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摘要:高校在節(jié)約型社會建設(shè)中肩負(fù)著特殊的意義。住房與城建設(shè)部建筑節(jié)能科技司及教育部社會發(fā)展規(guī)劃司,確定了以校園設(shè)施能效管理為抓手能耗計量統(tǒng)計先行,建設(shè)高校較園建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)的方針。
關(guān)鍵詞:節(jié)約型高校;建筑節(jié)能;能源管理系統(tǒng)
0引言
建筑節(jié)能分為技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能兩個領(lǐng)域。技術(shù)節(jié)能,例如,節(jié)能燈、變頻器、熱泵、保溫隔熱外墻等技術(shù)及設(shè)備類措施可以歸屬技術(shù)節(jié)能。管理節(jié)能則是通過加強(qiáng)能源管理、建立能源管理體系,建立能耗基準(zhǔn)線發(fā)現(xiàn)和尋找能源低效的領(lǐng)域,進(jìn)行能源績效考核。
1技術(shù)節(jié)能
建筑物能耗包括兩個方面,一是與建筑物建造相關(guān)的能源消耗,包括建筑材料生產(chǎn)用能,建筑材料運(yùn)輸用能,房屋建造和維修過程中的用能;另一方面是建筑運(yùn)行的能耗,即建筑物照明、采暖、空調(diào)、給排水系統(tǒng)、辦公設(shè)備和電梯等設(shè)備的能耗,這些能耗將一直伴隨建筑物的使用過程而發(fā)生。在建筑的全生命周期中,建筑材料和建造過程所消耗的能源一般只占其總的能源消耗的20%左右,大部分能源消耗發(fā)生在建筑物運(yùn)行過程中。由此而知,建筑運(yùn)行能耗是建筑節(jié)能任務(wù)中主要的關(guān)注點,也具有節(jié)能潛力。實現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)途徑:盡量減少建筑內(nèi)能源總需求量的同時,大力開發(fā)利用可再生的新能源,從而減少使用在建筑領(lǐng)域內(nèi)易引起環(huán)境污染的能源。
2管理節(jié)能
很多企業(yè)及單位都完成了大量的節(jié)能改造。例如:更換低效的設(shè)備、照明改造、變頻器、熱回收、樓宇自控系統(tǒng)等。對于管理節(jié)能,大部分都是零散的、賬單式能源管理方式。能源管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)監(jiān)測(電、水、燃?xì)?、油、蒸汽、熱水等各種能源)的基礎(chǔ)上,著重于對各種能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測、統(tǒng)計、整理和分析,幫助管理層進(jìn)行能源管理,建立內(nèi)部能耗基準(zhǔn)線,生成各種E-KPI (Energy KPI),建立高效能源管理體系,持續(xù)降低能耗。
一套良好的能源管理系統(tǒng),可以幫助用戶從以下幾點提高能源管理效率:
1) 規(guī)范和加強(qiáng)能源管理,從粗放式的能源管理模式到科學(xué)的能源管理模式;
2) 發(fā)現(xiàn)能源使用過程中浪費的情況;
3) 生成各種用戶需要的能源經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),例如:分項能耗、分類能耗、分類建筑能耗等;
4) 幫助客戶建立能耗基準(zhǔn)線;
5) 幫助客戶管理各個環(huán)節(jié)的能耗;
6) 發(fā)現(xiàn)各個系統(tǒng)或設(shè)備低效的環(huán)節(jié);
7) 對節(jié)能措施產(chǎn)生的節(jié)能效果進(jìn)行測量和驗證;
8) 分析各種變量對能耗的影響,如天氣、運(yùn)行時間等;
9) 幫助客戶將能源價格的影響考慮至實際使用中,幫助用戶進(jìn)行電量峰值管理,進(jìn)行有效的需求側(cè)管理;
10) 和用戶的ERP系統(tǒng)(如SAP,Oracle 等系統(tǒng))對接,為用戶提供各種能耗指標(biāo);
11) 和原有的樓控系統(tǒng)(BAS)系統(tǒng)對接,共享資源信息。
3校園能源管理系統(tǒng)構(gòu)成
節(jié)約型校園節(jié)能監(jiān)管平臺主要由三個部分組成:前端采集、數(shù)據(jù)傳輸、終端數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析公示。需要注意的是與遠(yuǎn)程集抄、樓宇自控系統(tǒng)在需求與定位上有所不同,不可簡單套用。
樓宇自控系統(tǒng),特別是建筑能耗中的大戶-空調(diào)制冷設(shè)備系統(tǒng),運(yùn)行控制參數(shù)需要以分秒為單位的高頻率反饋和通訊傳輸,要求較高精度的傳感器具,要求復(fù)雜的控制邏輯,而建筑能源管理系統(tǒng)基本上僅要求以小時為單位的數(shù)據(jù)采集、傳輸,數(shù)據(jù)量和傳輸速度都與前者有很大差別,精度要求也不在同一個層次。因此,除了在部分參數(shù)計測上存在可共享之處外,兩者基本上是特性相異的系統(tǒng),現(xiàn)實中的失敗就在于過于“貪婪”、硬性地將這兩個目的不同、特性相異的系統(tǒng)捆綁在一起,看似功能多、綜合性強(qiáng),卻并不合理的也不實用。
事實證明,將建筑能源管理與建筑設(shè)備自控系統(tǒng)分開更趨于合理,當(dāng)然,這并不妨礙兩個系統(tǒng)之間必要的數(shù)據(jù)共享和聯(lián)動。目前我國的大型公共建筑能源管理也正在向這個方向發(fā)展,即建筑分項計量系統(tǒng)相對于BA系統(tǒng)獨立設(shè)置,但盡量共享數(shù)據(jù)、考慮聯(lián)動控制接口。而對于校園來說,除少數(shù)大型建筑外,中小規(guī)模建筑居多、量大、用能密度小,更是應(yīng)該把握好校園節(jié)能管理的需求,為校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的定位,分類與分項計量相結(jié)合(粗略計測與詳細(xì)分項計測相結(jié)合、綜合近期宏觀監(jiān)控與長遠(yuǎn)細(xì)化管理的布局),注重實用性。
在對系統(tǒng)的構(gòu)架、硬件(計量表具、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))和軟件(管理平臺、通訊協(xié)議等)進(jìn)行了廣泛深入研究后,制定了《高等學(xué)校校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》(已頒布),各大學(xué)應(yīng)該參照這些技術(shù)導(dǎo)則,科學(xué)的建立起校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)。系統(tǒng)支持在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)比對、能耗統(tǒng)計審計分析、能耗預(yù)測、指標(biāo)定額、專家診斷等功能。校園節(jié)能監(jiān)管平臺既能夠使管理者及時發(fā)現(xiàn)建筑高能耗環(huán)節(jié)以及照明、空調(diào)等系統(tǒng)的故障和不合理的運(yùn)行方式,為節(jié)能診斷分析及管理提供依據(jù);也可為校園能耗數(shù)據(jù)和指標(biāo)公示、實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)可視化、節(jié)能效果定量化,節(jié)能管理指標(biāo)化目標(biāo),同時,作為基于校園網(wǎng)的校園的互動平臺,可在樹立校園節(jié)能環(huán)保風(fēng)尚,促進(jìn)行為節(jié)能、形成綠色校園文化方面發(fā)揮巨大作用。
4高校綜合能效解決方案
AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺采用開放的分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),主要由設(shè)備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層組成。平臺融合電力監(jiān)控、電能統(tǒng)計、電氣安全、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、預(yù)付費等功能,用戶通過瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù),通過一個平臺即可全局、整體的對企業(yè)用電進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運(yùn)維,同時滿足企業(yè)用電可靠、安全、節(jié)約、有序的要求。
平臺架構(gòu)
圖1 安科瑞高校綜合能效管理方案架構(gòu)拓?fù)?/span>
5能耗監(jiān)測系統(tǒng)硬件選型
應(yīng)用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護(hù)功能 |
建筑能耗管理系統(tǒng) | Acrel-5000web |
| 采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù),平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 |
智能網(wǎng)關(guān) | ANet-1E2S1 |
| 采用嵌入式硬件計算機(jī)平臺,具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口,作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁,能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總,并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。 |
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜 | APM810 |
| 具有全電量測量,電能統(tǒng)計,電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能,主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計,當(dāng)客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出,模擬量輸入輸出,SD卡記錄,以太網(wǎng)通訊時,只需在背部插入對應(yīng)模塊即可。 |
APM520 |
| 三相全電量測量,2-63次諧波,不平衡度,支持付費率,越限報警,SOE,4-20mA輸出。 | |
低壓聯(lián)絡(luò)柜、 | AEM96 |
| 三相多功能電能表,均集成三相電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理,提供上 24 時、上 31 日以及上 12 月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng) 計。具有 63 次分次諧波與總諧波含量檢測,帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)“遙信” 和“遙控”功能,并具備報警輸出,可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng),SCADA 系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。 |
動力柜
| ACR120EL |
|
測量所有的常用電力參數(shù),如三相電流、電壓,有功、無功功率,電度,諧波等,并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能,非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。 |
DTSD1352 |
| DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu),體積小巧,能測量電能及其他電參量,可進(jìn)行時鐘、費率時段等參數(shù)設(shè)置,精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求,并且具有電能脈沖輸出功能;可用RS485通訊接口與上位機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 | |
AEW100 |
|
三相全電量測量,剩余電流、2-63次諧波,支持付費率,量值、電纜溫度,可選2G/4G通訊。 |
照明箱
| DTSD1352 |
| DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu),體積小巧,能測量電能及其他電參量,可進(jìn)行時鐘、費率時段等參數(shù)設(shè)置,精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求,并且具有電能脈沖輸出功能;可用RS485通訊接口與上位機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 |
DDSD1352 |
| DDSD1352 單相電子式電能表主要用于計量低壓網(wǎng)絡(luò)的單相有功電能,同時可測量電壓、電流、功率等電量, 具有紅外通訊功能,并可選配 RS485 通訊功能,方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理??伸`活安裝于配電箱內(nèi), 實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項電能計量,統(tǒng)計和分析。 | |
DDS1352 |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,正反向電能計量,紅外及RS485通訊,電流規(guī)格10(60)A,有功電能精度1級。無功精度2級,尺寸:1P | |
ADW300/4G |
| 計量低壓網(wǎng)絡(luò)的三相有功電能,具有RS485通訊和470MHz無線通訊功能,方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理??伸`活安裝于配電箱內(nèi),實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項電能計量,統(tǒng)計和分析。 | |
ARCM300T-Z-4G |
| 三相全電量測量,剩余電流、2-63次諧波,支持付費率,量值、電纜溫度,可選2G/4G通 訊。 | |
給水管道 | 水表 |
|
計量流經(jīng)給水管道用水的體積總量,適用于單向水流,采用電子直讀技術(shù),通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù)。 |
6結(jié)束語
大學(xué)校園建筑分布范圍廣、數(shù)量多,類型多樣,用能情況復(fù)雜,建立校園建筑節(jié)能監(jiān)管體系意義重大,推廣性強(qiáng),具有廣闊的市場發(fā)展前景。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,教育部.高等學(xué)校校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則(建科2009,163號).
[2] 岑川.能源管理系統(tǒng)在高校建筑節(jié)能中的發(fā)展淺析[J].科技資訊2012.3
[3] 譚洪衛(wèi).高校校園建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)[J].建設(shè)科技,2010(2):15.
[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.5月
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