公共建筑能源綜合管理能改造技術(shù)及應(yīng)用方案

1、公共建筑能源綜合管理節(jié)能改造技術(shù)及應(yīng)用方案安科瑞陳海霞上海安科瑞電氣股份有限公司嘉定 1 引言全球暖化造成生態(tài)環(huán)境改變，企業(yè)在追求永續(xù)經(jīng)營的同時，更要責無旁貸的承擔“節(jié)能減排”的社會責任，愛護我們的地球！Acrel(安科瑞公司肩負環(huán)保、節(jié)能、愛地球的企業(yè)使命，擁有動力能源、視訊數(shù)碼墻、工業(yè)自動化等領(lǐng)域的堅強技術(shù)團隊針對中國的節(jié)能減排需求，提供量身訂作的整體解決方案。2 建筑能耗分析建筑綜合能源分析發(fā)現(xiàn),空調(diào)約占45%、照明約占29%、自動扶梯約占10%、動力其它設(shè)備約占16%，可見空調(diào)、照明、電扶梯之耗電為主要之耗能。節(jié)能預(yù)估如下：1）冷機和熱泵：預(yù)計實施節(jié)能后平均節(jié)能10%；2）循環(huán)水泵：預(yù)

2、計實施節(jié)能后平均節(jié)能30%左右；3）AHU、FAU、SFU：預(yù)計實施節(jié)能后平均節(jié)能35%左右；4）照明節(jié)能系統(tǒng)：改造后節(jié)能估達12。5）自動扶梯系統(tǒng)：改造后節(jié)能預(yù)估達30%3 系統(tǒng)方案設(shè)計針對建筑節(jié)能方面的措施，采用安科瑞公司的建筑能耗分析管理系統(tǒng)，項目項目范圍包括照明節(jié)能系統(tǒng)、水泵節(jié)能系統(tǒng)、AHU節(jié)能系統(tǒng)、SF節(jié)能系統(tǒng)、中央空調(diào)主機系統(tǒng)、電力需量系統(tǒng)等多系統(tǒng)整合，通過統(tǒng)一的監(jiān)控平臺和可靠的能量管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對能源的綜合管理；通過分析、共享各種數(shù)據(jù)，加強對用電設(shè)備和電量的監(jiān)管，實現(xiàn)用電科學計量，指導(dǎo)各項節(jié)能工作有效的展開，最終實現(xiàn)節(jié)能效益的最大化。3.1系統(tǒng)構(gòu)成能耗分析管理系統(tǒng)是指通過對國家機

3、關(guān)辦公建筑和大型公共建筑安裝分類和分項能耗計量裝置，采用遠程傳輸?shù)仁侄渭皶r采集能耗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)重點建筑能耗的在線監(jiān)測和動態(tài)分析功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的統(tǒng)稱。其中，分類能耗是指根據(jù)國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑消耗的主要能源種類劃分進行采集和整理的能耗數(shù)據(jù)，如：電、燃氣、水等。分項能耗是指根據(jù)各類能源的主要用途劃分進行采集和整理的能耗數(shù)據(jù)，例如，電量分項能耗應(yīng)當包括：照明插座用電、空調(diào)用電、動力用電、特殊用電。3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)建筑物能耗監(jiān)測系統(tǒng)的自動計量裝置所采集的能耗數(shù)據(jù)，通過RS485接口，并采用TCPIP通信協(xié)議自動并實時上傳給數(shù)據(jù)中心，以保證數(shù)據(jù)得到有效的管理和支持高效率的查詢服務(wù)，同

4、時數(shù)據(jù)傳輸采取一定的編碼規(guī)則，實現(xiàn)數(shù)據(jù)組織、存儲及交換的一致性。3.3數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心也就是數(shù)據(jù)庫，接收并存儲其管理區(qū)域內(nèi)監(jiān)測建筑的能耗數(shù)據(jù)，并對其進行處理、分析、展示和發(fā)布。數(shù)據(jù)中心具備設(shè)置數(shù)據(jù)更新的時間間隔，訪問歷史數(shù)據(jù)，報警，打印報表，實時與歷史曲線，圖表的繪制，并預(yù)留相應(yīng)擴展功能。3.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以計算機、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用現(xiàn)場總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通訊中的一種或多種結(jié)合的最優(yōu)化的組網(wǎng)方式，為大型公共建筑的實時數(shù)據(jù)采集及遠程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開放性、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化

5、的采用面向?qū)ο蟮姆謱?、分級、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu)：3.5系統(tǒng)功能Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)采集方式包括人工采集方式和自動采集方式。通過人工采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑基本情況數(shù)據(jù)采集指標和其它不能通過自動方式采集的能耗數(shù)據(jù)，如建筑消耗的煤、液化石油、人工煤氣等能耗量。通過自動采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑分項能耗數(shù)據(jù)和分類能耗數(shù)據(jù)，由自動計量裝置實時采集，通過自動傳輸方式實時傳輸至數(shù)據(jù)中心。3.6大型公建或樓宇建筑的信息管理系統(tǒng)提供標準的手工信息錄入界面，可對各棟監(jiān)控建筑的基本信息進行整理和錄入，并支持手工錄入歷史能耗數(shù)據(jù)的功能。Acrel-5000建筑能耗

6、分析管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建立也完全依據(jù)114號文，根據(jù)建筑的使用功能和用能特點，將國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑分為如下8類：1、辦公建筑 2、商場建筑3、賓館飯店建筑 4、文化教育建筑5、醫(yī)療衛(wèi)生建筑 6、體育建筑7、綜合建筑 8、其它建筑3.6.1能耗數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測系統(tǒng)采集站定時采集各監(jiān)控點的儀表參數(shù)并上傳至本地建筑能耗分析管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，用戶可于當?shù)貙崟r查詢能耗監(jiān)測情況。3.6.2建筑分類能耗分析系統(tǒng)在完成數(shù)據(jù)處理與上傳的同時，將建筑能耗進行分類分析，該部分功能符合114號文的定義，即將建筑能耗分類為如下六類：1、耗電量2、耗水量3、耗氣量天然氣量或者煤氣量）4、集中供熱耗熱量5、集中供冷耗

7、冷量6、其他能源應(yīng)用量如集中熱水供應(yīng)量、煤、油、可再生能源等）3.6.3電量分項能耗分析照明插座用電：為建筑物主要功能區(qū)域的照明、插座等室內(nèi)設(shè)備用電。主要包括照明和插座用電、走廊和應(yīng)急照明用電、室外景觀照明用電。空調(diào)用電：主要包括冷熱站用電、空調(diào)末端用電。動力用電：主要包括電梯用電、水泵用電、通風機用電。特殊用電：主要包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、游泳池、健身房或者其他特殊用電。建筑總能耗為建筑各分類能耗除水耗量外）所折算的標準煤量之和。總用電量各變壓器總表直接計量值分類能耗量各分類能耗計量表的直接計量值分項用電量各分項用電計量表的直接計量值單位建筑面積用電量總用電量/總建筑面積單位空調(diào)面積

8、用電量總用電量/總空調(diào)面積3.6.4用能情況的同、環(huán)比分析統(tǒng)計建筑或片區(qū)能耗的時用量、日用量和年用量，以曲線圖、柱狀圖等不同方式顯示，支持報表輸出。 3.6.5建筑節(jié)能輔助診斷系統(tǒng)可提取各能耗數(shù)據(jù)進行同、環(huán)對比分析，確立標桿值并對各監(jiān)控點的能耗情況進行能耗水平判定，對能耗改善提出一套完整的診斷流程，并給出能耗分析報告。3.7大型公建電能計量宜采用智能電力監(jiān)控儀表大型公共建筑電能計量宜采用電力儀表作為內(nèi)部管理電表，不宜用收費電表。兩者主要特點歸納如下見表1）。內(nèi)容收費電表智能電力監(jiān)控儀表外形圖安裝方式掛壁式安裝，應(yīng)單獨設(shè)置電表箱，不易安裝在低壓柜、動力箱、照明箱內(nèi)導(dǎo)軌式安裝，易安裝在動力箱、照明

9、箱內(nèi)嵌入式安裝，易安裝在低壓柜、動力箱的門板上通訊規(guī)約DL/T645規(guī)約與配電系統(tǒng)不兼容Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約， Modbus協(xié)議可與配電系統(tǒng)兼容供電部門一般給用戶實施一戶一表的收費制度，即收費電表由供電部門統(tǒng)一安裝。因此，收費電表除了要有技監(jiān)局發(fā)放的計量器具許可證外，還需要當?shù)厥?、市電力部門的許可才可安裝使用。在大型公共建筑電能管理中，供電部門一般會在總進線處安裝收費電表。電力儀表在用戶安裝收費電表的基礎(chǔ)上，考慮內(nèi)部電能計量與節(jié)能管理的需要安裝，用于內(nèi)部電能管理。因此用戶可自主選擇采購，但應(yīng)注意制造商是否有電力儀表電能部分）的計量許可證。電力儀表可以完成對各回路、各樓層或各功能

10、區(qū)的分項電能數(shù)據(jù)的采集，通過后臺電能管理系統(tǒng)完成對大型公共建筑的電能分項計量。4 應(yīng)用案例上海浦東某圖書館是一個高能耗大型公共建筑，總建筑面積60885平方M,消耗的能源主要為電、水，還有少量的燃氣、柴油等，柴油發(fā)電機是作為應(yīng)急電源之用。該項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，各樓層對用電進行分類、分項計量，各樓層及總供水管道、燃氣、柴油管道都安裝有測量儀表，以實現(xiàn)對能耗的實時采集與監(jiān)控。所有的智能測量儀表均通過現(xiàn)場總線進行組網(wǎng)，在監(jiān)控室對現(xiàn)場各回路能耗狀況實現(xiàn)集中監(jiān)控與管理。該項目中采用研祥工業(yè)計算機作為監(jiān)控主機，并附帶液晶顯示器、打印機等設(shè)備，山特UPS電源在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，可在一定時

11、間內(nèi)保證站控管理層設(shè)備的正常運行。數(shù)據(jù)采集終端采用高可靠性、帶有現(xiàn)場總線連接的智能測量儀表。對于圖書館供配電系統(tǒng)，低壓進線回路和重要回路安裝ACR系列多功能電力儀表，普通饋線回路及照明配電箱中安裝ADL系列導(dǎo)軌式電能表，儀表外形如圖1所示。ACR系列 ADL系列：單相、三相圖1 智能電力網(wǎng)絡(luò)儀表ACR系列多功能電力儀表具有全面的三相交流電量測量、復(fù)費率電能計量、四象限電能計量、231次諧波分析、電網(wǎng)質(zhì)量分析、遙信輸入、遙控輸出及網(wǎng)絡(luò)通訊功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控及電能管理，廣泛應(yīng)用于低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜、動力柜等場合。而ADL系列導(dǎo)軌式安裝電能表除能采集基本電能參量外還具有體積小巧、

12、安裝方便等優(yōu)點，ADL100單相電能表結(jié)構(gòu)尺寸為4模數(shù)，與微型斷路器一起安裝于照明配電箱中，如圖2所示，ADL300三相電能表為7模數(shù)結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用于動力柜中，安裝方式如圖3所示，極大的方便了用電自動化管理。圖2 ADL100應(yīng)用安裝示例 圖3 ADL300應(yīng)用于動力柜中該能耗監(jiān)測系統(tǒng)通過現(xiàn)場設(shè)備和通信系統(tǒng)提供的傳輸通道，完成對各用電回路、供水、燃氣及柴油管道的數(shù)據(jù)采集，信息經(jīng)分析、處理，以報表、圖形等多種形式供值班員參考，使值班員能夠便捷的掌握系統(tǒng)的運行及能耗狀況，及時發(fā)現(xiàn)、糾正能源浪費現(xiàn)象，從而進行節(jié)能管理。在需要時，還可提供快捷的遠程控制手段，完成對設(shè)備運行狀態(tài)的改變以及事故情況的處理。表2圖書館能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢表 圖4圖書館能耗監(jiān)測系統(tǒng)主界面圖4為圖書館能耗監(jiān)測系統(tǒng)的主界面，可以查詢各類能耗的使用狀況，表2給出了圖書館能耗數(shù)據(jù)查詢表，很清楚的顯示出各類能源的使用情況。圖5為系統(tǒng)給出的圖書館照明、空調(diào)及插座等用電量的餅圖，很直觀地顯示出分項用電量的百分比。而圖6是根據(jù)系統(tǒng)采集的所有分類能耗數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)繪制出的分類能耗柱形圖，可以形象的看出分類能源的使用情況。圖5圖書館年分項用電量餅圖 圖6圖書館分類能耗對比圖5 結(jié)束語Acrel-5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)，不僅能監(jiān)控供配電系統(tǒng)的運行狀況，還能監(jiān)測用水量、燃氣等其它