公共建筑末端用电设备节能测控一体化技术的研究

【摘要】：随着我国经济水平的提高,城市化进程的加快,公共建筑建筑面积与日俱增,“公共建筑能耗”成为社会敏感话题,故而“公共建筑节能”成为新的社会任务与责任。据统计,我国国家机关办公建筑和大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%,但是此类建筑年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%,公共建筑节能势在必行。 公共建筑总用电能耗包括建筑物用电设备工作能耗和末端用户行为能耗。在国家节能政策的指导下,许多建筑物用电设备已进行自身的节能优化,但是由于末端用户的不合理使用导致末端用户行为能耗的增加,因此本课题提出“行为节能”概念。“行为节能”是在保证室内环境舒适度的质量前提下,采用传感器、网络控制等节能测控一体化技术,制定合理的用电设备节能自动控制策略,避免公共建筑末端用电设备不合理的行为用能,以达到公共建筑节能降耗的目的。 本文综合分析了公共建筑末端用电设备行为节能测控一体化系统整体设计思路。公共建筑行为节能测控一体化系统通过实时监测室内环境参数,根据用电设备行为节能控制策略调节控制末端用电设备的运行,并且实时采集室内用电设备的用电能耗,并将室内环境参数和用电设备工作状态信息上传至建筑节能管理上位机。 本文中采用DS18B20温度传感器采集室内温度和ZINF20人体感应传感器监测室内人员存在,并且选用具有远传功能的电能表实时监测用电设备的电量。本文中行为节能房间控制器作为公共建筑末端用电设备行为节能控制主体,以STM32F103RBT6为主控芯片,通过室内环境处理电路分析处理室内温度、人员存在、设备用电量等室内环境参数,使用RS485通讯方式实现用电设备电量的采集,并且根据末端用电设备行为节能控制策略调节控制用电设备的运行,以及采用CAN总线通讯方式与上位机实现数据通讯。 本文重点分析了公共建筑部分末端用电设备的节能控制策略。主要包括中央空调风机盘管风机和进水阀的节能控制策略、照明灯具节能控制策略、办公插座设备的节能控制策略等。 【关键词】：公共建筑 行为节能 节能控制 建筑节能 测控一体化
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU855
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 课题研究现状10-12
• 1.3 行为节能概念12-13
• 1.4 课题研究的必要性与可行性13
• 1.5 论文研究内容及结构13-15
• 1.6 本章小结15-16
• 第2章 房间末端用电设备行为节能测控一体化系统方案设计16-28
• 2.1 行为节能测控一体化系统整体方案设计16-18
• 2.2 行为节能测控一体化系统硬件方案设计18-26
• 2.2.1 行为节能房间控制器方案设计19-20
• 2.2.2 室内环境监测设备选择及设计20-21
• 2.2.3 用电设备电量监测设计21-22
• 2.2.4 用电设备节能控制单元设计22-26
• 2.3 测控一体化系统软件方案设计26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 行为节能房间控制器硬件电路设计28-46
• 3.1 行为节能房间控制器整体架构28-29
• 3.2 主控芯片29-31
• 3.3 控制器室内环境信息监测硬件设计31-37
• 3.3.1 室内温度信息监测电路设计31-32
• 3.3.2 室内人员存在信息监测与处理电路设计32-36
• 3.3.3 用电设备能耗监测信息上传接口36-37
• 3.4 行为节能房间控制器用电设备动作调控电路设计37-41
• 3.4.1 中央空调风机盘管三速开关动作调控电路设计39-40
• 3.4.2 中央空调风机盘管进水阀动作调控电路设计40
• 3.4.3 室内照明设备动作调控电路设计40-41
• 3.5 行为节能房间控制器与上位机通讯接口设计41-43
• 3.6 行为节能房间控制器电源电路设计43-44
• 3.7 行为节能房间控制器键盘显示电路设计44-45
• 3.8 本章小结45-46
• 第4章 行为节能房间控制器节能控制策略设计与实现46-53
• 4.1 办公建筑末端用电设备节能控制策略46-50
• 4.1.1 风机盘管三速风机节能控制策略46-48
• 4.1.2 风机盘管进水阀节能控制策略48-49
• 4.1.3 照明设备节能控制策略49-50
• 4.1.4 其他用电设备节能控制策略50
• 4.2 其他类型公共建筑用电设备的行为节能控制策略50-51
• 4.3 公共建筑行为节能控制策略整体规划51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 测控一体化系统软件系统设计与调试53-72
• 5.1 行为节能房间控制器软件设计与调试53-70
• 5.1.1 STM32固体库选择53-54
• 5.1.2 KEIL工程建立54-55
• 5.1.3 室内环境信息采集与处理55-59
• 5.1.4 风机盘管三速调控软件实现59-65
• 5.1.5 照明设备状态调控软件实现65-67
• 5.1.6 风机盘管进水阀状态调控软件实现67-69
• 5.1.7 行为节能房间控制器末端用电设备整体软件实现69-70
• 5.2 建筑物节能管理上位机70-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第6章 总结与展望72-74
• 6.1 论文总结72-73
• 6.2 论文展望73-74
• 参考文献74-77
• 后记77-78
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况78

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