[实用新型]一种基于自适应控制器的建筑物节能系统

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑节能技术领域，尤其涉及基于自适应控制器的建筑物节能系统、自适应控制器的控制方法及自适应控制器的仿真方法。

背景技术

自20世纪70年代后期，在一些西方国家开始出现：室内空气质量(indoor air quality,IAQ)的说法，其发展是近十年以来国际环保界最关注的课题之一。有研究表明，现代人平均花90％的时间在室内度过，因此室内空气质量的好坏会直接影响现代人的身体健康。由此可见IAQ理应作为建筑物设计标准的重要部分和建筑物评估过程中重视的问题。二氧化碳(carbon dioxide,CO2)浓度是IAQ中的一个重要指标，当CO2浓度低时对人体无害，但其超过一定浓度时会影响到人类的呼吸：CO2在大气中含量超过1％时，人就会有轻度头晕反应；当超过3％时，开始出现呼吸困难；超过6％时，就会重度缺氧窒息甚至死亡。

纵观近几十年建筑领域的发展，建筑结构设计与设备管理方面，特别是涉及到生态控制和能源消耗的领域上，都有很显著的进步和变化。一个明显的转折点是在七十年代石油危机爆发之后，提出封闭的建筑物以最小化建筑物的能源消耗这一概念，但是这导致室内空气质量直线下降和全世界范围的健康问题。这就直接造成了研究确保人类舒适度的前提下，同时联系光照、温湿度和空气质量等其他因素的研究趋势。

在现有的能耗研究中，建筑物能耗占世界范围内总基础能耗的45％，这是在总能源消耗中占比例最高的一项。全球范围的建筑能耗，包括民用住宅和商业建筑，在发达国家每年的增长速率已达到20％-40％。然而在一项调查中，商业建筑物的年均耗能大约是70-300kWh/m2，这个数据是民用住宅的10到20倍。人口的增长、建筑服务压力的提升和舒适标准的提高都增大了建筑物的能源消耗，这些预示着未来仍然会持续能源需求的增长趋势。正是因为上述原因，建筑节能已然成为当今所有国家和国际水平在能源政策上重视的首要目标。建筑物的能源消耗问题已经得到越来越多的关注，毕竟建筑物是与人类生活工作息息相关的，也是现代化发展中必不可少的一个环节。

由此可见，研发出一种满足实际需要的可对室内温度和二氧化碳浓度等指标进行监控，并有效实现建筑物节能的系统显得尤为紧迫和必要。现有技术中，已经有类似的建筑物节能系统的报道。但现有的建筑物节能系统的组成比较复杂，不够智能化，使用不便。不能满足实际需要。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种基于自适应控制器的建筑物节能系统，该系统结构简化、便于安装和使用，满足实际需求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：基于自适应控制器的建筑物节能系统，包括空调系统、电动开窗系统和通风系统，还包括主控器、用于检测室内温度的温度传感器、用于检测室内二氧化碳浓度的二氧化碳传感器和用于检测能耗的能耗计量装置；

所述温度传感器与温度从控器相连，所述温度从控器包括与温度传感器相连的温度数据采集模块以及与温度数据采集模块相连的第一通信模块；

所述二氧化碳传感器与二氧化碳从控器相连，所述二氧化碳从控器包括与二氧化碳传感器相连的二氧化碳数据采集模块以及与二氧化碳数据采集模块相连的第二通信模块；

所述能耗计量装置与能耗从控器相连，所述能耗从控器包括与能耗计量装置相连的能耗数据采集模块以及与能耗数据采集模块相连的第三通信模块；

所述主控器包括自适应控制器以及与自适应控制器相连的第四通信模块，所述第一通信模块、第二通信模块以及第三通信模块分别与第四通信模块无线连接，所述空调系统、电动开窗系统和通风系统分别与第四通信模块无线连接。

空调系统、电动开窗系统和通风系统的主控器可通过无线模块与第四通信模块相连，进而可通过自适应控制器来控制各个系统的行为动作。

进一步的是，所述自适应控制器为Arduino UNO控制器，所述第四通信模块为Esp8266-01无线模块。

进一步的是，所述温度传感器为DS18B20温度传感器，所述温度数据采集模块为Arduino UNO控制器，所述第一通信模块为Esp8266-01无线模块。

进一步的是，所述二氧化碳传感器为VS08二氧化碳传感器，所述二氧化碳数据采集模块为Arduino UNO控制器，所述第二通信模块为Esp8266-01无线模块。

进一步的是，所述能耗计量装置为MSP430AFE2xx微控制器，所述能耗数据采集模块为Arduino UNO控制器，所述第三通信模块为Esp8266-01无线模块。