[发明专利]一种基于节能的智能外窗优化调控方法

摘要

一种基于节能的智能外窗优化调控方法涉及智能窗领域。本发明根据不同地域、不同建筑类型、不同朝向确定EC玻璃窗的调控策略，能有效利用太阳辐射热、增大自然采光、避免眩光，解决光热环境多控制目标的最优化控制问题，降低建筑能耗。本发明采用电致变色玻璃窗的建筑设计参数，在EnergyPlus的EnergyManagementSystem模块中设定电致变色玻璃窗的控制逻辑，采用Genopt软件对建立的EnergyPlus仿真模型中电致变色玻璃窗状态的控制参数室外水平照度的控制阈值进行优化，使该建筑模拟的照明能耗和空调能耗之和最低。本发明有效降低建筑能耗，可避免因不同地域、不同朝向、不同建筑类型、不同季节电致变色玻璃窗应用不当的情况。

主权项

1.一种基于节能的智能外窗优化调控方法，首先确定采用电致变色玻璃窗的建筑设计参数，其特征在于，然后进行以下步骤：(1)根据建筑设计参数在能耗模拟软件EnergyPlus中建立该建筑的模型，并建立电致变色玻璃窗不同状态的玻璃窗模型；模型围护结构材料、房间面积和窗墙比均按实际参数设置；(2)在EnergyPlus中建立空调系统与照明系统，按照建筑每日空调系统和照明系统实际运行时间建立空调系统、照明系统的运行时间表；根据工作人数、该建筑人员活动时间和相关规范规定的人员散热量建立人员模型；根据当地气象条件和规范设置室内照度值、供冷和供暖室内设计温度，并设置供冷季和供暖季持续时间；(3)在EnergyPlus的EnergyManagementSystem模块中设定电致变色玻璃窗的控制逻辑，以电致变色玻璃窗状态为控制对象，该建筑所采用的电致变色玻璃窗共有n种状态，不同厂家生产的EC玻璃窗所具有的状态数不同，该EC玻璃窗具有几种状态、每种状态的可见光透过率、外表面反射率、内表面反射率、太阳辐射透过率、遮阳系数SC和太阳能的热系数SHGC均由厂家提供；可见光透过率由高到低分别命名为EC‑1、EC‑2、EC‑3……EC‑n‑1、EC‑n，设定某可用传感器采集的气象参数为控制参数，可为控制参数的气象参数为：室外温度、室外水平照度、室外垂直照度和太阳辐射强度；设定控制逻辑为：当控制参数的值＜X1，电致变色玻璃窗状态为EC‑1；当X1≤控制参数的值＜X2，电致变色玻璃窗状态为EC‑2……当Xn‑2≤控制参数的值＜Xn‑1，电致变色玻璃窗状态为EC‑n‑1；当控制参数的值≥Xn‑1，电致变色玻璃窗状态为EC‑n；X1，X2……Xn‑2,Xn‑1为未知变量；(4)采用Genopt软件对建立的EnergyPlus仿真模型中电致变色玻璃窗状态的控制参数的控制阈值进行优化，使该建筑模拟的照明能耗和空调能耗之和最低；在Genopt：command部分把X1，X2，……Xn‑2，Xn‑1定义为优化变量，根据所选控制参数为EnergyPlus中该地区典型年气象文件中的最大值和最小值设定X1，X2，……Xn‑2，Xn‑1的取值范围；(5)在Genopt：optWin7中设置目标函数，该模型设置照明能耗和空调能耗之和为目标函数；把X1，X2，……Xn‑2，Xn‑1的所有取值由Genopt软件自由组合并代入EnergyPlus软件模拟，由于无法判断目标函数是否最优，程序会把所有变量自由组合所形成的目标函数全部输出；读取所有目标函数，整理X1，X2，……Xn‑2，Xn‑1的取值满足X1＜X2＜……＜Xn‑2＜Xn‑1所对应的所有目标函数，这些目标函数为有效数据，并找出各个季节目标函数最小时所对应的优化变量X1，X2，……Xn‑2，Xn‑1的取值，此时X1，X2，……Xn‑2，Xn‑1的取值为电致变色玻璃窗该控制参数最优的控制阈值，并按照此阈值设置电致变色玻璃窗控制柜的控制逻辑。