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能源监测系统解决方案
2020-12-10 11:29:12 阅读:5 发布人:

1简介

目前,我国已经是世界上的第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,具有巨大的节能空间,建筑节能的已经势在必行,节能降耗,计量先行。

建设部、财政部颁布的《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》,明确提出了“要求在全国范围内逐步建立部级、省级、市级、区级能耗监测平台,最终建立起全国联网的能耗监测平台的工作目标。

TJSMC能耗监测平台由系统软件层、网络传输层、数据采集层组成,对能耗企业的水电气热等能耗进行监测,通过用能支路进行计量,将数据采集器上传到能耗监测系统,实现对能耗的在线监测和动态分析。

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2项目背景

2.1. 项目概述

大型公共建筑节能降耗成为我国今后一段时间里节能减排工作的重点。加强节能管理、高效用能是国民经济和社会发展“十二五”计划的重要内容。

近年来节能、环保、可持续发展的理念已受到广泛重视和推广,卫生领域随即提出了绿色办公楼的理念。在坚持科学发展观的指导下,办公楼的建设需要遵循我国建设节约型社会的主张,运用科学的理念与决策,遵循安全、品质、高效的原则。

随着办公楼业务量的持续增长以及人们健康意识的不断增强,办公楼的建筑能源消耗水平呈现自然增长趋势,如何有效提升能源利用效率,合理控制能耗增长是办公楼后勤管理人员面临的最为现实及严峻的问题。

2.1. 办公楼基本情况介绍

xxx办公楼位于xxx。

2.2. 办公楼节能管理面临问题

传统的能耗监管,更多是对能耗本身进行统计分析,并给出对应的措施。而作为办公楼的后勤部门而言,产生能耗的用能设备才是管理的重点,同时使用设备消耗能源的人以及维护的人,才是需要更多关心的问题。

因此,打造一个以能耗监管为基础,以设备管理为核心,关注人员绩效考核的综合管理平台是当务之急。且通过这种方式,可以更好的进行管理节能。

2.3.1. 能耗计量和分析管理需求

配电房多采用机械表和电流表,不带远程传输功能,并采用人工计量方法,计量系统欠完善;楼层即使有计量表,但并无远程通讯功能,无法满足办公楼的绩效考核要求。

电表、水表所采集参数不够详细,配电房多数回路只能测量回路电流,也无法满足办公楼设备的各类统计分析功能。

缺乏充足的能耗和设备运行参数为节能工作做指导,用能设备的能效具有提升的空间。

办公楼现已有较为完整的绩效考核制度,但是因现有计量表的功能缺陷和无法将各类能耗细分到科室,绩效考核的无法实际展开。

2.3.1. 设备监控和管理的需求

由于设备众多,很难全面掌握整个办公楼主要用能设备的使用情况,特别是风冷热泵等空调设备,往往需要出现人员反馈才能发现问题,往往只能做到事后处理。

办公楼由于自身其特殊性,安全的问题往往非常突出,但是办公楼庞大的设备规模,要做到每个重要设备都安置专门人员看管十分困难。

2.3.2. 日常管理的便捷性考虑

办公楼投运时间较长,各类用能线路常年改造,加之人员流动率高,往往部分区域最终难以确保图纸与实际相对应。只能依靠维护人员的经验和记性。而且现有人员也是基于维护需要才会熟悉,这给线路维护和数据统计造成了困难。

办公楼各类管道年久失修,容易出现“跑冒滴漏”现象,但是因水管采用地埋方式铺设,不便于发现漏损点。

2.3.3. 设备全生命周期管理

现有的后勤系统缺乏对设备专业管理业务的支撑,物流、资金流、信息流不统一;

单个设备生命周期的各种业务记录分散,缺少集中式的展现方式;

对于图纸、手册、说明、规程、制度等非结构化的文档资料缺乏系统化管理,不便于共享和查看;同时,也没有将这些资料与业务对象关联起来,不能有效支撑策略或计划的制定;

缺少对贯穿设备生命周期的组织机构和人员、零购更新计划、承包商考核、设备检查考核等综合管理业务的信息化支撑,制约了设备综合管理水平的提高。

2.3.4. 节能监测与控制相结合

办公楼部分系统具有监测或控制系统,都需专人看管,人员成本较高,但很少有系统将两者相结合。

2.1. 需求分析

1、能耗监测及数据上传

根据现状,本方案将实现进行用能分项、分类计量,以及分层、分栋计量,由粗到细的能耗监测方案。

搭建能耗监测系统的初投资为大型公共建筑年运行能耗费用的2~3%,能耗监测系统的运行管理费用不到大型公共建筑年运行能耗费用的万分之一。通过能耗监测系统的建设,可自动检测以下建筑用能中的能耗异常:

Ø 待机能耗:

待机能耗是建筑中能源浪费的重点,没有主体责任的用电设备特别容易造成待机能耗的出现。国际经济合作组织的一项调查称,各国因待机而消耗的能量约占能耗总数的3%至13%,我国的待机能耗要明显高于平均水平,特别是国家机关办公建筑及大型公共建筑。建筑待机能耗中主要设备包括:空调、电脑、公共区域照明,以及空调机组等大型用电设备。

Ø 用电设备中的“大马拉小车”现象

“大马拉下车”比喻电器的额定功率远远超过了你在使用中实际需要的功率的一种现象,用电中的“大马拉下车”现象一般都会造成能源不必要的浪费。建筑内诸如变压器、水泵、风机等设备额定功率,一般都是根据理论设计的,是否符合实际需要还需通过能耗监测进行检验。

Ø 空调用能中的异常:

空调用电通常占大型公建用能的40%左右,分项能耗数据在公共建筑空调系统节能运行管理中有着重要的意义,通过对空调系统能效比(EERs)、冷水机组进行效率(COP)、单位面积耗冷量(CCA)的计算,可发现空调用能中的不合理现象。  空调冷水机组的低负荷率、低COP,都是设备不合理配置的反映。 空调冷冻水系统中要杜绝“大流量小温差”、不合理旁通等现象。

Ø 其他重点用能设备的异常

大型公共建筑中一般有一些设备或场所用电量大,需要重点监测,比如机房、空调、水泵等,这些场所应该有特别的用电管理制度,一旦发现待机能耗、用电量异常等情况造成的损失会很大。

Ø 电能质量异常

通过能耗监测系统发现用电设备功率因数过低,没有很好的进行无功补偿,以及电压、电流异常等电能质量问题。

2、建筑物节能管理  

对于能耗监测发现的能耗异常,配合管理手段,实现有效节能: Ø

Ø 报警功能:对于能耗监测发现的能耗异常,PC端软件会推送报警信息。

Ø 管理节能的最有效手段应该是责任人制度,对不同用能设备应该确定相关 责任人,并出台考核措施。

Ø 用电定额的确立:一旦能耗的使用产生大锅饭,能源浪费现象不可避免。通过能耗监测可统计和预测各部门的用能趋势,指导各部门的契约用电量。

Ø 进行能耗排名,作为绩效考核指标。

3、为技术节能提供评估依据 

在企业或者大型建筑进行节能改造的过程中,经常会遇到这样的疑惑:这个设备安装后到底能节能多少?如果建筑能耗历史数据是笔糊涂账,根本没法比较技术节能到底能够节能多少。 

能耗监测的出现可对各种节能技术和节能产品进行统一和公平地评价,对建筑的节能效果有一个综合的评定,从而促使建筑管理者向更好的方向努力,形成良性循环。

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1. 系统架构

能耗监测管理系统对办公楼内各类能耗进行实时监测、采集与存贮各类能耗数据,并对数据进行统计与分析,使管理部门对各种能耗进行有效的监测与管理,为办公楼节能降耗研究、设计改(建)造提供参考数据;对办公楼提供节能效果真实数据,同时还可以显示、查寻、打印、发布、远程传输数据。系统结构示意图如下:

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该系统自上而下包含管理层、网络通讯层和现场设备层三个层面

Ø 管理层   

管理层针对能耗监测系统的管理人员,是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备,如工业级计算机工作站、数据库服务器、大屏幕显示设备、打印机、UPS 电源、路由器等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面,对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理,并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。  

Ø 网络通讯层   

网络通讯层主要是由以太网设备及总线网络组成。该层是数据信息交换的桥梁,负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时,转达上位机对现场设备的各种控制命令。   

以太网设备:包括工业级以太网交换机。   

通讯介质:系统主要采用屏蔽双绞线、光纤等。  

Ø 现场设备层   

现场设备层是数据采集终端,主要由能耗采集器、智能仪表和设备组成,采用具有高可靠性的能耗数据采集器,向数据中心上传现场仪表能耗计量数据。测量仪表担负着最基层的数据采集任务,其监测的能耗数据必须完整、准确并实时传送至数据中心。

4建设内容

建设范围

办公楼建筑能耗监管系统主要包括对电能、水能、冷热量等消耗情况进行全面的监视,同时完成部分设备管理工作。系统集成建筑能耗监管系统以及电力监控系统进行对接,实现全面、集中、统一的展示与管理,充分实现监管控一体化。

本次建筑能耗监管系统的主要监控范围包括能耗监管系统的深化设计,对全楼的电、水、冷/暖的计量全覆盖,对办公楼进行精细化能源计量,分项计量到三级,到各办公室。

建设内容

4.2.1. 电计量

大多办公楼对各个办公室没有进行用电核算。管理者掌握着只是总用电情况,对单个建筑以、各个建筑内用电情况以及厂区内功能性区分用电情况并不了解。同时,办公楼内还存在较大的节电潜力。   

Ø 公区、办公室、卫生间长明灯、少人开多灯、自然光照充分的情况下开灯等现象仍然存在;   

Ø 办公室等区域空调使用中存在超标使用,如:不按温度管理要求开空调、开门、窗等;

Ø 建筑外景观灯、路灯等管理不合理、开关时间设置不合理现象比比皆是。

4.2.2. 水计量

大多办公楼用水没有很好的管理办法,水资源浪费现象严重,加上一些办公楼建筑建设年代较久,地下管网老化严重,管道破裂导致的水资源流失更是无法估计。常见水资源浪费现象如下:

Ø 卫生间、茶水间长流水;

Ø 跑冒滴漏现象较多,地下管网泄露较难发现。

4.2.3. 冷热量计量

中央空调能耗占建筑总能耗的40%~50%,是建筑能耗的重要组成部分。因此,本项目对中央空调采取必要的节能措施,有助于降低社会总能耗。办公室常出现空调未关现象,如果没有一定的数据提供节能措施以无从下手。所以,本系统设计在需计量区域回水管道安装空调冷热量表,通过温差比较、流量计算从而得出空调机组制热量和制冷量。