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在未来的企业数据中心中,刀片系统日益重要。在回顾2007年、展望2008年服务器的发展方向时,业界专家一致看好刀片系统。而在西方发达国家,刀片服务器系统的应用已经进入了“快车道”,在未来的竞争核心将是虚拟化、自动化管理和降低能耗。
目前,刀片系统节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务等这些优势成为了取代传统IT基础设施的理由。然而,企业级用户最看重的则是部署刀片系统提升效能和降低成本的好处。据IDC资料显示,2008年将是“刀片年”。
刀片成最佳选择
据北美客户的一项调查显示,IT投资中有65%用于运行、管理和维护,25%用于系统的升级和迁移,只有10%用于创新应用。因此,整个产业所面临的挑战就是如何降低管理和维护的成本,从而增大用于创新投资的比例。从服务器产品的投资来看,服务器新产品的投资每年增长率仅为3%,而其管理成本每年在以10%的速率增加,同时能源成本也在不断上升,从而导致总体拥有成本的上升。
由此可见,IT基础设施的复杂性是一切基础设施难题的根源所在,是用户面临的最大挑战。而惠普新型的HP BladeSystem刀片系统则整合了刀片服务器和刀片存储,并集成了如网络、电源冷却和管理等数据中心基础设施的众多要素,充分考虑了现代数据中心基础设施对电源、冷却、连接、冗余、安全、计算以及存储等方面的需求。
虚拟化推进资源和连接共享
可以说,虚拟连接架构(HP Virtual Connect Architecture)解决了网络复杂性的问题。服务器管理员可以通过虚拟化以太网及光纤通道连接即时管理资源,这就节省了从几小时到几天不等的管理“等待时间”。
另外,HP BladeSystem c-Class产品及StorageWorks存储区域网络(SAN)集成了服务器到存储的接口,这就简化了IT整合。新的HP BladeSystem 4Gb/s光纤通道SAN交换机和冗余嵌入式4Gb/s光纤通道HBA,降低了SAN与HP BladeSystem的连接成本。此外,这些交换机还降低了光纤通道线缆的使用量。
自动化管理提升效率
HP Insight Control Management把惠普的系统管理工具集成到了HP BladeSystem的基础设施里,实现了200∶1的设备管理比,这对于许多IT任务的工作效率就已经提升了10倍。这样的组合使单一的控制台实现了物理与虚拟服务器、存储、网络及功耗与冷却的统一与自动化管理。
另外,此款刀片服务器采用的HP Onboard Administrator集成了惠普的成像及打印技术,同时提升了系统管理能力。这一功能简化了系统管理,并且使用单词和图片即可帮助各种规模的用户建立、控制、监管、解决问题和维修c级基础设施,这些都是通过内置的模块、Web浏览器及2英寸的交互式LCD窗口实现的。
HP BladeSystem c级产品拥有软件管理能力、可简化硬件配置以及服务器刀片和虚拟机之上和之间的应用的装载、变化或移动,实现自动化供应;同时,能查明性能瓶颈,并快速扩充资源,以满足业务需求;将基于政策的自动化、健康监视以及告警集合在一起,以便快速从系统故障中恢复;HP漏洞和补丁管理可帮助管理员检测潜在安全漏洞并在其危害系统前将其更正。
打造更经济刀片
在规定时间内完成老师布置的任务后,剩余的时间就是个人自主学习时间。学会安排自主学习时间,比如可以查漏补缺,或者检测当日学习内容,原则上就是比规定的要多学习一些,这样,慢慢就可以养成一种习惯,开始逐渐对学习有了一种渴望,就能够自主去学习,要求自己掌握一些新知识,以此提高学习兴趣。
2、制定计划并坚持计划
寒假在家学习,就要从制定计划开始,把每天的时间都分割开来,在规定时间内完成一定的任务量,每完成一项可以打上一个对勾。但是,有很多同学只是一时心热,虽然也制定了完美的计划,但坚持了几天之后就没有了动力。所以,不仅要会制定计划,坚持更是重要,建议同学们可以每天给自己定一个小目标,每当完成之后就可以给予自己一些奖励,不仅可以完成计划也能够提高学习的动力。
3、先做重要的事情
一天的学习时间虽然很充裕,但是,自控能力却有限,早上起床后,大脑清醒活跃,精神比较饱满,做起事情来也很有干劲儿,这个时候,尽量选择比较重要的事情,状态极佳的情况下,做事的效率也比较高,完全能够高效率利用这段时间完成重要的事情。
4、不要找借口欺骗自己
很多同学都面临着一样的问题,开启一天的学习时,刚开始总是干劲儿满满,学了三四个小时之后,效率明显下降,就会开始想着:学习了这么长时间,我是不是应该休息一会儿,玩一会儿手机。
5、把诱惑物当成奖励
如果想要全身心投入到学习当中,一定要远离诱惑物,比如:电脑、手机、电视等。学习的时候,一定要为自己营造一个安静舒适的环境,如果有手机在身边,即使静音,也会时不时想要拿起来看一下,非常影响注意力和学习效率。
6、学会自我暗示
长时间的学习,大脑或许会开小差,会出现注意力不集中的现象,这个时候,积极的自我暗示总是能够帮助改变消极的心理,激发自己向上的力量。
7、找个人协助监督
关键词:智能建筑 独立能源管理系统 分项计量
中图分类号:tU201 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)03-0170-01
目前,我国主要靠BAS系统,即建筑设备管理系统来实现智能建筑的能源管理。BAS系统通过保持对电力、空调及照明等电能设备的随时监控来检查这些设备是否具备良好的运行状态,同时运用编排好的程序(如预设的季节、时段、温湿度经验值等)对设备的各项功能进行控制并加以优化,从而实现电能的节约。
1 独立能源管理系统
统计表明,我国至少80%的智能建筑内的BAS系统只用于两方面,即监控设备运行状态以及自动控制,很少甚至不应用于能源管理及计量方面,因此,BAS系统运行过程中,电能浪费情况极为严重。现阶段,电能、气、水、油等是建筑能源的主要构成成分,其中,电能仍旧是能耗最大的部分。因此,在智能建筑中构建独立能耗计量系统,能够实现各类建筑能耗的监测、分项计量以及能耗数据信息共享,建筑设备管理系统在分析处理所接收到的能耗数据之后,就能选择出最佳的优化方案,从而维持系统的节能高效,实现“绿色智能建筑”。
2 智能建筑中独立能源系统的设计方案
2.1 能耗计量子系统
能耗计量系统的构成部分从上到下,依次为感知层、传输层、应用层。首先,感知层主要由电表、气表、水表、流量计等计量仪表构成,这些仪表同传输层有个接口,能够实现数字的直接输出及传输,为数据库采集各类能耗的监测数据并传输至最上层的管理平台,实现建筑能源各个管理系统之间信息的有效流通。其次,在传输层中应用集成网络和通讯管理机技术来实现各个设备层与管理平台中所有装置之间的通讯。随着通信技术及电子技术的快速发展,在传输处理数据时可供选择的传输模式越来越多,而在独立能源计量与管理系统中,需要通讯层通过两级的传输模式来转发管理平台发出的控制命令以及从底层采集来的能耗数据。第一级是完成能耗数据由感知层至数据采集器的传输;第二级是完成数据由数据采集器至能源管理综合平台的传输。最后,应用层由数据采集软件、能耗信息软件、节能监测管理软件及SQL Server 数据库组成,其中数据采集软件能够对感知层的数据进行实时的读取,并将其存入数据库。节能监测管理软件主要是对各项能耗数据进行查询、统计及分析等操作。SQL Server数据库则发挥其存储功能。应用层的主要功能就是解包并分析上传来的数据,通过采取相关操作来完成设备运行状态的控制,优化建筑能源的配置,实现能源的节约。
2.2 BMS系统与能耗计量系统的结合设计
能耗计量系统虽然能够统计建筑内能源设备具体的能耗情况,然而在控制和管理能耗设备方面,却缺乏有效的手段。BMS系统虽具有控制智能建筑中各个管理子系统的功能,但是由于其高度的自动化,缺乏实际的评估数据,不能明确的判断出产生最优能源配置的具体行为和操作。因此,通过集成两种系统,可以实现计量功能与设备管理功能的结合与互补,对智能建筑节能目标的实现具有极强的实践意义。
3 电能分项计量子系统实例分析
为了使智能建筑中电能消耗的分项计量产生更好地效果,需对电能分项计量回路进行合理的设置。一般来讲,不同建筑内配备了不同形式及较多数量的配电系统支路,而对每个设备的能耗进行计量比较困难,因此,需要在单独计量的外供电回路、制冷机组主供电回路、变压器低压侧出现回路、特殊区的供电回路、照明插座主回路以及电梯回路以及其它应该单独计量的用电回路[2]等主要的配电支路中配置单独的计量表。
一般来讲,新建筑中通常依靠改变建筑内的配电线路的方式来获取分项的能耗信息,这种方式最直接,同时也是最好的一种方式,但是也只能在新建的建筑中适用。为了实现已建建筑内能耗的分项计量,可以在下级支路中安装计量表,但是采用这种办法通常会产生一种极端,对建筑内所有的用电设备进行分类,然后把计量表内相应的能耗数据相加,这样一来,会产生过高的系统投资成本,包括计量设备成本、数据采集成本以及结点连接成本。此外,根据实际情况而言,很多建筑的现场条件根本不能提供计量表合适的安装位置。还要一种不太提倡的分项计量方式是对每个支路的能耗进行直接的计量,再根据每个支路相应负载的特点对数据进行拆分,最后各个负载上的用电量得到合理的分摊。然而,无论是哪种计量方式都是建立在充分获取配电系统信息的基础之上的。
实践表明,在智能建筑中无论采取哪种方式,只要结合实际情况进行灵活的应用,就能够在投资适当的前提下,获取可靠具体的分析能耗信息。能耗大、功率大、数量少的设备适宜采取直接计量方式,确保获取较为可靠的数据,而功率小、数量多、分布广的设备适宜采取间接计量方式,即先对支路的总电耗进行计量,然后对其进行拆分计算来获取分项能耗。
4 结语
通过构建智能建筑中独立能源管理系统,能够实现对建筑内能源更加精细的管理及能耗的动态监测,提升设备运行及管理效率,促进资源环境与社会经济的协调发展,增强智能建筑可持续发展的能力。
参考文献
[1]顾小军.智能建筑能源管理系统[J].江苏建筑,2010(2):48-50.
介绍建筑能源管理系统的必要性,分析某实验室建筑能源管理系统的需求,提出了综合应用无线通信技术、动态组网技术及数据挖掘技术的建筑能源管理系统方案,并详细介绍了系统的架构、功能和特点。该系统采用900MHz频段的无线通信,提供了数据可视化、数据挖掘分析等功能,为实验室管理人员实现科学的节能管理,提高能源利用效率提供数据支持。
关键词:
能源管理;无线通信;900MHz频段;数据挖掘分析
引言
随着我国经济水平的提高,能源供应日趋紧张,建筑高能耗的问题日益突出,据统计,目前建筑能耗在我国能源总消费中所占比例已高达27.6%,综合能耗为发达国家的3倍[1],而且90%以上为高耗能建筑[2],节能潜力很大。据统计分析,如果对公共建筑按节能50%的标准进行改造,总的节能潜力约为1.35亿t标准煤[3],以上海为例,仅2000年,上海市公共建筑的节能潜力合计达到了1999年上海市总能耗的18.27%[4]。对企业而言,当前能源费用呈上升趋势,能耗成本在企业成本中所占比例越来越大。如何通过技术化手段建立科学的能源监控和管理模式,对企业的经营发展和提高经济效益具有重要意义[5]。建筑运行能耗数据是开展节能工作重要的基础,建筑节能要以数据为依据。国家相关文件也明确指出,需要加强高耗能企业的能源监管体系建设,利用现代化技术手段,大力推进高耗能企业能耗在线监测平台的建设,实现对重点用能设备的能耗动态监测,是加强高耗能企业节能运行管理,建立和完善能效测评、能耗统计、用能定额、节能服务等制度的重要基础性工作。Herzog的研究表明,通过能源管理系统可在很少投入的基础上节约10%~25%的能耗[6],即通过对建筑用能系统的合理化操作维护可以实现建筑节能的目的[7]。针对上述问题,提出了综合应用有线/无线通信技术、动态自组组网技术、数据挖掘技术的建筑能源管理系统,该系统以建筑能源监测管理为重点,通过对能源信息与设备信息的采集、基础分析展示与高级应用分析,实现能源信息的可视化监测、能耗数据管理、系统运行监视,为建筑能源监测管理体系提供技术支撑,为建筑运行提供能源与运行监视手段,为管理决策部门提供管理决策依据。详细介绍该系统在上海某企业高耗能实验室的应用,并针对系统特点,简单介绍了另外2个应用案例。
1实验室概况
某实验室位于上海市徐汇区某大楼的裙房,上下2层,建筑面积约为4000m2,配有28台恒温恒湿箱,用于检验电子产品、电子元件在湿热环境下的性能指标。据实验室管理方透露,该实验室1年的用电量约为550万kWh,属于高耗能实验室,其配电系统的配电结构.实验室管理方具体需求为:监测一/二/三级配电箱开关点位的电流、电压、电量等相关参数,其中PG-M,PG-M1,PG-M23个一级开关点位位于独立配电房中,OR1-OR66个二级开关点位位于实验室一楼,28个三级开关点位中的20个位于一楼,8个位于二楼。
2实验室建筑能源管理系统
2.1系统架构
实验室建筑能源管理系统由现场设备层、数据传输层、系统应用层组成,如图1所示。(1)现场设备层:现场9个一、二级配电开关点位装有带RS-485接口的多功能数显表,通过加装MESH采集模块采集并保存对应点位的用能数据;现场28个三级配电开关点位原没有采集计量表计,通过加装导轨表和MESH采集模块,采集并保存各用能设备的用能数据。(2)数据传输层:数据传输层主要是由RS-485总线网络、MESH采集模块、思科柱状路由器、无线通信网络组成,该层是数据信息交换的桥梁。数据传输层分为下层传输和上层传输:下层传输即现场采集的用能数据通过MESH采集模块实时传输到柱状路由器,采用900MHz频段无线传输方式;上层传输为柱状路由器到服务器之间的通信,采用光纤有线的传输方式。(3)系统应用层:系统应用层对采集的现场各类数据信息进行建模、计算、分析与处理,依托各种能耗分析模型,对设备的能耗进行综合评价,利用图形、表格等方式直观展现现场能耗状况,并出具各类能耗统计报表。(4)软件运行环境:操作系统为RedhatLinux企业版;数据库采用Oracle。
2.2系统功能
如图2所示,系统共有5个应用类,其中3个为前台应用类,包括我的空间、能耗管理、运行管理;2个为后台应用类,包括信息维护、系统管理,系统共13个应用功能项。
2.2.1前台功能-我的空间
(1)账户管理:为用户提供账户密码修改,账户信息修改功能。(2)站内消息:为用户提供站内设备告警信息与异常信息的弹出告警。
2.2.2前台功能-能耗管理
(1)能耗监测:实时监测每一级配电开关点位的电压、电流、功率、电量等运行参数。(2)能耗统计:允许有浏览权限的用户对每一级配电设备的能耗数据及总能耗进行展示,包括表格、饼图、折线图、柱状图形式,相应的时间尺度包括:按小时、按天、按月、按年。(3)能耗对比:展示当前每一级配电设备的能耗数据及总能耗数据与去年同期能耗的同比及与上月同期能耗的环比情况。
2.2.3前台功能-运行管理
(1)设备告警管理:系统可对每一级配电设备监测到的各项参数设定阀值,并根据采集到的能耗数据进行判定,以声光、短信、邮件、推送站内告警信息等方式进行告警提示,用户对告警信息进行确认、清除或处理,当故障排除或处理后,可消除告警,将告警归入历史库,提供告警信息查询功能。(2)运行日志管理:对数据采集情况和设备告警情况进行记录和展示,用户可查询最近一年的运行日志。(3)运行报表管理:用户可以查看告警、能源消耗等报表并支持导出和打印功能。
2.2.4后台功能-信息维护
(1)设备信息维护:包括配电设备、采集设备、计量设备信息的建档、录入、删除、查询。(2)报表维护:用户在该模块中定义、修改和查看报表模版。2.2.5后台功能-系统管理用户可在该模块对组织机构、人员、角色、权限和系统资源等进行配置。2.3系统特点本项目采用集成思科通信芯片的MESH采集模块(自行研发生产)和思科的柱状路由器,计量表计和MESH采集模块集中安装,MESH采集模块和思科柱状路由器之间采用900MHz频段无线通信,此通信频段和手机相同,通信距离可达1km,隔墙通信也很稳定,避免了布线带来的破坏装修、人工费用高及通信不稳定等问题。经过经济性分析,此项目采用该形式比常规有线通信形式可节省约30%的经济支出。
3系统其他应用案例
3.1案例1
海宁市供电公司办公大楼共15层,地下1层,地上14层,总建筑面积为9510m2。在此楼加装建筑能源管理系统,对其能耗进行采集、计量、展示、分析,依据业主方需求,照明插座用电分项采集空间颗粒度需要做到分层,其中12楼要做到分房间,由此带来以下问题:(1)采集终端安装在低压配电室(以下简称低配室),与表计的通信距离远,而且由于低配室在地下室,通信信号较差。(2)各楼层和12楼房间都已装修,安装计量表计及RS-485线需要破坏原有装修。(3)每层的照明插座配电箱和管道井分别位于楼层的两侧,距离较远,RS-485线安装工程量较大。海宁市供电公司大楼建筑能源管理系统针对照明插座用电分项采用MESH采集模块采集、无线通信的方式,在低配室布置思科柱状路由器,每层及12楼各个房间的照明插座配电箱安装计量表计和MESH采集模块,MESH采集模块自主组网,与柱状路由器进行无线通信,很好地解决了以上3个问题。大楼其他用电分项的计量直接在低配室的回路上安装计量表计,通过RS-485线与采集终端连接,实现有线通信。自2014年11月系统投入运行以来,采用有线通信方式的其他用电分项采集不稳定,有数据中断的现象发生,但采用MESH无线通信方式的照明插座用电分项采集稳定,未发生任何问题。通过经济性分析,照明插座用电分项采用有线通信的方式比MESH无线采集方式初期多投入3万。通过与大楼前3年的平均能耗对比分析,应用本系统后,该大楼能耗降低了8%。
3.2案例2
海盐县供电公司办公大楼主楼共15层,建筑面积为12217m2,辅楼5层,建筑面积3812m2,有单独的低配室和空调主机房,距离主楼和辅楼约80m。在该楼加装建筑能源管理系统,对70谈宏飞,等:建筑能源管理系统的设计及应用其能耗进行采集、计量、展示、分析。系统分为一期和二期,一期只需实现低配室分回路计量,二期的采集空间颗粒度要做到分层、分区域,每层2个区域。经过现场调研,发现以下问题:(1)一期只需在低配室安装1个采集终端,所有计量回路的表计采用RS-485线通过管线通道与采集终端连接,实现回路的计量。但二期需要做到分层、分区域,由于主楼和辅楼离低配室距离较远,又要考虑到楼层高度、横向走廊宽度,RS-485线通信距离不能满足现场要求。(2)每层分区域的2个配电箱布置在楼层,直接装在墙上,若要敷设RS-485线,在墙上挖槽或者走PVC管线安装的工作量都很大,而且影响美观。(3)布线安装工程量较大。考虑到以上3个问题以及大楼建筑能源管理系统一、二期项目的统一性,决定采用MESH无线通信的方式,在低配室取消采集终端的布置,用MESH采集模块和柱状路由器代替,一期所有回路表计通过MESH采集模块采集,二期各楼层区域配电箱安装计量表计和MESH采集模块,MESH采集模块自主组网,与柱状路由器进行无线通信、无线采集。系统自2015年3月投入运行以来,通信稳定,未出现数据终端问题。通过与大楼前3年的平均能耗对比分析,应用本系统后该大楼的能耗降低了10%。
4结语
基于MESH900MHz无线通信的建筑能源管理系统为科学用能、合理用能、节能管理提供支持平台,为建筑管理人员提供决策支持,实现节能工作的科学管理及能源效率的持续改进,值得大力推广应用。
参考文献:
1清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展报告2007[M].北京:建筑工业出版社,2007.
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3江亿.我国建筑能耗状况及有效的节能途径[J].暖通空调,2005,35(5):25-27.
4倪德良.上海公共建筑节能潜力分析[J].能源技术,2002,23(3):14-16.
5田树静.论能源计量在企业节耗中的作用[J].中国科技纵横,2010(12):271.
1 技术节能
建筑物能耗包括两个方面,一是与建筑物建造相关的能源消耗,包括建筑材料生产用能,建筑材料运输用能,房屋建造和维修过程中的用能;另一方面是建筑运行的能耗,即建筑物照明、采暖、空调、给排水系统、办公设备和电梯等设备的能耗,这些能耗将一直伴随建筑物的使用过程而发生。在建筑的全生命周期中,建筑材料和建造过程所消耗的能源一般只占其总的能源消耗的20%左右,大部分能源消耗发生在建筑物运行过程中。由此而知,建筑运行能耗是建筑节能任务中最主要的关注点,也最具有节能潜力。实现建筑节能的技术途径:尽量减少建筑内能源总需求量的同时,
大力开发利用可再生的新能源,
从而减少使用在建筑领域内易引起环境污染的能源。
2 管理节能
很多企业及单位都完成了大量的节能改造。例如:更换低效的设备、照明改造、变频器、热回收、楼字自控系统等。对于管理节能,大部分都是零散的、账单式能源管理方式。能源管理系统在数据监测(电、水、燃气、油、蒸汽、热水等各种能源)的基础上,着重干对各种能耗数据进行监测、统计、整理和分析,帮助管理层进行高效的能源管理,建立内部能耗基准线,生成各种E-KPI(Energy KPI),建立高效能源管理体系,持续降低能耗。
一套良好的能源管理系统,可以帮助用户从以下几点提高能源管理效率:(1)规范和加强能源管理,从粗放式的能源管理模式到科学的能源管理模式。(2)发现能源使用过程中浪费的情况。(3)生成各种用户需要的能源经济性指标,例如:分项能耗、分类能耗、分类建筑能耗等等。(4)帮助客户建立能耗基准线。(5)帮助客户管理各个环节的能耗。(6)发现各个系统或设备低效的环节。(7)对节能措施产生的节能效果进行测量和验证。(8)分析各种变量对能耗的影响,如天气、运行时间等。(9)帮助客户将能源价格的影响考虑至实际使用中,帮助用户进行电量峰值管理。进行有效的需求侧管理。(10)和用户的ERP系统(如sAP,Oracle等系统)对接,为用户提供各种能耗指标。(11)和原有的楼控系统(BAS)系统对接,共享资源信息。
3 校园能源管理系统构成
节约型校园节能监管平台主要由三个部分组成:前端采集、数据传输、终端数据统计分析公示。需要注意的是与远程集抄、楼宇自控系统在需求与定位上有所不同,不可简单套用。
楼宇自控系统,特别是建筑能耗中的大户一空调制冷设备系统,运行控制参数需要以分秒为单位的高频率反馈和通讯传输,要求较高精度的传感器具,要求复杂的控制逻辑,而建筑能源管理系统基本上仅要求以小时为单位的数据采集,传输,数据量和传输速度都与前者有很大差别,精度要求也不在同一个层次。因此,除了在部分参数计测上存在可共享之处外,两者基本上是特性相异的系统,现实中的失败就在于过于“贪婪”、硬性地将这两个目的不同,特性相异的系统捆绑在一起,看似功能多,综合性强,却并不合理的也不实用。
事实证明,将建筑能源管理与建筑设备自控系统分开更趋于合理,当然,这并不妨碍两个系统之间必要的数据共享和联动。目前我国的大型公共建筑能源管理也正在向这个方向发展,即建筑分项计量系统相对干BA系统独立设置,但尽量共享数据、考虑联动控制接口。而对于校园来说。除少数大型建筑外,中小规模建筑居多、量大、用能密度小,更是应该把握好校园节能管理的需求,为校园建筑节能监管系统进行科学合理的定位,分类与分项计量相结合(粗略计测与详细分项计测相结合,综合近期宏观监控与长远细化管理的布局),注重实用和高效。
在对系统的构架、硬件(计量表具,网关设备、网络系统)和软件(管理平台、通讯协议等)进行了广泛深入研究后,制定了《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》(已颁布),各大学应该参照这些技术导则,科学的建立起校园建筑节能监管系统。系统支持在线监测、数据比对,能耗统计审计分析、能耗预测、指标定额、专家诊断等功能。校园节能监管平台既能够使管理者及时发现建筑高能耗环节以及照明,空调等系统的故障和不合理的运行方式。为节能诊断分析及管理提供依据;也可为校园能耗数据和指标公示,实现能耗数据可视化、节能效果定量化,节能管理指标化目标,同时,作为基于校园网的校园的互动平台,可在树立校园节能环保风尚,促进行为节能、形成绿色校园文化方面发挥巨大作用。
关键字:节能, 电能效综合管理系统 , 电能单耗 , 厂用电率
Abstract: the development and construction electric energy efficiency comprehensive management system, and user show complete and legible factory with the system equipment energy consumption network diagram, help power generation enterprise convenient electricity measurement equipment maintenance management, set up perfect energy-saving supervision and management platform, effectively develop production index competition, will bring the long for the enterprise economic benefit.
Key words: save energy, energy efficiency, the electric integrated management system, power consumption, factory electricity rates
中图分类号:TM92 文献标识码:A 文章编号:
1前言
节能减排是《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年(2011—2015年)规划纲要》中的关键词汇之一。发电企业作为重点用能单位开展节能降耗工作既是响应国策的客观需要,又是降低自身发电成本,提高盈利能,在竞争日益激烈市场经济环境下求生存谋发展的必然出路。发电企业中辅机电能耗偏高,有效降低综合厂用电率是节能增效的关键环节,开发建设电能效综合管理系统,通过主要辅机电能耗进行统计、分析、对比、电能量平衡计算等技术手段,为企业进行耗能诊断并为企业节能改造提供确切、详实的依据和明晰的节能改造方向。
2发电厂目前厂用电系统电能效管理现状
目前我国发电企业厂用电系统主要辅机电度表配备情况大致分以下三类:(1)大多数较老发电厂装配有机电式(感应式)电度表,该类型表计易受外磁场影响,功能单一,设备电能耗统计只能依靠人工进行定时抄表;(2)也有较多电厂采用电子式多功能电能表,该类表具备分时计量、跨月结算、事件记录等功能,部分电厂还配置了相应的自动抄表系统,该类系统均不具备计量回路PT、CT实时参数显示及数据分析、对比等综合功能,仅用于代替人工定时抄表;(3)还有不少新建电厂在工程建设阶段没有为厂用电系统主要辅机设计和配置相应电能计量表计,仅用保护测控装置自带的电度测量功能来代替,对设备单耗的统计和管理较为粗放。
发电企业要想降低厂用电率,首先必须以机组为单位摸清厂用系统主、辅电机、主要变压器的电能单耗及电能耗厂用电占比等情况,并持续不断进行数据比较分析(包括环比、同比、与设计值对标等),确定主要耗能设备及其电耗增高或下降原因,为制定下一步节能降耗方案提供可靠的数据支持,最终为发电厂开展厂用电率与国内先进指标进行对标管理奠定基础。
但上述三类电能效管理现状因存在诸如人工抄表误差大、不具备电能耗参量实时数据查询、无法分班、分时、分机组、分线路进行负荷分析、不具备厂用电分析、电能量平衡分析等功能,管理人员只知总的厂用电率而无法准确知道电能都用在了什么地方、有没有电能量浪费、哪里有节能空间,无法准确判断机组内的电能量是否平衡,影响厂用电率计算的准确性,较大的局限性使其不能满足现代化节能管理要求。
3系统组成与应用前景
电能效综合管理系统主要由智能化电表采集终端、电能量数据采集器、采集服务器、应用服务器、数据库服务器及其相关辅助系统组成。
开发建设模式为:首先通过对发电厂重点耗电系统及其厂用电系统主要辅机、厂用变压器进行智能化电能表计改造,实现全厂电能量消耗信息的就地采集;其次通过FFC电能表处理器对终端电能量数据进行采集、存储和加工处理后,通过多种通讯介质和规约将数据传送至电能量数据采集服务器;电能量数据服务器同时调取发电厂既有其它数据管理系统的相关数据,连同自有的电能表终端数据经过处理后,送至数据库服务器;应用服务器对所有数据进行最终编程处理后,向用户展现直观、丰富、功能强大的电能量报表或图示。
发电企业通过电能效综合管理系统在线监测重要能耗节点的用电状况,自动或手动形成报表,由电能管理专家进行分析处理,从而对发电企业现有用电方式和结构是否合理、用电负荷、功率因数如何动态变化等情况作出准确判断。有这些统计信息,通过精准化用电管理和技术改造,发电企业可以大幅降低电能消耗。发电企业所属集团公司也可以通过及时掌握下属企业的实时能耗状况,为制定全面营利能力优化策略提供参考。
4实际应用案例及其效果初步评估
广东惠州平海发电厂2号机组电能效管理系统由南方电网综合能源有限公司协助进行开发建设。本项目包括2号机组6kV厂用系统2A、2B、2C、2D段电源系统、2号机组脱硫6kV系统、2号机组脱硝系统0.4kV系统总计新增73块多功能电能表及电能效综合管理系统开发建设。
4.1系统模型
4.2项目建设效果初步评估:
4.2.1项目实施前状况:平海发电厂上述厂用电源系统的设备均未单独配备电能表,所有厂用系统设备电能单耗统计通过相应保护测控装置(美国GE产品)的电能计量功能实现。电能量消耗实时数据通过FECS(厂用电监控系统)读取并实时转发至SIS系统(生产实时监视系统)服务器进行存储、运行,需要时人工手动生成相关电能量数据报表。该统计方式存在以下问题:(1)GE保护测控装置与FECS系统、SIS系统三者之间通信稳定性差,时常发生数据丢包情况;(2)GE保护测控装置内的电能量数据不具备保存功能,若三者任一系统(设备)发生故障或重启时电能量数据无法补录;(3)GE保护中用于2000kVA及以上大容量厂用变压器的T35保护装置不具备电能计量功能。以上三点使得厂用电系统主要设备单耗统计很不完整、数据不准确,使得厂用电系统电能耗分析处于粗放状态。
4.2.2项目实施后总体效果:为用户展现完整、清晰的厂用系统设备电能耗网络图,便于运行专业生产指标竞赛、设备人员维护管理、节能人员建立完善的节能监督管理平台。例如:
4.2.2.1依据准确、齐全的电能量消耗数据的分析,建立与国内先进值、厂家设计值、历史寻优值,建立更全面、广泛的厂用电自动对标体系,提升电厂竞争力和整体效益;
4.2.2.2依据准确、客观的数据记录,可以有效开展本企业机组间、运行班组间指标竞赛,调动生产人员工作积极性;
4.2.2.3自动计算和统计功能可以使用户方便地以图形、图表方式对设备单耗、直接厂用电率和综合厂用电率完成情况进行准确、清晰的分析与比较;
4.2.2.4通过厂用电趋势、设备电能量单耗同比或环比分析、自动趋势图表分析等进行多角度的节能分析诊断,对电能量消耗信息进行实现管控;
4.2.2.5电能量状态监视模块可以对各设备的电流、电压、有功功率、功率因数等运行工况进行实时监控;
4.2.2.6通过电表参数越限分析、电能量实时平衡计算可以及时发现潜在的设备计量缺陷。
【关键词】能源管理系统;钢铁企业;能源审计
引言
铁、钢材、铁合金等产品是钢铁企业的主要生产产品,在生产这些产品过程中需要消耗大量能量。对钢铁企业来说,其能源消耗的成本占据其生产总成本的20%以上,对能源消耗进行有效管理实现节能降耗,提高钢铁企业的能源管理水平显得十分重要。
1、能源管理系统的基本要求
所谓能源管理系统,是指其内部具有完整的能源信息采集系统,能够实现对数据的分析、处理和加工,能够从整体的角度对能源的基本管理要求进行分析,整个管理系统能够实现各工艺系统的能源要求,适应钢厂的发展。对钢铁企业能源管理系统的基本要求进行分析,有以下两项:1)各工艺流程会消耗大量能源,但同时也会回收一些能源,能源管理系统要能实现对这些回收能够的有效回收;2)工艺系统中各介质之间有着千丝万缕的联系,能源管理系统要能够根据不同的介质特点并与实际情况相结合,给出合理的管理目标:明确各类能源的使用效率,对其实施优化调控,实现节能降耗;对于调度人员来说,应该对能源系统有全面的了解;能源系统中出现故障时应该出现有较为明显的异常,便于故障的快速处理;整个能源管理系统要实现图形化的运行监视,直观化的操作控制和数据查询以及定量化的信息管理;能源管理系统要充分结合生产计划,合理安排生产。
2、钢厂能源管理系统的主要内容
在钢厂中,能源管理系统的管理内容包括:审核能源管理机构、平衡企业能量以及审计企业的能源等。其中,审查能源管理机构的主要工作是了解和审查钢厂中的人员结构,检查各类计量仪表是否完善并分析其精密程度等。审查能源管理机构的工作与审计企业能源有着紧密的联系,它决定了能源的审计工作是否真实可靠。平衡企业能量的工作目标是为企业建立各种平衡关系,包括:能源收入与支出的平衡、消耗与有效利用的平衡等。审计企业能源是依据相关法规和标准,检查和监督企业能源利用的整个过程,其目的是为了真实的了解到企业使用能源的真实情况,为企业节能降耗提供依据。
3、钢厂能源管理系统的管理模式
在审计钢厂的能源使用情况之前,需要对其人员管理以及相应的计量系统进行考核,对相应系统的完善情况进行了解。审计钢厂的能源其实质就是审计其能耗,对各种能源的消耗情况进行考核。根据钢厂中能源的流动方向,可以将统计工作分为四个环节进行,分别为:购入贮存、加工转换、输送分配和最终使用,其中,每个环节又可以分为多个用能单元,如图1所示。采用这种模式进行用能分析,从而了解企业的能耗情况[1]。
在购入贮存环节中,涉及到的内容有:能源的供销、财务以及贮运部门。在这一环节中,需要统计能源的购入量、库存的增减量、亏损量以及外供量等。采用能量守恒的原理计算出能源的消耗量。在钢厂中,能源消耗包括一次能源的消耗和二次能源的消耗,如:柴油、煤气、水、焦炭、蒸汽、氧气等等。在购入量的统计过程中,还需要进行能源的标煤折算,便于比较。在加工转换环节中,购入到钢厂中的能源,有的可以直接利用,有的需要进行转换后才能投入使用。所谓加工转换环节,就是根据相应的工艺要求,将能源转换成生产所需要的形式。在企业中加工的二次能源并不包括直接购入的二次能源。此环节主要包括:焦化厂、氧气站、空压站等,分别产出焦炭、焦炉煤气、氧气、压缩空气等二次能源。对转换单元所消耗的能源进行统计,建立相应的能量平衡式,计算出等价折标系数。在输送分配环节中,包括有管道输送的能源与耗能工质以及电能输配。对于前者而言,主要包括:输送耗能工质数量,如:蒸汽、热水等,管道进出口的压力以及温度参数。在最终的使用环节中,消耗的能源分为两个部分:一是生产过程中所消耗的能源和各类耗能工质;二是职工生活和外供的各类能源消耗以及耗能工质。在钢厂的生产系统中,包括有:主要生产系统、辅助生产系统、采暖、照明和其它等用能系统。对这些系统消耗的能量进行统计,计算出钢铁产品的总综合能耗、单位综合能耗、单位产值综合能耗等指标。非生产用能包括:转供外销的各种能源数量,基建项目使用的各种能源数量及其它非生产使用的各种能源数量等,这部分能源消耗不计入钢铁企业生产能耗中[2]。
4、钢厂能源管理方案的实施
钢厂的能源审计的实施包括三个环节:技术准备、现场审计测试和分析总结。在技术的准备阶段,需要成立审计小组,并对小组各成员的工作有明确的分工,编写相应的现场调查及审计技术方案。在这一阶段,需要考查钢厂的能源管理机构、计量系统及能源购销、加工转换、输送分配和最终使用环节,制定出用能设备的测试方案[3]。在现场审计测试阶段,需要收集相关资料,进行现场调查分析和测试。其中,收集数据的主要目的是为钢厂能量平衡表及能源消耗网络图的制作做准备;另外,还需要收集主要耗能设备和生产及技改项目的相关资料,在这些资料的基础上对设备效率进行测算。在分析总结阶段,主要工作是根据调查的数据结果,综合分析钢厂的总体用能情况,对产品生产的各项指标进行计算,评价钢厂的能源利用水平,有针对性的提出节能技术改造方案。
5、结束语
本文从能源的角度出发,对钢厂能源管理系统及相应的管理方法进行了研究。实施钢厂的能源审计,不仅能够使钢铁企业对自身生产过程中的能源消耗状况有清晰的了解,找出企业能源管理中存在的不足,有针对性的运用一些技术改造措施;还可以为同行提供管理依据,使能源审计管理部门实现对其下属企业的监督,帮助钢铁企业实现标准化和规范化的管理。
参考文献
[1]冯晶,田小果.EM系统在钢铁厂能源中心的应用[J].自动化与仪器仪表,2005,3:35-37.
[2]王永川,陈光明.钢铁企业能源管理系统方案研究[J].冶金能源,2003,22(6):5-8,36.
[3]邹宽.钢铁企业能源中心及其组织体系[C]//2010年全国能源环保生产技术会议文集.北京:中国金属学会,2010:65-71.
关键词:能源计量信息;管理系统;计量器具;标准化
中图分类号:F27文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)22-0021-03
能源计量信息管理系统,是把分布在不同地点的多台计量仪表进行联网,实现计量仪表的在线实时数据采集和管理[1]。系统的组成通常由计量检测设备、数据集中器(分站)、用户终端、管理服务器(主站)、管理软件和网络器件等构成,具有能源数据采集、数据传输、数据处理、数据存储等能源计量功能,其输出数据可用于能源统计与能源审计。
一、能源计量信息管理系统的现状分析
目前,中国各行业开发和使用的能源计量信息管理系统无统一规范标准。因为缺乏国家规范性的指导文件,企业按照自行需求进行设计和开发,能源计量管理系统模式较混乱。许多企业因为没有相关标准或规范的指导而茫然。据浙江省医药化工行业能源计量信息管理系统调查显示,现阶段企业在能源计量系统由于系统结构、功能模块、数据结构与输入输出报表等多方面的不规范,使得企业在计量器具选择、计量数据采集点设置的规范导致企业能计量与源平衡的不确定性。因为缺乏相关标准或规范,很多企业的能源计量管理系统输出政府能源监管部门的需要的各类申报报表(企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表),误报和漏报的情况时有发生。这种政企不一致的状况,使得政府能源监管部门较难统一管理企业的能源统计与审计工作。本文就结合当前中国用能行业能源计量信息管理系统的特点,对系统的设计规范做一些浅层次的探讨与研究。
二、能源计量信息管理系统建设的一般要求和设计原则
1.系统的软硬件环境设计要求
在设计能源计量信息管理系统时,对设计硬件上要考虑企业的经济承受能力,逐步完善。同时,配备的计量器具必须要能在线检定或校准;软件设计要考虑全面,给予必要的完善及升级的空间。
2.确定现场能源计量检测点设置与计量器具配置要求
(1)现场能源检测点确定。用能单位能源计量信息管理系统,应能采集行业不同种类能源的数据。所称能源数据,指煤炭、原油、电力、天然气、焦炭、水、蒸汽等和其他直接或者通过加工、转换、回收而取得有用能的各种资源 [2]。
能源计量信息管理系统采集点的设置原则是以能够准确和实时采集数据的作为计量检测点,并且要考虑能满足能源平衡、能源统计与审计要求 [3]。具体数据采集范围包括:
a)输入用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;b)输出用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;c)用能单位、次级用能单位和用能设备使用(消耗)的能源及载能工质;d)用能单位、次级用能单位和用能设备自产的能源及载能工质;e)用能单位、次级用能单位和用能设备科回收利用的余能资源。
(2)计量器具配备率要求。根据GB/T 17167―2006标准要求,能源计量信息系统数据采集点的能源计量器具配备率不低于表1的规定(见下页表1)。
3.合理选用现场能源计量器具
根据GB/T 17167―2006标准要求,能源计量信息管理系统所选用的能源计量器具,要依据不同用能设备所耗的能源类型不同,而选用相应的计量器具。所选用的计量器具必须要能提供数计量据输出接口。选用的计量器具除了保证精度要求,也要根据生产工艺、使用环境等条件的要求,进行选择相适应的计量器具。
能源计量信息系统数据采集的计量器具准确度不低于表2的规定(见下页表2)。
4.能源管理信息系统主要功能模块设计原则
(1)计量器具系统模块。计量器具系统模块的功能是能源计量管理系统与能源供应部门收费端计量数据联网,实时监控一级计量和二级计量能源数据偏差,并将所采集计量数据形成对比图,出现不合理偏差系统立即报警。系统对电能供应质量进行实时监控,并有报警提示和报警记录。
(2)能源数据采集系统模块。能源数据采集系统模块的功能是自动采集各类能源计量点的实时瞬时量和累计量,采集周期在1分钟~24小时范围内可调。采集数据项目完全符合能源统计和能源计量管理部门的要求。
(3)采集数据传输、存储、查询系统模块。采集数据传输、存储、查询系统模块应满足实时传输的要求,考虑到数据传送速度,有线传输200米以内可采用双绞线串口传送,超过200米宜采用光纤以太网传送,也可采用无线传输;各采集点数据传输到人机交互界面的时间不应超过1秒。数据输出应满足集中化管理的需要,可通过人机交互界面查询到所有的能源计量数据输出。能源数据中心服务器实时监控历史数据一般要求保存不少于60天。
(4)数据汇总和计算分析系统模块。数据汇总和计算分析系统模的功能是对能源消耗计量数据进行汇总,并按照系统设定各种能耗定额指标和节能量化指标计算分析,并自动形成对比分析图表。超过指标系统立即报警提示。通过报警提示,企业能够及时发现能源浪费现象和能源消耗异常情况,及时进行纠正与改进,及时有效控制能源消耗和能源成本开支。能耗定额指标和节能量化指标主要包括企业单位产值综合能耗、单位产品综合能耗、企业工业增加值综合能耗、企业和车间能源消耗定额及用能设备单耗等。数据汇总和计算分析系统模块功能能够对每个产品能源成本、每个车间能源成本和企业能源成本进行监控和分析,并自动形成对比分析图表,用能成本超过预定费用,系统立即报警提示。
(5)报表统计系统模块。报表统计系统模块功能是能够根据政府、各级公司及分公司需要,自动导出所有的各类满足政府能源统计与审计要求的用源申报报表(企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表等),能源统计报表数据均能追溯到系统计量检测记录。
(6)企业、车间、设备能源管理系统模块。企业、车间、设备能源管理系统模块功能是实时监控企业、车间、设备能源实时消耗量,监控各项用能指标不超过定额指标。超过定额指标经报警提示查找原因,及时进行改进。设备管理系统功能能对重点用能设备能耗状况、负荷率、有效利用时间、开启、停止时间等影响能源消耗的各项参数进行实时监控,确保设备的高效、经济运行,减少设备的空载时间和能源浪费的地方。
5.能源管理信息系统的安全设计和维护原则
信息系统应做好防电磁干扰,采集信号线应采用屏蔽线,并禁止与强电信号线混敷;与信息系统相连的外网系统应做好防火墙等病毒隔离措施。用能单位应设系统维护人员负责能源计量信息系统的整体维护;各车间也应有专人负责每天不少于一次的仪表值和信息系统反馈值的一致性检查,发现问题应及时通知系统维护人员。
三、能源计量信息管理系统规范化工作成效
在上述研究的基础上,2009年3月,浙江省标准化研究院联合上虞新和成生物化工有限公司、上虞市质量技术监督局,联合制定了《医药化工行业能源计量信息系统》联盟标准,建立了能源计量信息管理系统的统一的管理模式,实现能源计量管理标准化。通过近一年的标准实施表明,统一规范的能源计量管理系统进一步提高了工艺过程中的能源计量数据的分析和研究的正确必可靠性,为改进生产工艺,提高技改节能效益提供了科学的依据,真正发挥了能源计量数据的功效。其次应用能源管理的科学方法,结合计算机信息网络技术,通过精确计量,自动采集能源量值数据信息,对能耗数据进行计算汇总、图形对比、经济分析、量化评价,控制能源消耗,节约了能源成本开支,提升企业能源管理水平。例如,浙江省重点试点企业上虞新和成生物化工有限公司发酵车间经过对蒸汽消耗数据的分析,将灭菌工艺由原来的间歇消毒改为连续消毒,使车间每月蒸汽消耗量下降30%。精馏车间强化循环水温差管理,优化了操作参数,耗汽量从原来6吨/小时下降为4.5吨/小时,循环水用量从910 吨/小时下降到450 吨/小时,使该车间每吨产品能源成本下降15%。通过考核,公司万元增加值能耗同比下降14.6%。
为了扎实推进企业能源计量工作,将节能工作落到实处,我们对企业能源计量信息管理系统相关的设计规范和标准进行了初步的研究。规范、有效、科学的能源计量信息管理系统不仅能规范企业能源计量与管理,也将进一步推动国家依法实施节能减排监督管理。
参考文献:
[1]杨涛.能源管理系统的应用[J].黑龙江科技信息,2009,(17):274.
建筑智能化技术是指建筑物利用系统集成方法,将现代计算机技术、自动控制技术、现代通信技术、智能控制技术、多媒体技术和现代建筑艺术有机结合,通过对设备的自动监控及对信息资源的有效管理,来降低能源和资源的消耗,使建筑物能够为人们提供安全、高效、舒适、便利的生活环境[2]。建筑智能化技术是一门新的、交叉行的、多学科的应用技术,发展十分迅速,应用非常广泛,当今各发达国家都在积极开发和利用智能化技术用于处理垃圾、污水、废气、公害及节能、节水、消除电磁污染、改善生态换进、提高舒适性,提高资源可持续利用率等。总结起来,智能化技术在绿色建筑中的应用主要有五个方面:1)BA控制技术;2)建筑环境监测技术;3)能源监测与管理系统;4)通信技术;5)信息集成系统。
(1)BA控制技术应用
BA系统指楼宇自动化系统,它运用自动控制、计算机、通信、传感器等技术,实现设备的有效控制与管理,保证建筑设施的安全、可靠、高效、节能运行。BA系统是对建筑物或建筑群内的空调与通风、供配电、照明、给排水、热源与热交换、冷冻和冷却水及电梯等系统以集中、监视、控制和管理为目的构成的综合系统[2]。典型的BA系统结构见图1。BA系统的功能主要有:实现机电设备的启、停控制和连锁操作;实时监测和存储设备运行的工作状态;实时监测和存储设备的故障报警信号;实时监测和采集系统的主要参数,如温度、湿度、流量、电源电压和电流等;按预定的控制程序对系统的被控参数进行自动调节,使其运行在设定的范围;实现机组的台数控制和优化运行;采用综合措施实现节能运行;在实现自动控制功能的同时,提供远程操作和就地操作的功能;自动形成系统运行报告、设备故障报警报告及设备维修报告;提供的系统运行状态、故障报警的实时数据和历史数据记录等均可以以图形化界面显示;满足物业管理需要,提供数据分析报表;共享公共安全系统信息资源,进行设备控制[2]。BA系统设备的变频节能技术、先进的控制算法、综合控制策略可以通过减少设备运行时间或降低设备运行强度来实现节能,有效节约建筑设备能耗的20%~30%[1],同时在一定程度上降低设备的磨损与事故发生率,大大延长设备的适用寿命,减少设备维护成
(2)建筑环境监测技术应用
建筑需要给人们提供良好的热环境、光环境和声环境,因此,将冷热舒适、视觉舒适和听觉舒适作为主要指标,通过智能传感器等智能监测技术,采集、存储及分析相关数据,以便于对相应系统(如照明系统、遮阳系统等)进行统筹控制。通过智能化技术控制空调与通风系统,自动调节室内温度、湿度、空气流速、空气品质及其它影响冷热舒适性的环境指标,从而提高冷热舒适性。通过智能化技术控制照明、遮阳及采光系统,自动调节室内自然光采集、灯光照度和亮度,从而提高视觉舒适性。通过声压传感器采集噪声源数据,联动其他系统以限制噪声的传播,从而提高听觉舒适性。
(3)能源监测与管理系统应用
随着经济的快速发展,大型公共建筑高耗能日显突出。目前,我国每年竣工建筑面积约为20亿m2,其中公共建筑约有4亿m2,2万m2以上的大型公共建筑面积占城镇建筑面积的比例不到4%,但能耗却占到建筑能耗的20%以上,其中单位面积耗电量是普通民宅的10~15倍。在公共建筑(特别是大型商场、高档酒店、高端办公楼等)的全年能耗中,暖通系统消耗约50%~60%消耗,照明系统消耗约20%~30%。我国的建筑运行能耗控制水平,特别是大型公共建筑的能耗控制水平远低于发达国家,因此,有很大的节能潜力。通过建立大型公共建筑能源监测与管理系统,采集实际能耗数据,结合绿色建筑评价标准,通过技术改造和科学管理实现建筑节能目标。建筑能源监测管理系统是将建筑物或建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水等能源使用状况实行集中监视、集中管理和分散控制的管理系统,是实现建筑能耗在线监测和动态分析的软硬件系统的统称。它由各计量装置、数据采集器和能耗数据管理软件系统组成。能源监测与管理系统结构见图2。通过实时的在线监控和分析管理实现以下功能:①对设备能耗数据进行采集监视②找出低效率运转的设备;③分析能源消耗异常原因;④降低峰值用电水平。
(4)通信技术应用
通信系统是现代建筑的不可或缺的组成部分,可以为用户提供及时有效的信息传送服务。随着建筑功能的不断扩展,信息化需求也不断提高,传统的电话语音通信已不能满足人们的需要,通信系统需要对语音、数据、图像等信息进行及时传输,通信网络与计算机网络融为一体,成为一种综合的通信网络。随着绿色建筑理念的大力推广,通信系统作为建筑智能化和信息化的基础支持系统和重要技术手段,其应用领域更趋如何体现节能、环保、低碳及提高建筑的舒适性、便利性和安全性,为使用者提供绿色、健康的工作和生活环境。智能建筑的通信技术相关应用系统很多,分别用来传输数据、语音、图像等信息。如数据传输主要依靠计算机网络系统;语音传输涉及程控电话系统、移动通信系统、无线对讲系统、会议系统、背景音乐与广播系统、同声传译系统等;图像传输涉及卫星与有线电视系统、远程视频会议系统等。随着IP协议应用的不断扩大,利用IP技术传输数据、语音、图像等成为趋势。
(5)智能建筑信息集成系统
在绿色建筑智能化项目的建设中,最终需要建设一套信息集成系统,通过集中采集、全面分析、综合协调以及智能管控手段,最大限度地发挥各子系统的能力。智能建筑信息集成系统集成楼宇自控系统、安全防范系统、火灾自动报警系统、背景音乐与广播系统、一卡通系统、门禁系统、停车场系统、多媒体显示系统、网络系统、地热/水源热泵系统及综合联动功能等,通过对各子系统的集成,有效地对建筑内各类设备进行监控,实时查看对应的视频图像,当发生报警时能有效地对建筑内各类事件进行全局的联动管理。智能建筑信息集成系统结构见图3。在节能方面,智能建筑信息集成系统可以对多子系统间的数据和外部系统的信息进行综合分析,对相关设备进行统一调度,以实现最优化运行;一套良好的设备信息集成系统,能够有效地对设备进行巡检,结合设备与运营要求,合理调配设备的维护、运行时间及运行负荷,保持设备最佳运行模式和状态,从而延长设备寿命;智能建筑信息集成系统通过采集冷热机组、冷水机组、智能照明及各种计量仪表的运行数据,进行统计和对比分析,给出节能建议甚至节能操控;对各种节能系统的电力消耗和产生/节省的能量进行准确计算,统计出各种设备的节能效率,为设备后续的合理使用提供科学的数据依据。
2展望