一種建筑能源控制及分項計量系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及到建筑能源控制及計量技術領域，尤其涉及到一種能實現建筑能源運行數據的自動實時采集、處理、分項計量和控制并有效提高能源利用效率的建筑能源控制及終端分項計量系統。
【背景技術】
[0002]綜合型建筑能源消耗相對集中在暖通空調及照明、動力兩大塊，這兩塊所占建筑總能耗的比例尤其以暖通空調能耗所占比例最大，可達60%以上，所以說做好了空調系統的管理，就完成了一大半的建筑能耗監控工作。然而現有投入運行的建筑中央空調系統普遍采用集中式二次換熱系統，通過壓縮機將蒸發器產生的冷凍水或采暖水通過管道送入空調末端設備，達到空調調節目的，系統冷凝回路產生的熱量或冷量則通過冷卻塔排放至大氣環境中，大量的寶貴能源白白消耗，造成系統使用成本較高，也對環境造成一定影響，同時，單一模式的中央空調系統采用傳統的變頻控制模式，只能實現對空調機組附屬水栗的簡單控制，無法滿足使用區域的不同調節要求，不能適應用戶使用的多樣性，而且，系統能耗的計量還是采用原始的人工抄表方式，臨時性和隨意性采集的數據給分析結果帶來較大誤差，容易造成數據失真，無法準確反映建筑空調系統的實際運行狀態，當然，也談不上準確有效的能源管理。
【發明內容】
[0003]本發明主要解決現有建筑能源監控和計量系統功能單一、能源利用率低及監控計量手段落后的技術問題；提供了一種能實現建筑能源運行數據的自動實時采集、處理、計量和控制并有效提高能源利用率的建筑能源控制及分項計量系統。
[0004]為了解決上述存在的技術問題，本發明主要是采用下述技術方案:
[0005]本發明的一種建筑能源控制及分項計量系統，用于建筑能源系統的控制和計量，所述建筑能源系統包括電力照明與動力子系統、自來水子系統、燃氣(油)子系統和中央空調子系統，所述中央空調子系統包括空調單元、生活熱水單元和抗凍劑濃縮及回收單元，所述空調單元包括多臺低溫熱栗機組和低溫熱回收熱栗機組，所述建筑能源控制及分項計量系統包括中央控制器和若干集控器，其中，
[0006]所述中央控制器通過串行總線與各集控器連接，用于分析各集控器匯總和處理的子系統運行數據并輸出相應的控制信號；
[0007]所述集控器包括電力照明與動力子系統集控器，自來水子系統集控器、燃氣(油)子系統集控器和中央空調子系統集控器；
[0008]所述中央空調子系統集控器包括空調單元控制器、生活熱水單元控制器和抗凍劑濃縮及回收單元控制器；
[0009]所述空調單元控制器用于收集和處理空調單元的運行數據并輸出機組控制信號，包括若干用于控制熱栗機組的熱栗機組主板MCU和若干用于控制熱回收熱栗機組的熱回收熱栗機組主板MCU，所述運行數據包括機組輸入電壓、電流、能耗、空調回路進出水溫、流量、換熱回路進出水溫、流量及環境溫濕度；
[0010]所述生活熱水單元控制器收集和處理生活熱水單元的運行數據并輸出控制信號，所述運行數據包括熱水箱進出水溫、液位及能耗參數；
[0011]所述抗凍劑濃縮及回收單元控制器用于收集和處理抗凍劑濃縮及回收單元的運行數據并輸出控制信號，所述運行數據包括電壓、電流、能耗參數、抗凍劑比重、抗凍劑儲存箱液位、水溫和環境溫濕度；
[0012]建筑能源控制及計量系統采用中央處理器、集控器與控制器的三級控制，中央處理器通過集控器分析診斷各控制器采集處理的各單元運行數據和能耗參數，再通過各控制器精確控制相應機組和部件的運行，以規范化的能耗分項計量和實時監測結果，來實現建筑能耗的在線檢測、動態分析和能效控制，實現各機組自動加減載運行，使建筑能源管理達到一個較高的水平，提高了能源利用效率。
[0013]作為優選，所述生活熱水單元控制器包括模塊MCU、傳感器電路、控制電路、電源電路、通信電路、計量電路和觸摸屏，所述傳感器電路用于采集第一熱水箱和第二熱水箱的進出水溫度、水箱液位參數，所述控制電路用于控制第一水箱和第二水箱的進水閥和出水閥以及自來水補水閥的開關，所述計量電路采集進水閥、出水閥和補水閥的能耗數據以及自來水補水流量，通過對生活熱水單元的運行數據監測，提高了能源利用效率，同時，對熱水箱的自來水補水量、進出水閥及補水閥能耗進行控制和計量，也提升了系統的能源管理水平。
[0014]作為優選，所述抗凍劑濃縮與回收單元控制器包括模塊MCU、傳感器電路、控制電路、電源電路、通信電路、計量電路和觸摸屏，所述傳感器電路用于采集抗凍劑比重、儲存箱液位、水溫、環境溫濕度，所述控制電路用于控制所述單元內的補液水栗、回收水栗、抗凍劑攪拌器和自來水補水閥的開關，所述計量電路用于采集補液水栗、回收水栗、抗凍劑攪拌器的能耗數據以及自來水補水流量，通過對抗凍劑濃縮及回收單元的運行數據監測，防止冬季時機組冷卻回路的結冰，提高機組運行的安全性，同時，對自來水補水量和補液水栗、回收水栗、攪拌器的能耗進行控制和計量，也提升了系統的能源管理水平。
[0015]作為優選，所述熱栗機組主板MCU外接空調水栗控制模塊、換熱水栗控制模塊、冷卻塔控制模塊和觸摸屏，熱栗機組主板MCU通過CAN輪詢網絡與所述各模塊聯絡。
[0016]作為優選，所述熱回收熱栗機組主板MCU外接空調水栗控制模塊、換熱水栗控制模塊、冷卻塔控制模塊、熱回收水栗控制模塊和觸摸屏，熱回收熱栗機組主板MCU通過CAN輪詢網絡與所述各模塊聯絡。
[0017]作為優選，所述空調水栗控制模塊包括模塊MCU、傳感器電路、控制電路、電源電路、通信電路和計量電路，所述傳感器電路用于采集機組空調回路的進出水溫和流量，所述控制電路用于控制空調水栗的運行和空調回路控制閥的開關，所述計量電路采集空調水栗和控制閥的能耗數據，通過對機組空調回路進出水溫的監測，可精確控制空調水栗的運行，既提高了機組空調調節的效率，同時，對空調水栗和控制閥的能耗控制和計量，也提升了系統的能源管理水平。
[0018]作為優選，所述換熱水栗控制模塊包括模塊MCU、傳感器電路、控制電路、電源電路、通信電路和計量電路，所述傳感器電路用于采集機組冷卻回路的進出水溫和流量，所述控制電路用于控制換熱水栗的運行和冷卻回路控制閥的開關，所述計量電路采集換熱水栗和控制閥能耗數據，通過對機組冷卻回路進出水溫的監測，可精確控制換熱水栗的運行，既提高了機組冷卻效率，同時，對換熱水栗和控制閥的能耗控制和計量，也提升了系統的能源管理水平。
[0019]作為優選，所述冷卻塔控制模塊包括模塊MCU、傳感器電路、控制電路、電源電路、通信電路和計量電路，所述傳感器電路用于采集冷卻塔的進出水溫和環境溫度，所述控制電路用于控制冷卻塔內換熱風機的運行和冷卻塔進出回路控制閥、自來水補水閥的開關，所述計量電路采集換熱風機和控制閥、補水閥的能耗數據，通過對冷卻塔進出水溫的監測，可精確控制冷卻塔換熱風機的運行，提高了換熱效率，降低了對環境的影響，同時，對換熱風機和補水閥的能耗控制和計量，也提升了系統的能源管理水平。
[0020]作為優選，所述熱回收水栗控制模塊包括模塊MCU、傳感器電路、控制電路、電源電路、通信電路和計量電路，所述傳感器電路用于采集熱回收機組內的熱回收回路的進出水溫和流量，所述控制電路用于控制熱回收水栗的運行和熱回收控制閥的開關，所述計量電路采集熱回收水栗和控制閥的能耗數據，將原來排放至