建筑节能管理系统设计范文

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1建筑能源管理系统概况及其架构

1.1建筑能源管理系统概述建筑能源管理系统是以合理计划、高效利用能源，降低建筑能源消耗，提高设备运行效率和经济效益为目的的信息化管控系统。本文设计了一套高效的建筑能源管理系统，其基本原理是通过对气、电、油、水等各类能源在建筑中的分配与消耗情况的计量和采集，实现对能耗运行情况的感知，并按照CIM模型标准对设备系统进行建模，和分区、分式、分类的汇总与展现，建立设备层面和楼宇宏观层面的能耗指标库，对能耗运行情况进行评估，对设备运行经济性和状态进行监测。系统具有以下基本功能：（1）对建筑的各种能耗实时分类、分项、分户精确计量，计量数据远程传输，为建筑能源管理部门提供决策依据。（2）通过对建筑重点能耗设备的智能控制，有效降低建筑的总能耗。（3）以实时监测数据为依据，实现有效节能，并提高建筑能源的自动化管理水平。（4）实现能源的综合平衡、合理分配、优化调度。（5）对异常、故障和事故进行报警及处理。

1.2建筑能源管理系统架构

1.2.1物理架构建筑能源管理系统由测控当地子系统B-SCADA和B-EMS（能源管理系统云平台）构成，其中测控当地子系统安装在每栋大楼，由各级电能计量装置、各类测量装置组成，计量与测量装置采用RS-485，ModBus等总线与采集装置连接。采集装置负责将各类测量与计量信息通过公网通信系统传送到B-EMS。B-EMS由数据前置机、数据库、Web服务器组成。系统总体物理架构如图1所示。

1.2.2功能架构系统的功能结构如图2所示。由图2可知，该系统共5个应用类，其中3个为前台应用类，2个为后台应用类，系统共26个应用功能项。

1.2.3系统数据模型根据系统的实际应用需求，结合相关的国家和地方标准，对建筑总能耗按照分项、分类、分能耗节点三级计量的标准设计。系统的数据对象模型如图3所示。系统主要采集的设备对象、参数、频度等情况如下：（1）冷源：需采集的参数有冷冻水供水温度、冷冻水回水温度、冷冻水流量、集水器入口水温、压缩机电压/电流/功率、直燃机燃料消耗，采集频率为每小时1次，数据用途为冷源运行效率、运行状态及能耗分析。（2）热源（锅炉）：需采集的参数有燃料消耗量和补水量，采集频率为每小时1次，数据用途为热源运行效率、运行状态和能耗分析。（3）冷却塔：需采集的参数有冷却水进水温度、冷却水出水温度、冷却水流量、冷却塔风扇开启台数、冷却塔风扇转速和风扇电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为冷却塔运行效率、冷源运行状态、冷源能耗分析。（4）一次回风机组：需采集的参数有混风阀开度、回风温度、进风温度、风机运转小时数、风机电流、回风湿度、风机电压/电流/功率，采集频率为每天1次，数据用途为风机效率、过滤器阻塞程度、空调箱运行效率、空调箱能耗分析。（5）新风（排风）机组：需采集的参数有排风温度、新风温度、新风湿度、风机运转小时数、风机电流/电压/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为风机效率、新风系统运行效率、新风系统能耗分析。（6）风机盘管：需采集的参数有供水管温度、回水管温度、进风口温度、出风口温度、湿度、风机盘管回路电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为末端能耗、末端能效分析。（7）冷冻泵、冷却泵、采暖泵：需采集的参数有水泵运转小时数、水泵电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为输配系统能耗分析。（8）照明：需采集的参数有总照明回路电压/电流/功率、分区/分层照明回路电压/电流/功率、分项照明回路电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为照明系统能耗分析。（9）电梯：需采集的参数有电机运行电压/电流/功率、电机温度，采集频率为每小时1次，数据用途为电梯运行情况分析。（10）变压器：需采集的参数有电压/电流/功率、温度，采集频率为每小时1次，数据用途为变压器负载情况分析。（11）开水炉：需采集的参数有电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为开水炉功耗分析。（12）办公设备：需采集的参数有分回路电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为办公设备功耗统计。（13）环境参数：需采集的参数是室内外温度、湿度、照度，采集频率为每小时1次。

2系统应用效果

2.1创维自动化工程有限公司三墩生产区创维自动化工程有限公司三墩生产区为5层建筑，总建筑面积约为12000m2。空调采用分体式加VRV多联机形式，照明以荧光灯为主。应用建筑能源管理系统后，在每层楼的每个办公室及生产区安装能效监测终端，监测每个房间的用能情况。通过通信网络把采集数据实时传送到监控平台，使系统能够按照建筑、楼层、办公室、配电箱、用电设备等各种维度进行数据对比和分析，并对不同的数据对象进行对比，对内部的电费进行计算与分摊，同时还能发现异常用电与用能信息，提高了能源管理的透明度和准确性，为建筑节能运行提供技术支撑。通过本系统的应用，创维自动化工程有限公司三墩生产区的能耗降低了8％。

2.2浙江省电力公司本部大楼浙江省电力公司本部大楼共17层，地下3层，地上14层，总建筑面积为84724m2。空调采用冷水机组形式，冷源为蓄冰系统加基载主机，热源为蓄热式电锅炉。大楼共有高速电梯12部。照明以荧光灯为主。大楼已经完成了屋顶太阳能光伏发电并网，每天工作3h。应用建筑能源管理系统后，根据现场情况，安装能效采集终端，对电能参数和非电能参数进行在线监测，向数据集中器上传能耗数据，然后上传到主站，在监控平台上实时展示。系统对此数据进行对比分析，寻找异常用电与用能信息及光伏发电系统的异常供能信息，并对不同的数据对象进行对比，实现空调、通风、照明、光伏发电等系统的节能控制，制定大楼节能改造通用模板。还能对内部的电费进行计算与分摊，提高了能源管理的透明度和准确性，为建筑节能运行提供技术支撑。通过本系统的应用，浙江省电力公司本部大楼的能耗降低了10％。

3结语

建筑能源管理系统利用现代测控技术、先进的通信技术以及强大的数据处理能力，基于完善的能耗监测管理手段，对建筑的能耗数据进行统计、分析，确定建筑物的能耗状况和设备能耗效率，提供全面专业的能源管理解决方案及优化措施，达到对用户能耗及供能设施的细节和过程的完全掌握。通过本系统的应用，能耗可降低10％左右，有效缓解了能源压力及环境压力，符合当前城市节能减排和可持续发展目标。

作者：卜佩征俞庆孙尧单位：国网浙江省电力公司浙江创维自动化有限公司国网浙江省电力公司培训中心