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 2018011 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：

2、預(yù)計實施節(jié)能后平均節(jié)能10%；2) 循環(huán)水泵 ：預(yù)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， 指導各項節(jié)能工作有效的展

3、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T

4、CP IP 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

5、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)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱印?分級、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu)：城抄-|'4'. 進線啊躋覽甜IfcJ電碇頃心析儀農(nóng)疏翌熾睦臨測 rw芯功能網(wǎng)絡(luò)反擅聯(lián)舞回略腔測名功能網(wǎng)絡(luò)儀表MB背訕鍥線喘測 二相電能計址便衣m圧配庖箱主開關(guān) 事助能網(wǎng)絡(luò)儀衣亠照閘插亞上冋路 二相電能計“應(yīng)吒調(diào)用昭匸冋賂 一W三郴電能計就左La兒他卩頂訃吐冋路二相電龜計ft儀壺込再Ui遠傳慮龍過祐掙/熱竝表IH電陽溫岌傳膀曙 及袖度積算儀農(nóng)變電所底壓配越監(jiān)測樓層配電箱監(jiān)測1t他分類計暈腔測3.5

6、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。114號文，根據(jù)建筑的使8類：Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建立也完全依據(jù)

7、 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1、辦公建筑3、賓館飯店建筑5、醫(yī)療衛(wèi)生建筑7、綜合建筑能耗數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測2、商場建筑4 、文化教育建筑6、體育建筑8、其它建筑系統(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。A”*”、ca令介<”.t It解m.I ti* F<*W k*AA鼻：嗨O q qI awwzwx 4噸理444啞噸理< -LLLUUUUHnKI-4'33 B.Kj9Ei mi i J? «>w anvriww bwM.i|.iM4 血i 3& !

8、 kmc nst-R 13 ii -mm n|M 3P iT>aM4 zn* n h i*»w 術(shù).!闍,畦*4q362建筑分類能耗分析114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 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）"ij聲i*304FR1-MiL 鼻PiPio.lift NOKViZW壬凹喇氣.NvSlkKlllllljjllllKIIEK-IMI*?V Mg電量分

9、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?？傆秒娏?刀各變壓器總表直接計量值分類能耗量=刀各分類能耗計量表的直接計量值分項用電量=刀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)面積用電量=總用電量 /總空調(diào)面積364用能情況的同

10、、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。365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)導軌式安裝，易安裝在動力箱、照明箱內(nèi)嵌入式安裝，易安裝在低壓柜、動力

11、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、各樓層或各功能區(qū)的分項電能數(shù)據(jù)的采 集，

12、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，可在一定時間內(nèi)保證站控管理

13、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、安裝方便等

14、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。100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。Acrel女也 m 甩r-,3()0()大型公共建筑能耗監(jiān)馳系統(tǒng)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。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