建筑節(jié)能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)范文

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1建筑能源管理系統(tǒng)概況及其架構(gòu)

1.1建筑能源管理系統(tǒng)概述建筑能源管理系統(tǒng)是以合理計(jì)劃、高效利用能源，降低建筑能源消耗，提高設(shè)備運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益為目的的信息化管控系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)了一套高效的建筑能源管理系統(tǒng)，其基本原理是通過(guò)對(duì)氣、電、油、水等各類(lèi)能源在建筑中的分配與消耗情況的計(jì)量和采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗運(yùn)行情況的感知，并按照CIM模型標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行建模，和分區(qū)、分式、分類(lèi)的匯總與展現(xiàn)，建立設(shè)備層面和樓宇宏觀層面的能耗指標(biāo)庫(kù)，對(duì)能耗運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)估，對(duì)設(shè)備運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)具有以下基本功能：（1）對(duì)建筑的各種能耗實(shí)時(shí)分類(lèi)、分項(xiàng)、分戶精確計(jì)量，計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，為建筑能源管理部門(mén)提供決策依據(jù)。（2）通過(guò)對(duì)建筑重點(diǎn)能耗設(shè)備的智能控制，有效降低建筑的總能耗。（3）以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能，并提高建筑能源的自動(dòng)化管理水平。（4）實(shí)現(xiàn)能源的綜合平衡、合理分配、優(yōu)化調(diào)度。（5）對(duì)異常、故障和事故進(jìn)行報(bào)警及處理。

1.2建筑能源管理系統(tǒng)架構(gòu)

1.2.1物理架構(gòu)建筑能源管理系統(tǒng)由測(cè)控當(dāng)?shù)刈酉到y(tǒng)B-SCADA和B-EMS（能源管理系統(tǒng)云平臺(tái)）構(gòu)成，其中測(cè)控當(dāng)?shù)刈酉到y(tǒng)安裝在每棟大樓，由各級(jí)電能計(jì)量裝置、各類(lèi)測(cè)量裝置組成，計(jì)量與測(cè)量裝置采用RS-485，ModBus等總線與采集裝置連接。采集裝置負(fù)責(zé)將各類(lèi)測(cè)量與計(jì)量信息通過(guò)公網(wǎng)通信系統(tǒng)傳送到B-EMS。B-EMS由數(shù)據(jù)前置機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)、Web服務(wù)器組成。系統(tǒng)總體物理架構(gòu)如圖1所示。

1.2.2功能架構(gòu)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。由圖2可知，該系統(tǒng)共5個(gè)應(yīng)用類(lèi)，其中3個(gè)為前臺(tái)應(yīng)用類(lèi)，2個(gè)為后臺(tái)應(yīng)用類(lèi)，系統(tǒng)共26個(gè)應(yīng)用功能項(xiàng)。

1.2.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用需求，結(jié)合相關(guān)的國(guó)家和地方標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建筑總能耗按照分項(xiàng)、分類(lèi)、分能耗節(jié)點(diǎn)三級(jí)計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)象模型如圖3所示。系統(tǒng)主要采集的設(shè)備對(duì)象、參數(shù)、頻度等情況如下：（1）冷源：需采集的參數(shù)有冷凍水供水溫度、冷凍水回水溫度、冷凍水流量、集水器入口水溫、壓縮機(jī)電壓/電流/功率、直燃機(jī)燃料消耗，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為冷源運(yùn)行效率、運(yùn)行狀態(tài)及能耗分析。（2）熱源（鍋爐）：需采集的參數(shù)有燃料消耗量和補(bǔ)水量，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為熱源運(yùn)行效率、運(yùn)行狀態(tài)和能耗分析。（3）冷卻塔：需采集的參數(shù)有冷卻水進(jìn)水溫度、冷卻水出水溫度、冷卻水流量、冷卻塔風(fēng)扇開(kāi)啟臺(tái)數(shù)、冷卻塔風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和風(fēng)扇電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為冷卻塔運(yùn)行效率、冷源運(yùn)行狀態(tài)、冷源能耗分析。（4）一次回風(fēng)機(jī)組：需采集的參數(shù)有混風(fēng)閥開(kāi)度、回風(fēng)溫度、進(jìn)風(fēng)溫度、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)、風(fēng)機(jī)電流、回風(fēng)濕度、風(fēng)機(jī)電壓/電流/功率，采集頻率為每天1次，數(shù)據(jù)用途為風(fēng)機(jī)效率、過(guò)濾器阻塞程度、空調(diào)箱運(yùn)行效率、空調(diào)箱能耗分析。（5）新風(fēng)（排風(fēng)）機(jī)組：需采集的參數(shù)有排風(fēng)溫度、新風(fēng)溫度、新風(fēng)濕度、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)、風(fēng)機(jī)電流/電壓/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為風(fēng)機(jī)效率、新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行效率、新風(fēng)系統(tǒng)能耗分析。（6）風(fēng)機(jī)盤(pán)管：需采集的參數(shù)有供水管溫度、回水管溫度、進(jìn)風(fēng)口溫度、出風(fēng)口溫度、濕度、風(fēng)機(jī)盤(pán)管回路電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為末端能耗、末端能效分析。（7）冷凍泵、冷卻泵、采暖泵：需采集的參數(shù)有水泵運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)、水泵電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為輸配系統(tǒng)能耗分析。（8）照明：需采集的參數(shù)有總照明回路電壓/電流/功率、分區(qū)/分層照明回路電壓/電流/功率、分項(xiàng)照明回路電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為照明系統(tǒng)能耗分析。（9）電梯：需采集的參數(shù)有電機(jī)運(yùn)行電壓/電流/功率、電機(jī)溫度，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為電梯運(yùn)行情況分析。（10）變壓器：需采集的參數(shù)有電壓/電流/功率、溫度，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為變壓器負(fù)載情況分析。（11）開(kāi)水爐：需采集的參數(shù)有電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為開(kāi)水爐功耗分析。（12）辦公設(shè)備：需采集的參數(shù)有分回路電壓/電流/功率，采集頻率為每小時(shí)1次，數(shù)據(jù)用途為辦公設(shè)備功耗統(tǒng)計(jì)。（13）環(huán)境參數(shù)：需采集的參數(shù)是室內(nèi)外溫度、濕度、照度，采集頻率為每小時(shí)1次。

2系統(tǒng)應(yīng)用效果

2.1創(chuàng)維自動(dòng)化工程有限公司三墩生產(chǎn)區(qū)創(chuàng)維自動(dòng)化工程有限公司三墩生產(chǎn)區(qū)為5層建筑，總建筑面積約為12000m2。空調(diào)采用分體式加VRV多聯(lián)機(jī)形式，照明以熒光燈為主。應(yīng)用建筑能源管理系統(tǒng)后，在每層樓的每個(gè)辦公室及生產(chǎn)區(qū)安裝能效監(jiān)測(cè)終端，監(jiān)測(cè)每個(gè)房間的用能情況。通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)把采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控平臺(tái)，使系統(tǒng)能夠按照建筑、樓層、辦公室、配電箱、用電設(shè)備等各種維度進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比和分析，并對(duì)不同的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行對(duì)比，對(duì)內(nèi)部的電費(fèi)進(jìn)行計(jì)算與分?jǐn)偅瑫r(shí)還能發(fā)現(xiàn)異常用電與用能信息，提高了能源管理的透明度和準(zhǔn)確性，為建筑節(jié)能運(yùn)行提供技術(shù)支撐。通過(guò)本系統(tǒng)的應(yīng)用，創(chuàng)維自動(dòng)化工程有限公司三墩生產(chǎn)區(qū)的能耗降低了8％。

2.2浙江省電力公司本部大樓浙江省電力公司本部大樓共17層，地下3層，地上14層，總建筑面積為84724m2。空調(diào)采用冷水機(jī)組形式，冷源為蓄冰系統(tǒng)加基載主機(jī)，熱源為蓄熱式電鍋爐。大樓共有高速電梯12部。照明以熒光燈為主。大樓已經(jīng)完成了屋頂太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)，每天工作3h。應(yīng)用建筑能源管理系統(tǒng)后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，安裝能效采集終端，對(duì)電能參數(shù)和非電能參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，向數(shù)據(jù)集中器上傳能耗數(shù)據(jù)，然后上傳到主站，在監(jiān)控平臺(tái)上實(shí)時(shí)展示。系統(tǒng)對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，尋找異常用電與用能信息及光伏發(fā)電系統(tǒng)的異常供能信息，并對(duì)不同的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)空調(diào)、通風(fēng)、照明、光伏發(fā)電等系統(tǒng)的節(jié)能控制，制定大樓節(jié)能改造通用模板。還能對(duì)內(nèi)部的電費(fèi)進(jìn)行計(jì)算與分?jǐn)偅岣吡四茉垂芾淼耐该鞫群蜏?zhǔn)確性，為建筑節(jié)能運(yùn)行提供技術(shù)支撐。通過(guò)本系統(tǒng)的應(yīng)用，浙江省電力公司本部大樓的能耗降低了10％。

3結(jié)語(yǔ)

建筑能源管理系統(tǒng)利用現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)、先進(jìn)的通信技術(shù)以及強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，基于完善的能耗監(jiān)測(cè)管理手段，對(duì)建筑的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，確定建筑物的能耗狀況和設(shè)備能耗效率，提供全面專(zhuān)業(yè)的能源管理解決方案及優(yōu)化措施，達(dá)到對(duì)用戶能耗及供能設(shè)施的細(xì)節(jié)和過(guò)程的完全掌握。通過(guò)本系統(tǒng)的應(yīng)用，能耗可降低10％左右，有效緩解了能源壓力及環(huán)境壓力，符合當(dāng)前城市節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

作者：卜佩征俞慶孫堯單位：國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司浙江創(chuàng)維自動(dòng)化有限公司國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司培訓(xùn)中心