处理器，包括具有智能调节控制器的第一集成模块，能耗设定调节器、声音报警电路、光显示报警电路和直流电源。

[0017] 进一步的，本发明提供的建筑能耗综合管理系统，所述的数据综合分析器，包括第二集成模块、声音报警电路、光显示报警电路和直流电源。

[0018] 为了解决上述技术问题，本发明还提供一种建筑能耗综合管理方法，包括以下步骤：

[0019] 步骤一、采用数据采集器实时获取计量仪表采集终端的能耗数据，并获取计量仪表的工作状态；

[0020] 步骤二、通过数据管理器获得数据采集器的能耗数据，若数据管理器获得的能耗数据波动范围在设定值的±10％以内，则将能耗数据传递给能耗数据仓库；否则，将能耗数据传递给智能调节控制器；智能调节控制器接收数据管理器传递过来的信息后判断是否为第一次能耗调节，若是，则调节终端控制终端用户的用能情况；若不是，则表明终端调节控制失败，将触发一级报警系统，提醒终端用户自查；

[0021] 步骤三，采用数据分析器对能耗数据仓库统计的能耗数据进行分析，形成按时间分布的能耗报告、能耗比较、计算能耗定额，将全年能耗数据与能耗定额进行比较，当全年能耗数据超过能耗定额时，二级报警系统发出报警信息。

[0022] 步骤四，采用上位机监测能耗信息，以及监测一级报警系统和二级报警系统的报警信息的步骤。

[0023] 进一步的，本发明提供的建筑能耗综合管理方法，还包括步骤五，采用数据中心通过互联网实现能耗数据的储存、分析和公示。

[0024] 进一步的，本发明提供的建筑能耗综合管理方法，在步骤二中，数据管理器通过数据交换器获得数据采集器的能耗数据。

[0025] 进一步的，本发明提供的建筑能耗综合管理方法，数据采集器采取计量仪表的工作状态和能耗数据时，若网络连接失败导致终端的信息未传送时，计量仪表的工作状态和能耗数据将被暂时保存在计量仪表的内置存储器中，待网络恢复连接后，续传该工作状态和能耗数据给数据采集器。

[0026] 进一步的，本发明提供的建筑能耗综合管理方法，计量仪表采集的能耗数据包括电耗数据、热耗数据、水耗数据、气耗数据之中的至少一种。

[0027] 与现有技术相比，本发明提供的建筑能耗综合管理系统和方法是集能耗采集、监测、预警、定额、分析及控制为一体的综合管理平台。针对之前的系统多处于监测阶段，本系统提出了考虑能耗监测、能耗定额和智能反馈控制的一体化服务平台，通过能耗采集进行了能耗监测，针对工作状态及用能情况异常等及时进行报警和反馈调节控制，基于能耗仓库统计的能耗数据确定能耗定额水平，将实际采集的能耗数据情况与定额水平进行节能对比分析，及时了解和处理能耗问题，最后通过互联网上实现能耗数据的储存、分析和公示。本系统实现了能耗数据的远程实时传输、能源动态监测、分项分类分户计量、能耗定额；能耗指标考核、能效分析评估、能源使用可视化管理；用能情况分析、设备运行控制、能源管理决策支持。能够提供多种能耗分析，如年、月、周、日同比等，提供任意指定时段内的数据分析。建立多种能耗评价标准，如建筑单位面积能耗准值、设备能耗指标等。提高了目前能源审计、定额、控制分析等的工作效率，对于建筑节能工作的展开具有重要的意义。实现了对建筑运行期的能源进行数据采集、监测、报警、定额、分析、控制等操作。
附图说明

[0028] 图1是本发明一实施例的建筑能耗综合管理系统的方框结构示意图；

[0029] 图2是本发明一实施例的计量仪表的种类的结构示意图；

[0030] 图3是本发明一实施例的能耗数据仓库的数据结构示意图；

[0031] 图4是本发明一实施例的数据综合处理器的电路原理图；

[0032] 图5是本发明一实施例的数据综合分析器的电路原理图。

具体实施方式

[0033] 下面结合附图对本发明作详细描述：

[0034] 实施例一

[0035] 请参考图1，本实施例一提供一种建筑能耗综合管理系统，包括终端、计量仪表、数据采集器、数据交换器、数据综合处理器、能耗数据仓库、数据综合分析器、上位机；其中，[0036] 终端，设置在建筑物或构造物之内；

[0037] 计量仪表，与终端电路连接，用于计量终端的能耗量的实时数据；

[0038] 数据采集器，与计量仪表通过通信网络相连接，以获取计量仪表的工作状态和能耗数据；

[0039] 数据交换器，通过通信网络定时访问数据采集器，以将数据采集器内的能耗数据和工作状态更新至数据综合处理器；

[0040] 数据综合处理器，包括数据管理器、智能调节控制器和一级报警系统；数据管理器用于获得数据采集器的能耗数据；若数据管理器获得的能耗数据波动范围在设定值的±10％以内，则将能耗数据传递给能耗数据仓库；否则，将能耗数据传递给智能调节控制器；
智能调节控制器接收数据管理器传递过来的信息后判断是否为第一次能耗调节，若是，则调节终端控制终端用户的用能情况；若不是，则表明终端调节控制失败，将触发一级报警系统，提醒终端用户自查；

[0041] 能耗数据仓库，按照时间、建筑类型、建筑基本信息、能耗类型、能耗分项构成的维度体系进行汇总、统计能耗数据；

[0042] 数据综合分析器包括数据分析器和二级报警系统，数据分析器对能耗数据仓库统计的能耗数据进行分析，形成按时间分布的能耗报告、能耗比较、计算能耗定额，将全年能耗数据与能耗定额进行比较，当全年能耗数据超过能耗定额时，二级报警系统发出报警信息；

[0043] 上位机，用于监测能耗信息，以及监测一级报警系统和二级报警系统的报警信息；

[0044] 数据中心，通过互联网实现能耗数据的储存、分析和公示。

[0045] 请参考图2，本实施例一提供的建筑能耗综合管理系统，所述计量仪表包括电耗数据测量仪表、热耗数据测量仪表、水耗数据测量仪表、气耗数据测量仪表之中的至少一种。

[0046] 请参考图3，本实施例一的能耗数据仓库的时间包括年、季度、月、周、日、小时；建筑类型包括公共建筑、居住建筑、工业建筑、农业建筑之中的至少一种；建筑基本信息包括建筑物名称、建筑年代、建筑位置、建筑物层数、建筑物功能、建筑总面积中的至少一个；能耗类型包括电耗、热耗、水耗、气耗之中的至少一种；能耗分项包括空调系统、电梯系统、通风系统、水泵系统、排污系统、照明系统、消防系统、安防系统之中的至少一项。

[0047] 请参考图4，本发明的数据综合处理器，包括具有智能调节控制器的第一集成模块P1，能耗设定调节器RP、声音报警电路、光显示报警电路和直流电源E。本实施例中，能耗设定调节器RP设定为3组，分别用RP1、RP2、RP3表示，光显示报警电路为三组，声音报警电路为1组。其中第一组光显示报警电路包括发光二极管VL1、限流电阻R1、晶体管V1、偏置电阻R4、滤波电容C1；第二组光显示报警电路包括发光二极管VL2、限流电阻R2、晶体管V2、偏置电阻R5、滤波电容C2；第三组光显示报警电路包括发光二极管VL3、限流电阻R3、晶体管V3、偏置电阻R6、滤波电容C3。声音报警电路，包括音效集成器IC、驱动晶体管V、蜂鸣器BL和限流电阻R7。

[0048] 下面仅示例第一组光显示报警电路和对应的声音报警电路的工作原理。通过能耗设定调节器RP来控制设定能耗的范围，当数据综合处理器接收到的能耗数据变化超过设定能耗的10％时，集成模块P1中的智能调节控制器将会工作并判断该能耗数据是否为第一次调节，如果是，智能调节控制器将会调节终端用能情况，同时集成模块输出端口输出低电位，光显示报警电路的晶体管V1不导通，二极管VL1不亮，同时，不触发音效集成器IC、驱动晶体管V截止，蜂鸣器BL不响；否则集成模块P1的输出端口就输出高电位，相应的光显示报警电路的晶体管V1导通，二极管VL1发光，同时触发音效集成电路IC工作，驱动晶体管V导通，蜂鸣器BL报警，通知用户自查，并将警报信息按照预定义的推送规则，通过通信网络，被推送至上位机，供工作人员监测、核查和分析。

[0049] 请参考图5，是本发明的数据综合分析器，包括第二集成模块P2、声音报警电路、光显示报警电路和直流电源E。其中光显示报警电路和声音报警显示电路的电路结构与数据综合处理器的相同。下面仅示例其中一组数据综合分析器的光显示报警电路和对应的声音报警电路的工作原理。将全年能耗信息与数据综合分析器中计算出的能耗定额水平进行比较，当全年能耗信息超过能耗定额水平(即超过能耗定额的阶段、分项能耗)时，集成模块P2的输出端口输出高电平，通过偏置电阻R4使晶体管V1导通，则发光二极管VL1发光报警，同时触发音效集成电路IC工作，驱动晶体管V导通，蜂鸣器BL发出响声启动声音报警；当全年能耗信息未超过能耗定额水平时，集成模块P2的输出端口输出低电平，不触发光显示报警电路和声音报警电路，发光二极管VL1不发光，蜂鸣器BL不响。

[0050] 实施例二

[0051] 本实施例二提供一种建筑能耗综合管理方法，采用实施例一的建筑能耗综合管理系统，包括以下步骤：

[0052] 步骤一、采用数据采集器实时获取计量仪表采集终端的能耗数据，并获取计量仪表的工作状态；

[0053] 步骤二、通过数据管理器获得数据采集器的能耗数据，若数据管理器获得的能耗数据波动范围在设定值的±10％以内，则将能耗数据传递给能耗数据仓库；否则，将能耗数据传递给智能调节控制器；智能调节控制器接收数据管理器传递过来的信息后判断是否为第一次能耗调节，若是，则调节终端控制终端用户的用能情况；若不是，则表明终端调节控制失败，将触发一级报警系统，提醒终端用户自查；

[0054] 步骤三，采用数据分析器对能耗数据仓库统计的能耗数据进行分析，形成按时间分布的能耗报告、能耗比较、计算能耗定额，将全年能耗数据与能耗定额进行比较，当全年能耗数据超过能耗定额时，二级报警系统发出报警信息。

[0055] 步骤四，采用上位机监测能耗信息，以及监测一级报警系统和二级报警系统的报警信息的步骤。

[0056] 作为较佳的实施方式，本实施例二提供的建筑能耗综合管理方法，还包括步骤五，采用数据中心通过互联网实现能耗数据的储存、分析和公示。

[0057] 作为较佳的实施方式，本实施例二提供的建筑能耗综合管理方法，在步骤二中，数据管理器通过数据交换器获得数据采集器的能耗数据。

[0058] 作为较佳的实施方式，本实施例二提供的建筑能耗综合管理方法，数据采集器采取计量仪表的工作状态和能耗数据时，若网络连接失败导致终端的信息未传送时，计量仪表的工作状态和能耗数据将被暂时保存在计量仪表的内置存储器中，待网络恢复连接后，续传该工作状态和能耗数据给数据采集器。

[0059] 作为较佳的实施方式，本实施例二提供的建筑能耗综合管理方法，计量仪表采集的能耗数据包括电耗数据、热耗数据、水耗数据、气耗数据之中的至少一种。

[0060] 本发明不限于上述具体实施方式，凡在本发明的精神和范围内所作出的各种变化，均在本发明的保护范围之内。

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