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1 引言
全球暖化造成生態環境改變,企業在追求永續經營的同時,更要責無旁貸的承擔“節能減排”的社會責任,愛護我們的地球!Acrel(安科瑞)公司肩負環保、節能、愛地球的企業使命,擁有動力能源、視訊數碼牆、工業自動化等領域的堅強技術團隊針對中國的節能減排需求,提供量身訂作的整體解決方案。
2 建築能耗分析
建築綜合能源分析發現,空調約占45%、照明約占29%、自動扶梯約占10%、動力其它設備約占16%,可見空調、照明、電扶梯之耗電為主要之耗能。
節能預估如下:
1)冷機和熱泵:預計實施節能後平均節能10%;
2)循環水泵:預計實施節能後平均節能30%左右;
3)AHU、FAU、SFU:預計實施節能後平均節能35%左右;
4)照明節能係統:改造後節能估達12%。
5)自動扶梯係統:改造後節能預估達30%
3 係統方案設計
針對建築節能方麵的措施,采用安科瑞公司的建築能耗分析管理係統,工程項目範圍包括照明節能係統、水泵節能係統、AHU節能係統、SF節能係統、中央空調主機係統、電力需量係統等多係統整合,通過統一的監控平台和可靠的能量管理係統,實現對能源的綜合管理;通過分析、共享各種數據,加強對用電設備和電量的監管,實現用電科學計量,指導各項節能工作有效的展開,最終實現節能效益的最大化。
3.1係統構成
能(neng)耗(hao)分(fen)析(xi)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)是(shi)指(zhi)通(tong)過(guo)對(dui)國(guo)家(jia)機(ji)關(guan)辦(ban)公(gong)建(jian)築(zhu)和(he)大(da)型(xing)公(gong)共(gong)建(jian)築(zhu)安(an)裝(zhuang)分(fen)類(lei)和(he)分(fen)項(xiang)能(neng)耗(hao)計(ji)量(liang)裝(zhuang)置(zhi),采(cai)用(yong)遠(yuan)程(cheng)傳(chuan)輸(shu)等(deng)手(shou)段(duan)及(ji)時(shi)采(cai)集(ji)能(neng)耗(hao)數(shu)據(ju),實(shi)現(xian)重(zhong)點(dian)建(jian)築(zhu)能(neng)耗(hao)的(de)在(zai)線(xian)監(jian)測(ce)和(he)動(dong)態(tai)分(fen)析(xi)功(gong)能(neng)的(de)硬(ying)件(jian)係(xi)統(tong)和(he)軟(ruan)件(jian)係(xi)統(tong)的(de)統(tong)稱(cheng)。其(qi)中(zhong),分(fen)類(lei)能(neng)耗(hao)是(shi)指(zhi)根(gen)據(ju)國(guo)家(jia)機(ji)關(guan)辦(ban)公(gong)建(jian)築(zhu)和(he)大(da)型(xing)公(gong)共(gong)建(jian)築(zhu)消(xiao)耗(hao)的(de)主(zhu)要(yao)能(neng)源(yuan)種(zhong)類(lei)劃(hua)分(fen)進(jin)行(xing)采(cai)集(ji)和(he)整(zheng)理(li)的(de)能(neng)耗(hao)數(shu)據(ju),如(ru):電、燃氣、水等。分項能耗是指根據各類能源的主要用途劃分進行采集和整理的能耗數據,例如,電量分項能耗應當包括:照明插座用電、空調用電、動力用電、特殊用電。
3.2數據傳輸技術
建築物能耗監測係統的自動計量裝置所采集的能耗數據,通過RS485接口,並采用TCP/IPtongxinxieyizidongbingshishishangchuangeishujuzhongxin,yibaozhengshujudedaoyouxiaodeguanlihezhichigaoxiaolvdezhaxunfuwu,tongshishujuchuanshucaiquyidingdebianmaguize,shixianshujuzuzhi、存儲及交換的一致性。
3.3數據中心
數據中心也就是數據庫,接收並存儲其管理區域內監測建築的能耗數據,並對其進行處理、分析、zhanshihefabu。shujuzhongxinjubeishezhishujugengxindeshijianjiange,fangwenlishishuju,baojing,dayinbaobiao,shishiyulishiquxian,tubiaodehuizhi,bingyuliuxiangyingkuozhangongneng。
3.4係統結構
Acrel-5000建築能耗分析管理係統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具,根據現場實際情況采用現場總線、光guang纖xian環huan網wang或huo無wu線xian通tong訊xun中zhong的de一yi種zhong或huo多duo種zhong結jie合he的de最zui優you化hua的de組zu網wang方fang式shi,為wei大da型xing公gong共gong建jian築zhu的de實shi時shi數shu據ju采cai集ji及ji遠yuan程cheng管guan理li與yu控kong製zhi提ti供gong了le基ji礎chu平ping台tai,它ta可ke以yi和he檢jian測ce設she備bei構gou成cheng任ren意yi複fu雜za的de監jian控kong係xi統tong。開kai放fang性xing、網絡化、單元化、組態化的采用麵向對象的分層、分級、分布式智能一體化結構。建立如下層次結構:
3.5係統功能
Acrel-5000建jian築zhu能neng耗hao分fen析xi管guan理li係xi統tong的de能neng耗hao數shu據ju采cai集ji方fang式shi包bao括kuo人ren工gong采cai集ji方fang式shi和he自zi動dong采cai集ji方fang式shi。通tong過guo人ren工gong采cai集ji方fang式shi采cai集ji的de數shu據ju包bao括kuo建jian築zhu基ji本ben情qing況kuang數shu據ju采cai集ji指zhi標biao和he其qi它ta不bu能neng通tong過guo自zi動dong方fang式shi采cai集ji的de能neng耗hao數shu據ju,如ru建jian築zhu消xiao耗hao的de煤mei、液化石油、人(ren)工(gong)煤(mei)氣(qi)等(deng)能(neng)耗(hao)量(liang)。通(tong)過(guo)自(zi)動(dong)采(cai)集(ji)方(fang)式(shi)采(cai)集(ji)的(de)數(shu)據(ju)包(bao)括(kuo)建(jian)築(zhu)分(fen)項(xiang)能(neng)耗(hao)數(shu)據(ju)和(he)分(fen)類(lei)能(neng)耗(hao)數(shu)據(ju),由(you)自(zi)動(dong)計(ji)量(liang)裝(zhuang)置(zhi)實(shi)時(shi)采(cai)集(ji),通(tong)過(guo)自(zi)動(dong)傳(chuan)輸(shu)方(fang)式(shi)實(shi)時(shi)傳(chuan)輸(shu)至(zhi)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)。
3.6大型公建或樓宇建築的信息管理
係統提供標準的手工信息錄入界麵,可對各棟監控建築的基本信息進行整理和錄入,並支持手工錄入曆史能耗數據的功能。
Acrel-5000建築能耗分析管理係統的數據庫建立也完全依據114號文,根據建築的使用功能和用能特點,將國家機關辦公建築和大型公共建築分為如下8類:
1、辦公建築 2、商場建築
3、賓館飯店建築 4、文化教育建築
5、醫療衛生建築 6、體育建築
7、綜合建築 8、其它建築
3.6.1能耗數據的實時監測
係統采集站定時采集各監控點的儀表參數並上傳至本地建築能耗分析管理係統數據庫,用戶可於當地實時查詢能耗監測情況。
3.6.2建築分類能耗分析
係統在完成數據處理與上傳的同時,將建築能耗進行分類分析,該部分功能符合114號文的定義,即將建築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、其他能源應用量(如集中熱水供應量、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:為建築物主要功能區域的照明、插座等室內設備用電。主要包括照明和插座用電、走廊和應急照明用電、室外景觀照明用電。
空調用電:主要包括冷熱站用電、空調末端用電。
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、遊泳池、健身房或者其他特殊用電。
建築總能耗為建築各分類能耗(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
單位建築麵積用電量=總用電量/總建築麵積
單位空調麵積用電量=總用電量/總空調麵積
3.6.4用能情況的同、環比分析
統計建築或片區能耗的時用量、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建築節能輔助診斷
係統可提取各能耗數據進行同、環對比分析,確立標杆值並對各監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,並給出能耗分析報告。
3.7大型公建電能計量宜采用智能電力監控儀表
大型公共建築電能計量宜采用電力儀表作為內部管理電表,不宜用收費電表。兩者主要特點歸納如下(見表1)。
供(gong)電(dian)部(bu)門(men)一(yi)般(ban)給(gei)用(yong)戶(hu)實(shi)施(shi)一(yi)戶(hu)一(yi)表(biao)的(de)收(shou)費(fei)製(zhi)度(du),即(ji)收(shou)費(fei)電(dian)表(biao)由(you)供(gong)電(dian)部(bu)門(men)統(tong)一(yi)安(an)裝(zhuang)。因(yin)此(ci),收(shou)費(fei)電(dian)表(biao)除(chu)了(le)要(yao)有(you)技(ji)監(jian)局(ju)發(fa)放(fang)的(de)計(ji)量(liang)器(qi)具(ju)許(xu)可(ke)證(zheng)外(wai),還(hai)需(xu)要(yao)當(dang)地(di)省(sheng)、市電力部門的許可才可安裝使用。在大型公共建築電能管理中,供電部門一般會在總進線處安裝收費電表。
電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)在(zai)用(yong)戶(hu)安(an)裝(zhuang)收(shou)費(fei)電(dian)表(biao)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),考(kao)慮(lv)內(nei)部(bu)電(dian)能(neng)計(ji)量(liang)與(yu)節(jie)能(neng)管(guan)理(li)的(de)需(xu)要(yao)安(an)裝(zhuang),用(yong)於(yu)內(nei)部(bu)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)。因(yin)此(ci)用(yong)戶(hu)可(ke)自(zi)主(zhu)選(xuan)擇(ze)采(cai)購(gou),但(dan)應(ying)注(zhu)意(yi)製(zhi)造(zao)商(shang)是(shi)否(fou)有(you)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)(電能部分)的計量許可證。電力儀表可以完成對各回路、各樓層或各功能區的分項電能數據的采集,通過後台電能管理係統完成對大型公共建築的電能分項計量。
4 應用案例
上海浦東某圖書館是一個高能耗大型公共建築,總建築麵積60885平方米,消耗的能源主要為電、水,還有少量的燃氣、柴油等,柴油發電機是作為應急電源之用。該項目能耗監測係統采用三層網絡結構,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(chai)油(you)管(guan)道(dao)都(dou)安(an)裝(zhuang)有(you)測(ce)量(liang)儀(yi)表(biao),以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)能(neng)耗(hao)的(de)實(shi)時(shi)采(cai)集(ji)與(yu)監(jian)控(kong)。所(suo)有(you)的(de)智(zhi)能(neng)測(ce)量(liang)儀(yi)表(biao)均(jun)通(tong)過(guo)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)進(jin)行(xing)組(zu)網(wang),在(zai)監(jian)控(kong)室(shi)對(dui)現(xian)場(chang)各(ge)回(hui)路(lu)能(neng)耗(hao)狀(zhuang)況(kuang)實(shi)現(xian)集(ji)中(zhong)監(jian)控(kong)與(yu)管(guan)理(li)。
該項目中采用研祥工業計算機作為監控主機,並附帶液晶顯示器、打印機等設備,山特UPS電源在整個係統發生供電問題時,可在一定時間內保證站控管理層設備的正常運行。數據采集終端采用高可靠性、帶有現場總線連接的智能測量儀表。對於圖書館供配電係統,低壓進線回路和重要回路安裝ACR係列多功能電力儀表,普通饋線回路及照明配電箱中安裝ADL係列導軌式電能表,儀表外形如圖1所示。

ACR係列多功能電力儀表具有全麵的三相交流電量測量、複費率電能計量、四象限電能計量、2~31次諧波分析、電網質量分析、遙信輸入、遙控輸出及網絡通訊功能,主要用於對電網供電質量的綜合監控及電能管理,廣泛應用於低壓聯絡櫃、出線櫃、動力櫃等場合。而ADL係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、安裝方便等優點,ADL100單相電能表結構尺寸為4模數,與微型斷路器一起安裝於照明配電箱中,如圖2所示,ADL300三相電能表為7模數結構,主要應用於動力櫃中,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應用安裝示例 圖3 ADL300應用於動力櫃中
該能耗監測係統通過現場設備和通信係統提供的傳輸通道,完成對各用電回路、供水、燃氣及柴油管道的數據采集,信息經分析、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係統的運行及能耗狀況,及時發現、糾正能源浪費現象,從而進行節能管理。在需要時,還可提供快捷的遠程控製手段,完成對設備運行狀態的改變以及事故情況的處理。
圖4為圖書館能耗監測係統的主界麵,可以查詢各類能耗的使用狀況,表2給出了圖書館能耗數據查詢表,很清楚的顯示出各類能源的使用情況。圖5為係統給出的圖書館照明、空調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是根據係統采集的所有分類能耗數據,由係統繪製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 結束語
Acrel-5000能耗監測係統,不僅能監控供配電係統的運行狀況,還能監測用水量、燃氣等其它能源的使用狀況,並能根據采集到的能耗數據繪製出各種報表、分析曲線、圖形等,便於分析研究,為智能建築的節能技術提供參考,從而達到環保、節能、安全、可靠和集中管理的目的。該係統運行安全、可靠,並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:
[1]上海安科瑞電氣股份有限公司產品手冊.2010.08版.
[2]中達電通股份有限公司節能產品手冊.
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