恭喜上海交通大學;上海源控智慧能源科技有限公司姚曄獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜上海交通大學;上海源控智慧能源科技有限公司申請的專利變風量空調系統辦公樓分戶碳排放計量、評估方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116468314B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310364301.1,技術領域涉及:G06Q10/0639;該發明授權變風量空調系統辦公樓分戶碳排放計量、評估方法及系統是由姚曄;張福清;陳婉婷;洪小淅;熊磊;苗雨潤;李燕;王忠設計研發完成,并于2023-04-06向國家知識產權局提交的專利申請。
本變風量空調系統辦公樓分戶碳排放計量、評估方法及系統在說明書摘要公布了:本發明提供了一種變風量空調系統辦公樓分戶碳排放計量、評估方法及系統根據變風量空調系統的工作原理以及相關運行參數,提出一種變風量空調系統辦公樓分戶碳排放計量方法,該方法消除了辦公室朝向非人為因素對辦公室空調碳排放結果的影響,提高了變風量空調系統辦公樓分戶空調碳排放評估的合理性和公平性;同時,以辦公室單位時間人均碳排放和單位面積碳排放為評價指標,通過算法對比分析各辦公室空調碳排放強度,將變風量空調系統辦公樓分戶空調碳排放水平歸類從而將有效督促空調使用者降低碳排放,解決了現有技術的評估方法都是將建筑物作為對象進行碳排放評估,并沒有考慮辦公樓集中空調系統分戶碳排放計量以及各辦公室碳排放指標評估的問題。
本發明授權變風量空調系統辦公樓分戶碳排放計量、評估方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種變風量空調系統辦公樓分戶碳排放計量、評估系統,其特征在于,包括:辦公室分戶空調冷熱功率及空調風機電功率計算器,多路電功率采集器,水流量傳感器,第一水溫傳感器,第二水溫傳感器,室溫傳感器,風量傳感器,南朝向太陽輻射強度無線傳感器,北朝向太陽輻射強度無線傳感器,無線環境溫度傳感器,空氣處理設備,空氣-水表面式換熱器,變頻風機,風機變頻器,變風量風閥,辦公房間,無線紅外感應計數器和云平臺;其中,辦公室分戶空調冷熱功率及空調風機電功率計算器包括:多輸入數據濾波模塊,模擬數據輸入接口,第一數據轉換接口,第一5G4G通訊接口,第一存儲器,碳排放運算器,ModbusRS485通訊接口,第一電源;所述辦公室分戶空調冷熱功率及空調風機電功率計算器根據所獲得的空調系統運行信息計算得到辦公室分戶空調冷熱功率及空調送風電功率,包括:分戶空調冷熱功率計算方法如下:假設所述辦公室分戶空調冷熱功率及空調風機電功率計算器所對應的第j個多區域變風量空調系統承擔n間獨立辦公室的空調負荷,這些獨立辦公室的空調送風量可由所述的風量傳感器測量得到,依次記為Ga,1、Ga,2、......Ga,n,則第i間獨立辦公室消耗的空調冷熱功率Qo,room,i單位:W由下式計算得到: 式中,Cw為水的比熱,單位是Jkg·℃,取值4200;Gw,in為所述的空氣-水表面式換熱器的空調冷熱水進水流量,單位是kgs,由所述的水流量傳感器測量得到;tw,in為所述的空氣-水表面式換熱器的空調冷熱水進水溫度,單位是℃,由所述的第一水溫傳感器測量得到;tw,out為所述的空氣-水表面式換熱器的空調冷熱水出水溫度,單位是℃,由所述的第二水溫傳感器測量得到;分戶空調風機電功率計算方法如下:由所述的ModbusRS485通訊接口獲得的所述的變頻風機的運行電功率為NAHUfan,則第i間辦公室消耗的空調風機功率Nfan,room,i單位:W由下式計算得到: 多路電功率采集器包括:多路ModbusRS485通訊接口,第二電源,第二數據轉換接口,第二5G4G通訊接口,第二存儲器,電量運算器;空氣-水表面式換熱器和變頻風機安裝在空氣處理設備中,空氣-水表面式換熱器位于變頻風機的進風口處,風機變頻器和變頻風機相連,每個辦公房間安裝有變風量風閥,空氣處理設備通過風管與若干變風量風閥相連,通過調節變風量風閥開度控制辦公房間的室內溫度,在變風量風閥的進風處安裝有風量傳感器,室溫傳感器安裝在辦公房間適當位置,第一水溫傳感器和水流量傳感器置于空氣-水表面式換熱器的進水管處,第二水溫傳感器置于空氣-水表面式換熱器的出水管處,多輸入數據濾波模塊的數據輸入口分別與水流量傳感器、第一水溫傳感器、第二水溫傳感器、室溫傳感器和風量傳感器相連,ModbusRS485通訊接口與風機變頻器相應的通訊接口相連,多路ModbusRS485通訊接口分別與空調冷熱源動力設備所對應的電表通訊接口相連,無線紅外感應計數器安裝在辦公室出入口,南朝向太陽輻射強度無線傳感器和北朝向太陽輻射強度無線傳感器分別安裝在辦公樓頂樓的南墻面和北墻面,無線環境溫度傳感器安裝在辦公樓新風系統進風管內或其他通風陰涼處,南朝向太陽輻射強度無線傳感器、北朝向太陽輻射強度無線傳感器和無線環境溫度傳感器通過無線數據協議與云平臺相連;所述云平臺根據所述辦公室分戶空調冷熱功率及空調風機電功率計算器、所述多路電功率采集器、所述南朝向太陽輻射強度無線傳感器、所述北朝向太陽輻射強度無線傳感器和所述無線環境溫度傳感器傳過來的相關數據對辦公樓各辦公室集中空調系統的碳排放水平進行科學計算和合理評估分析;所述對辦公樓各辦公室集中空調系統的碳排放水平進行科學計算和合理評估分析,包括:辦公室分戶空調實際當量電功率計算;所述辦公室分戶空調實際當量電功率計算,包括:假設整個辦公樓總共有m個多區域變風量空調系統,則第j個多區域變風量空調系統中的第i間獨立辦公室消耗的空調冷熱功率Qo,room,i單位:W根據下式折算成當量電功率NQo,room,i單位:W: 其中,Nsys,total為空調冷熱源系統總運行電功率;第i間辦公室分戶空調實際當量電功率NAC,room,i由下式計算:NAC,room,i=Nfan,room,i+NQo,room,i4對辦公室分戶空調實際當量電功率進行修正;所述對辦公室分戶空調實際當量電功率進行修正,包括:計算辦公室外圍護結構產生的空調冷熱負荷;以空調冷負荷計算為例,辦公室外圍護結構產生的空調冷負荷CL包括通過圍護結構傳入的熱量以及通過透明圍護結構傳入的太陽輻射熱量,第i間辦公室外墻體產生的空調冷負荷CLExtwall,i和外窗產生的空調冷負荷CLExtwindow,i分別由公式5和公式6計算:CLExtwall,i=Krwall·Frwall,i·tExtwall,z-tindoor,i5CLExtwindow,i=Krwindow·Frwindow,i·tExtwindow,z-tindoor,i+YzFrwindow,iIsolar6式中,Nrwall為外墻總傳熱系數,單位是Wm2·℃;Krwindow為外窗總傳熱系數,單位是Wm2·℃;Frwall,i為第i間辦公室外墻面積,單位是m2;Frwindow,i為第i間辦公室外窗面積,單位是m2;tindoor,i為第i間辦公室室內空氣溫度,單位是℃,由室溫傳感器測量得到;tExtwall,z為外墻外表面綜合溫度,單位是℃,由公式7計算;tExtwindow,z為外窗外表面綜合溫度,單位是℃,由公式8計算;Yz為外窗綜合遮擋系數,與玻璃的透射率有關,取值0.6-0.8;Isolar為太陽輻射強度,單位是Wm2,由所述的南朝向太陽輻射強度無線傳感器或所述的北朝向太陽輻射強度無線傳感器測量得到;建筑外墻外表面綜合溫度tExtwall,z計算式如下: 式中,tenv,a為辦公樓戶外環境空氣溫度,單位是℃,由所述的無線環境溫度傳感器測量得到;σExtwall為墻體外表面對太陽輻射的吸收系數;aExtwall為墻體外表面的放熱系數,單位是Wm2.℃;建筑外窗外表面綜合溫度tExtwindow,z計算式如下: 式中,σExtwindow為窗體外表面對太陽輻射的吸收系數;aExtwindow為窗體外表面的放熱系數,單位是Wm2.℃;按前面假設,整個辦公樓的辦公室數量為:m×n,則整個建筑由外墻體產生的空調平均冷負荷為 整個建筑由外窗產生的空調平均冷負荷為 則第i間辦公室分戶空調實際當量電功率修正值NQo,correct,i單位:W計算公式如下: 這樣,修正后的第i間辦公室分戶空調實際當量電功率NAC,room,correct,i單位:W計算式如下:NAC,room,correct,i=Nfan,room.i+NQo,room.i+NQo,correct,i12根據用電碳排放計算模型和所述修正后的辦公室分戶空調實際當量電功率,確定集中空調系統分戶碳排放,計算變風量集中空調系統分戶單位時間人均碳排放和單位面積碳排放;以每間辦公室作為樣本,樣本特征包括辦公室空調導致的單位時間人均碳排放和單位面積碳排放,比較分析并評價各辦公室空調的碳排放水平。
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