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在未來的企業數據中心中,刀片系統日益重要。在回顧2007年、展望2008年服務器的發展方向時,業界專家一致看好刀片系統。而在西方發達國家,刀片服務器系統的應用已經進入了“快車道”,在未來的競爭核心將是虛擬化、自動化管理和降低能耗。
目前,刀片系統節約空間、便于集中管理、易于擴展和提供不間斷的服務等這些優勢成為了取代傳統IT基礎設施的理由。然而,企業級用戶最看重的則是部署刀片系統提升效能和降低成本的好處。據IDC資料顯示,2008年將是“刀片年”。
刀片成最佳選擇
據北美客戶的一項調查顯示,IT投資中有65%用于運行、管理和維護,25%用于系統的升級和遷移,只有10%用于創新應用。因此,整個產業所面臨的挑戰就是如何降低管理和維護的成本,從而增大用于創新投資的比例。從服務器產品的投資來看,服務器新產品的投資每年增長率僅為3%,而其管理成本每年在以10%的速率增加,同時能源成本也在不斷上升,從而導致總體擁有成本的上升。
由此可見,IT基礎設施的復雜性是一切基礎設施難題的根源所在,是用戶面臨的最大挑戰。而惠普新型的HP BladeSystem刀片系統則整合了刀片服務器和刀片存儲,并集成了如網絡、電源冷卻和管理等數據中心基礎設施的眾多要素,充分考慮了現代數據中心基礎設施對電源、冷卻、連接、冗余、安全、計算以及存儲等方面的需求。
虛擬化推進資源和連接共享
可以說,虛擬連接架構(HP Virtual Connect Architecture)解決了網絡復雜性的問題。服務器管理員可以通過虛擬化以太網及光纖通道連接即時管理資源,這就節省了從幾小時到幾天不等的管理“等待時間”。
另外,HP BladeSystem c-Class產品及StorageWorks存儲區域網絡(SAN)集成了服務器到存儲的接口,這就簡化了IT整合。新的HP BladeSystem 4Gb/s光纖通道SAN交換機和冗余嵌入式4Gb/s光纖通道HBA,降低了SAN與HP BladeSystem的連接成本。此外,這些交換機還降低了光纖通道線纜的使用量。
自動化管理提升效率
HP Insight Control Management把惠普的系統管理工具集成到了HP BladeSystem的基礎設施里,實現了200∶1的設備管理比,這對于許多IT任務的工作效率就已經提升了10倍。這樣的組合使單一的控制臺實現了物理與虛擬服務器、存儲、網絡及功耗與冷卻的統一與自動化管理。
另外,此款刀片服務器采用的HP Onboard Administrator集成了惠普的成像及打印技術,同時提升了系統管理能力。這一功能簡化了系統管理,并且使用單詞和圖片即可幫助各種規模的用戶建立、控制、監管、解決問題和維修c級基礎設施,這些都是通過內置的模塊、Web瀏覽器及2英寸的交互式LCD窗口實現的。
HP BladeSystem c級產品擁有軟件管理能力、可簡化硬件配置以及服務器刀片和虛擬機之上和之間的應用的裝載、變化或移動,實現自動化供應;同時,能查明性能瓶頸,并快速擴充資源,以滿足業務需求;將基于政策的自動化、健康監視以及告警集合在一起,以便快速從系統故障中恢復;HP漏洞和補丁管理可幫助管理員檢測潛在安全漏洞并在其危害系統前將其更正。
打造更經濟刀片
在規定時間內完成老師布置的任務后,剩余的時間就是個人自主學習時間。學會安排自主學習時間,比如可以查漏補缺,或者檢測當日學習內容,原則上就是比規定的要多學習一些,這樣,慢慢就可以養成一種習慣,開始逐漸對學習有了一種渴望,就能夠自主去學習,要求自己掌握一些新知識,以此提高學習興趣。
2、制定計劃并堅持計劃
寒假在家學習,就要從制定計劃開始,把每天的時間都分割開來,在規定時間內完成一定的任務量,每完成一項可以打上一個對勾。但是,有很多同學只是一時心熱,雖然也制定了完美的計劃,但堅持了幾天之后就沒有了動力。所以,不僅要會制定計劃,堅持更是重要,建議同學們可以每天給自己定一個小目標,每當完成之后就可以給予自己一些獎勵,不僅可以完成計劃也能夠提高學習的動力。
3、先做重要的事情
一天的學習時間雖然很充裕,但是,自控能力卻有限,早上起床后,大腦清醒活躍,精神比較飽滿,做起事情來也很有干勁兒,這個時候,盡量選擇比較重要的事情,狀態極佳的情況下,做事的效率也比較高,完全能夠高效率利用這段時間完成重要的事情。
4、不要找借口欺騙自己
很多同學都面臨著一樣的問題,開啟一天的學習時,剛開始總是干勁兒滿滿,學了三四個小時之后,效率明顯下降,就會開始想著:學習了這么長時間,我是不是應該休息一會兒,玩一會兒手機。
5、把誘惑物當成獎勵
如果想要全身心投入到學習當中,一定要遠離誘惑物,比如:電腦、手機、電視等。學習的時候,一定要為自己營造一個安靜舒適的環境,如果有手機在身邊,即使靜音,也會時不時想要拿起來看一下,非常影響注意力和學習效率。
6、學會自我暗示
長時間的學習,大腦或許會開小差,會出現注意力不集中的現象,這個時候,積極的自我暗示總是能夠幫助改變消極的心理,激發自己向上的力量。
7、找個人協助監督
關鍵詞:智能建筑 獨立能源管理系統 分項計量
中圖分類號:tU201 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)03-0170-01
目前,我國主要靠BAS系統,即建筑設備管理系統來實現智能建筑的能源管理。BAS系統通過保持對電力、空調及照明等電能設備的隨時監控來檢查這些設備是否具備良好的運行狀態,同時運用編排好的程序(如預設的季節、時段、溫濕度經驗值等)對設備的各項功能進行控制并加以優化,從而實現電能的節約。
1 獨立能源管理系統
統計表明,我國至少80%的智能建筑內的BAS系統只用于兩方面,即監控設備運行狀態以及自動控制,很少甚至不應用于能源管理及計量方面,因此,BAS系統運行過程中,電能浪費情況極為嚴重?,F階段,電能、氣、水、油等是建筑能源的主要構成成分,其中,電能仍舊是能耗最大的部分。因此,在智能建筑中構建獨立能耗計量系統,能夠實現各類建筑能耗的監測、分項計量以及能耗數據信息共享,建筑設備管理系統在分析處理所接收到的能耗數據之后,就能選擇出最佳的優化方案,從而維持系統的節能高效,實現“綠色智能建筑”。
2 智能建筑中獨立能源系統的設計方案
2.1 能耗計量子系統
能耗計量系統的構成部分從上到下,依次為感知層、傳輸層、應用層。首先,感知層主要由電表、氣表、水表、流量計等計量儀表構成,這些儀表同傳輸層有個接口,能夠實現數字的直接輸出及傳輸,為數據庫采集各類能耗的監測數據并傳輸至最上層的管理平臺,實現建筑能源各個管理系統之間信息的有效流通。其次,在傳輸層中應用集成網絡和通訊管理機技術來實現各個設備層與管理平臺中所有裝置之間的通訊。隨著通信技術及電子技術的快速發展,在傳輸處理數據時可供選擇的傳輸模式越來越多,而在獨立能源計量與管理系統中,需要通訊層通過兩級的傳輸模式來轉發管理平臺發出的控制命令以及從底層采集來的能耗數據。第一級是完成能耗數據由感知層至數據采集器的傳輸;第二級是完成數據由數據采集器至能源管理綜合平臺的傳輸。最后,應用層由數據采集軟件、能耗信息軟件、節能監測管理軟件及SQL Server 數據庫組成,其中數據采集軟件能夠對感知層的數據進行實時的讀取,并將其存入數據庫。節能監測管理軟件主要是對各項能耗數據進行查詢、統計及分析等操作。SQL Server數據庫則發揮其存儲功能。應用層的主要功能就是解包并分析上傳來的數據,通過采取相關操作來完成設備運行狀態的控制,優化建筑能源的配置,實現能源的節約。
2.2 BMS系統與能耗計量系統的結合設計
能耗計量系統雖然能夠統計建筑內能源設備具體的能耗情況,然而在控制和管理能耗設備方面,卻缺乏有效的手段。BMS系統雖具有控制智能建筑中各個管理子系統的功能,但是由于其高度的自動化,缺乏實際的評估數據,不能明確的判斷出產生最優能源配置的具體行為和操作。因此,通過集成兩種系統,可以實現計量功能與設備管理功能的結合與互補,對智能建筑節能目標的實現具有極強的實踐意義。
3 電能分項計量子系統實例分析
為了使智能建筑中電能消耗的分項計量產生更好地效果,需對電能分項計量回路進行合理的設置。一般來講,不同建筑內配備了不同形式及較多數量的配電系統支路,而對每個設備的能耗進行計量比較困難,因此,需要在單獨計量的外供電回路、制冷機組主供電回路、變壓器低壓側出現回路、特殊區的供電回路、照明插座主回路以及電梯回路以及其它應該單獨計量的用電回路[2]等主要的配電支路中配置單獨的計量表。
一般來講,新建筑中通常依靠改變建筑內的配電線路的方式來獲取分項的能耗信息,這種方式最直接,同時也是最好的一種方式,但是也只能在新建的建筑中適用。為了實現已建建筑內能耗的分項計量,可以在下級支路中安裝計量表,但是采用這種辦法通常會產生一種極端,對建筑內所有的用電設備進行分類,然后把計量表內相應的能耗數據相加,這樣一來,會產生過高的系統投資成本,包括計量設備成本、數據采集成本以及結點連接成本。此外,根據實際情況而言,很多建筑的現場條件根本不能提供計量表合適的安裝位置。還要一種不太提倡的分項計量方式是對每個支路的能耗進行直接的計量,再根據每個支路相應負載的特點對數據進行拆分,最后各個負載上的用電量得到合理的分攤。然而,無論是哪種計量方式都是建立在充分獲取配電系統信息的基礎之上的。
實踐表明,在智能建筑中無論采取哪種方式,只要結合實際情況進行靈活的應用,就能夠在投資適當的前提下,獲取可靠具體的分析能耗信息。能耗大、功率大、數量少的設備適宜采取直接計量方式,確保獲取較為可靠的數據,而功率小、數量多、分布廣的設備適宜采取間接計量方式,即先對支路的總電耗進行計量,然后對其進行拆分計算來獲取分項能耗。
4 結語
通過構建智能建筑中獨立能源管理系統,能夠實現對建筑內能源更加精細的管理及能耗的動態監測,提升設備運行及管理效率,促進資源環境與社會經濟的協調發展,增強智能建筑可持續發展的能力。
參考文獻
[1]顧小軍.智能建筑能源管理系統[J].江蘇建筑,2010(2):48-50.
介紹建筑能源管理系統的必要性,分析某實驗室建筑能源管理系統的需求,提出了綜合應用無線通信技術、動態組網技術及數據挖掘技術的建筑能源管理系統方案,并詳細介紹了系統的架構、功能和特點。該系統采用900MHz頻段的無線通信,提供了數據可視化、數據挖掘分析等功能,為實驗室管理人員實現科學的節能管理,提高能源利用效率提供數據支持。
關鍵詞:
能源管理;無線通信;900MHz頻段;數據挖掘分析
引言
隨著我國經濟水平的提高,能源供應日趨緊張,建筑高能耗的問題日益突出,據統計,目前建筑能耗在我國能源總消費中所占比例已高達27.6%,綜合能耗為發達國家的3倍[1],而且90%以上為高耗能建筑[2],節能潛力很大。據統計分析,如果對公共建筑按節能50%的標準進行改造,總的節能潛力約為1.35億t標準煤[3],以上海為例,僅2000年,上海市公共建筑的節能潛力合計達到了1999年上海市總能耗的18.27%[4]。對企業而言,當前能源費用呈上升趨勢,能耗成本在企業成本中所占比例越來越大。如何通過技術化手段建立科學的能源監控和管理模式,對企業的經營發展和提高經濟效益具有重要意義[5]。建筑運行能耗數據是開展節能工作重要的基礎,建筑節能要以數據為依據。國家相關文件也明確指出,需要加強高耗能企業的能源監管體系建設,利用現代化技術手段,大力推進高耗能企業能耗在線監測平臺的建設,實現對重點用能設備的能耗動態監測,是加強高耗能企業節能運行管理,建立和完善能效測評、能耗統計、用能定額、節能服務等制度的重要基礎性工作。Herzog的研究表明,通過能源管理系統可在很少投入的基礎上節約10%~25%的能耗[6],即通過對建筑用能系統的合理化操作維護可以實現建筑節能的目的[7]。針對上述問題,提出了綜合應用有線/無線通信技術、動態自組組網技術、數據挖掘技術的建筑能源管理系統,該系統以建筑能源監測管理為重點,通過對能源信息與設備信息的采集、基礎分析展示與高級應用分析,實現能源信息的可視化監測、能耗數據管理、系統運行監視,為建筑能源監測管理體系提供技術支撐,為建筑運行提供能源與運行監視手段,為管理決策部門提供管理決策依據。詳細介紹該系統在上海某企業高耗能實驗室的應用,并針對系統特點,簡單介紹了另外2個應用案例。
1實驗室概況
某實驗室位于上海市徐匯區某大樓的裙房,上下2層,建筑面積約為4000m2,配有28臺恒溫恒濕箱,用于檢驗電子產品、電子元件在濕熱環境下的性能指標。據實驗室管理方透露,該實驗室1年的用電量約為550萬kWh,屬于高耗能實驗室,其配電系統的配電結構.實驗室管理方具體需求為:監測一/二/三級配電箱開關點位的電流、電壓、電量等相關參數,其中PG-M,PG-M1,PG-M23個一級開關點位位于獨立配電房中,OR1-OR66個二級開關點位位于實驗室一樓,28個三級開關點位中的20個位于一樓,8個位于二樓。
2實驗室建筑能源管理系統
2.1系統架構
實驗室建筑能源管理系統由現場設備層、數據傳輸層、系統應用層組成,如圖1所示。(1)現場設備層:現場9個一、二級配電開關點位裝有帶RS-485接口的多功能數顯表,通過加裝MESH采集模塊采集并保存對應點位的用能數據;現場28個三級配電開關點位原沒有采集計量表計,通過加裝導軌表和MESH采集模塊,采集并保存各用能設備的用能數據。(2)數據傳輸層:數據傳輸層主要是由RS-485總線網絡、MESH采集模塊、思科柱狀路由器、無線通信網絡組成,該層是數據信息交換的橋梁。數據傳輸層分為下層傳輸和上層傳輸:下層傳輸即現場采集的用能數據通過MESH采集模塊實時傳輸到柱狀路由器,采用900MHz頻段無線傳輸方式;上層傳輸為柱狀路由器到服務器之間的通信,采用光纖有線的傳輸方式。(3)系統應用層:系統應用層對采集的現場各類數據信息進行建模、計算、分析與處理,依托各種能耗分析模型,對設備的能耗進行綜合評價,利用圖形、表格等方式直觀展現現場能耗狀況,并出具各類能耗統計報表。(4)軟件運行環境:操作系統為RedhatLinux企業版;數據庫采用Oracle。
2.2系統功能
如圖2所示,系統共有5個應用類,其中3個為前臺應用類,包括我的空間、能耗管理、運行管理;2個為后臺應用類,包括信息維護、系統管理,系統共13個應用功能項。
2.2.1前臺功能-我的空間
(1)賬戶管理:為用戶提供賬戶密碼修改,賬戶信息修改功能。(2)站內消息:為用戶提供站內設備告警信息與異常信息的彈出告警。
2.2.2前臺功能-能耗管理
(1)能耗監測:實時監測每一級配電開關點位的電壓、電流、功率、電量等運行參數。(2)能耗統計:允許有瀏覽權限的用戶對每一級配電設備的能耗數據及總能耗進行展示,包括表格、餅圖、折線圖、柱狀圖形式,相應的時間尺度包括:按小時、按天、按月、按年。(3)能耗對比:展示當前每一級配電設備的能耗數據及總能耗數據與去年同期能耗的同比及與上月同期能耗的環比情況。
2.2.3前臺功能-運行管理
(1)設備告警管理:系統可對每一級配電設備監測到的各項參數設定閥值,并根據采集到的能耗數據進行判定,以聲光、短信、郵件、推送站內告警信息等方式進行告警提示,用戶對告警信息進行確認、清除或處理,當故障排除或處理后,可消除告警,將告警歸入歷史庫,提供告警信息查詢功能。(2)運行日志管理:對數據采集情況和設備告警情況進行記錄和展示,用戶可查詢最近一年的運行日志。(3)運行報表管理:用戶可以查看告警、能源消耗等報表并支持導出和打印功能。
2.2.4后臺功能-信息維護
(1)設備信息維護:包括配電設備、采集設備、計量設備信息的建檔、錄入、刪除、查詢。(2)報表維護:用戶在該模塊中定義、修改和查看報表模版。2.2.5后臺功能-系統管理用戶可在該模塊對組織機構、人員、角色、權限和系統資源等進行配置。2.3系統特點本項目采用集成思科通信芯片的MESH采集模塊(自行研發生產)和思科的柱狀路由器,計量表計和MESH采集模塊集中安裝,MESH采集模塊和思科柱狀路由器之間采用900MHz頻段無線通信,此通信頻段和手機相同,通信距離可達1km,隔墻通信也很穩定,避免了布線帶來的破壞裝修、人工費用高及通信不穩定等問題。經過經濟性分析,此項目采用該形式比常規有線通信形式可節省約30%的經濟支出。
3系統其他應用案例
3.1案例1
海寧市供電公司辦公大樓共15層,地下1層,地上14層,總建筑面積為9510m2。在此樓加裝建筑能源管理系統,對其能耗進行采集、計量、展示、分析,依據業主方需求,照明插座用電分項采集空間顆粒度需要做到分層,其中12樓要做到分房間,由此帶來以下問題:(1)采集終端安裝在低壓配電室(以下簡稱低配室),與表計的通信距離遠,而且由于低配室在地下室,通信信號較差。(2)各樓層和12樓房間都已裝修,安裝計量表計及RS-485線需要破壞原有裝修。(3)每層的照明插座配電箱和管道井分別位于樓層的兩側,距離較遠,RS-485線安裝工程量較大。海寧市供電公司大樓建筑能源管理系統針對照明插座用電分項采用MESH采集模塊采集、無線通信的方式,在低配室布置思科柱狀路由器,每層及12樓各個房間的照明插座配電箱安裝計量表計和MESH采集模塊,MESH采集模塊自主組網,與柱狀路由器進行無線通信,很好地解決了以上3個問題。大樓其他用電分項的計量直接在低配室的回路上安裝計量表計,通過RS-485線與采集終端連接,實現有線通信。自2014年11月系統投入運行以來,采用有線通信方式的其他用電分項采集不穩定,有數據中斷的現象發生,但采用MESH無線通信方式的照明插座用電分項采集穩定,未發生任何問題。通過經濟性分析,照明插座用電分項采用有線通信的方式比MESH無線采集方式初期多投入3萬。通過與大樓前3年的平均能耗對比分析,應用本系統后,該大樓能耗降低了8%。
3.2案例2
海鹽縣供電公司辦公大樓主樓共15層,建筑面積為12217m2,輔樓5層,建筑面積3812m2,有單獨的低配室和空調主機房,距離主樓和輔樓約80m。在該樓加裝建筑能源管理系統,對70談宏飛,等:建筑能源管理系統的設計及應用其能耗進行采集、計量、展示、分析。系統分為一期和二期,一期只需實現低配室分回路計量,二期的采集空間顆粒度要做到分層、分區域,每層2個區域。經過現場調研,發現以下問題:(1)一期只需在低配室安裝1個采集終端,所有計量回路的表計采用RS-485線通過管線通道與采集終端連接,實現回路的計量。但二期需要做到分層、分區域,由于主樓和輔樓離低配室距離較遠,又要考慮到樓層高度、橫向走廊寬度,RS-485線通信距離不能滿足現場要求。(2)每層分區域的2個配電箱布置在樓層,直接裝在墻上,若要敷設RS-485線,在墻上挖槽或者走PVC管線安裝的工作量都很大,而且影響美觀。(3)布線安裝工程量較大??紤]到以上3個問題以及大樓建筑能源管理系統一、二期項目的統一性,決定采用MESH無線通信的方式,在低配室取消采集終端的布置,用MESH采集模塊和柱狀路由器代替,一期所有回路表計通過MESH采集模塊采集,二期各樓層區域配電箱安裝計量表計和MESH采集模塊,MESH采集模塊自主組網,與柱狀路由器進行無線通信、無線采集。系統自2015年3月投入運行以來,通信穩定,未出現數據終端問題。通過與大樓前3年的平均能耗對比分析,應用本系統后該大樓的能耗降低了10%。
4結語
基于MESH900MHz無線通信的建筑能源管理系統為科學用能、合理用能、節能管理提供支持平臺,為建筑管理人員提供決策支持,實現節能工作的科學管理及能源效率的持續改進,值得大力推廣應用。
參考文獻:
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5田樹靜.論能源計量在企業節耗中的作用[J].中國科技縱橫,2010(12):271.
1 技術節能
建筑物能耗包括兩個方面,一是與建筑物建造相關的能源消耗,包括建筑材料生產用能,建筑材料運輸用能,房屋建造和維修過程中的用能;另一方面是建筑運行的能耗,即建筑物照明、采暖、空調、給排水系統、辦公設備和電梯等設備的能耗,這些能耗將一直伴隨建筑物的使用過程而發生。在建筑的全生命周期中,建筑材料和建造過程所消耗的能源一般只占其總的能源消耗的20%左右,大部分能源消耗發生在建筑物運行過程中。由此而知,建筑運行能耗是建筑節能任務中最主要的關注點,也最具有節能潛力。實現建筑節能的技術途徑:盡量減少建筑內能源總需求量的同時,
大力開發利用可再生的新能源,
從而減少使用在建筑領域內易引起環境污染的能源。
2 管理節能
很多企業及單位都完成了大量的節能改造。例如:更換低效的設備、照明改造、變頻器、熱回收、樓字自控系統等。對于管理節能,大部分都是零散的、賬單式能源管理方式。能源管理系統在數據監測(電、水、燃氣、油、蒸汽、熱水等各種能源)的基礎上,著重干對各種能耗數據進行監測、統計、整理和分析,幫助管理層進行高效的能源管理,建立內部能耗基準線,生成各種E-KPI(Energy KPI),建立高效能源管理體系,持續降低能耗。
一套良好的能源管理系統,可以幫助用戶從以下幾點提高能源管理效率:(1)規范和加強能源管理,從粗放式的能源管理模式到科學的能源管理模式。(2)發現能源使用過程中浪費的情況。(3)生成各種用戶需要的能源經濟性指標,例如:分項能耗、分類能耗、分類建筑能耗等等。(4)幫助客戶建立能耗基準線。(5)幫助客戶管理各個環節的能耗。(6)發現各個系統或設備低效的環節。(7)對節能措施產生的節能效果進行測量和驗證。(8)分析各種變量對能耗的影響,如天氣、運行時間等。(9)幫助客戶將能源價格的影響考慮至實際使用中,幫助用戶進行電量峰值管理。進行有效的需求側管理。(10)和用戶的ERP系統(如sAP,Oracle等系統)對接,為用戶提供各種能耗指標。(11)和原有的樓控系統(BAS)系統對接,共享資源信息。
3 校園能源管理系統構成
節約型校園節能監管平臺主要由三個部分組成:前端采集、數據傳輸、終端數據統計分析公示。需要注意的是與遠程集抄、樓宇自控系統在需求與定位上有所不同,不可簡單套用。
樓宇自控系統,特別是建筑能耗中的大戶一空調制冷設備系統,運行控制參數需要以分秒為單位的高頻率反饋和通訊傳輸,要求較高精度的傳感器具,要求復雜的控制邏輯,而建筑能源管理系統基本上僅要求以小時為單位的數據采集,傳輸,數據量和傳輸速度都與前者有很大差別,精度要求也不在同一個層次。因此,除了在部分參數計測上存在可共享之處外,兩者基本上是特性相異的系統,現實中的失敗就在于過于“貪婪”、硬性地將這兩個目的不同,特性相異的系統捆綁在一起,看似功能多,綜合性強,卻并不合理的也不實用。
事實證明,將建筑能源管理與建筑設備自控系統分開更趨于合理,當然,這并不妨礙兩個系統之間必要的數據共享和聯動。目前我國的大型公共建筑能源管理也正在向這個方向發展,即建筑分項計量系統相對干BA系統獨立設置,但盡量共享數據、考慮聯動控制接口。而對于校園來說。除少數大型建筑外,中小規模建筑居多、量大、用能密度小,更是應該把握好校園節能管理的需求,為校園建筑節能監管系統進行科學合理的定位,分類與分項計量相結合(粗略計測與詳細分項計測相結合,綜合近期宏觀監控與長遠細化管理的布局),注重實用和高效。
在對系統的構架、硬件(計量表具,網關設備、網絡系統)和軟件(管理平臺、通訊協議等)進行了廣泛深入研究后,制定了《高等學校校園建筑節能監管系統建設技術導則》(已頒布),各大學應該參照這些技術導則,科學的建立起校園建筑節能監管系統。系統支持在線監測、數據比對,能耗統計審計分析、能耗預測、指標定額、專家診斷等功能。校園節能監管平臺既能夠使管理者及時發現建筑高能耗環節以及照明,空調等系統的故障和不合理的運行方式。為節能診斷分析及管理提供依據;也可為校園能耗數據和指標公示,實現能耗數據可視化、節能效果定量化,節能管理指標化目標,同時,作為基于校園網的校園的互動平臺,可在樹立校園節能環保風尚,促進行為節能、形成綠色校園文化方面發揮巨大作用。
關鍵字:節能, 電能效綜合管理系統 , 電能單耗 , 廠用電率
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
中圖分類號:TM92 文獻標識碼:A 文章編號:
1前言
節能減排是《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年(2011—2015年)規劃綱要》中的關鍵詞匯之一。發電企業作為重點用能單位開展節能降耗工作既是響應國策的客觀需要,又是降低自身發電成本,提高盈利能,在競爭日益激烈市場經濟環境下求生存謀發展的必然出路。發電企業中輔機電能耗偏高,有效降低綜合廠用電率是節能增效的關鍵環節,開發建設電能效綜合管理系統,通過主要輔機電能耗進行統計、分析、對比、電能量平衡計算等技術手段,為企業進行耗能診斷并為企業節能改造提供確切、詳實的依據和明晰的節能改造方向。
2發電廠目前廠用電系統電能效管理現狀
目前我國發電企業廠用電系統主要輔機電度表配備情況大致分以下三類:(1)大多數較老發電廠裝配有機電式(感應式)電度表,該類型表計易受外磁場影響,功能單一,設備電能耗統計只能依靠人工進行定時抄表;(2)也有較多電廠采用電子式多功能電能表,該類表具備分時計量、跨月結算、事件記錄等功能,部分電廠還配置了相應的自動抄表系統,該類系統均不具備計量回路PT、CT實時參數顯示及數據分析、對比等綜合功能,僅用于代替人工定時抄表;(3)還有不少新建電廠在工程建設階段沒有為廠用電系統主要輔機設計和配置相應電能計量表計,僅用保護測控裝置自帶的電度測量功能來代替,對設備單耗的統計和管理較為粗放。
發電企業要想降低廠用電率,首先必須以機組為單位摸清廠用系統主、輔電機、主要變壓器的電能單耗及電能耗廠用電占比等情況,并持續不斷進行數據比較分析(包括環比、同比、與設計值對標等),確定主要耗能設備及其電耗增高或下降原因,為制定下一步節能降耗方案提供可靠的數據支持,最終為發電廠開展廠用電率與國內先進指標進行對標管理奠定基礎。
但上述三類電能效管理現狀因存在諸如人工抄表誤差大、不具備電能耗參量實時數據查詢、無法分班、分時、分機組、分線路進行負荷分析、不具備廠用電分析、電能量平衡分析等功能,管理人員只知總的廠用電率而無法準確知道電能都用在了什么地方、有沒有電能量浪費、哪里有節能空間,無法準確判斷機組內的電能量是否平衡,影響廠用電率計算的準確性,較大的局限性使其不能滿足現代化節能管理要求。
3系統組成與應用前景
電能效綜合管理系統主要由智能化電表采集終端、電能量數據采集器、采集服務器、應用服務器、數據庫服務器及其相關輔助系統組成。
開發建設模式為:首先通過對發電廠重點耗電系統及其廠用電系統主要輔機、廠用變壓器進行智能化電能表計改造,實現全廠電能量消耗信息的就地采集;其次通過FFC電能表處理器對終端電能量數據進行采集、存儲和加工處理后,通過多種通訊介質和規約將數據傳送至電能量數據采集服務器;電能量數據服務器同時調取發電廠既有其它數據管理系統的相關數據,連同自有的電能表終端數據經過處理后,送至數據庫服務器;應用服務器對所有數據進行最終編程處理后,向用戶展現直觀、豐富、功能強大的電能量報表或圖示。
發電企業通過電能效綜合管理系統在線監測重要能耗節點的用電狀況,自動或手動形成報表,由電能管理專家進行分析處理,從而對發電企業現有用電方式和結構是否合理、用電負荷、功率因數如何動態變化等情況作出準確判斷。有這些統計信息,通過精準化用電管理和技術改造,發電企業可以大幅降低電能消耗。發電企業所屬集團公司也可以通過及時掌握下屬企業的實時能耗狀況,為制定全面營利能力優化策略提供參考。
4實際應用案例及其效果初步評估
廣東惠州平海發電廠2號機組電能效管理系統由南方電網綜合能源有限公司協助進行開發建設。本項目包括2號機組6kV廠用系統2A、2B、2C、2D段電源系統、2號機組脫硫6kV系統、2號機組脫硝系統0.4kV系統總計新增73塊多功能電能表及電能效綜合管理系統開發建設。
4.1系統模型
4.2項目建設效果初步評估:
4.2.1項目實施前狀況:平海發電廠上述廠用電源系統的設備均未單獨配備電能表,所有廠用系統設備電能單耗統計通過相應保護測控裝置(美國GE產品)的電能計量功能實現。電能量消耗實時數據通過FECS(廠用電監控系統)讀取并實時轉發至SIS系統(生產實時監視系統)服務器進行存儲、運行,需要時人工手動生成相關電能量數據報表。該統計方式存在以下問題:(1)GE保護測控裝置與FECS系統、SIS系統三者之間通信穩定性差,時常發生數據丟包情況;(2)GE保護測控裝置內的電能量數據不具備保存功能,若三者任一系統(設備)發生故障或重啟時電能量數據無法補錄;(3)GE保護中用于2000kVA及以上大容量廠用變壓器的T35保護裝置不具備電能計量功能。以上三點使得廠用電系統主要設備單耗統計很不完整、數據不準確,使得廠用電系統電能耗分析處于粗放狀態。
4.2.2項目實施后總體效果:為用戶展現完整、清晰的廠用系統設備電能耗網絡圖,便于運行專業生產指標競賽、設備人員維護管理、節能人員建立完善的節能監督管理平臺。例如:
4.2.2.1依據準確、齊全的電能量消耗數據的分析,建立與國內先進值、廠家設計值、歷史尋優值,建立更全面、廣泛的廠用電自動對標體系,提升電廠競爭力和整體效益;
4.2.2.2依據準確、客觀的數據記錄,可以有效開展本企業機組間、運行班組間指標競賽,調動生產人員工作積極性;
4.2.2.3自動計算和統計功能可以使用戶方便地以圖形、圖表方式對設備單耗、直接廠用電率和綜合廠用電率完成情況進行準確、清晰的分析與比較;
4.2.2.4通過廠用電趨勢、設備電能量單耗同比或環比分析、自動趨勢圖表分析等進行多角度的節能分析診斷,對電能量消耗信息進行實現管控;
4.2.2.5電能量狀態監視模塊可以對各設備的電流、電壓、有功功率、功率因數等運行工況進行實時監控;
4.2.2.6通過電表參數越限分析、電能量實時平衡計算可以及時發現潛在的設備計量缺陷。
【關鍵詞】能源管理系統;鋼鐵企業;能源審計
引言
鐵、鋼材、鐵合金等產品是鋼鐵企業的主要生產產品,在生產這些產品過程中需要消耗大量能量。對鋼鐵企業來說,其能源消耗的成本占據其生產總成本的20%以上,對能源消耗進行有效管理實現節能降耗,提高鋼鐵企業的能源管理水平顯得十分重要。
1、能源管理系統的基本要求
所謂能源管理系統,是指其內部具有完整的能源信息采集系統,能夠實現對數據的分析、處理和加工,能夠從整體的角度對能源的基本管理要求進行分析,整個管理系統能夠實現各工藝系統的能源要求,適應鋼廠的發展。對鋼鐵企業能源管理系統的基本要求進行分析,有以下兩項:1)各工藝流程會消耗大量能源,但同時也會回收一些能源,能源管理系統要能實現對這些回收能夠的有效回收;2)工藝系統中各介質之間有著千絲萬縷的聯系,能源管理系統要能夠根據不同的介質特點并與實際情況相結合,給出合理的管理目標:明確各類能源的使用效率,對其實施優化調控,實現節能降耗;對于調度人員來說,應該對能源系統有全面的了解;能源系統中出現故障時應該出現有較為明顯的異常,便于故障的快速處理;整個能源管理系統要實現圖形化的運行監視,直觀化的操作控制和數據查詢以及定量化的信息管理;能源管理系統要充分結合生產計劃,合理安排生產。
2、鋼廠能源管理系統的主要內容
在鋼廠中,能源管理系統的管理內容包括:審核能源管理機構、平衡企業能量以及審計企業的能源等。其中,審查能源管理機構的主要工作是了解和審查鋼廠中的人員結構,檢查各類計量儀表是否完善并分析其精密程度等。審查能源管理機構的工作與審計企業能源有著緊密的聯系,它決定了能源的審計工作是否真實可靠。平衡企業能量的工作目標是為企業建立各種平衡關系,包括:能源收入與支出的平衡、消耗與有效利用的平衡等。審計企業能源是依據相關法規和標準,檢查和監督企業能源利用的整個過程,其目的是為了真實的了解到企業使用能源的真實情況,為企業節能降耗提供依據。
3、鋼廠能源管理系統的管理模式
在審計鋼廠的能源使用情況之前,需要對其人員管理以及相應的計量系統進行考核,對相應系統的完善情況進行了解。審計鋼廠的能源其實質就是審計其能耗,對各種能源的消耗情況進行考核。根據鋼廠中能源的流動方向,可以將統計工作分為四個環節進行,分別為:購入貯存、加工轉換、輸送分配和最終使用,其中,每個環節又可以分為多個用能單元,如圖1所示。采用這種模式進行用能分析,從而了解企業的能耗情況[1]。
在購入貯存環節中,涉及到的內容有:能源的供銷、財務以及貯運部門。在這一環節中,需要統計能源的購入量、庫存的增減量、虧損量以及外供量等。采用能量守恒的原理計算出能源的消耗量。在鋼廠中,能源消耗包括一次能源的消耗和二次能源的消耗,如:柴油、煤氣、水、焦炭、蒸汽、氧氣等等。在購入量的統計過程中,還需要進行能源的標煤折算,便于比較。在加工轉換環節中,購入到鋼廠中的能源,有的可以直接利用,有的需要進行轉換后才能投入使用。所謂加工轉換環節,就是根據相應的工藝要求,將能源轉換成生產所需要的形式。在企業中加工的二次能源并不包括直接購入的二次能源。此環節主要包括:焦化廠、氧氣站、空壓站等,分別產出焦炭、焦爐煤氣、氧氣、壓縮空氣等二次能源。對轉換單元所消耗的能源進行統計,建立相應的能量平衡式,計算出等價折標系數。在輸送分配環節中,包括有管道輸送的能源與耗能工質以及電能輸配。對于前者而言,主要包括:輸送耗能工質數量,如:蒸汽、熱水等,管道進出口的壓力以及溫度參數。在最終的使用環節中,消耗的能源分為兩個部分:一是生產過程中所消耗的能源和各類耗能工質;二是職工生活和外供的各類能源消耗以及耗能工質。在鋼廠的生產系統中,包括有:主要生產系統、輔助生產系統、采暖、照明和其它等用能系統。對這些系統消耗的能量進行統計,計算出鋼鐵產品的總綜合能耗、單位綜合能耗、單位產值綜合能耗等指標。非生產用能包括:轉供外銷的各種能源數量,基建項目使用的各種能源數量及其它非生產使用的各種能源數量等,這部分能源消耗不計入鋼鐵企業生產能耗中[2]。
4、鋼廠能源管理方案的實施
鋼廠的能源審計的實施包括三個環節:技術準備、現場審計測試和分析總結。在技術的準備階段,需要成立審計小組,并對小組各成員的工作有明確的分工,編寫相應的現場調查及審計技術方案。在這一階段,需要考查鋼廠的能源管理機構、計量系統及能源購銷、加工轉換、輸送分配和最終使用環節,制定出用能設備的測試方案[3]。在現場審計測試階段,需要收集相關資料,進行現場調查分析和測試。其中,收集數據的主要目的是為鋼廠能量平衡表及能源消耗網絡圖的制作做準備;另外,還需要收集主要耗能設備和生產及技改項目的相關資料,在這些資料的基礎上對設備效率進行測算。在分析總結階段,主要工作是根據調查的數據結果,綜合分析鋼廠的總體用能情況,對產品生產的各項指標進行計算,評價鋼廠的能源利用水平,有針對性的提出節能技術改造方案。
5、結束語
本文從能源的角度出發,對鋼廠能源管理系統及相應的管理方法進行了研究。實施鋼廠的能源審計,不僅能夠使鋼鐵企業對自身生產過程中的能源消耗狀況有清晰的了解,找出企業能源管理中存在的不足,有針對性的運用一些技術改造措施;還可以為同行提供管理依據,使能源審計管理部門實現對其下屬企業的監督,幫助鋼鐵企業實現標準化和規范化的管理。
參考文獻
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關鍵詞:能源計量信息;管理系統;計量器具;標準化
中圖分類號:F27文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)22-0021-03
能源計量信息管理系統,是把分布在不同地點的多臺計量儀表進行聯網,實現計量儀表的在線實時數據采集和管理[1]。系統的組成通常由計量檢測設備、數據集中器(分站)、用戶終端、管理服務器(主站)、管理軟件和網絡器件等構成,具有能源數據采集、數據傳輸、數據處理、數據存儲等能源計量功能,其輸出數據可用于能源統計與能源審計。
一、能源計量信息管理系統的現狀分析
目前,中國各行業開發和使用的能源計量信息管理系統無統一規范標準。因為缺乏國家規范性的指導文件,企業按照自行需求進行設計和開發,能源計量管理系統模式較混亂。許多企業因為沒有相關標準或規范的指導而茫然。據浙江省醫藥化工行業能源計量信息管理系統調查顯示,現階段企業在能源計量系統由于系統結構、功能模塊、數據結構與輸入輸出報表等多方面的不規范,使得企業在計量器具選擇、計量數據采集點設置的規范導致企業能計量與源平衡的不確定性。因為缺乏相關標準或規范,很多企業的能源計量管理系統輸出政府能源監管部門的需要的各類申報報表(企業耗能設備一覽表、企業能源計量器具一覽表、能源工業企業能源購銷存表、能源消耗統計及分析報表、生產信息報表),誤報和漏報的情況時有發生。這種政企不一致的狀況,使得政府能源監管部門較難統一管理企業的能源統計與審計工作。本文就結合當前中國用能行業能源計量信息管理系統的特點,對系統的設計規范做一些淺層次的探討與研究。
二、能源計量信息管理系統建設的一般要求和設計原則
1.系統的軟硬件環境設計要求
在設計能源計量信息管理系統時,對設計硬件上要考慮企業的經濟承受能力,逐步完善。同時,配備的計量器具必須要能在線檢定或校準;軟件設計要考慮全面,給予必要的完善及升級的空間。
2.確定現場能源計量檢測點設置與計量器具配置要求
(1)現場能源檢測點確定。用能單位能源計量信息管理系統,應能采集行業不同種類能源的數據。所稱能源數據,指煤炭、原油、電力、天然氣、焦炭、水、蒸汽等和其他直接或者通過加工、轉換、回收而取得有用能的各種資源 [2]。
能源計量信息管理系統采集點的設置原則是以能夠準確和實時采集數據的作為計量檢測點,并且要考慮能滿足能源平衡、能源統計與審計要求 [3]。具體數據采集范圍包括:
a)輸入用能單位、次級用能單位和用能設備的能源及載能工質;b)輸出用能單位、次級用能單位和用能設備的能源及載能工質;c)用能單位、次級用能單位和用能設備使用(消耗)的能源及載能工質;d)用能單位、次級用能單位和用能設備自產的能源及載能工質;e)用能單位、次級用能單位和用能設備科回收利用的余能資源。
(2)計量器具配備率要求。根據GB/T 17167―2006標準要求,能源計量信息系統數據采集點的能源計量器具配備率不低于表1的規定(見下頁表1)。
3.合理選用現場能源計量器具
根據GB/T 17167―2006標準要求,能源計量信息管理系統所選用的能源計量器具,要依據不同用能設備所耗的能源類型不同,而選用相應的計量器具。所選用的計量器具必須要能提供數計量據輸出接口。選用的計量器具除了保證精度要求,也要根據生產工藝、使用環境等條件的要求,進行選擇相適應的計量器具。
能源計量信息系統數據采集的計量器具準確度不低于表2的規定(見下頁表2)。
4.能源管理信息系統主要功能模塊設計原則
(1)計量器具系統模塊。計量器具系統模塊的功能是能源計量管理系統與能源供應部門收費端計量數據聯網,實時監控一級計量和二級計量能源數據偏差,并將所采集計量數據形成對比圖,出現不合理偏差系統立即報警。系統對電能供應質量進行實時監控,并有報警提示和報警記錄。
(2)能源數據采集系統模塊。能源數據采集系統模塊的功能是自動采集各類能源計量點的實時瞬時量和累計量,采集周期在1分鐘~24小時范圍內可調。采集數據項目完全符合能源統計和能源計量管理部門的要求。
(3)采集數據傳輸、存儲、查詢系統模塊。采集數據傳輸、存儲、查詢系統模塊應滿足實時傳輸的要求,考慮到數據傳送速度,有線傳輸200米以內可采用雙絞線串口傳送,超過200米宜采用光纖以太網傳送,也可采用無線傳輸;各采集點數據傳輸到人機交互界面的時間不應超過1秒。數據輸出應滿足集中化管理的需要,可通過人機交互界面查詢到所有的能源計量數據輸出。能源數據中心服務器實時監控歷史數據一般要求保存不少于60天。
(4)數據匯總和計算分析系統模塊。數據匯總和計算分析系統模的功能是對能源消耗計量數據進行匯總,并按照系統設定各種能耗定額指標和節能量化指標計算分析,并自動形成對比分析圖表。超過指標系統立即報警提示。通過報警提示,企業能夠及時發現能源浪費現象和能源消耗異常情況,及時進行糾正與改進,及時有效控制能源消耗和能源成本開支。能耗定額指標和節能量化指標主要包括企業單位產值綜合能耗、單位產品綜合能耗、企業工業增加值綜合能耗、企業和車間能源消耗定額及用能設備單耗等。數據匯總和計算分析系統模塊功能能夠對每個產品能源成本、每個車間能源成本和企業能源成本進行監控和分析,并自動形成對比分析圖表,用能成本超過預定費用,系統立即報警提示。
(5)報表統計系統模塊。報表統計系統模塊功能是能夠根據政府、各級公司及分公司需要,自動導出所有的各類滿足政府能源統計與審計要求的用源申報報表(企業耗能設備一覽表、企業能源計量器具一覽表、能源工業企業能源購銷存表、能源消耗統計及分析報表、生產信息報表等),能源統計報表數據均能追溯到系統計量檢測記錄。
(6)企業、車間、設備能源管理系統模塊。企業、車間、設備能源管理系統模塊功能是實時監控企業、車間、設備能源實時消耗量,監控各項用能指標不超過定額指標。超過定額指標經報警提示查找原因,及時進行改進。設備管理系統功能能對重點用能設備能耗狀況、負荷率、有效利用時間、開啟、停止時間等影響能源消耗的各項參數進行實時監控,確保設備的高效、經濟運行,減少設備的空載時間和能源浪費的地方。
5.能源管理信息系統的安全設計和維護原則
信息系統應做好防電磁干擾,采集信號線應采用屏蔽線,并禁止與強電信號線混敷;與信息系統相連的外網系統應做好防火墻等病毒隔離措施。用能單位應設系統維護人員負責能源計量信息系統的整體維護;各車間也應有專人負責每天不少于一次的儀表值和信息系統反饋值的一致性檢查,發現問題應及時通知系統維護人員。
三、能源計量信息管理系統規范化工作成效
在上述研究的基礎上,2009年3月,浙江省標準化研究院聯合上虞新和成生物化工有限公司、上虞市質量技術監督局,聯合制定了《醫藥化工行業能源計量信息系統》聯盟標準,建立了能源計量信息管理系統的統一的管理模式,實現能源計量管理標準化。通過近一年的標準實施表明,統一規范的能源計量管理系統進一步提高了工藝過程中的能源計量數據的分析和研究的正確必可靠性,為改進生產工藝,提高技改節能效益提供了科學的依據,真正發揮了能源計量數據的功效。其次應用能源管理的科學方法,結合計算機信息網絡技術,通過精確計量,自動采集能源量值數據信息,對能耗數據進行計算匯總、圖形對比、經濟分析、量化評價,控制能源消耗,節約了能源成本開支,提升企業能源管理水平。例如,浙江省重點試點企業上虞新和成生物化工有限公司發酵車間經過對蒸汽消耗數據的分析,將滅菌工藝由原來的間歇消毒改為連續消毒,使車間每月蒸汽消耗量下降30%。精餾車間強化循環水溫差管理,優化了操作參數,耗汽量從原來6噸/小時下降為4.5噸/小時,循環水用量從910 噸/小時下降到450 噸/小時,使該車間每噸產品能源成本下降15%。通過考核,公司萬元增加值能耗同比下降14.6%。
為了扎實推進企業能源計量工作,將節能工作落到實處,我們對企業能源計量信息管理系統相關的設計規范和標準進行了初步的研究。規范、有效、科學的能源計量信息管理系統不僅能規范企業能源計量與管理,也將進一步推動國家依法實施節能減排監督管理。
參考文獻:
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建筑智能化技術是指建筑物利用系統集成方法,將現代計算機技術、自動控制技術、現代通信技術、智能控制技術、多媒體技術和現代建筑藝術有機結合,通過對設備的自動監控及對信息資源的有效管理,來降低能源和資源的消耗,使建筑物能夠為人們提供安全、高效、舒適、便利的生活環境[2]。建筑智能化技術是一門新的、交叉行的、多學科的應用技術,發展十分迅速,應用非常廣泛,當今各發達國家都在積極開發和利用智能化技術用于處理垃圾、污水、廢氣、公害及節能、節水、消除電磁污染、改善生態換進、提高舒適性,提高資源可持續利用率等。總結起來,智能化技術在綠色建筑中的應用主要有五個方面:1)BA控制技術;2)建筑環境監測技術;3)能源監測與管理系統;4)通信技術;5)信息集成系統。
(1)BA控制技術應用
BA系統指樓宇自動化系統,它運用自動控制、計算機、通信、傳感器等技術,實現設備的有效控制與管理,保證建筑設施的安全、可靠、高效、節能運行。BA系統是對建筑物或建筑群內的空調與通風、供配電、照明、給排水、熱源與熱交換、冷凍和冷卻水及電梯等系統以集中、監視、控制和管理為目的構成的綜合系統[2]。典型的BA系統結構見圖1。BA系統的功能主要有:實現機電設備的啟、停控制和連鎖操作;實時監測和存儲設備運行的工作狀態;實時監測和存儲設備的故障報警信號;實時監測和采集系統的主要參數,如溫度、濕度、流量、電源電壓和電流等;按預定的控制程序對系統的被控參數進行自動調節,使其運行在設定的范圍;實現機組的臺數控制和優化運行;采用綜合措施實現節能運行;在實現自動控制功能的同時,提供遠程操作和就地操作的功能;自動形成系統運行報告、設備故障報警報告及設備維修報告;提供的系統運行狀態、故障報警的實時數據和歷史數據記錄等均可以以圖形化界面顯示;滿足物業管理需要,提供數據分析報表;共享公共安全系統信息資源,進行設備控制[2]。BA系統設備的變頻節能技術、先進的控制算法、綜合控制策略可以通過減少設備運行時間或降低設備運行強度來實現節能,有效節約建筑設備能耗的20%~30%[1],同時在一定程度上降低設備的磨損與事故發生率,大大延長設備的適用壽命,減少設備維護成
(2)建筑環境監測技術應用
建筑需要給人們提供良好的熱環境、光環境和聲環境,因此,將冷熱舒適、視覺舒適和聽覺舒適作為主要指標,通過智能傳感器等智能監測技術,采集、存儲及分析相關數據,以便于對相應系統(如照明系統、遮陽系統等)進行統籌控制。通過智能化技術控制空調與通風系統,自動調節室內溫度、濕度、空氣流速、空氣品質及其它影響冷熱舒適性的環境指標,從而提高冷熱舒適性。通過智能化技術控制照明、遮陽及采光系統,自動調節室內自然光采集、燈光照度和亮度,從而提高視覺舒適性。通過聲壓傳感器采集噪聲源數據,聯動其他系統以限制噪聲的傳播,從而提高聽覺舒適性。
(3)能源監測與管理系統應用
隨著經濟的快速發展,大型公共建筑高耗能日顯突出。目前,我國每年竣工建筑面積約為20億m2,其中公共建筑約有4億m2,2萬m2以上的大型公共建筑面積占城鎮建筑面積的比例不到4%,但能耗卻占到建筑能耗的20%以上,其中單位面積耗電量是普通民宅的10~15倍。在公共建筑(特別是大型商場、高檔酒店、高端辦公樓等)的全年能耗中,暖通系統消耗約50%~60%消耗,照明系統消耗約20%~30%。我國的建筑運行能耗控制水平,特別是大型公共建筑的能耗控制水平遠低于發達國家,因此,有很大的節能潛力。通過建立大型公共建筑能源監測與管理系統,采集實際能耗數據,結合綠色建筑評價標準,通過技術改造和科學管理實現建筑節能目標。建筑能源監測管理系統是將建筑物或建筑群內的變配電、照明、電梯、空調、供熱、給排水等能源使用狀況實行集中監視、集中管理和分散控制的管理系統,是實現建筑能耗在線監測和動態分析的軟硬件系統的統稱。它由各計量裝置、數據采集器和能耗數據管理軟件系統組成。能源監測與管理系統結構見圖2。通過實時的在線監控和分析管理實現以下功能:①對設備能耗數據進行采集監視②找出低效率運轉的設備;③分析能源消耗異常原因;④降低峰值用電水平。
(4)通信技術應用
通信系統是現代建筑的不可或缺的組成部分,可以為用戶提供及時有效的信息傳送服務。隨著建筑功能的不斷擴展,信息化需求也不斷提高,傳統的電話語音通信已不能滿足人們的需要,通信系統需要對語音、數據、圖像等信息進行及時傳輸,通信網絡與計算機網絡融為一體,成為一種綜合的通信網絡。隨著綠色建筑理念的大力推廣,通信系統作為建筑智能化和信息化的基礎支持系統和重要技術手段,其應用領域更趨如何體現節能、環保、低碳及提高建筑的舒適性、便利性和安全性,為使用者提供綠色、健康的工作和生活環境。智能建筑的通信技術相關應用系統很多,分別用來傳輸數據、語音、圖像等信息。如數據傳輸主要依靠計算機網絡系統;語音傳輸涉及程控電話系統、移動通信系統、無線對講系統、會議系統、背景音樂與廣播系統、同聲傳譯系統等;圖像傳輸涉及衛星與有線電視系統、遠程視頻會議系統等。隨著IP協議應用的不斷擴大,利用IP技術傳輸數據、語音、圖像等成為趨勢。
(5)智能建筑信息集成系統
在綠色建筑智能化項目的建設中,最終需要建設一套信息集成系統,通過集中采集、全面分析、綜合協調以及智能管控手段,最大限度地發揮各子系統的能力。智能建筑信息集成系統集成樓宇自控系統、安全防范系統、火災自動報警系統、背景音樂與廣播系統、一卡通系統、門禁系統、停車場系統、多媒體顯示系統、網絡系統、地熱/水源熱泵系統及綜合聯動功能等,通過對各子系統的集成,有效地對建筑內各類設備進行監控,實時查看對應的視頻圖像,當發生報警時能有效地對建筑內各類事件進行全局的聯動管理。智能建筑信息集成系統結構見圖3。在節能方面,智能建筑信息集成系統可以對多子系統間的數據和外部系統的信息進行綜合分析,對相關設備進行統一調度,以實現最優化運行;一套良好的設備信息集成系統,能夠有效地對設備進行巡檢,結合設備與運營要求,合理調配設備的維護、運行時間及運行負荷,保持設備最佳運行模式和狀態,從而延長設備壽命;智能建筑信息集成系統通過采集冷熱機組、冷水機組、智能照明及各種計量儀表的運行數據,進行統計和對比分析,給出節能建議甚至節能操控;對各種節能系統的電力消耗和產生/節省的能量進行準確計算,統計出各種設備的節能效率,為設備后續的合理使用提供科學的數據依據。
2展望