校園多聯(lián)機(jī)空調(diào)的計(jì)費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)集成應(yīng)用

李寅雷,李鴻亮,蔡強(qiáng)新

(浙江中易和節(jié)能技術(shù)有限公司,浙江 杭州 310053)

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校園多聯(lián)機(jī)空調(diào)的計(jì)費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)集成應(yīng)用

李寅雷,李鴻亮,蔡強(qiáng)新

(浙江中易和節(jié)能技術(shù)有限公司,浙江 杭州 310053)

針對(duì)當(dāng)前校園空調(diào)中高能耗、散分布、難管理等問題,重點(diǎn)介紹了一種針對(duì)多聯(lián)機(jī)空調(diào)的計(jì)費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅兼容國內(nèi)外主流空調(diào)的聯(lián)網(wǎng),還能夠滿足大規(guī)?？照{(diào)的組網(wǎng)群控,并通過節(jié)能控制、實(shí)時(shí)管理、計(jì)量收費(fèi)等技術(shù)與途徑,以實(shí)現(xiàn)校園的節(jié)能減排目標(biāo)。

校園；多聯(lián)機(jī)空調(diào)；計(jì)費(fèi)監(jiān)控

1　項(xiàng)目背景

校園集教學(xué)、科研和生活于一體,是構(gòu)成社會(huì)的重要社區(qū),也是資源能源消費(fèi)的大戶。按照我國的能源單位分類標(biāo)準(zhǔn),校園基本上都處于一類能源管理單位(即年能耗折耗電1 200萬kWh以上),使用能源費(fèi)用支出較大,節(jié)能減排有相當(dāng)?shù)臐摿赏凇?/p>

有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我國建筑相關(guān)能耗占到全社會(huì)能耗的1/3以上,而大量針對(duì)建筑全生命周期評(píng)價(jià)的研究表明,使用階段的能耗占建筑總能耗的70%以上。對(duì)某大學(xué)建筑在預(yù)計(jì)75年使用壽命的模擬研究表明,空調(diào)消耗將占到整個(gè)壽命周期一次能源消耗的54.4%。因此,降低使用階段空調(diào)的能耗是建設(shè)節(jié)約型校園的重要環(huán)節(jié)。

現(xiàn)有某一高校的分校區(qū),由于分期建設(shè)的原因,3 300臺(tái)室內(nèi)機(jī)的多聯(lián)機(jī)空調(diào)采用了14套格力集控系統(tǒng)和5套美的集控系統(tǒng),且各系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中并未考慮到用戶的實(shí)際使用情況,存在以下幾個(gè)問題：一是多品牌多系統(tǒng)使得整個(gè)校園的空調(diào)機(jī)組不能實(shí)現(xiàn)群控；二是部分系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程或控制命令執(zhí)行緩慢；三是雖有計(jì)費(fèi)功能,但仍須手動(dòng)錄入,抄表工作繁瑣。因此,校方迫切希望對(duì)現(xiàn)有多聯(lián)機(jī)空調(diào)的控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了確保校園節(jié)能監(jiān)管工作的具體落實(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)全?？照{(diào)建筑能耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通過構(gòu)建適用于大型校園多聯(lián)機(jī)空調(diào)的集中計(jì)費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng),以滿足對(duì)全校多聯(lián)機(jī)空調(diào)用電定額分配的指標(biāo)化管理模式,使全校師生都自覺合理使用空調(diào),杜絕沒有必要的能源浪費(fèi)。

2.1系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)基于B/S架構(gòu),分為管理模塊、監(jiān)測(cè)模塊和通訊模塊三個(gè)部分。各部分預(yù)期實(shí)現(xiàn)方式與功能包括：第一部分是管理模塊,包括服務(wù)器、操作電腦等,管理人員通過此部分對(duì)空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制及分析,實(shí)現(xiàn)分戶計(jì)費(fèi)；第二部分是監(jiān)測(cè)模塊,即安裝室外機(jī)電表和室內(nèi)機(jī)電表,并通過數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行電表遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集,實(shí)現(xiàn)空調(diào)用電量的實(shí)時(shí)采集；第三部分是通訊模塊,由于格力空調(diào)和美的空調(diào)為不同品牌,分別通過不同的設(shè)備和方式實(shí)現(xiàn)——格力空調(diào)采用通訊模塊+中繼器+轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞,美的空調(diào)采用網(wǎng)關(guān)直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。

圖1　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

2.2計(jì)費(fèi)原理

本系統(tǒng)是通過采集多聯(lián)機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù),將機(jī)組的用電量根據(jù)各個(gè)內(nèi)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)分配到各個(gè)內(nèi)機(jī)。具體的計(jì)量收費(fèi)原理：一是按照每臺(tái)室內(nèi)機(jī)的實(shí)際使用情況將室外機(jī)的電量公平地進(jìn)行分?jǐn)?；二是根?jù)用戶的室內(nèi)機(jī)容量、室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷、室內(nèi)機(jī)運(yùn)行時(shí)間、設(shè)定溫度、室內(nèi)環(huán)境溫度、室內(nèi)機(jī)風(fēng)檔、室內(nèi)電子膨脹閥開度,綜合評(píng)估測(cè)算用戶實(shí)際使用和分?jǐn)偟碾娏縖1]；三是將用戶分配的電量分為三個(gè)部分,主要包括電加熱、風(fēng)機(jī)的內(nèi)機(jī)自身耗電、根據(jù)內(nèi)機(jī)負(fù)荷率對(duì)外機(jī)運(yùn)行電耗進(jìn)行分?jǐn)偟耐鈾C(jī)運(yùn)行耗電、根據(jù)內(nèi)機(jī)容量分?jǐn)偟耐鈾C(jī)待機(jī)耗電。

圖2　多聯(lián)機(jī)空調(diào)的計(jì)費(fèi)原理

3　功能應(yīng)用

多聯(lián)機(jī)空調(diào)的計(jì)費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)以空調(diào)集中監(jiān)測(cè)與控制為核心功能,并提供了包括策略、自定義等常用管理功能,具體功能如下：

3.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制功能

能夠?qū)崿F(xiàn)建筑模式、樓層模式等兩種不同的視圖查看建筑內(nèi)的房間,提供更方便、快捷地查看和控制房間的各個(gè)室內(nèi)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù),并提供運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)查詢。具體監(jiān)測(cè)與控制參數(shù)有：開關(guān)狀態(tài)、運(yùn)行模式、設(shè)定溫度、禁用面板、允許溫度、允許時(shí)間等。

3.2控制策略設(shè)定功能

可以按照用戶預(yù)先定義好的條件,自動(dòng)控制相關(guān)空調(diào)的開/關(guān)、設(shè)定溫度等參數(shù)的功能,來達(dá)到節(jié)能的目的,最終實(shí)現(xiàn)分體式空調(diào)的智能化管理。該功能模塊主要包括兩個(gè)部分內(nèi)容：一是策略管理，是指設(shè)置策略條件及符合策略條件情況時(shí)的控制動(dòng)作,支持策略條件的分組等功能；二是策略組態(tài)，是指將預(yù)先創(chuàng)建好的策略與相關(guān)的空調(diào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)的操作。

3.3自定義管理功能

滿足用戶對(duì)空調(diào)控制策略后臺(tái)管理的要求,包括建筑管理、設(shè)備管理、權(quán)限管理等。其中建筑管理功能支持建筑內(nèi)房間信息查看功能,具有建筑內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)信息查看與刪除以及建筑的搜索查詢；設(shè)備管理功能可按照多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)模板信息,自動(dòng)生成空調(diào)室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)參數(shù)，以及安裝位置等信息；權(quán)限管理功能指角色的系統(tǒng)模塊訪問權(quán)限配置、角色的可訪問建筑權(quán)限配置、訪問用戶信息及其角色信息的增刪改查、訪問用戶的角色管理等[2]。

4　節(jié)能管理

在校園多聯(lián)機(jī)空調(diào)的計(jì)費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)能耗監(jiān)管和用能優(yōu)化的同步推進(jìn),具體節(jié)能管理部門應(yīng)針對(duì)性地采取適用的措施,才能帶來實(shí)實(shí)在在的節(jié)能量。

4.1設(shè)備實(shí)時(shí)管理

1)對(duì)管理范圍內(nèi)的空調(diào)運(yùn)行時(shí)間和耗電量進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)管理,分析統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)的用能需求,定期開展定量系統(tǒng)對(duì)比,尋找設(shè)備運(yùn)行的規(guī)律,針對(duì)問題進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化和設(shè)備修正。

2)加強(qiáng)用電負(fù)荷的管理,合理調(diào)整空調(diào)的工作狀態(tài),合理分配與平衡負(fù)荷以使建筑用能處于最佳狀態(tài)。

3)對(duì)空調(diào)進(jìn)行統(tǒng)一管理監(jiān)控,杜絕“空調(diào)室內(nèi)溫度設(shè)置過低”“下班后忘記關(guān)空調(diào)機(jī)”“長時(shí)間不使用空調(diào)不拔電源插座”等情況。

4.2定額收費(fèi)管理

1)在保證建筑合理運(yùn)行,室內(nèi)人員環(huán)境舒適的前提下,嚴(yán)格執(zhí)行國家和地方的相關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。即定額收費(fèi)管理需要建立在科學(xué)合理的節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)之上。

2)定額收費(fèi)的設(shè)定要基于各建筑的實(shí)際情況,以總體用能情況為基礎(chǔ),兼顧不同建筑功能的差異性,避免產(chǎn)生脫離實(shí)際情況的定額收費(fèi)。

3)通過科學(xué)合理的定額管理,達(dá)標(biāo)的給予一定的獎(jiǎng)勵(lì),不達(dá)標(biāo)的應(yīng)及時(shí)督促整改,通過競(jìng)爭比較來帶動(dòng)各單位積極地樹立節(jié)能意識(shí),提高用能效率,并達(dá)到促進(jìn)節(jié)能的目的。

根據(jù)以往公共機(jī)構(gòu)項(xiàng)目的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),通過設(shè)備實(shí)時(shí)管理和定額收費(fèi)管理,多聯(lián)機(jī)空調(diào)的計(jì)費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)在校園應(yīng)用的節(jié)能率可能在10%左右。

[1]黃曉艷,杜勇前.基于物聯(lián)網(wǎng)的分體空調(diào)集中控制系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2015(8):2709-2712．

[2]王佩.高校節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢(shì)[J].價(jià)值工程,2013(36):102-103．

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LI Yinlei,LI Hongliang,CAI Qiangxin

2016-05-16

國家科技支撐計(jì)劃課題：暖通綜合節(jié)能技術(shù)(2012BAA13B01)

李寅雷 (1979—)，男，浙江金華人,工程師，從事建筑節(jié)能研究工作。

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