一种智能楼宇的中央空调智能控制系统及方法

本发明涉及智能楼宇，特别是涉及一种智能楼宇的中央空调智能控制系统及方法。

背景技术：

1、目前随着智能楼宇技术快速发展，基本上针对楼宇可实现空间可视化、能耗管理可视化、安防监控可视化、人员定位可视化以及环境监测可视化，其中在空间可视化方面主要通过数字孪生技术对楼宇建筑外观、建筑内部空间结构和主要管理设施设备进行全要素的可视化，对空间资源使用情况和环境数据进行综合可视分析；能源可视化方面主要根据实时能耗监控数据，在楼宇数字孪生场景中综合展示空调、电梯、照明、供水、通风、通讯、安防、机房等各项耗电情况，包括分类统计面板、分区统计面板和历史趋势图表等，使管理能够准确掌握能源成本比重和发展趋势，制定有的放矢的节能策略，辅助楼宇节能减排规划；在安装监控可视化方面借助图像识别技术，集成视频监控、消防管理、环境监控等系统，提供告警处置联动机制，提升楼宇应急管理的反应速度；在人员定位可视化方面实时显示人员在楼宇中空间位置及相关信息的能力，能实时展示人员活动轨迹，可调取附近监控视频查看真实现场情况；此外，还能展示园区内人员分布情况以及显示人员停留是否超时等信息，从而满足疫情防控和特定办公场地安全保密等管理需求。

2、虽然目前针对楼宇能耗、人员、设备等方面高度实现了数据化处理，但是针对楼宇内部能耗管理并没有得到实质性解决，尤其是针对采用中央空调系统的办公楼、公寓及住宅等位置仍然是采用传统粗放式通风系统，无法针对各通风区智能调整通风模式，造成压缩机群长期高负荷运行，耗能高，能源浪费严重。

技术实现思路

1、针对目前传统粗放式通风系统，压缩机群长期高负荷运行，耗能高，能源浪费严重的技术问题，本发明提出了一种智能楼宇的中央空调智能控制系统及方法。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、本发明提出了一种智能楼宇的中央空调智能控制系统，包括压缩机群，所述压缩机群通过风管与若干个通风区相连通，所述通风区内设置有区域控制端，所述区域控制端分别与用户端和集控端通讯连接，所述用户端与集控端通讯连接，所述集控端与压缩机群控制端通讯连接，所述压缩机群控制端与所述压缩机群电连接；所述风管包括主风道、若干个一级风道和二级风道，所述主风道与所述压缩机群相连通，所述主风道与若干个所述分支风道相连通，且所述主风道与所述一级风道之间设置有用于调控一级风道进风状态的主风道调节器，所述一级风道与所述二级风道相连通且所述一级风道与所述二级风道之间设置有用于调控二级风道进风状态的分支风道调节器，所述主风道调节器和所述分支风道调节器分别与所述集控端通讯连接。

4、优选地，所述区域控制端包括dsp逻辑控制器，所述dsp逻辑控制器分别与区域监测单元、电源管理单元、通讯单元以及存储单元电连接，所述区域监测单元均匀布置在所述通风区内，以用于监测通风区内状态变化。

5、优选地，所述区域监测单元包括人体红外探测器和第二温度传感器，所述人体红外探测器和所述第二温度传感器分别布置在所述通风区内，以用于分别监测通风区内人员变化状态以及通风区内温度变化。

6、优选地，所述通讯单元包括rs485通讯接口和无线通讯模块，所述rs485通讯接口通过rs485通讯总线与所述集控端通讯连接，所述无线通讯模块与所述用户端通讯连接；所述电源管理单元包括电源转换器、蓄电池和电源切换开关，所述电源转换器与外接电源电连接，所述电源转换器和所述蓄电池均通过所述电源切换开关与所述dsp逻辑控制器电连接。

7、优选地，所述集控端包括集控管理主机，所述集控管理主机分别与服务器、rs485通讯接口、第一温度传感器以及报警器电连接，所述第一温度传感器设置在室外，以用于监测室外温度变化，所述服务器与4g短信告警模块电连接，所述4g短信告警模块与所述用户端通讯连接；所述压缩机群控制端包括pwm变频控制器，所述pwm变频控制器与所述压缩机群电连接。

8、优选地，所述一级风道的设置数量为两组，两组所述一级风道均与所述主风道相连通，且每组所述一级风道均与两组所述二级风道相连通；两组所述一级风道和所述主风道整体呈y字形，所述主风道调节器设置在主风道与所述一级风道的交接位置处，两组所述二级风道与对应连通的所述一级风道整体呈y字形，所述分支风道调节器设置在所述一级风道与所述二级风道的交接位置处。

9、优选地，所述主风道调节器和所述分支风道调节器均包括fpga控制器、伺服电机、rs485通讯接口、电源接口和封板，所述主风道和所述一级风道的交接处以及所述一级风道与所述二级风道的交接处分别活动设置有封板，所述封板的一端通过转动轴与伺服电机相连接，所述伺服电机的输出轴上设置有旋转编码器，所述封板的另一端设置有第一吸合件，所述主风道的两侧分别开设有三角形限位槽，所述三角形限位槽内嵌入有与所述第一吸合件相配合的第二吸合件，所述伺服电机、所述rs485通讯接口、所述电源接口、所述旋转编码器以及所述第二吸合件均与所述fpga控制器电连接。

10、优选地，所述第一吸合件包括定位磁片，所述定位磁片设置在所述封板侧面上，所述第二吸合件包括电磁铁，所述电磁铁嵌入在所述三角形限位槽内，且当所述封板按照设定旋转角度旋转至与所述三角形限位槽接触时，所述电磁铁与所述定位磁片相吸合，所述电磁铁与所述fpga控制器电连接；所述一级风道和所述二级风道内均设置有风速计，所述风速计通过urat通讯接口与所述fpga控制器电连接。

11、优选地，所述一级风道的设置数量三组，三组所述一级风道均与所述主风道相连通，每组所述一级风道与两组所述二级风道相连通；所述主风道与三组所述一级风道之间设置有主风道调节器，所述主风道调节器包括fpga控制器和两组封板，两组所述封板活动对称设置在所述主风道与所述一级风道之间交接位置处，且两组所述封板分别与所述主风道两侧壁相配合，以用于调控靠近主风道两侧的两组一级风道的进风状态；所述主风道内设置有定位柱，所述定位柱与两组所述封板相配合，以用于调控与所述主风道竖直连通的一级风道的进风状态；两组所述封板分别通过转动轴与伺服电机相连接，所述伺服电机的输出轴上设置有旋转编码器，所述伺服电机和所述旋转编码器均与所述fpga控制器电连接，所述fpga控制器与所述集控端通讯连接。

12、本发明还公开了一种智能楼宇的中央空调智能控制方法，包括以下步骤：

13、s1、首先将整个区域划分为若干个通风区，并将各个通风区分别命名，根据各个通风区分区信息结合各风道分布信息，确定与通风区连通的对应风道管路信息，并将通风区与对应的风道关联标记；

14、s2、根据通风区人员变化状态，在白天运行时，确定通风区通风模式为节能模式或智能模式，当通风区内超过设定时间无人员出现，则通风区通风模式切换为节能模式，节能模式开启，通风区对应的风道关闭；当通风区内探测到人员出现，通风区通风模式切换为智能模式，智能模式开启，通风区对应风道开启，同时关闭处于节能模式状态下的风道，调整压缩机群投入数量，通风区内快速通风，使得通风区内温度快速达到设定温度值；

15、s3、根据各通风区通风模式，关闭处于节能模式状态下通风区对应的风道，根据处于智能模式状态下通风区内温差变化速度，确定温差最大的通风区为最优级通风区，其余存在温差的通风区为一般级通风区，此时调小一般级通风区对应风道进风口的开启角度，完全开启最优级通风区对应风道进口的开启角度，同时根据各个通风区额定通风量，确定处于智能模式状态下通风区所需通风量，调整压缩机投入数量；

16、s4、根据步骤s3，当处于智能模式状态下通风区温度达到设定温度时，调整通风区为待启用通风区，重复步骤s2-s3；

17、s5、在夜间运行时，退出智能模式，将通风区通风模式切换为夜间模式，结合通风区内温度与室外温度，当通风区与室外温差大于设定阈值时，通过调整通风区对应风道进风口开启角度和/或压缩机群投入数量调整通风区通入风量。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

19、1、本发明通过在主风道与一级风道之间、一级风道与二级风道之间分别布置主风道调节器和分支风道调节器，可根据各个通风区通风模式，利用主风道调节器和分支风道调节器关闭对应风道，或调节对应风道进风口开启大小，进而完成整体风道通风调节，同时根据各个通风区通风模式可确定所需通风量，可减少压缩机运行数量，进而达到节能降耗，改变传统粗放式通风模式；

20、2、本发明通过一级风道和二级风道内布置的风速计结合风道的截面积可计算当前风道通风量，根据通风区所需通风量，可通过控制对应风道进风口开启大小调节风道风速，进而实现通风区智能高效通风；

21、3、本发明主风道调节器和分支风道调节器均包括伺服电机带动封板转动，通过配合旋转编码器监测伺服电机旋转角度，进而实现精确控制封板翻转角度，同时在主风道两侧壁设置电磁铁，当封板转动至主风道两侧时，电磁铁吸合将封板固定在主风道侧壁上，避免封板受到空气冲击出现摆动影响正常通风；

22、4、本发明通过在主风道两侧侧壁上分别开设三角形限位槽，三角形限位槽形成一个限位台阶，利用限位台阶对封板端部进行稳定支撑限位，同时避免封板受到风道内空气冲击卡滞到一级风道，保证风道的正常通风；

23、5、本发明通过节能模式、智能模式和夜间模式三模式运行，整体实现全天候24h节能运行，满足不同阶段、不同区域的智能通风需求，大大降低了使用能耗。