能耗监测系统在大型公共建筑中的研究与应用


     

    摘要:大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%,但总能耗却占全国城镇总耗电量的22%,大型公共建筑单位面积年耗电量达到70~300KWh,为普通居民住宅的10~20倍。公共建筑是节能大户和节能,做好公共节能工作,对促进和带动全社会节能工作,实现节能减排目标,落实“转方式、调结构”重大战略具有重要意义。本文介绍山西晋中伊甸城4#楼能耗监测系统项目能耗分析管理系统,采集现场的各类用能监测仪表,仪表就地组网后通过现场总线通讯并远传至后台,通过Acrel-5000型建筑能耗监测系统实现整个商业综合楼用电及用水的监测分析。

     

    关键词:商业建筑;能耗监测系统;ACREL-5000;

     


    1 引言

    目前,我国已经是世界上的二大能源生产国和消费国,统计显示,我国建筑能耗约占全国总能耗的28%,在我国每年新建的20亿平方米建筑中,其中99%是高能耗建筑;而既有的建筑中,仅有4%采取了节能措施。大型公共建筑不但能耗密度高,而且能源浪费非常严重,具有的节能空间,建筑节能的推广已经势在必行,节能降耗,计量。

    大力开展行动,以、循环、低碳理念指导城乡建设,有利于提高资源能源使用效率,缓解资源能源供需紧张矛盾;有利于降低社会总能耗,减少污染物排放,确保完成节能减排任务;有利于促进产业优化升级,培育节能环保、新能源等战略性新兴产业;有利于提高建筑舒适性、健康性,改善群众生产生活条件。各级、各部门要把开展行动作为大力推进的重要内容,进一步增强责任感和紧迫感,统筹规划,狠抓落实,推动城乡建设走上、循环、低碳的科学发展轨道,促进经济社会、协调、可持续发展。

    2设计依据

    GB-T 15587-2008《工业企业能源管理导则》

    《评价企业合理用电技术导则GB》

    《企业节能规划编制通则》

    《企业能源审计技术通则-GB》

    GBT23331-2009《能源管理体系要求》

    GB-50052-2009《供配电系统设计规范》

    u 能耗计量装置及行业标准

    DL/T 645-1997       多功能电能表通信规约

    DL/T 645-2007       多功能电能表通信规约

    CJ/T 188-2004       户用计量仪表技术条件

    GB/T 19582-2008     基于Modbus协议的工业自动化网络规范

    3项目概况

    伊甸城位于晋中市榆次区北部大学城,此次需要对其中的4#楼的能耗进行监测,4#楼为一栋3446.02m²的两层商业建筑,其中后台主机设置在一层的设备间内。

    本项目楼层配电箱共有21只电能表,水泵房有1块RS485接口Modbus通讯协议的水表需要进行能耗监测。后台位于一层的值班室内,因此针对本项目的性质,设计一套能耗系统,并在楼层配电间配置一台内置通讯管理机的数据采集箱,对楼层配电箱的电表、水泵房的远传水表进行采集,。电表、水表的数据采集后按照能耗分类分项原则进行分析。

    本项目要解决基础能耗数据的智能化、自动化、可视化、可量化的收集与存储;建立能源管理平台、实现能源的集中化管理;深入分析能源消耗过程与趋势;建立能耗监测与公示平台。通过对此项目的用电、用水及热量消耗统一综合管理,可以对各区域设备能源使用情况进行查询分析,帮助管理人员发现潜在的节能机会,大限度地提高能源利用效率,科学有效地管理能源使用,从而降低能源使用费用,为建立节约型社会发挥作用。

    4系统架构

    安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系统以工作站主机、通讯设备、测控单元为基本工具,为大型公共建筑的实时数据采集及远程管理提供了基础平台,它可以和其他楼宇自动化系统进行数据转发构成复杂的监控系统。该能耗系统主要采用分层分布式计算机网络结构,如系统结构图所示:

     

    系统结构图

    5 系统软件模块

    u 综合能耗主界面

    反映建筑物当年用能各分类能耗和折算为标准煤的综合能耗,并计算得到单位面积能耗;

    通过表计计量的主要为水、热量和电能消耗,界面下方显示电能的当日逐时用能曲线;单击每个分类能耗的上部区域,可跳转到该分类能耗的用能分析主界面;

    可通过下拉框切换建筑物,建筑物图片可根据项目要求替换;

    u 分类能耗主界面

    反映某分类能耗(例如电、水、热量等)当日及昨日同期、当月及上月同期、当年及上年同期的用能及对比,增长百分比及增加值;

    反映某分类能耗过去48小时、过去31天、过去12个月、过去3年的用能趋势;

    反映某分项能耗的当月用能饼图;

    反映某分类能耗当年各月用能同比分析图;

     

    u 分类能耗支路用能统计报表

    可灵活选择支路,并统计某段时间内支路用能的日、月、周、季、年用能;

    通过表功能强大,用户可进行多种数据统计,并对数据进行组合排序;

    统计数据可通过柱状图、点线图、堆积图、饼图等多种图表展示;

    统计数据可导出至Excel;

    u 分类能耗支路非工作日用能

    统计对各支路工作日和非工作日用能,非工作日可通过系统灵活设置

    统计数据可导出至Excel;

    u 分类能耗支路同比分析

    统计各支路当年每月用能及去年同期用能;

    u 分类能耗支路用能集抄

    查询各支路任意两个时间的表计读数,并计算出差值;

    时间精度到分钟;

    u 分类能耗支路分时段用能趋势分析

    可查询任一支路某段时间内的用能参数(例如电压、电流、功率、功率因数等),具体可查询的参数与安装的仪表和系统配置有关,查询时不可跨月;

    数据以图表或表格的形式显示,图表可通过鼠标操作放大、缩小、移动;可对数据进行排序(大值、小值);

    数据可导出至Excel;

    u 配置选项

       依照相关技术规范配置物的基本信息,例如:功能、建筑面积、空调面积、建筑地址等,其中面积等信息将用能单位面积能耗分析;

        配置项目中使用的仪表的类型、型号、生产厂家等基本信息,并添加该型仪表所能提供的监测参数信息,此处配置情况影响能耗统计、分时段用能统计、参数查询功能;

        配置项目中使用到的所有计量仪表,保存计量仪表的地址、变比、对应的采集器、代码、监测回路的名称等信息;

       配置分项能耗统计时涉及到的计量表计、所占比例、运算方式等信息,可根据项目情况灵活配置,此处配置信息将影响各分类能耗分项用能分析小模块中的功能;

    配置各部门用能对应的计量仪表、运算方式、所占比例以及部门用能计划,完成此项配置后将启用部门能耗分析功能模块;

    配置建筑物中某用能区域对应的计量仪表、运算方式、所占比例,完成此项配置后将启用区域能耗分析功能模块

    6 系统建设的意义

    1) 计量装置设计安装 能效监测平台搭建

        通过梳理用户的用能网络,在各配电回路设置电能计量表计,以及通过对水表的数据监测,为该项目搭建完整的用能计量体系。管理人员就可以通过软件对项目内用水,用电等用能做实时的监控,同时能够减少用能的“跑、冒、滴、漏”和计量误差。实时监视现场仪表的回传数据,对能耗进行合理的管控和预警,及时发现并改正运行中存在的能耗异常,随时处理。按需设置重要设备的标预警值,标时醒目提醒并主动记录。

    2) 用能数据采集存储 形成可视化趋势图

        通过软件可以直观的看到各部门或区域的每小时用能的趋势曲线图,同时对各仪表采集回来的数据进行实时存储,可以查询历史的数据记录。

    3) 确定高能耗范围 诊断形成高耗原因

    统计各区域、各楼层能源消耗,准确定位能源消耗大户,节能绩效考核制度,推动节能降耗的真正有效执行。为用能设备建立运行记录档案,结合设备维护保养记录,为设备的运行维护提供依据。

    4) 配置节能节电产品 改进运营管理模式

    长期跟踪设备运行过程中的能效分析评估结果,关注用能走向,为节能改造提供的数据支撑,在经过节能改造之后,根据能耗监测平台对比节能实施效果。

     

    参考文献:

    住房和城乡建设部技术要求[2008]114号文



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