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摘要:高校在節約型社會(huì )建設中肩負著(zhù)特殊的意義。住房與城建設部建筑節能科技司及教育部社會(huì )發(fā)展規劃司,確定了以校園設施能效管理為抓手能耗計量統計先行,建設高校較園建筑節能監管體系建設的方針。
關(guān)鍵詞:節約型高校;建筑節能;能源管理系統
0引言
建筑節能分為技術(shù)節能和管理節能兩個(gè)領(lǐng)域。技術(shù)節能,例如,節能燈、變頻器、熱泵、保溫隔熱外墻等技術(shù)及設備類(lèi)措施可以歸屬技術(shù)節能。管理節能則是通過(guò)加強能源管理、建立能源管理體系,建立能耗基準線(xiàn)發(fā)現和尋找能源低效的領(lǐng)域,進(jìn)行能源績(jì)效考核。
1技術(shù)節能
建筑物能耗包括兩個(gè)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,建筑材料運輸用能,房屋建造和維修過(guò)程中的用能;另一方面是建筑運行的能耗,即建筑物照明、采暖、空調、給排水系統、辦公設備和電梯等設備的能耗,這些能耗將一直伴隨建筑物的使用過(guò)程而發(fā)生。在建筑的全生命周期中,建筑材料和建造過(guò)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)生在建筑物運行過(guò)程中。由此而知,建筑運行能耗是建筑節能任務(wù)中主要的關(guān)注點(diǎn),也具有節能潛力。實(shí)現建筑節能的技術(shù)途徑:盡量減少建筑內能源總需求量的同時(shí),大力開(kāi)發(fā)利用可再生的新能源,從而減少使用在建筑領(lǐng)域內易引起環(huán)境污染的能源。
2管理節能
很多企業(yè)及單位都完成了大量的節能改造。例如:更換低效的設備、照明改造、變頻器、熱回收、樓宇自控系統等。對于管理節能,大部分都是零散的、賬單式能源管理方式。能源管理系統在數據監測(電、水、燃氣、油、蒸汽、熱水等各種能源)的基礎上,著(zhù)重于對各種能耗數據進(jìn)行監測、統計、整理和分析,幫助管理層進(jìn)行能源管理,建立內部能耗基準線(xiàn),生成各種E-KPI (Energy KPI),建立高效能源管理體系,持續降低能耗。
一套良好的能源管理系統,可以幫助用戶(hù)從以下幾點(diǎn)提高能源管理效率:
1) 規范和加強能源管理,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)現能源使用過(guò)程中浪費的情況;
3) 生成各種用戶(hù)需要的能源經(jīng)濟性指標,例如:分項能耗、分類(lèi)能耗、分類(lèi)建筑能耗等;
4) 幫助客戶(hù)建立能耗基準線(xiàn);
5) 幫助客戶(hù)管理各個(gè)環(huán)節的能耗;
6) 發(fā)現各個(gè)系統或設備低效的環(huán)節;
7) 對節能措施產(chǎn)生的節能效果進(jìn)行測量和驗證;
8) 分析各種變量對能耗的影響,如天氣、運行時(shí)間等;
9) 幫助客戶(hù)將能源價(jià)格的影響考慮至實(shí)際使用中,幫助用戶(hù)進(jìn)行電量峰值管理,進(jìn)行有效的需求側管理;
10) 和用戶(hù)的ERP系統(如SAP,Oracle 等系統)對接,為用戶(hù)提供各種能耗指標;
11) 和原有的樓控系統(BAS)系統對接,共享資源信息。
3校園能源管理系統構成
節約型校園節能監管平臺主要由三個(gè)部分組成:前端采集、數據傳輸、終端數據統計分析公示。需要注意的是與遠程集抄、樓宇自控系統在需求與定位上有所不同,不可簡(jiǎn)單套用。
樓宇自控系統,特別是建筑能耗中的大戶(hù)-空調制冷設備系統,運行控制參數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,要求復雜的控制邏輯,而建筑能源管理系統基本上僅要求以小時(shí)為單位的數據采集、傳輸,數據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(gè)層次。因此,除了在部分參數計測上存在可共享之處外,兩者基本上是特性相異的系統,現實(shí)中的失敗就在于過(guò)于“貪婪"、硬性地將這兩個(gè)目的不同、特性相異的系統捆綁在一起,看似功能多、綜合性強,卻并不合理的也不實(shí)用。
事實(shí)證明,將建筑能源管理與建筑設備自控系統分開(kāi)更趨于合理,當然,這并不妨礙兩個(gè)系統之間必要的數據共享和聯(lián)動(dòng)。目前我國的大型公共建筑能源管理也正在向這個(gè)方向發(fā)展,即建筑分項計量系統相對于BA系統獨立設置,但盡量共享數據、考慮聯(lián)動(dòng)控制接口。而對于校園來(lái)說(shuō),除少數大型建筑外,中小規模建筑居多、量大、用能密度小,更是應該把握好校園節能管理的需求,為校園建筑節能監管系統進(jìn)行科學(xué)合理的定位,分類(lèi)與分項計量相結合(粗略計測與詳細分項計測相結合、綜合近期宏觀(guān)監控與長(cháng)遠細化管理的布局),注重實(shí)用性。
在對系統的構架、硬件(計量表具、網(wǎng)關(guān)設備、網(wǎng)絡(luò )系統)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)校校園建筑節能監管系統建設技術(shù)導則》(已頒布),各大學(xué)應該參照這些技術(shù)導則,科學(xué)的建立起校園建筑節能監管系統。系統支持在線(xiàn)監測、數據比對、能耗統計審計分析、能耗預測、指標定額、專(zhuān)家診斷等功能。校園節能監管平臺既能夠使管理者及時(shí)發(fā)現建筑高能耗環(huán)節以及照明、空調等系統的故障和不合理的運行方式,為節能診斷分析及管理提供依據;也可為校園能耗數據和指標公示、實(shí)現能耗數據可視化、節能效果定量化,節能管理指標化目標,同時(shí),作為基于校園網(wǎng)的校園的互動(dòng)平臺,可在樹(shù)立校園節能環(huán)保風(fēng)尚,促進(jìn)行為節能、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(kāi)放的分層分布式網(wǎng)絡(luò )結構,主要由設備層、傳輸層、數據層、應用層組成。平臺融合電力監控、電能統計、電氣安全、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、預付費等功能,用戶(hù)通過(guò)瀏覽器、手機APP獲取數據,通過(guò)一個(gè)平臺即可全局、整體的對企業(yè)用電進(jìn)行進(jìn)行集中監控、統一調度、統一運維,同時(shí)滿(mǎn)足企業(yè)用電可靠、安全、節約、有序的要求。
平臺架構
圖1 安科瑞高校綜合能效管理方案架構拓撲
5能耗監測系統硬件選型
應用場(chǎng)景 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
建筑能耗管理系統 | Acrel-5000web |
| 采用泛在物聯(lián)、云計算、大數據、移動(dòng)通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶(hù)提供能源數據采集、統計分析、能效分析、用能預警、設備管理等服務(wù),平臺可以廣泛應用于多種領(lǐng)域。 |
智能網(wǎng)關(guān) | ANet-1E2S1 |
| 采用嵌入式硬件計算機平臺,具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò )接口,作為信息采集系統中采集終端與平臺系統間的橋梁,能夠根據不同的采集規約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據采集匯總,并使用相應的規約轉發(fā)現場(chǎng)設備的數據給平臺系統。 |
高壓重要回路或低壓進(jìn)線(xiàn)柜 | APM810 |
| 具有全電量測量,電能統計,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)量的綜合監控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計,當客戶(hù)需要增加開(kāi)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(shí),只需在背部插入對應模塊即可。 |
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測量及電能計量及考核管理,提供上 24 時(shí)、上 31 日以及上 12 月的電能數據統 計。具有 63 次分次諧波與總諧波含量檢測,帶有開(kāi)關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現“遙信" 和“遙控"功能,并具備報警輸出,可廣泛應用于多種控制系統,SCADA 系統和能源管理系統中。 |
動(dòng)力柜
| ACR120EL |
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測量所有的常用電力參數,如三相電流、電壓,有功、無(wú)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(shí)時(shí)電力監控系統。 |
DTSD1352 |
| DIN35mm導軌式安裝結構,體積小巧,能測量電能及其他電參量,可進(jìn)行時(shí)鐘、費率時(shí)段等參數設置,精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準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通訊接口與上位機實(shí)現數據交換。 | |
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導軌式安裝結構,體積小巧,能測量電能及其他電參量,可進(jìn)行時(shí)鐘、費率時(shí)段等參數設置,精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準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通訊接口與上位機實(shí)現數據交換。 |
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(shí)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(hù)進(jìn)行用電監測、集抄和管理??伸`活安裝于配電箱內, 實(shí)現對不同區域和不同負荷的分項電能計量,統計和分析。 | |
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,電流規格10(60)A,有功電能精度1級。無(wú)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(wú)線(xiàn)通訊功能,方便用戶(hù)進(jìn)行用電監測、集抄和管理??伸`活安裝于配電箱內,實(shí)現對不同區域和不同負荷的分項電能計量,統計和分析。 | |
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(guò)RS485總線(xiàn)直接輸出表盤(pán)數據。 |
6結束語(yǔ)
大學(xué)校園建筑分布范圍廣、數量多,類(lèi)型多樣,用能情況復雜,建立校園建筑節能監管體系意義重大,推廣性強,具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。
【參考文獻】
[1] 住房和城鄉建設部,教育部.高等學(xué)校校園建筑節能監管系統建設技術(shù)導則(建科2009,163號).
[2] 岑川.能源管理系統在高校建筑節能中的發(fā)展淺析[J].科技資訊2012.3
[3] 譚洪衛.高校校園建筑節能監管體系建設[J].建設科技,2010(2):15.
[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.5月