1建筑能耗管理系統(tǒng)平臺架構(gòu)及應用框架

某學院是某市屬一所全日制普通本科高等院校，學校占地面積64.9×10m，建筑面積44.7x10m，擁有教學樓、辦公樓、體育館、運動場、圖書館、教學實驗先進的數(shù)據(jù)傳感和采集設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，開發(fā)了建筑能耗監(jiān)管綜合平臺，高校建筑能耗管理系統(tǒng)平臺架構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)包括設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)平臺層、開放接口層、應用系統(tǒng)層和交互層。采用此能耗管理系統(tǒng)可對某學院的幾十棟校園建筑進行遠程、實時的能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測和采集，從而進行能耗監(jiān)測、統(tǒng)計、分析、診斷，為全面實施校園能耗管理的可視化監(jiān)測、數(shù)字化管理、定額管理、量化評價等提供了強有力的支撐平臺。建筑能耗管理系統(tǒng)平臺從2014年開始建設(shè)，現(xiàn)水、電、供熱等初期工程已經(jīng)建設(shè)完畢并開始正式運行，運行效果良好。

2高校建筑能源管理系統(tǒng)平臺應用的總體框架和實現(xiàn)功能

某學院建筑能源監(jiān)管綜合服務(wù)平臺近、遠期規(guī)劃主要包含如下若干子系統(tǒng),該平合應用的總體框架和實現(xiàn)功能如圖2所示

1. 建筑電能計量管理系統(tǒng)

建筑電能監(jiān)測管理系統(tǒng)實現(xiàn)用電管理、費用結(jié)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、指標執(zhí)行情況監(jiān)督等多項功能。主要用于為各樓宇及用電部門進行電能數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)的分析對比，為實現(xiàn)各部門用電的量化管理提供了基礎(chǔ)條件。

1. 建筑給水計量監(jiān)管系統(tǒng)

給水計量監(jiān)測管理系統(tǒng)可實時監(jiān)測和采集用水管網(wǎng)各部位的積算水量,供控制中心及有關(guān)部門分析制定指標決策使用還可以及時發(fā)現(xiàn)漏水點，為故障檢修爭取時間并*大限度的減少浪費提高水資源使用效率和用水管理水平，從而實現(xiàn)給水管理的信息化、現(xiàn)代化。

1. 建筑供熱計量管理系統(tǒng)

基于溫度面積法的供熱計量管理系統(tǒng)，具有計量、系統(tǒng)管理兩大功能,系統(tǒng)由計*系統(tǒng)和遠程終端管理系統(tǒng)組成可以實現(xiàn)遠程監(jiān)測每棟樓供熱的即時數(shù)據(jù),如采暖房間溫度、供水、回水溫度等數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進行匯總、統(tǒng)計分析，為供熱管理部門的科學供熱管理提供依據(jù)。

1. 網(wǎng)預付費管系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)預付費管理系統(tǒng)采用基于校園網(wǎng)的實時通信與數(shù)據(jù)采集技術(shù)，結(jié)合內(nèi)嵌加密通信協(xié)議的智能預付費水、電表該系統(tǒng)可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化實時操作實時計量監(jiān)控，可實現(xiàn)實時售退、實時通斷，有效地解決了收費難的問題，并對用戶節(jié)約用水用電起到促進作用。

1. 能效綜合分析系統(tǒng)

經(jīng)過大量基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)的積累后，通過能效綜合分析系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)提取與模型化處理可進一步結(jié)合氣候變化等因素，實現(xiàn)能源指標的合理度評價、能耗走勢的科學預測。該系統(tǒng)的應用將為節(jié)能管理中長期部署提供專家化的決策支持,為減少碳排放，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展提供全面的信息支撐。

1. 能源計管理系統(tǒng)

主要用于為校內(nèi)各樓宇及用能部門分配月度季度、年度用能計劃指標，并以分配的指標作為能耗使用情況超標預警、用能考核及獎懲的依據(jù)其中能耗數(shù)據(jù)模擬預測可實現(xiàn)功能:根據(jù)往期能源計劃指標完成情況及增長數(shù)據(jù),模擬生成當期及未來能耗指標預測數(shù)據(jù)，為管理層提供決策支持。

1. 能耗公系統(tǒng)

能耗公示分為社會公示和校園內(nèi)部公示兩部分。提供單位的用能情況診斷信息;針對建筑、設(shè)備、部門等的用能情況評估。針對單體建筑單位面積能耗量、分類能耗量、人均能耗量等指標進行監(jiān)管，動態(tài)展示能耗排名、能耗成本排名等;提供能耗成本、年度節(jié)能率等報告，公示單位內(nèi)部能耗情況及排名,以及本年度和上年度的能耗對比信息。

3用水、用電能耗監(jiān)測與分析

3.1用水用電能監(jiān)測

針對某學院的建筑實際情況，對具備設(shè)備安裝條件的17幢建筑樓宇進行水、電能耗監(jiān)測，并完成每棟樓宇的用水量、用電*總計量,對具備分類分項條件的樓宇進行分項計量。水、電能耗監(jiān)測的建筑類型包括:教學樓、食堂、學生公寓、行政樓、圖書館、后勤樓、鍋爐房、變電所等。該系統(tǒng)于2014年12月開始試運行。

圖3(A)(B)分別是某學生公寓2015年6月25日~6月27日3(分別是星期四星期五星期六)的照明插座逐時用電量和逐時用水量變化柱狀圖。工作日6月25和26日和星期六27日的日用電*和日用水量均差別不大,3d平均的照明插座日用電量為77.0kW·h;3d平均的日用水量為34.4m。

圖4(A)(B)分別是某學生公寓2015年8月6日~8月8日3d(分別是星期四星期五、星期六)的照明插座逐時用電量和逐時用水量變化柱狀圖。此三天是暑假期間,3d平均的照明插座日用電*為32.1kw·h;3d平均的日用水量為5.54m與圖3中2015年6月25日~6月27日3d用電和用水相比分別減少58.3%和83.4%。

3.2用水、用電能耗對比分析

能耗管理系統(tǒng)可以對各建筑分項能耗數(shù)據(jù)進行同比、環(huán)比對比分析[圖56分別為行政樓從2014年12月~2016年4月的月用電用水量對比圖對比分析圖中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)2016年3月和2015年3月相比用水和用電分別減少39.3%和19.4%兩的4月份節(jié)能率與3月份類似。經(jīng)過調(diào)研，行政樓節(jié)電主要是因為采用了新型的LED節(jié)能燈具學校正在對各棟樓的燈具陸續(xù)進行更換。學校后勤維修部門對系統(tǒng)監(jiān)測到的一些可能漏水點進行排查,發(fā)現(xiàn)并修復了一些漏水點，與往年相比,系統(tǒng)同期的用水量也有所降低圖56中2015年2月和2016年1月的月用電量和月用水量都為0是因為放寒假期間沒有管理人員值班，關(guān)閉了水電能耗管理系統(tǒng)，已向相關(guān)工作人員反映此問題，以后會有所改進。

4供熱能耗監(jiān)測與分析

4.1供熱計量管理系統(tǒng)組成及在線監(jiān)測

供熱計量管理系統(tǒng)應用在某學院的17幢教師住宅中，供熱計量的總建筑面積為197241該系統(tǒng)從2015年10月中開始調(diào)試行供熱計量管理系統(tǒng)平臺可實時監(jiān)控,系統(tǒng)可眉夜監(jiān)控記錄各用戶的情況并實時記錄數(shù)據(jù)在整個監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)管理員通過計算機界面顯示數(shù)據(jù)，可以直觀地觀察所有用戶熱能使用量、繳費信息、室內(nèi)溫度等系統(tǒng)運行中的相關(guān)數(shù)據(jù)，一且發(fā)生異常情況，系統(tǒng)會自動提供警告信息，實現(xiàn)可視化監(jiān)測和管理[8]供熱計量管理系統(tǒng)由測溫、計量系統(tǒng)和遠程終端管理系統(tǒng)兩部分組成。測溫、計量系統(tǒng)組成及功能實現(xiàn)如下:

1)在每個單元高低供熱區(qū)的熱入口安裝熱計量表,計量該區(qū)域的采暖耗熱量;

2)在每戶的代表房間安裝溫度傳感器，用于測量室內(nèi)溫度;

3)溫度傳感器將室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送給無線數(shù)據(jù)接收器，無線數(shù)據(jù)接收器安裝在熱用戶門外的管道井內(nèi);

4)無線數(shù)據(jù)接收器把溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集集中器中

5)數(shù)據(jù)采集集中器根據(jù)各個用戶的溫度數(shù)據(jù)、面積數(shù)據(jù)及供熱區(qū)熱計量表的熱能數(shù)據(jù)分攤熱量值，實現(xiàn)前臺分攤;

6)數(shù)據(jù)采集集中器通過GPRS方式將數(shù)據(jù)傳至遠程終端管理系統(tǒng)。

遠程終端管理系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)采集集中器發(fā)送的數(shù)據(jù)，并遠程監(jiān)測每棟樓供熱的即時數(shù)據(jù)如房間溫度、供水、回水溫度,對數(shù)據(jù)進行匯總統(tǒng)計、分析和管理。

供熱計量管理系統(tǒng)還可以對各區(qū)和各戶的實時供熱情況分別進行監(jiān)測圖7為各區(qū)供熱監(jiān)測實時數(shù)據(jù)截圖圖7中各列表示熱計量表編號、熱計景表通訊狀態(tài)、供暖分攤啟動時間、黑計分攤熱量供水溫度、回水溫度數(shù)據(jù)接收時間等。

參考文獻

［1］馬金星，節(jié)約型校園節(jié)能監(jiān)管平合關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與建筑能耗特性評價[D]，大連:大連理工大學，2011。

［2］關(guān)博文。基于無線傳盛網(wǎng)絡(luò)的校園水電管理系統(tǒng)開發(fā)[D]。吉林:東北電力大學，2014。

［3］王硯玲，楊志輝，王芳，張新全.哈爾濱某高校建筑能耗管理系統(tǒng)平臺開發(fā)與應用

［4］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應用手冊2022.05版