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智慧建筑能效管理系统的简介

发布于:2015-08-03 10:15:03 来自:电气工程/建筑智能化 [复制转发]
1 概述

(1)建筑能效管理紧迫性

目前全球的建筑相关产业,消耗了地球能源的50%、水资源的50%、原材料的40%,同时产生了50%的空气污染、42%的温室气体、50%的水污染、48%的固体废弃物、50%的氟氯化合物、40%的垃圾总量,显然是地球环境污染的最大来源。

我国每年新建房屋建筑面积近20亿平方米,占全球的一半。但是我国的单位建筑面积能耗超过发达国家的2~3倍。

建筑产业的CO2排放量最主要起因于能源使用,它包括采暖、空调、照明、机电设备等“日常使用能源”,也包括使用于建筑物上的钢筋、水泥、红砖、瓷砖、玻璃等建材的“生产能源”。

我国每年新建建筑中,只有10%~15%能达到国家制定的强制性节能标准。每年新建的房屋面积近20亿平方米,其中80%以上为高耗能建筑。既有建筑400亿平方米,95%以上是高能耗建筑。

如此高的能耗,也备受全世界的关注,中国的绿色建筑之路任重道远。

能效管理系统在保证建筑内人员舒适度状况下,能源最小使用量的临界曲线控制,为建筑管理运营及管理单位提供数据支持。即使用最少能源,使用同样的设备;使用同等的能源,运行更多的设备。能效管理系统在任何新、老建筑中使用,不仅可以系统运行、设备使用的能源数据给予分析处理,还可以对单独的能源数据与能源使用、 传输设备数据进行独立分析处理。

2 智慧能效管理系统

20世纪90年代以来,随着信息技术和节能技术的发展,智能建筑应运而生并在我国快速发展。我国智能建筑经过二、三十年的发展,大家都意识到数据远程读取、设备远程控制在建筑中作用和意义,国际及国内的设备厂家也都可以做到独立系统的远程数据读取、远程设备控制。

随着楼宇自动化程度越来越高,越来越多的新产品、新技术应用到智能大厦中,建筑需要读取数据越来越多,如何快速分析这些数据,根据数据分析结果,合理调配能源使用 控制设备运行,就显得尤为重要。世界传统能源供给紧张,新能源又无法替代传统能源,能源价格高涨,能源使用量的高低,直接决定了建筑的运行成本,在这时期能源使用效率就显得尤为重要。

能效管理系统将建筑管理者设备的建筑内舒适度管理标准,分解成智能建筑各系统控制参数,根据智能建筑各系统检测的运行数据,对建筑各用能、耗能系统进行调整。

能效管理系统不是以单一能耗系统节能作为能耗管理单元,能效管理系统是物联网在建筑能源管理领域的具体实施,将建筑整体作为一个能耗单元,以建筑运行状态(建筑内舒适度标准)作为控制目标,以人作为建筑能效管理的修正参数,以人为中心调控建筑内所有系统及设备。

3 能耗管理系统要素

(1)建筑系统集成

“节能降耗,数据先行”,建筑物内的大量能耗与设备数据是建筑节能的基础。只有收集了详尽的楼宇相关能耗数据(除了常规能耗电、水、冷热量、燃油、燃气、燃煤数据收集,还需要收集建筑地理信息、环境数据、财务信息、人流信息以及其他第三方信息),才能有效地对建筑物的能效进行全面综合的分析。通过建立能耗模型,监控能耗设备运行状态,优化设备配置,达到节能降耗的目的。因此,如何有效的收集建筑物的信息数据并有效地组织分析数据使之为建筑节能服务,成为首要问题。

将整个智能中心监控及管理所需的重要信息综合起来,通过对各被集成系统的信息的整合,生成智能中心运行管理所必须的综合信息数据库,从而对所有全局事件进行集中管理,进而为综合性全局决策提供依据。因此,应实现在一台中央管理计算机上,可以得到全方位建筑能源的运行状况,并将所有关系到智能中心正常运行的重要的报警信息汇集上来,得到统一的监控。并可以定期地输出对运行状况的报告,为智能中心的经济运行提供可靠、完整的依据。

(2)能耗数据分解

能效管理系统通过系统集成得到建筑各类能耗信息数据,软件按不同用途对数据进行处理,软件即时数据库从子系统数据库中读取数据,其数据更新周期短,核心数据库管理各种历史数据、相关信息和基准规范等,作为软件能耗分析和历史查询数据源,将数据采集、转换计算和信息存储、条件查询分开管理,有利于提高系统稳定性和处理速率。

(3)能耗数据分析

能耗数据分析是能效管理系统的核心,能效管理系统将各种类型的运行信息数据推送至各能耗信息数据分析模型,以建筑管理者设定的建筑运行状态分解出的系统运行参数为依据,以实时收集的建筑运行信息数据为基础,能耗信息数据分析模型需能够将分析结果直接显示并提供设备运行建议,或同时将分析结果设备控制模块,对建筑用能、耗能系统进行控制。

(4)数据存储转储方法

能耗管理系统对各建筑各系统采集上来的大量的数据信息的存储也是能耗计量分析工作的关键步骤之一,同时要实现对这些大量数据的方便准确的读取和转储,这是进行能耗分析的保证。能耗管理系统应提供的即时数据库负责和I/O调度程序的通讯,获取各耗能系统的采集数据,核心数据库作为一个数据源在本地给其他程序提供实时和历史数据,软件是一个开放的系统,作为一个网络节点,也可以给其他数据库提供数据,数据库之间可以相互通信,并支持多种通信方式:如TCP/IP、串行通信、拨号、无线等方式,运行在其他网络节点的第三方系统可以通过OPC、ODBC、API/SDK等接口方式访问能耗数据库。

(5)能耗关系系统显示

能耗管理系统以实现建筑节能为目标,以强大的数学模型为基础,以优化的分析算法为核心,以带有自学习功能的能耗趋势为开环运算依据,以客观的能耗分析为评价指标,以用户的多元需求为服务宗旨,以对原有系统最小改动量为前导,体现了优异降耗指标。

在能耗管理系统上能够根据应用需求给出系统统计区域内任意范围、任意时间段、任意能耗系统、任意单个设备的详细能耗数据,用户可根据查询需求个性化选择汇总方式生成详细的能耗数据报表。用户还可将能耗数据报表根据分析需要生成诸如柱型图、曲线图、饼图、散点图、面积图等的统计图表,从而能直观地对数据进行能耗分析。

(6)能耗异常报警与能耗预警

报警管理将采用服务的方式来对子系统和设备报警显示,对大量报警数据进行处理,并将这些信息形成报警事件,并以多种方式及时发送到相关人员,从而实现异常与超标的及时报警。

系统具有能耗预警功能,分别为事故报警与预告报警:

1)事故报警

事故状态发生时,事故报警立即发出音响报警(报警音量可调),运行工作站的显示画面上用颜色改变并闪烁表示该设备变化,同时显示红色报警条文,报警条文可以选择随机打印或召唤打印。

2)预告报警

预告报警发生,其处理方式与上述事故报警处理相同(音响和提示信息颜色应区别于事故报警)。部分预告信号应具有延时触发功能。

(7)数据查询服务

能耗管理系统应提供查询服务展示能源消耗的使用情况,采用多种查询方式实现,所有的展示片面均在客户端制作并实现。可按时、日、月、年不同时段对能耗数据进行统计查询。

可不同区域、不同的能源类别、不同类型设备对能耗数据进行统计查询。

查询方式包括:设备列表查询、趋势图查询、饼图查询和单耗查询。

系统各种日志可进行条件查询,并能手动输入查询内容。

在建模工具中添加和配置统计查询的参数,主要是展示页面的保存路径。


(8)全局监视和管理

全局状态监视采用一体化设计思想,其目标是完成建筑的整体能源信息展示画面、能源流向以及此应用的发布,实现了快速呈现从上海世博中国馆数据中心——设备子系统——设备数据等各个层面,掌握整个建筑的运行状态、经济性、环保性等指标的实时化信息。

1)建立建筑分区模型树;

  2)每个模型树节点根据需要可配置若干预定义的设备状态监视页面;

  3)设备状态监视页面包括总貌图和能流图,其它形式根据需求确定;

  4)监视页面可展示包括图形和现场数据的一体化表现形式,数据在给定的时间段内自动更新;

  5)监视的能源数据以类型分,基本包括各类所需数据。

  系统通过统一的图形化 人机界面,方便简单地实现对各子系统的实时监视和管理,同时各子系统之间的数据能够进行交互,信息能够互联、互通、户用,为管理者提供一种高效、集中、优化的管理手段。


4 能效管理系统的智慧化

建筑能效管理提供了一个先进的智能化的运行管理的技术平台。如果把丰富的运行管理经验和运行要求输入计算机,它就会忠实地自动执行,让用户使用和管理系统更加省心省力。

按需分配,即将整个楼宇进行分析处理,而不是作为一各环节独立控制,这就是建筑能效管理系统特色之一,即协调级控制策略按需分配,降低由于能量传输过程中损耗和无用功。


趋势预测,建筑能效管理系统对整个建筑物进行建模动态分析,提出趋势预测的概念,即楼宇能量的供给量是以下一时段楼宇需求量为准,现场反馈量作为修正值,而不是决定值。

智能建筑之所以智能是它能根据不同的建筑外部条件自动的调整的人们想要的舒适的建筑内部环境,这一切都是建立在巨大的有规律可循的建筑运行数据库的基础上,可是说建筑运行数据库的大小决定了,智慧建筑的所表现出来智慧程度高低。能效管理系统作为建筑整体管理系统随着使用时间的延长,能效管理系统的数据库越庞大,能效管理系统所表现出来的智能程度越高。
这个家伙什么也没有留下。。。

建筑智能化

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