蘇州高新區(qū)科技大廈中的能量計(jì)量系統(tǒng)

摘要：本文針對(duì)具體工程，對(duì)大樓的水、電、氣（汽）、空調(diào)使用情況進(jìn)行管理，分析和考核，提高整體管理水平，降低運(yùn)行成本，以達(dá)到大樓系統(tǒng)的綠色、節(jié)能。

關(guān)鍵詞：能量計(jì)量;綠色;節(jié)能

1.系統(tǒng)概述

本大廈是以辦公主樓為主，集科技會(huì)堂、會(huì)議中心、餐飲中心、地下車庫(kù)等于一體的現(xiàn)代建筑，總建筑面積為111750m2，其中地上面積約為74006m2，地下室面積約為37744m2，其中辦公主樓地上24層，地下2層，總高99.9米。本工程能量計(jì)量系統(tǒng)工作站位于主樓二樓BAS控制中心，由專業(yè)承包商提供標(biāo)準(zhǔn)通訊接口OPC接入樓宇自控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，在主樓、會(huì)議中心、科技會(huì)堂、餐飲等方面對(duì)水表、空調(diào)供應(yīng)等方面進(jìn)行計(jì)量，通過(guò)計(jì)量結(jié)合樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能措施，以達(dá)到大樓系統(tǒng)的綠色、節(jié)能。

2.技術(shù)要求

2.1系統(tǒng)說(shuō)明

能源管理系統(tǒng)由：能耗數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層和能源管理層三部分組成。

1）.能耗數(shù)據(jù)采集層由能量表、網(wǎng)絡(luò)直讀水表等構(gòu)成;對(duì)系統(tǒng)中的耗能設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行采集、統(tǒng)一結(jié)算并存儲(chǔ)。

⑴ 能量表由空調(diào)能量積算儀、流量計(jì)、溫度傳感器組成，能量表安裝在系統(tǒng)的供水管上，并將溫度傳感器分別裝在供、回水管路上;空調(diào)計(jì)費(fèi)儀采集空調(diào)水管中的瞬時(shí)流量及進(jìn)回水管溫差，通過(guò)計(jì)費(fèi)以結(jié)算出該計(jì)量點(diǎn)的實(shí)際消耗量;

⑵ 網(wǎng)絡(luò)直讀水表，網(wǎng)絡(luò)直讀水表均獨(dú)立工作，主要采集生活水等一次能源計(jì)量數(shù)據(jù)，并結(jié)算、存儲(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)直讀水表通過(guò)RS485通訊總線連接到樓層管理器。

2）.數(shù)據(jù)傳輸層：傳輸層即現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)層，主要設(shè)備有管理器等;

⑴ 傳輸層采用RS485總線制通訊方式，所有能耗數(shù)據(jù)由能量表、網(wǎng)絡(luò)直讀水表等設(shè)備采集、結(jié)算、存儲(chǔ)，管理電腦通過(guò)管理軟件的巡檢功能將能耗數(shù)據(jù)經(jīng)485通訊總線讀入數(shù)據(jù)庫(kù)，所有計(jì)量、計(jì)費(fèi)設(shè)備均掛在總線上;

⑵ 通訊距離最長(zhǎng)為1.2km，如通訊距離過(guò)長(zhǎng)有信號(hào)衰減則需加配中繼器。

3）.能源管理層：即能源綜合管理層;

⑴ 能源管理層是以“能源系統(tǒng)管理軟件”為基礎(chǔ)平臺(tái)，系統(tǒng)按自動(dòng)或自定義設(shè)定時(shí)間對(duì)各能耗計(jì)量設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行巡檢采集;

⑵ 系統(tǒng)以使用功能或區(qū)域劃分，對(duì)各擊量點(diǎn)的能耗集中統(tǒng)計(jì)，制作出相應(yīng)能耗賬單;

⑶ 系統(tǒng)自動(dòng)分析能耗情況，做環(huán)比、對(duì)比、曲線圖型統(tǒng)計(jì)分析（此軟件功能為可選，標(biāo)準(zhǔn)版軟件不含此功能）;

⑷ 能源管理部門可以依據(jù)動(dòng)態(tài)的耗能情況，合理地調(diào)配各系統(tǒng)機(jī)組的功率及能源供給量，節(jié)省系統(tǒng)的綜合能耗，有效地延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命;

⑸ 由于能源管理系統(tǒng)對(duì)所屬設(shè)備是實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，所以對(duì)某個(gè)點(diǎn)的能耗使用異常情況可以在能源管理中心的管理主機(jī)上做預(yù)警提示，所以設(shè)備維修部門可以根據(jù)系統(tǒng)提示的提示，及時(shí)做出響應(yīng)。

2.2點(diǎn)位設(shè)置及原則

本工程的能源管理系統(tǒng)，對(duì)具體計(jì)量區(qū)域及計(jì)量設(shè)備配置如下：

1）.中央空調(diào)系統(tǒng)能耗計(jì)量部分

⑴ 對(duì)主樓冷水總管大樓中央空調(diào)主機(jī)制熱和制冷總管、主樓新風(fēng)機(jī)組（冷、熱公用管路系統(tǒng)）總管、主樓空調(diào)制熱、和制冷總管分別作總能耗計(jì)量，在總管上各配置一套“能量表”;

⑵ 對(duì)餐飲中心、科技會(huì)堂、（冷、熱公用管路系統(tǒng)）;分別作區(qū)域能耗計(jì)量，在總管上各配置一套“能量表”;

⑶ 對(duì)主樓地下1層、地面1層到24層中，各層中的制冷、制熱樓層支管，分別作樓層總能耗計(jì)量，在各層中的冷、熱供路上分別安裝一套“能量表”。

2）.供水系統(tǒng)計(jì)量部分

供水系統(tǒng)中各用水點(diǎn)的消耗量計(jì)量設(shè)備，主要是配置“網(wǎng)絡(luò)直讀水表”。采集、記錄實(shí)際消耗水量所對(duì)應(yīng)的流量信號(hào)。

2.3系統(tǒng)主要特點(diǎn)和功能

系統(tǒng)內(nèi)設(shè)可變組態(tài)管理模式，當(dāng)終端用戶或用戶群發(fā)生變化時(shí)，在不改變硬件設(shè)備的前提下，可通過(guò)軟件重組，可以改變?cè)杏脩舻挠?jì)量收費(fèi)方式。

豐富的、友好的操作界面：有多種方式隨時(shí)查詢、顯示各類用戶的能耗使用情況（歷史、當(dāng)前及變化趨勢(shì)），對(duì)用戶能耗使用提出建議。

能源、設(shè)備優(yōu)化配置：本系統(tǒng)可根據(jù)能耗使用情況，及時(shí)調(diào)配能源供應(yīng)、相關(guān)設(shè)備的投運(yùn)（如投運(yùn)設(shè)備的臺(tái)數(shù)、容量大小等），使設(shè)備運(yùn)行在最經(jīng)濟(jì)工況狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的效果。

系統(tǒng)故障分析：通過(guò)對(duì)比相關(guān)節(jié)點(diǎn)的能耗值，可以輔助判斷系統(tǒng)設(shè)備故障、有無(wú)堵塞、跑冒滴漏現(xiàn)象，防患于未然，提高系統(tǒng)的運(yùn)行安全和管理水平。

對(duì)所有計(jì)量點(diǎn)的當(dāng)前工作狀態(tài)能自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和管理：

當(dāng)用戶使用出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)報(bào)警，避免不必要的損失和麻煩;

當(dāng)計(jì)量收費(fèi)用戶欠費(fèi)時(shí)，可以手動(dòng)或自動(dòng)切斷空調(diào)控制閥。

采用了可靠性設(shè)計(jì)：輸入信號(hào)、輸出信號(hào)全部采用光電隔離，數(shù)據(jù)掉電保護(hù)、冗錯(cuò)處理，程序自恢復(fù)等。

3.設(shè)備配置

序號(hào)

設(shè)備名稱

型號(hào)規(guī)格

技術(shù)參數(shù)

參考品牌

參考品牌產(chǎn)地

單位

數(shù)量

備注

一、系統(tǒng)設(shè)備部分

1

計(jì)量管理系統(tǒng)

AKE-V7.0+J02

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)/分區(qū)計(jì)量/組態(tài)計(jì)量/分時(shí)計(jì)量/切斷管理/異動(dòng)預(yù)警/有效計(jì)量/多方式計(jì)量/自定義報(bào)表

艾科

中國(guó)

套

1

安裝于能量計(jì)量系統(tǒng)工作站

2

通訊管理器（空調(diào)計(jì)量）

G04P-H4

信號(hào)：4路脈沖信號(hào)輸入/通信方式：EIA RS-485總線/電源：AC220V/電源供給輸出：DC12V 20MA/防護(hù)等級(jí)：IP54/功耗：≤6W/工作環(huán)境：-20℃～+55℃/萬(wàn)年歷時(shí)鐘

艾科

中國(guó)

臺(tái)

4

3

通訊管理器（自來(lái)水表）

G04P-H4-W

信號(hào)：4路脈沖信號(hào)輸入/通信方式：EIA RS-485總線/電源：AC220V/電源供給輸出：DC12V 20MA/防護(hù)等級(jí)：IP54/功耗：≤6W/工作環(huán)境：-20℃～+55℃/萬(wàn)年歷時(shí)鐘

艾科

中國(guó)

臺(tái)

5

二、前端表具部分（自來(lái)水表部分）

1

網(wǎng)絡(luò)直讀水表

DN50

最小流量～分界流量（低區(qū)）：±5%/分界流量～最大流量（高區(qū)）：±3%//光電轉(zhuǎn)換輸出：增幅DC8-12V/介質(zhì)溫度：常溫/介質(zhì)流量范圍：0.025-5.0m3/s/流量表誤差：符合國(guó)標(biāo)JB/T8802-1998

鼎新

中國(guó)

臺(tái)

29

2

網(wǎng)絡(luò)直讀水表

DN80

同上

鼎新

中國(guó)

臺(tái)

5

3

網(wǎng)絡(luò)直讀水表

DN100

同上

鼎新

中國(guó)

臺(tái)

3

三、前端表具部分（能量計(jì)量配套表具部分）

1

電磁能量表

DN80

電磁流量計(jì)，PT1000溫度傳感器，最小流量～分界流量（低區(qū)）：±5%/分界流量～最大流量（高區(qū)）：±3%//脈沖輸出：增幅DC8-12V/介質(zhì)溫度：常溫/介質(zhì)流量范圍：0.025-5.0m3/s/流量表誤差：符合國(guó)標(biāo)JB/T8802-1998

艾科

中國(guó)

臺(tái)

3

2

電磁能量表

DN100

同上

艾科

中國(guó)

臺(tái)

21

3

電磁能量表

DN150

同上

艾科

中國(guó)

臺(tái)

2

4

電磁能量表

DN200

同上

艾科

中國(guó)

臺(tái)

3

5

電磁能量表

DN350

同上

艾科

中國(guó)

臺(tái)

3

6

電磁能量表

DN400

同上

艾科

中國(guó)

臺(tái)

21

7

電磁能量表

DN50

同上

艾科

中國(guó)

臺(tái)

2

8

電磁能量表

DN70（DN65）

同上

艾科

中國(guó)

臺(tái)

5

9

電磁能量表

DN80

同上

艾科

中國(guó)

臺(tái)

18

10

電磁能量表

DN100

同上

艾科

中國(guó)

臺(tái)

1

11

電磁能量表

DN250

同上

艾科

中國(guó)

臺(tái)

2

12

電磁能量表

DN300

同上

艾科

中國(guó)

臺(tái)

1

4.系統(tǒng)點(diǎn)表

序號(hào)

水表

水管口徑

樓層

數(shù)量

備注

1

主樓直飲總水表

DN80

主樓地下二層

1

2

主樓空調(diào)總水表

DN50

主樓地下二層

1

3

主樓樓層水表

DN50

主樓地下一層～二十五層

26

4

中水回用水表

DN80

主樓地下二層

1

5

中水補(bǔ)水水表

DN50

主樓地下二層

1

6

餐飲樓總水表

DN100

餐飲樓一層

1

7

餐飲樓冷卻水補(bǔ)水

DN80

餐飲樓三層

1

8

科技會(huì)堂總水表

DN125

科技會(huì)堂一層

1

9

科技會(huì)堂熱交換器進(jìn)水表

DN100

科技會(huì)堂一層

1

10

鍋爐房鍋爐進(jìn)水表

DN80

鍋爐房

1

11

鍋爐房熱交換器進(jìn)水表（餐飲樓熱水表）

DN80

鍋爐房

1

12

會(huì)議中心進(jìn)水表

DN70

會(huì)議中心一層

1

水表合計(jì)

37

能量表

水管口徑

樓層

數(shù)量

13

餐飲中心冷熱水總管

DN150

主樓地下二樓

1

14

科技會(huì)堂冷熱水總管

DN200

主樓地下二樓

1

15

主樓熱水總管

DN250

主樓地下二樓

1

16

主樓冷水總管

DN350

主樓地下二樓

1

17

熱水總管

DN300

主樓地下二樓

1

18

冷水總管

DN450

主樓地下二樓

1

19

主樓新風(fēng)機(jī)組冷熱水總管

DN250

主樓地下二樓

1

20

主樓地下一樓冷水總管

DN80

主樓地下一樓

1

21

主樓地下一樓熱水總管

DN50

主樓地下一樓

1

22

主樓一樓冷水總管

DN100

主樓一樓

1

23

主樓一樓熱水總管

DN70

主樓一樓

1

24

主樓二樓冷水總管

DN150

主樓二樓

1

25

主樓二樓熱水總管

DN100

主樓二樓

1

26

主樓三樓冷水總管

DN80

主樓三樓

1

27

主樓三樓熱水總管

DN70

主樓三樓

1

28

主樓四-二十樓冷水總管

DN100

主樓四-二十樓

17

29

主樓四-二十樓熱水總管

DN80

主樓四-二十樓

17

30

主樓二十一樓冷水總管

DN100

主樓二十一樓

1

31

主樓二十一樓熱水總管

DN80

主樓二十一樓

1

32

主樓二十二樓冷水總管

DN80

主樓二十二樓

1

33

主樓二十二樓熱水總管

DN70

主樓二十二樓

1

34

主樓二十三樓冷水總管

DN100

主樓二十三樓

1

35

主樓二十三樓熱水總管

DN70

主樓二十三樓

1

36

主樓二十四樓冷水總管

DN100

主樓二十四樓

1

37

主樓二十四樓熱水總管

DN70

主樓二十四樓

1

本次設(shè)計(jì)的方案，集實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、安全可靠、開(kāi)放靈活、交互操作性強(qiáng)、產(chǎn)品易于維護(hù)為一體，指揮部和聘請(qǐng)的專家們都很認(rèn)可，本工程已順利運(yùn)行3年，實(shí)踐證明方案十分有效。

參考文獻(xiàn)：

[1]《JB/T8802-1998 JB/T 8802-1998 熱水水表》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)類別：機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB）出版日期：1998年12月1日

起草單位：機(jī)械工業(yè)部上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所（參考）

出版社：機(jī)械工業(yè)出版社（參考）

作者簡(jiǎn)介：

蔡林，男，設(shè)計(jì)工程有上海綠洲長(zhǎng)中大廈、太倉(cāng)萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)南區(qū)、大豐豐華國(guó)際服務(wù)中心、蘇州桑田島A區(qū)融合通信產(chǎn)業(yè)園等。