張安可瑞, 天田.
總結:根據該專案,依託某高校電能計量管理系統、水表監管系統、供熱計量管理系統等基礎平台,制定了高校建築能耗綜合管理系統平台應用總體框架和方案,可實時監測校園建築各項能耗情況, 統計能耗,進行能效分析,並可對系統進行評價診斷等應用研究,從而實現資料視覺化、分析製圖、能耗指標化、管理數位化、能耗合理化,為實現長期有序的校園節能管理和節能校園建設提供可靠的資料支撐。
關鍵字:建築能源管理;電能計量;給水計量;熱量計量;經濟型校園。
0 引言。 我國高度重視節能減排工作,在十六屆五中全會上,決心加快推進建設資源節約型環境友好型社會的重大決策,標誌著我國節能減排全面實施。 在建立節約型社會的背景下,為有序、全面推進校園節能減排工作,教育部於2024年印發了《教育部關於開展節能減排學校行動的通知》,標誌著高校校園建築節能減排全面實施。 近年來,節能減排已成為全國校園建設的一大主題。 高校能耗測算與管理研究是高校降低能耗、建設節能校園的關鍵基礎。 高校建築規模大、人口密集,屬於大型公共建築,能耗大,節能校園建設意義重大。 節能校園建築節能監管體系的建設,可以實施動態監測、能耗統計、能源審計、能效公示、能耗結算,加強能源管理,實施節能改造,實施節能規劃和新建建築建設,推動高校節能校園建設,從而全面推進高校節能校園建設。節能校園在我國高校,為推進建築節能、建立節約型和諧社會、貫徹落實科學發展觀提供了有力支撐。根據相關標準和指南,建成的校舍節能監管系統以綜合能耗(水、電、熱等)遠端監控平台為基礎,實現了對全校能耗資料的監測、分析和統計,為高校能耗分類和能耗分級制定提供資料支撐根據校園建築能耗特點定額總結高校通用能耗規律,為高校建設、管理、改造提供管理經驗通過資料整理和分析,為國家開展新時代建築節能研究、規劃設計提供資料。
1、建築能耗管理系統平台架構及應用框架。
學院是乙個城市的全日制本科院校,占地面積649 10m,建築面積447x10m,擁有教學樓、寫字樓、體育館、運動場、圖書館、教學實驗等先進的資料感測與採集裝置、網路資料傳輸、資料庫技術,開發了建築能耗監管綜合平台,高校建築能源管理系統平台架構如圖1所示,系統包括裝置層、資料採集層、資料層、 基礎平台層、開放介面層、應用系統層和互動層。該能耗管理系統可用於遠端實時監控和採集某高校數十棟校園建築的能耗資料,從而開展能耗監測、統計、分析和診斷,為校園能耗管理的視覺化監控、數位化管理、配額管理、量化評估的全面實施提供有力支撐平台。 建築能耗管理系統平台自2024年開始建設,水、電、熱等前期工程已建成並正式投產,執行效果良好。
2、建築能源管理系統平台在高校應用的總體框架和實施功能。
某高校建築節能監管綜合服務平台的短期和遠期規劃主要包括以下幾個子系統,平面化應用的整體框架和實現功能如圖2所示。
建築能源計量管理系統。
樓宇電力監控管理系統實現了用電管理、成本結算、資料統計分析、指標執行監督等多項功能。 主要用於各樓宇、用電部門用電資料的實時監測和歷史資料的分析對比,為各部門用電量的量化管理提供了基礎條件。
建築水計量監管系統。
供水計量監控管理系統可以實時監測和採集自來水管網各部位的累計水量,可供控制中心和相關部門用於分析和制定指標決策,還可以及時發現漏水點,為故障排除爭取時間, 減少浪費,提高水資源利用和水資源管理效率,實現供水管理資訊化、現代化。
建築供熱計量管理系統。
基於溫度面積法的供熱計量管理系統具有計量和系統管理兩大功能,系統由計量系統和遠端終端管理系統組成,可實現對各建築物供熱的實時監控資料,如採暖室溫度、 對供水、回水溫度等資料進行彙總統計分析,為供熱管理部門科學供熱管理提供依據。
網路預付費管理系統。
網路預付費管理系統採用基於校園網路的實時通訊和資料採集技術,結合嵌入加密通訊協議的智慧型預付費水電表,系統可實現網路化的實時執行和實時計量監控、實時銷售和退貨、實時開關,有效解決收費難的問題, 並促進使用者節水節電。
能源效率的綜合分析系統。
在積累了大量基礎能耗資料後,能效綜合分析系統的綜合資料提取和建模處理,可以進一步結合氣候變化等因素,實現能源指標的合理評估和能源消費趨勢的科學發展。 該系統的應用將為節能管理的中長期部署提供專家決策支援,為減少碳排放、實現低碳經濟和可持續發展提供全面的資訊支援。
電能表管理系統。
主要用於對學校各建築和用能部門進行月度、季度、年度能耗計畫指標的分配,並將分配的指標作為預警、能源考核、能耗超標使用獎懲的依據。
能源消耗公共系統。
能耗宣傳分為社會宣傳和校園內部宣傳兩部分。 提供有關機組能耗的診斷資訊;評估建築物、裝置、部門等的能源消耗。 對單棟建築單位面積能耗、能耗分類、人均能耗等指標進行監管,動態展示能耗排名和能耗成本排名提供能耗成本、年度節能率等報表,公示機組內部能耗及排名,以及當年與上年度能耗對比資訊。
3、水電用電量監測分析。
3.1、水電監測。
根據某學院樓房實際情況,對17棟有裝置安裝條件的樓房進行水電能耗監測,完成每棟樓房用水量、用電量總量計量,對有分類分項條件的樓房進行分項計量。 水電能耗監測的建築型別包括:教學樓、食堂、學生公寓、行政樓、圖書館、物流樓、鍋爐房、變電站等。 該系統於2024年12月開始試執行。
圖3(a)和(b)分別是2024年6月25日和2024年6月27日3(分別為周四、周五和週六)學生公寓照明插座的每小時用電量和每小時用水量變化。 6月25日、26日及27日(星期六)平日的每日用電量*及每日用水量相差不大,3D照明插座的平均每日耗電量為770kw·h;3D 中的平均日耗水量為 344m。
圖4(a)和(b)分別是2024年8月6日和8月8日(星期四和星期)的3d學生公寓。
5.星期六)的照明插座每小時耗電量和每小時用水量。這三天是暑假期間,3D照明插座日均耗電量為321kw·h;3D 中的平均日耗水量為 554m 比圖 3 中 2015 年 6 月 25 日和 2015 年 6 月 27 日的 3d 電費和水消耗量少 583% 和 834%。
3.2、水電耗比較分析。
能耗管理系統可以對每棟樓的能耗資料進行同比、環比對比[圖56為2024年12月至2024年4月行政樓月度用電量對比圖,圖中資料比2024年3月和2024年3月低39年, 分別3% 和 194月份的節能率與3月份相近。 經調查,行政樓的節電主要是由於使用了新型LED節能燈,學校正在陸續更換每棟樓的燈具。 學校後勤維修部門調查了系統監測到的一些可能的漏水點,發現並修復了一些漏水點,與往年相比,系統同期的用水量也有所下降圖56 2024年2月和2024年1月,由於寒假期間沒有管理人員值班,月用電量和月用水量均為0, 並且關閉了水電能耗管理系統,該問題已向相關工作人員反映,今後將進行改進。
4、供熱能耗監測分析。
4.1、供熱計量管理系統的組成與監控。
供熱計量管理系統應用於某學院17個教職工宿舍,供熱計量總建築面積197241系統從2024年10月中旬開始除錯線路供熱計量管理系統平台可進行實時監控,系統可對每個使用者的情況進行監控和記錄,並將資料實時記錄在整個監控系統中, 系統管理員通過計算機介面顯示資料,可以直觀地觀察所有使用者的熱能消耗情況、支付資訊,系統在系統執行中出現室內溫度等異常情況時,系統會自動提供預警資訊等相關資料,從而實現視覺化監控和管理[8] 供熱計量管理系統由兩部分組成: 溫度測量、計量系統和遠端終端管理系統。測溫計量系統的組成和功能如下:
1)在各機組高低加熱區的進熱口安裝熱量表,測量該區域的加熱熱耗
2)在每戶代表房間安裝溫度感測器,測量室內溫度;
3)溫度感測器通過無線方式將室內溫度資料傳送到無線資料接收器,無線資料接收器安裝在熱使用者門外的管道井內
4)無線資料接收器將溫度資料傳送到資料採集集中器。
5)資料採集集中器根據各使用者採暖面積熱量表的溫度資料、面積資料、熱能資料對熱值進行分攤,實現前台的分攤
6)資料採集集中器通過GPRS將資料傳輸到遠端終端管理系統。
遠端終端管理系統接收資料採集集中器傳送的資料,遠端監控各建築供熱的實時資料,如室溫、供水、回水溫度等,並對資料進行採集、分析、管理。
供熱計量管理系統還可以分別監控每個區、每個家庭的實時供暖情況,圖7是各區供熱監控實時資料的截圖,圖7中的每一列分別代表供熱表編號、供熱表的通訊狀態、供熱分配開始時間、 黑表、熱量分配、供水溫度、回水溫度、資料接收時間等。
4.2、供熱能耗分析。
該供熱能耗管理平台可實現所有樓宇、樓宇、單元、小區、戶的日、月、年供熱統計。 圖 8 顯示了建築物低處兩個單元的日供熱量比較。 根據基礎資料,可以分析加熱熱耗指數等資料。 由於供熱計量管理系統在2024年10月採暖季初期除錯執行,系統除錯初期資料不穩定,波動較大。
5 Acrel-EIOT能源物聯網雲平台。
1) 概述。ACREL-EIOT能源物聯網開放平台是一套基於物聯網資料平台,建立統一的上下行資料標準,為網際網絡使用者提供能源物聯網資料服務。 使用者只需自行安裝後,購買安科銳物聯網感測器,選擇閘道器,掃碼即可使用手機和電腦獲取所需的行業資料服務。
平台提供資料座艙、電氣安全監測、電能質量分析、電源管理、預付費管理、充電樁管理、智慧型照明管理、異常事件報警與記錄、運維管理等功能,支援多平台、多語言、多終端資料接入。
2)申請現場。
該平台適用於公寓租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓宇管理系統整合商、小型物業、智慧城市、變電站、樓宇、通訊基站、工業能耗、智慧燈塔、電力運維等領域。
3)平台結構。
4)平台功能。
電力收集。 電力集中抄表模組可實現各種監測資料的查詢、分析、預警和綜合展示,確保配電室的環保性。 在智慧型化方面,實現了供配電監控系統的遙測'、遙信、遠端控制,對系統進行全面檢測和統一管理;在資料資源管理方面,可顯示或查詢供配電室各裝置執行情況(包括歷史和實時引數,並可根據實際情況查詢或列印月度、年度報表,提高工作效率,節約人力資源。