蔣超萍
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214400
【摘要】對建筑能源管理系統(tǒng)的背景和現(xiàn)狀進行闡述,并淺析了能源管理系統(tǒng)在綠色建筑中的措施。
關(guān)鍵詞:綠色建筑;能源管理;建筑節(jié)能
一、背景
1.綠色建筑概念
綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi),節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材),保護環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、適用的使用空間,與自然和諧共生的建筑。發(fā)展綠色建筑,其要求主要有:
(1)發(fā)展綠色建筑,應(yīng)注重經(jīng)濟性,從建筑的壽命周期綜合核算效益和成本,引導(dǎo)市場發(fā)展需求,適應(yīng)地方經(jīng)濟狀況,提倡樸實簡約,反對浮華鋪張。綠色建筑的概念不同于智能建筑。智能建筑的出發(fā)點是滿足人們當(dāng)前的需求,而綠色建筑的出發(fā)點不單是人們當(dāng)前的需求,而且還包括自然平衡的需求。從該意義上來說,綠色建筑是由智能建筑概念再加上環(huán)保節(jié)能的理念形成的。因而,綠色建筑的推動力量更多地依靠社會自律和道德力,在技術(shù)層面上,則更多依靠新技術(shù)對傳統(tǒng)經(jīng)濟增長方式得更新,對傳統(tǒng)能源消耗方式的更新,即在充分利用可再生能源的基礎(chǔ)上,盡可能提高能源的使用效率。這一點在采用新型材料、技術(shù)的同時,更多依賴于建筑智能化系統(tǒng)來實現(xiàn)對各系統(tǒng)的測量和控制。
(2)發(fā)展綠色建筑,應(yīng)倡導(dǎo)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、循環(huán)經(jīng)濟的理念和緊湊型城市空間的發(fā)展模式;全社會參與,挖掘建筑節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材的潛力;正確處理節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、環(huán)保及滿足建筑功能之間的辯證關(guān)系。
2.智能建筑中的能源管理系統(tǒng)
“技術(shù)節(jié)能”又稱為“被動的能源管理”,是指針對熱耗所采取的應(yīng)對措施,以及使用低耗設(shè)備等。“管理節(jié)能”又稱為“主動的能源管理”,是指通過對能源使用進行測量、監(jiān)測和控制的方式,以實現(xiàn)節(jié)能改變。使用節(jié)能設(shè)備和裝置(如低能耗照明設(shè)備)固然重要,但僅僅如此是遠遠不夠的,若不對其加以合理控制,這些措施僅僅只能降低能耗,而不能切實防止能源損失,發(fā)揮其作用。如果要實現(xiàn)持續(xù)性增長,各種耗電設(shè)備,從直接的電能消耗到照明、供暖、重要的電機,再到暖通空調(diào)(HVAC)控制系統(tǒng)、鍋爐控制系統(tǒng)等耗電設(shè)備或系統(tǒng),都可以實施管理節(jié)能,包括改變個人的用能習(xí)慣和做法,進而改變工作和生活中的行為方式。但是需要明確的是,只有廣泛應(yīng)用控制技術(shù),才能減少電能消耗。作為一種主動的節(jié)能措施,能源管理系統(tǒng)可通過對建筑中各電器狀態(tài)的采集與調(diào)節(jié),實現(xiàn)對電能或者其他形式的能源進行分配,來提高能源的使用效率,而且這種提高是隨著系統(tǒng)的改進和技術(shù)的進步而不斷發(fā)展的。
二、現(xiàn)狀分析
據(jù)統(tǒng)計,國內(nèi)智能建筑中達到節(jié)能目標的還不到10%,80%以上的智能建筑內(nèi)BAS系統(tǒng)僅僅作為設(shè)備狀態(tài)jian視和自動控制使用,這說明了我國目前在綠色建筑中存在著一些問題。
(1)在建筑能源管理控制方面力度不夠多數(shù)建筑節(jié)能措施是運用建筑自控系統(tǒng)預(yù)先編排的時間程序?qū)ㄖ茉垂?yīng)進行*控制,這種做法只是對問題的簡化,無法對突發(fā)情況做出處理。
(2)管理人員不熟悉能源管理系統(tǒng)各子系統(tǒng),對于突發(fā)情況不能及時處理;對能源管理系統(tǒng)記錄存儲的數(shù)據(jù)不能進行分析,找出進步節(jié)能措施。
(3)對建筑能耗的跟蹤監(jiān)測不完善。綠色建筑的評價不是僅依靠建筑的設(shè)計方案,而是要根據(jù)建筑在運營期間的具體節(jié)能效果來判斷的。目前普遍存在的問題是對于建筑的能耗、節(jié)能效果等數(shù)據(jù)無從查起,不利于節(jié)能方案的進一步完善。
(4)目前,能源管理公司建立合同能源管理(CEM)的對象大多還集中在改造項目上,新建工程難以開展的原因之一可能在節(jié)能效率的確認上。因此,隨著節(jié)能要求的提高,傳統(tǒng)的BAS系統(tǒng)逐漸不能滿足智能建筑的節(jié)能要求,對智能建筑的能源進行管理成為建筑節(jié)能的必要措施,有實力的BAS系統(tǒng)供應(yīng)商也紛紛成立能源管理部門,一些專門的能源管理服務(wù)公司和能源管理系統(tǒng)公司(主要是*空調(diào)系統(tǒng))也發(fā)展了起來。
三、能源管理系統(tǒng)在綠色建筑中的應(yīng)用
在物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的支持下,為滿足綠色建筑的節(jié)能要求,建筑能源管理系統(tǒng)應(yīng)包括智能家電控制、可再生能源利用、建筑能耗監(jiān)測等組成部分。
1.智能照明控制系統(tǒng)
智能照明控制系統(tǒng),可運用自然采光和人工照明的動態(tài)調(diào)節(jié)形式,給建筑帶來節(jié)能環(huán)保和人性化的工作環(huán)境。整個建筑的照明控制系統(tǒng)通過建筑局域網(wǎng)組成一個統(tǒng)一的系統(tǒng),*控制系統(tǒng)通過多級控制進行管理,結(jié)合調(diào)光/開關(guān)控制模塊、智能探測器(光感/動靜)、液晶顯示面板等自動化設(shè)備,實現(xiàn)*jian視控制、就地面板控制、人感探測控制、光感探測控制、場景功能控制和能耗計算的智能化管理。運用智能傳感器控制技術(shù)降低能耗,如人體活動探測,自動開關(guān)工作區(qū)域燈光;實現(xiàn)照度動態(tài)探測,與智能遮陽百葉窗系統(tǒng)相協(xié)調(diào),通過光感探測器,根據(jù)不同的日照情況,不同的房間朝向,實現(xiàn)自然采光與燈光照明自動調(diào)節(jié),變普通照明為補光照明,進而實現(xiàn)照明節(jié)電。
2.電梯/扶梯系統(tǒng)
實時監(jiān)控各部電梯運行狀態(tài),以及供電電源狀態(tài)保證電梯安全穩(wěn)定運行;根據(jù)實時的負荷需量,調(diào)節(jié)電梯/扶梯的工作狀態(tài)(啟/停/工頻/變頻),使之與實際負荷需量相匹配,既保證了電梯的正常運行,又節(jié)約了能源,減少了不必要的浪費。
3.智能家電控制部分
通過計算機、無線通信數(shù)據(jù)傳輸、擴頻電力載波通信技術(shù)、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無線遙測、遙控、遙信控制系統(tǒng),來實現(xiàn)對家電的智能化控制,實現(xiàn)按需分配電能,減少能源浪費。
4.智能空調(diào)控制系統(tǒng)
為了實現(xiàn)建筑節(jié)能的目的,空調(diào)控制系統(tǒng)可以對空調(diào)運行方式作如下的改進:
(1)溫度-時間延滯法。根據(jù)大樓內(nèi)溫度保持的延滯時間,提前關(guān)閉空調(diào)主機或鍋爐,達到節(jié)能的目的。
(2)調(diào)節(jié)供水溫度。根據(jù)室內(nèi)外實際溫度調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的供水溫度,設(shè)定合適的供水溫度,減少系統(tǒng)主機的過度運行,實現(xiàn)節(jié)能。
(3)經(jīng)濟運行法。在室外溫度達到13℃時,可直接將室外新風(fēng)作為回風(fēng);在室外溫度達到24℃時,可直接將室外新風(fēng)送入室內(nèi)。在這樣的情況下,系統(tǒng)可節(jié)約對送回風(fēng)系統(tǒng)進行處理的能源。
(4)設(shè)備的等壽命運行。對樓內(nèi)冷熱源主機、泵機、風(fēng)機等設(shè)備進行等時間交替運行,延長設(shè)備的運行壽命,節(jié)省維護費用。
(5)采用變風(fēng)量(VariableAirVolume,VAV)系統(tǒng)。通過改變送風(fēng)量的辦法,控制不同房間的溫度,這樣不僅可以減小空調(diào)設(shè)備的容量,節(jié)省設(shè)備的投資,更進一步降低了系統(tǒng)的運行能耗,同時也滿足了人們的要求。
5.數(shù)據(jù)共享與集成
能源管理系統(tǒng)為用戶提供各子系統(tǒng)一致的操作界面,并按照標準化接口規(guī)范與各個子系統(tǒng)建立連接,采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式進行數(shù)據(jù)交換,能夠迅速適應(yīng)設(shè)備的變化,輕松實現(xiàn)各個子系統(tǒng)的信息共享,并支持遠程訪問和遠程管理,使各個獨立子系統(tǒng)結(jié)成了一個整體,不僅實現(xiàn)了信息共享,也使各種跨系統(tǒng)聯(lián)動的實現(xiàn)水到渠成。
四、安科瑞能源管理云平臺
1.平臺架構(gòu)
2.平臺功能
3.訪問方式
4.硬件選型
序號 | 設(shè)備名稱 | 規(guī)格型號 |
1 | 智能儀表 | AEW100 |
2 | 智能儀表 | APM810 |
3 | 智能儀表 | AEM96 |
4 | 智能儀表 | ACR120EL |
5 | 智能儀表 | DTSD1352 |
6 | 工業(yè)通訊網(wǎng)關(guān) | ANet-1B2S1 -網(wǎng)兩串,1個8G存儲卡,導(dǎo)軌式,供電DC12V~36V電壓 |
7 | 工業(yè)通訊網(wǎng)關(guān) | ANet-2B4S1 4 路RS485光耦隔離,2路10M/100M以太網(wǎng)口,1個8G存儲卡,導(dǎo)軌式安裝, AC/DC220V |
8 | 工業(yè)通訊網(wǎng)關(guān) | ANet-2E8S1 8 路RS485光耦隔離,2路10M/100M以太網(wǎng)口,1個8G存儲卡,導(dǎo)軌式安裝, AC/DC220V |
9 | 工業(yè)開關(guān)電源 | KDYA-DG75-24KF |
10 | 4G路由器 | ZLAN8303-7 1串口, 1個網(wǎng)口,4G全網(wǎng)通. |
五、結(jié)束語
能源管理系統(tǒng)在一個開放式平臺上實現(xiàn)了建筑能源在線計量、能源質(zhì)量監(jiān)測以及能源自動化控制,并且通過對空調(diào)、照明等用能系統(tǒng)的自動化、系統(tǒng)化的調(diào)節(jié)控制實現(xiàn)綜合節(jié)能30%以上的目標,對于綠色建筑降低運行成本,提高能源自動化管理水平具有重要意義。