公共建筑能源綜合管理節(jié)能改造技術(shù)及應(yīng)用方案

作者： 2013年07月22日 來源： 瀏覽量：
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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(zé)無旁貸的承擔(dān)“節(jié)能減排”的社會責(zé)任，愛護(hù)我們的地球！Acrel(安科瑞)公司肩負(fù)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)


 

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(zé)無旁貸的承擔(dān)“節(jié)能減排”的社會責(zé)任，愛護(hù)我們的地球！Acrel(安科瑞)公司肩負(fù)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(qiáng)技術(shù)團(tuán)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(jī)和熱泵：預(yù)計實(shí)施節(jié)能后平均節(jié)能10%；
2）循環(huán)水泵：預(yù)計實(shí)施節(jié)能后平均節(jié)能30%左右；
3）AHU、FAU、SFU：預(yù)計實(shí)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(dá)12％。
5）自動扶梯系統(tǒng)：改造后節(jié)能預(yù)估達(dá)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)，工程項(xiàng)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(jī)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(shí)現(xiàn)對能源的綜合管理；通過分析、共享各種數(shù)據(jù)，加強(qiáng)對用電設(shè)備和電量的監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)用電科學(xué)計量，指導(dǎo)各項(xiàng)節(jié)能工作有效的展開，最終實(shí)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(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑安裝分類和分項(xiàng)能耗計量裝置，采用遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r采集能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)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(jī)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(jìn)行采集和整理的能耗數(shù)據(jù)，如：電、燃?xì)?、水等。分?xiàng)能耗是指根據(jù)各類能源的主要用途劃分進(jìn)行采集和整理的能耗數(shù)據(jù)，例如，電量分項(xiàng)能耗應(yīng)當(dāng)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TCP／IP通信協(xié)議自動并實(shí)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(shí)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(jìn)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(shí)時與歷史曲線，圖表的繪制，并預(yù)留相應(yīng)擴(kuò)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(jī)、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)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(shí)時數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)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?、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(biāo)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(xiàng)能耗數(shù)據(jù)和分類能耗數(shù)據(jù)，由自動計量裝置實(shí)時采集，通過自動傳輸方式實(shí)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(biāo)準(zhǔn)的手工信息錄入界面，可對各棟監(jiān)控建筑的基本信息進(jìn)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(diǎn)，將國家機(jī)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(shí)時監(jiān)測
系統(tǒng)采集站定時采集各監(jiān)控點(diǎn)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(dāng)?shù)貙?shí)時查詢能耗監(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(jìn)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(xiàng)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(fēng)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)用電量＝∑各分項(xiàng)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
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(jìn)行同、環(huán)對比分析，確立標(biāo)桿值并對各監(jiān)控點(diǎn)的能耗情況進(jìn)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(fèi)電表。兩者主要特點(diǎn)歸納如下（見表1）。
 供電部門一般給用戶實(shí)施一戶一表的收費(fèi)制度，即收費(fèi)電表由供電部門統(tǒng)一安裝。因此，收費(fèi)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(dāng)?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(jìn)線處安裝收費(fèi)電表。
電力儀表在用戶安裝收費(fèi)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(xiàng)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(xiàng)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平方米,消耗的能源主要為電、水，還有少量的燃?xì)?、柴油等，柴油發(fā)電機(jī)是作為應(yīng)急電源之用。該項(xiàng)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(jìn)行分類、分項(xiàng)計量，各樓層及總供水管道、燃?xì)?、柴油管道都安裝有測量儀表，以實(shí)現(xiàn)對能耗的實(shí)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(jìn)行組網(wǎng)，在監(jiān)控室對現(xiàn)場各回路能耗狀況實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控與管理。
該項(xiàng)目中采用研祥工業(yè)計算機(jī)作為監(jiān)控主機(jī)，并附帶液晶顯示器、打印機(jī)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)保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)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(jìn)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系列多功能電力儀表具有全面的三相交流電量測量、復(fù)費(fèi)率電能計量、四象限電能計量、2～31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、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，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?xì)饧安裼凸艿赖臄?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(yùn)行及能耗狀況，及時發(fā)現(xiàn)、糾正能源浪費(fèi)現(xiàn)象，從而進(jìn)行節(jié)能管理。在需要時，還可提供快捷的遠(yuǎn)程控制手段，完成對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的改變以及事故情況的處理。
 　 
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(xiàng)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(yùn)行狀況，還能監(jiān)測用水量、燃?xì)獾绕渌茉吹氖褂脿顩r，并能根據(jù)采集到的能耗數(shù)據(jù)繪制出各種報表、分析曲線、圖形等，便于分析研究，為智能建筑的節(jié)能技術(shù)提供參考，從而達(dá)到環(huán)保、節(jié)能、安全、可靠和集中管理的目的。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠，并附有事件記錄及故障報警等功能，極大地方便了用戶的使用。

參考文獻(xiàn)：
[1]上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2010.08版.
[2]中達(dá)電通股份有限公司節(jié)能產(chǎn)品手冊.
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