中國人民銀行西寧中心支行基于分項計量的能源診斷分析

文│ 中國人民銀行西寧中心支行 王志強(qiáng)中國人民銀行機(jī)關(guān)事務(wù)管理局 趙 亮北京博銳尚格節(jié)能技術(shù)有限公司 齊明空

1 能源分項計量管理系統(tǒng)在建筑節(jié)能方面的作用

1.1 全面掌握建筑各用能設(shè)備單元或管理單元的能源數(shù)據(jù)

大型公共建筑功能復(fù)雜，設(shè)備系統(tǒng)繁多。不同的用能方式對應(yīng)著不同的用能系統(tǒng)，不同的用能系統(tǒng)又由不同的運(yùn)行管理主體負(fù)責(zé)。如果只對一座建筑的總能耗進(jìn)行計量，很難分清各用能系統(tǒng)的實際能耗狀況，也就不能真正有效地管理和指導(dǎo)具體的節(jié)能工作。因此，只有根據(jù)用能系統(tǒng)的性質(zhì)和所歸屬的管理運(yùn)行方式，對各用能子系統(tǒng)的用能情況進(jìn)行分項計量，才能了解各用能子系統(tǒng)的真實能耗狀況。

1.2 指導(dǎo)日常的管理運(yùn)行調(diào)節(jié)

利用日常運(yùn)行管理調(diào)節(jié)開展節(jié)能工作也就是我們常說的“管理節(jié)能”，主要是通過尋找并消除能耗漏洞或管理漏洞、調(diào)整或改變運(yùn)行參數(shù)、關(guān)閉或減小無關(guān)用能單元、及時發(fā)現(xiàn)并消除會造成效率驟降的設(shè)備故障，在不增加投資的情況下實現(xiàn)節(jié)能的一種管理手段?！肮芾砉?jié)能”的作用周期往往以日或者周計，單次作用的節(jié)能效果并不顯著（主要與節(jié)能改造相比），需要日積月累的不懈努力才能產(chǎn)生顯著效果。

1.3 尋找節(jié)能潛力，提供改造方案，指導(dǎo)改造實施

用數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)管理和支撐節(jié)能改造工作的全過程，就是要以數(shù)據(jù)分析提出目標(biāo)開始，以數(shù)據(jù)對比落實成果收尾，以實際的子系統(tǒng)能源消耗數(shù)據(jù)貫穿始終，讓整個改造過程可預(yù)測、可控制、可計算。

1.4 評價設(shè)備性能，比對設(shè)計與實際，指導(dǎo)未來設(shè)計

通過分析建筑內(nèi)同類既有建筑分項用電數(shù)據(jù)，了解設(shè)計配電容量與實際用電量之間的差距，指導(dǎo)建筑老舊配電系統(tǒng)改造時縮減相似分項、分戶的冗余配電容量，從而節(jié)省大量配電設(shè)備運(yùn)行資金。

2 能源分項計量管理系統(tǒng)在中國人民銀行西寧中心支行應(yīng)用實例

2.1 用電分項計量選點設(shè)計

中國人民銀行西寧中心支行用電主要由辦公照明用電、插座用電、電梯水泵等動力用電、食堂用電/信息中心/清分中心等特殊用電四大部分組成。具體組成分析如下：

（1）西寧中心支行暖通空調(diào)用電分析

西寧中心支行辦公樓沒有中央空調(diào)系統(tǒng)，暖通空調(diào)用電主要為信息中心空調(diào)用電，冬季供熱采用燃?xì)忮仩t集中供熱。通過對信息中心空調(diào)進(jìn)行用電計量，并且對冬季供熱采取燃?xì)庥嬃亢凸釤崴嬃康姆椒ㄩ_展分項計量工作。另外，選擇總的供熱管道安裝供熱計量儀表進(jìn)行熱計量分析，并且對鍋爐效率進(jìn)行詳細(xì)分析。

（2）西寧中心支行照明插座用電

西寧中心支行照明插座用電主要集中在每個單體建筑內(nèi)，大院建筑由主辦公樓、新辦公樓、清分中心和3棟住宅、武警樓/食堂組成。每個單體建筑都有單獨的總供電支路。照明用電包含室內(nèi)辦公照明、公共照明、應(yīng)急照明和室外外景照明等。建筑內(nèi)照明供電主要為照明用電和辦公插座用電混合供給，其中還混合著室內(nèi)風(fēng)機(jī)等設(shè)備用電。此部分單獨計量非常復(fù)雜，可以對總供電支路進(jìn)行詳細(xì)計量，然后對結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行深度的數(shù)據(jù)拆分，得出各細(xì)節(jié)用電規(guī)律和數(shù)據(jù)趨勢。

計量點的選取主要在低壓配電機(jī)房和辦公樓配電間，分別選擇總的照明供電支路和各個分樓層供電支路，如1 9樓、10 20樓和多功能廳、6路住宅照明等。

（3）西寧中心支行一般動力用電

西寧中心支行一般動力用電主要包含電梯、生活水泵等用電。電梯用電主要由辦公樓的低壓配電間配電柜提供，水泵等用電主要來自中心配電所集中供給。

（4）西寧中心支行特殊用電

西寧中心支行特殊用電主要包括清分中心、武警/食堂用電和主樓計算機(jī)中心用電。分別由中心低壓配電所獨立母線供電。

2.2 其他能源計量點選擇依據(jù)

西寧中心支行其他能源主要包括建筑用水、建筑廚房用燃?xì)夂湾仩t用燃?xì)?、供熱量等，系統(tǒng)設(shè)計擬對每部分進(jìn)行專項計量，對每棟建筑的總水表和辦公樓內(nèi)的廁所用水等都進(jìn)行計量。

2.3 分戶計量選擇依據(jù)

西寧中心支行分戶計量主要根據(jù)不同功能區(qū)域設(shè)計，目前可以分為辦公樓、清分中心、武警樓/食堂和住宅。辦公樓可以分主辦公樓和新辦公樓，住宅包含3棟樓，武警和食堂共用一個樓。

3 中國人民銀行西寧中心支行建筑能源信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析

3.1 基本信息

3.1.1 辦公樓主要設(shè)備

辦公樓主要設(shè)備包含熱源（鍋爐）、新風(fēng)機(jī)、給排水系統(tǒng)（生活水泵）、電梯（綜合樓、辦公樓和金庫）、照明設(shè)備、插座設(shè)備、開水器、信息中心（設(shè)備和專用空調(diào)），廚房炊事等。

3.1.2 能耗分析內(nèi)容

能耗分析主要是經(jīng)過對分項計量數(shù)據(jù)深入挖掘和診斷，通過對數(shù)據(jù)化指標(biāo)定義，建立自身指標(biāo)數(shù)據(jù)值，將日周月年的數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行換算分析對比日常辦公用能的效率。首先建筑能耗指標(biāo)，然后進(jìn)行分項數(shù)據(jù)分析對比，診斷能耗問題存在，并提供管理者改造解決問題，實現(xiàn)日常低能高效運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能低碳的目的，真正體現(xiàn)建筑全使用周期能源使用的貼身管理。

3.2 建筑能耗分析

中國人民銀行西寧中心支行辦公樓主要設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 中國人民銀行西寧中心支行辦公樓能耗數(shù)據(jù)（單位kWh/m2）

以2012年9月的能耗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行能耗分析，由于受國慶節(jié)休息的影響，在9月28日下午數(shù)據(jù)采集設(shè)備的供電被切斷，因此有些數(shù)據(jù)圖在29日會呈現(xiàn)出不正確的數(shù)值。能耗數(shù)據(jù)的分類如下：一般動力項包括給排水系統(tǒng)、電梯、消防和應(yīng)急（綜合樓應(yīng)急照明）；辦公區(qū)分為綜合樓區(qū)和辦公樓區(qū)，綜合樓包括綜合樓照明和插座，辦公樓包括辦公樓照明和插座；公區(qū)包含開水器用電、多功能廳、餐飲區(qū)和信息機(jī)房，餐飲區(qū)包括食堂照明和廚房炊事設(shè)備，信息機(jī)房包括信息設(shè)備和專用空調(diào)。

3.2.1 一般動力設(shè)備能耗分析

（1）給排水系統(tǒng)能耗分析

給排水系統(tǒng)只考慮一個末端設(shè)備，即生活水泵的能耗。具體能耗節(jié)點數(shù)據(jù)如圖1、圖2所示。

綜合樓生活水泵的耗電量和辦公樓相比極小，因此本文只考慮辦公樓生活水泵的耗電。從圖2可以發(fā)現(xiàn)西寧人民銀行生活水泵耗電量很不規(guī)律，一周七天日夜持續(xù)電耗，圖2可以清晰地表明這種運(yùn)行的無序性。通過以上數(shù)據(jù)分析，我們發(fā)現(xiàn)了問題的存在，然后通過對物業(yè)管理人員制定相關(guān)日常管理制度，加強(qiáng)生活水泵的使用管理，能很好地提高水泵系統(tǒng)的運(yùn)行效率，實現(xiàn)真正的運(yùn)行管理節(jié)能。

（2）電梯能耗分析

電梯的運(yùn)行變化不大，現(xiàn)以2012年2月份電梯的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。能耗節(jié)點數(shù)據(jù)如圖3、圖4所示。

由圖3可以發(fā)現(xiàn)，電梯在工作日的運(yùn)行很規(guī)律，且能耗數(shù)值變化不大，比較均勻。具體每日的能耗數(shù)據(jù)變化趨勢如圖4所示，該圖體現(xiàn)了辦公樓電梯的日變化特點，即在7∶00am～18∶00pm的工作時間內(nèi)是用電高峰且中午午休時存在短暫的電耗減少。夜間的待機(jī)電耗和非工作日相差不大，證明電梯的運(yùn)行管理很好。

據(jù)上所述，經(jīng)過對電梯系統(tǒng)能耗的分析，可以對電梯的日常管理得到很好的肯定，日能耗差距不大，相對穩(wěn)定。但是，從上圖我們可以發(fā)現(xiàn)每日電梯都有近40kW的最低電耗，每時有近1.5kW最低電耗，由于電耗較低可以歸屬于待機(jī)電耗，如果發(fā)現(xiàn)此電耗值過大，則可以判斷此電梯存在能耗問題，或此電梯供電支路存在非單獨供電或外接用電等不安全現(xiàn)象。根據(jù)中國人民銀行西寧中心支行電梯實際能耗運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，電梯系統(tǒng)運(yùn)行相當(dāng)穩(wěn)定，管理可靠，為節(jié)能型運(yùn)行。

（3）消防和應(yīng)急能耗分析

消防和應(yīng)急部分的能耗數(shù)據(jù)如圖5、圖6所示，從結(jié)果發(fā)現(xiàn)消防和應(yīng)急電耗在工作日的變化比較規(guī)律，且能耗數(shù)值波動不是很巨大。具體周的能耗數(shù)據(jù)變化趨勢如圖4所示，該圖體現(xiàn)了辦公樓消防和應(yīng)急電耗的變化特點，即在7∶00am～18∶00pm的工作時間內(nèi)是用電高峰，峰值出現(xiàn)在上午9∶00和下午13∶00，且中午午休時存在短暫的電耗減少。但是在一周的時間段內(nèi)，夜間18∶00pm～24∶00pm始終有5kW～10kW的電耗，且非工作日也有電耗存在。從以上數(shù)據(jù)診斷分析，發(fā)現(xiàn)應(yīng)急部分存在一定問題，需要物業(yè)管理人員加強(qiáng)管理，排除非正常設(shè)備用電，可以起到日均節(jié)能200kWh的作用，全年可以節(jié)電6萬度。

3.2.2 分戶能耗分析

（1）綜合樓區(qū)能耗分析

綜合區(qū)的能耗數(shù)據(jù)曲線如圖7所示。從圖7中可以發(fā)現(xiàn)照明的能耗最高——最大電耗大約是240kW，最低電耗大約是130kW，插座設(shè)備耗電量所占比重較低。對于綜合區(qū)的照明來說，照明燈具的夜間關(guān)閉措施執(zhí)行不好將導(dǎo)致夜間有電耗，而且燈具的耗電量較高大約15kW，如圖8所示。通過比較圖9中綜合樓各層的插座設(shè)備耗電量可以得出2層插座耗電量最大為5.5kW，6層插座耗電量最小為1.5kW。經(jīng)過分析判斷可能是由于插座設(shè)備的不同導(dǎo)致電耗峰值的差異。通過對圖7的分析可以發(fā)現(xiàn)，盡管6層的插座電耗符合辦公樓的使用規(guī)律，但是夜間關(guān)閉措施執(zhí)行不好，仍然有0.5kW的持續(xù)電耗。反觀2層，插座設(shè)備耗電圖大致符合辦公樓使用規(guī)律，且由于夜間沒有電耗所以電耗值最低，管理較好。

（2）辦公樓區(qū)能耗分析

辦公區(qū)1～20層的能耗數(shù)據(jù)曲線如圖10所示。從圖10中可以發(fā)現(xiàn)13層的能耗最高，最大電耗大約是60kW，最低電耗大約是35kW；9層的能耗最低，最大電耗大約是5kW，最低電耗大約是0kW。因而具體分析此兩層的電耗，如圖11所示。辦公區(qū)的電耗主要包括兩部分：照明和插座。

通過數(shù)據(jù)對比分析和現(xiàn)場確認(rèn)，導(dǎo)致13層能耗高的原因是插座設(shè)備持續(xù)1.3kW不變的高能耗，而9層沒有此項電耗，13層能耗高的另一個原因是照明燈具的夜間關(guān)閉措施執(zhí)行不好，從而造成夜間有電耗，并且燈具的耗電量較高（高于2kW），應(yīng)通過降低燈具的密度解決此問題。另外從11圖中可以發(fā)現(xiàn)9層沒有夜間電耗且燈具的耗電量小。在工作時間范圍內(nèi)，13層的照明燈具有兩個明顯的較高的峰值，表明工作時間此層的照明同時開啟密度較大，而9層照明電耗只有一個明顯的峰值，此峰值出現(xiàn)在剛剛上班時間，燈具開啟密度比較大，正常平穩(wěn)后會相應(yīng)減低到平穩(wěn)數(shù)量開啟，使能耗趨于平穩(wěn)，普通樓層照明管理合理。

3.2.3 公區(qū)能耗分析

（1）開水器能耗分析

開水器的電耗包括綜合樓開水器和辦公樓開水器的電耗，由于綜合樓開水器在9月份沒有使用，因此只考慮辦公樓開水器的能耗，其能耗數(shù)據(jù)曲線如圖12所示。從圖12中可以發(fā)現(xiàn)辦公區(qū)開水器的工作日電耗較高（維持在150kW以上），而非工作日也有50kW以上的能耗。通過圖13可以發(fā)現(xiàn)2層和19層分別是電耗最高層（達(dá)到45kW）和最低層（大約15kW），電耗差異大約是3倍關(guān)系。2層和19層的分時電耗如圖14所示，可以發(fā)現(xiàn)19層電耗低的原因在于開水器只在工作日的工作時間使用，且其峰值的變化規(guī)律符合辦公樓的使用規(guī)律。而2層的峰值變化則不符合常規(guī)，峰值分別出現(xiàn)在工作日和非工作日的上午9∶00和夜間23∶00，造成白天高電耗的原因可能是使用人數(shù)多，或者開水器存在保溫性能不好，或者開水器漏水，而有夜間電耗的原因則是沒有在非工作時間關(guān)閉開水器，使其持續(xù)工作。

綜上所述，我們可以通過數(shù)據(jù)的日周月變化規(guī)律和趨勢，準(zhǔn)確抓住能耗的拐點和問題的重點，可以為管理人員提供強(qiáng)有力的管理依據(jù)，通過對不同樓層數(shù)據(jù)對比分析，可以發(fā)現(xiàn)規(guī)律性和非規(guī)律性的問題，加強(qiáng)管理可以起到很好的節(jié)能效果。

（2）餐飲區(qū)能耗分析

餐飲區(qū)的具體能耗數(shù)據(jù)如圖15所示。從圖15中可以發(fā)現(xiàn)食堂照明設(shè)備耗電量和廚房炊事設(shè)備耗電量各占餐飲區(qū)總能耗的50%，因此要考慮兩者的共同影響。

現(xiàn)以一周的能耗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，如圖16所示。能耗數(shù)據(jù)曲線充分反映了設(shè)備的運(yùn)行特征和用能特點。對于廚房炊事設(shè)備來說，西寧人民銀行餐廳工作日開放，全天反映出早午兩餐供應(yīng)時間段相應(yīng)的兩個峰值，夜間設(shè)備關(guān)機(jī)管理的較好，沒有電耗。對于食堂照明設(shè)備來說，同樣存在早午兩餐供應(yīng)時間段相應(yīng)的兩個峰值，夜間設(shè)備關(guān)機(jī)管理的較好，幾乎沒有電耗，但是周日存在日間照明。通過數(shù)據(jù)分析結(jié)果，我們可以判斷機(jī)關(guān)單位如果不是出于使用功能的需求，建議后續(xù)的管理加強(qiáng)非工作日電耗的管理。

（3）信息機(jī)房能耗分析

信息中心耗電量分為信息設(shè)備和信息中心專用空調(diào)耗電量，其能耗數(shù)據(jù)如圖17所示。對于信息中心來說，信息設(shè)備的運(yùn)行特點決定了信息中心空調(diào)的運(yùn)行特點，即24小時不間斷運(yùn)行。但是從圖17發(fā)現(xiàn)，信息中心專用空調(diào)的電耗極低，造成西寧人行信息中心專用空調(diào)的電耗遠(yuǎn)低于信息設(shè)備電耗的原因是該空調(diào)經(jīng)常故障停機(jī)，導(dǎo)致能耗數(shù)據(jù)值較低。如果持續(xù)的空調(diào)停機(jī)導(dǎo)致信息中心的溫度超過信息設(shè)備的額定值，會引起設(shè)備故障引發(fā)不必要的問題，數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)了設(shè)備效率低下問題，足可以提供管理人員進(jìn)行檢修或設(shè)備故障處理，起到很好的節(jié)能高效運(yùn)行管理作用。

4 結(jié)束語

通過以上幾部分對中國人民銀行西寧中心支行辦公樓的能耗分項分析，可以很好地證實能源管理分項計量系統(tǒng)對實際建筑運(yùn)行時的管理作用，可以為管理者提供詳實的實時分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題的拐點和能耗的死角，及時通過報告的形式為管理者提供解決的方法和投資分析，最優(yōu)化提高各系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行效率，降低能耗，讓建筑內(nèi)每一度電的消耗出處明確。通過眾多能耗分項各種案例的分析，可以從日常管理、設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備維護(hù)、節(jié)能新技術(shù)應(yīng)用等各個方面為建筑節(jié)能保駕護(hù)航，真正成為建筑運(yùn)行周期的能耗“眼睛”，管理者的貼身能耗醫(yī)生。