一种公共区域低能耗管控方法及系统

技术领域

本发明属于空调管理技术领域，具体涉及一种公共区域低能耗管控方法及系统。

背景技术

随着国家经济的发展和社会的进步，学校公共教室和图书馆开始改变原先高温时节采用电扇降温的简陋方式，越来越多的学校公共教室开始配置空调设备，以改善学生的学习环境，提高学生的学习效率，公共教室运行期间消耗大量的空调能耗和照明能耗。随着科学技术的发展，设备本身和照明灯具的效率得到了较大的提升，但由于学校能源管理技术的缺乏，能源管理手段落后，空调和照明能源综合利用率并不高，在公共教室的使用过程中，存在大量能源浪费的现象。目前许多大学、中学、小学的新校区的设计，公共教室较多采用柜式空调或具有操作极具便利性的VRV多联机，下面以VRV多联机为例说明情况，学生可以自主通过操作面板进行温度的设定、运行模式的改变。实际使用过程中，想开启空调的学生很多，而事后会关闭空调的学生很少，空调、照明经常沦为无人过问的境界，甚至自习结束公共教室内空无一人，而空调、照明依然不停运行，能源浪费非常明显。

如何降低能耗，提高公共教室的日常用能管理的效率，进而提升能源的利用率，是非常值得我们研究和探讨的课题。公共教室的功能是上课、自修，其中学生自修期间，情况最为复杂，公共教室学生人数时多时少，人员波动非常大，有时室内空无一人，而空调和照明根本无人顾及。

为了减少学校公共教室过度用能的现状，避免采用一种笼统简单的手工操作方式，我们需要寻找一种更为精准型、智能型的用能管控系统，既能满足学生学习要求，又能减少不必要的能源浪费，从而实现提高能源利用率的目标。

目前公共教室的照明和空调日常管理较为松懈，日常运行采用人工模式，学生可以自行随意开启，最后晚上由学校保安或保洁人员去巡逻和关闭，期间有太多的时间存在人员稀少的状况。公共教室人去人来，有时教师上课用、有时自修用，人多人少，变化不断，而空调和照明成为了无人关心、无人关注的弃子，长期运行，期间消耗着大量的无效能源。

另外，在教室的营运过程中，教室的使用率不一样，有些经常被使用，有些难得被使用；不同的时间段，同一个公共教室，使用人数也不一样；上课的时候人员众多，自习的时候人员较少，晚上19:00~20:30自修学生多，20:30之后自修学生较少；平时学习学生多，双休日和节日学习的学生人数少。而空调和照明采用满负荷（固定不变）的运行方式明显造成了能源的浪费。

针对上述问题，目前已经存在一些管控系统将教室分为多个空调及照明区域，当教室内人数低于某一阈值时，关闭其中部分区域的空调及照明，从而根据人数动态灵活节省设备耗能。

但是，现有的管控系统存在如下问题：如果以整个教室的学生数为判断关闭各个区域的空调，会使整个教室内的温度分布严重不均，关闭了空调的区域较冷热，而未关闭空调的区域温度较低，可学生却仍然分散在关闭与未关闭的区域中，体感较差。另外，由于教室内学生的分布并不均匀，即使某些管控系统以某一区域所覆盖的学生数为判断标准单独管控，保留有人区域的空调和照明、关闭无人区域的空调和照明，同样会导致温度、照明分布不均，当从一个区域移动到另一个区域时，体感较差，同时也有较严重的光照缺陷，影响学生阅读。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种公共区域低能耗管控方法及系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种公共区域低能耗管控方法，用于控制公共区域能耗，方法具体包括：

公共区域包括首选房间和次选房间，每个首选房间或次选房间均包括主控区域及次控区域；

传感器检测每个首选房间和次选房间的人数；

控制器根据每个首选房间和次选房间的人数进行如下控制：

若某一次选房间的人数低于第一阈值，将该次选房间的主控区域的空调风速提高，将该次选房间的次控区域的空调温度修正值降低；

若某一次选房间的人数低于第二阈值，将该次选房间的空调关闭，第二阈值低于第一阈值；

若某一首选房间的人数为零，将该首选房间的空调关闭。

作为优选方案，方法还包括：

控制器还根据每个次选房间的人数进行如下控制：

若某一次选房间的人数低于第一阈值，将该次选房间的次控区域的照明功率降低；

若某一次选房间的人数低于第二阈值，将该次选房间的照明关闭；

若某一首选房间的人数为零，将该首选房间的照明关闭。

作为优选方案，方法还包括：

控制器强制控制空调固定以某一预设空调功率运行某一预设时间。

作为进一步优选的方案，方法还包括：

当该房间的室内温度处于某一预设范围时，控制器不强制控制空调固定以某一预设空调功率运行。

作为优选方案，方法还包括：

控制器还根据次选房间的人数进行如下控制：

若某一次选房间的人数低于第一阈值，同时将该次选房间的主控区域的空调温度修正值降低。

另一方面，本申请还提供一种公共区域低能耗管控系统，具体包括：

空调单元，公共区域划分为首选房间和次选房间，每个首选房间或次选房间均包括主控区域及次控区域，空调单元分布于每个首选房间或次选房间的主控区域及次控区域；

人数检测单元，包括传感器，用于检测每个首选房间和次选房间的人数；

控制器，控制器用于划分公共区域根据每个首选房间和次选房间的人数进行如下控制：

若某一次选房间的人数低于第一阈值，将该次选房间的主控区域的空调风速提高，将该次选房间的次控区域的空调温度修正值降低；

若某一次选房间的人数低于第二阈值，将该次选房间的空调关闭，第二阈值低于第一阈值；

若某一首选房间的人数为零，将该首选房间的空调关闭。

作为优选方案，系统还包括：

照明单元，照明单元分布于每个首选房间或次选房间的主控区域及次控区域；

控制器还根据每个次选房间的人数进行如下控制：

若某一次选房间的人数低于第一阈值，将该次选房间的次控区域的照明功率降低；

若某一次选房间的人数低于第二阈值，将该次选房间的照明关闭；

若某一首选房间的人数为零，将该首选房间的照明关闭。

作为优选方案，系统还包括：

控制器还用于手动设定某一首选房间或次选房间的空调功率，从而根据手动设定使空调固定以某一预设空调功率运行某一预设时间。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明的方法及系统在公共区域内只留有少数人员的情况下，在节能的同时尽量均衡了公共区域内的温度及光照分布，使整个公共区域内的人员都能得到较好的体验，避免直接关闭设备使人员体感不适。

附图说明

图1是本发明实施例的一种公共区域的布局示意图；

图2是本发明实施例的一种公共区域低能耗管控方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

实施例：本实施例提供一种公共区域低能耗管控方法，方法包括如下步骤：

一种公共区域低能耗管控方法，方法具体包括：

在控制器中进行相应设置、或预先在控制器中进行配置，将公共区域划分为首选房间和次选房间。

对于一个公共区域，如学校、图书馆等，一般具有多个教室及阅读室。将一个公共区域内的多个教室和阅读室等房间以一定的运营考量或随机选择，分为首选房间或次选房间两类。

其中首选房间的数量一般少于次选房间，但在某些特殊情况下也可以等于或多于次选房间。

每个首选房间或次选房间均为具有一定面积的房间结构，其内有供学生等人员驻留使用的区域，将每个房间内的区域分为主控区域及次控区域两部分，在每个房间中，均同时具有主控区域及次控区域。

与首选房间及次选房间的关系类似，在每个房间中，主控区域的面积一般小于次控区域，但在某些特殊情况下也可以等于或多于次控区域。

具体布局可以如图1所示，例如某学校的公共教室，教室面积90平方米，学生座位90人，VRV空调为四出风，共四台，分别安装在教室的左右两边。我们将教室分成两个虚拟用能区域，即教室前半段的主控区域及教室后半段的次控区域。

对于公共阶梯教室的分区，应该视具体建筑情况进行虚拟分割，左右分区可以，前后分区也可以，为了使教室运行区域的空调效果更好，冬季可以将阶梯教室最后排区域（最高区域）作为主控区域，夏季可以将最前排区域（最低区域）作为主控区域。

划分好首选房间和次选房间、主控区域及次控区域后，在公共区域实际运营中，使用传感器实时检测每个房间的人数。

上述首选房间是相较于次选房间而言更推荐人员驻留的房间，在人流不足、需要降低空调及照明设备功率节能时将优先关闭或减少次选房间的空调和照明系统，以尽量将人员引导至首选房间集中供应空调、照明。

而房间中的主控区域及次控区域的概念与首选房间、次选房间类似，主控区域是更推荐人员驻留的区域，在当前房间内人数较低时，通过降低次控区域的空调及照明供应，尽量将房间内的人员引导至主控区域。但是引导需要通过较为柔性、温和的温度差异与体感差异实现，避免使位于次控区域的人员感到较大身体不适。

在上述人数检测以后，管控方法的具体流程图如图2所示，若主控检测得到某一次选房间的人数低于预设的第一阈值，则提高该房间主控区域的空调风速，降低该房间次控区域的空调温度修正值。在减少次控区域耗能的基础上将主控区域的温度扩散开，使主控区域与次控区域之间构成较小、不使人不适的温差，从而实现柔性、温和的引导。

在本申请的某些实施例中，上述第一阈值可以设置为高峰人数的某一比例，如10%高峰人数；或也可设置为固定人数，如10人。

高峰人数可参考当前公共区域或房间在高峰时人数的多日平均值，或者直接设置固定数字。

在本申请的某些实施例中，上述降低空调温度修正值是一个相对的概念，当夏天使用空调进行降温时，空调将环境温度向下修正，使室内温度更低，则降低空调温度修正值后的实际温度则为较高的温度。而如果在冬天使用空调制热时，空调将环境温度向上修正，使室内温度更高，则降低后的空调温度修正值为较低的温度。

如果某个次选房间内的人数在低于第一阈值以后进一步降低，低于第二阈值，说明该房间中人数太少，不再具有打开空调的必要，则直接关闭该房间的空调，推动人流向首选房间集中。

如果某个首选房间内的人数等于零，则该首选房间完全无人使用，空调也可以关闭。

在本申请的某些实施例中，第二阈值可以设置为一个极小的数字，比如1人、2人、3人，当房间里仅有极少量人员甚至0人时才关闭空调，否则按照第一阈值的标准操控主控区域和次控区域的空调功率。

另外，由于公共区域的电量不仅消耗在空调上，同时还消耗在照明中，在本申请的某些实施例中，当某一次选房间的人数低于第一阈值时，除空调的调整外，同时还降低该房间中次控区域的照明强度。

同时，如果某一次选房间内的人数过低、低于第二阈值时，为了不浪费电力而直接关闭该房间的照明。

而首选房间是推荐大家前往集中的房间，即使人数低于第二阈值也不关闭照明，仅会在人数为零时关闭照明。

在本申请的某些实施例中，为了应对房间的临时使用，或者避免使用间隙短暂的低人数期影响空调正常工作，还为空调增加手动设定功能：手动设定当前房间中主控区域或次控区域的空调温度，设定后一段时间内，即使该次选房间的人数低于第一阈值，空调也不会自动降低温度修正值，而是根据手动设定的温度覆盖自动调整的温度，从而以一固定空调功率持续运行一段预设时间。

但如果该次选房间的人数低于第二阈值，则手动设定的持续运行时间会缩短，也即当房间内人数过少时，手动设定后的空调虽然仍能够以固定空调功率持续运行一段预设时间，但时间会相较人数高于第二阈值时更短。尽量减少房间内一两个人通过手动设定方法一直令空调运行的情况，造成对能源的浪费式占用及消耗。

出于相似的目的，在本申请的某些进一步的实施例中，当室内温度处于某一预设范围时，手动设定无效，不能够强制空调以某一预设功率运行。比如夏季室内温度已经达到26℃附近时（当环境湿度较大时，预设温度范围可以设置为24℃），手动设定无效，空调只能自动调整，从而尽量减少能源的浪费。

在本申请的另一些实施例中，为了提高房间内温度对人员的引导效果，尽量将人员从次选房间引导至首选房间，方法还包括：若某个次选房间的人数低于第一阈值，同时降低该次选房间的主控区域的空调温度修正值。在某些实施例中，空调温度修正值降低1-2摄氏度，使主控区域的空调温度修正值变更幅度相较次控区域的更小，从而以一个合理的范围在整体上略微降低当前房间的舒适度，尽量引导人员离开当前房间，前往首选房间集中提供空调及照明。

另一方面，本申请还提供一种公共区域低能耗管控系统，具体包括：

空调单元，公共区域划分为首选房间和次选房间，每个首选房间或次选房间均包括主控区域及次控区域，空调单元分布于每个首选房间或次选房间的主控区域及次控区域；

人数检测单元，使用传感器进行检测，传感器用于判断每个主控区域及次控区域的人数，在某些实施例中，传感器使用人流摄像仪，使用设于房间出入口的人流摄像仪器进行人数统计，并通过设于走廊两端的人流摄像仪统计同层多个房间的剩余总人数。

控制器，用于判断某一次选房间的人数是否低于第一阈值，若是，则提高该次选房间的主控区域的空调单元风速，降低该次选房间的次控区域的空调温度修正值；还用于判断某一首选房间或次选房间的人数低于第二阈值，若是，关闭该首选房间或次选房间的空调单元。

另外，为了实现上述某些方法的照明调节功能，在本申请的某些实施例中，公共区域低能耗管控系统还包括照明单元，与空调单元成组配置，分布于每个首选房间或次选房间的主控区域及次控区域；

控制器还用于在某一次选房间的人数低于第一阈值时，降低该次选房间的次控区域的照明；在某一次选房间的人数低于第二阈值时，关闭该次选房间的照明单元；在某一首选房间的人数为零时，关闭该首选房间的照明单元。

在本申请的某些实施例，为了实现上述方法的手动设定流程，控制器还用于设定主控区域或次控区域，控制空调单元运行某一预设时间。

上述管控系统针对某些公共区域间歇性、无序性的用能特点，通过人流摄像仪确定公共区域内剩余人数，根据实际人数与管控系统触发预设值进行比较。管控系统精准控制空调和照明灯具的运行状态，从而减少大量无效能源，同时尽量满足人员的环境舒适度要求。

应当说明的是，上述实施例仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。