節(jié)省投資及智能建筑能量計(jì)量方案.doc
《節(jié)省投資及智能建筑能量計(jì)量方案.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《節(jié)省投資及智能建筑能量計(jì)量方案.doc(6頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
節(jié)省投資的智能建筑能量計(jì)量方案 【摘要】由于在智能建筑中,節(jié)能問題是最重要的問題之一。而HVAC(采暖、通風(fēng)和空調(diào))系統(tǒng)消耗的能源要占到大樓消耗能源的很大一部分。因此,我們有必要來關(guān)注樓宇自控系統(tǒng)中能量的計(jì)量問題。以及在按照BACnet標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的樓宇自控系統(tǒng)中,對(duì)如何設(shè)計(jì)出既經(jīng)濟(jì)又合理的能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng),提出了我們的看法。 【關(guān)鍵詞】智能建筑 BACnet標(biāo)準(zhǔn) 樓宇自控系統(tǒng) 節(jié)能 能量計(jì)量 節(jié)能可以說是樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。眾所周知,在智能建筑中,HVAC(采暖、通風(fēng)和空調(diào))系統(tǒng)所耗費(fèi)的能量要占到大樓消耗的總能量的極大部分比例,大致在50%~60%左右。特別是冷凍機(jī)組、冷卻塔、循環(huán)水泵和空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組,都是耗能大戶。采用最優(yōu)化的節(jié)能控制模式來滿足大樓的功能要求,不僅為物業(yè)管理帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益,而且還可使系統(tǒng)在較佳的工況下運(yùn)行,從而延長設(shè)備的使用壽命。節(jié)能在樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用管理中,是一個(gè)永恒的課題。節(jié)能的思想應(yīng)該貫穿于工作之始終。 國家建設(shè)部頒布的《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》(2000年10月1日起施行)中明確指出,國家鼓勵(lì)發(fā)展在建筑物的采暖和空調(diào)工程中采用節(jié)能技術(shù)(產(chǎn)品),供熱采暖系統(tǒng)溫度調(diào)控和分戶熱量計(jì)量技術(shù)與裝置等。 在《建筑技術(shù)政策綱要》(1996~2010)中也明確指出,研究開發(fā)用戶可自行調(diào)節(jié)的按實(shí)耗熱量計(jì)量的儀表、采暖系統(tǒng)、節(jié)能型供熱制冷系統(tǒng)設(shè)備。加強(qiáng)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化工作,包括民用建筑采暖能耗檢測(cè),空調(diào)能耗檢測(cè)等通用檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)等。 我國第一部“熱量表”標(biāo)準(zhǔn)“CJ 128-2000”也已于200l年6月正式頒布執(zhí)行了。 本文僅對(duì)智能建筑中的能量(熱量或冷量)的計(jì)量,進(jìn)行一些探討,以引起業(yè)界同行們的注意,使得節(jié)能問題成為從招標(biāo)開始,在設(shè)計(jì)、工程的施工、驗(yàn)收和工程等級(jí)的評(píng)估方面,都能作為一個(gè)重要的問題來看待。 我們先來看一個(gè)例子。在美國舊金山市,很多聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)所在的450 Golden Gate Avenue(Phillip Burton Federal Building),這座建筑,有22層,建筑面積13萬護(hù),是舊金山市第二大辦公大樓,是一座老建筑。在由ASHRAE(美國采暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會(huì))提出的BACnet協(xié)議,并迅速被批準(zhǔn)為美國國家標(biāo)準(zhǔn)后,該建筑即被選為BACnet示范工程,按照BACnet協(xié)議來改造該建筑,工程項(xiàng)目的名稱就是“450 Golden Gate Project”,大約有4~5家供應(yīng)商參與此工程,由BACnet協(xié)議保證這些廠商之間的產(chǎn)品的互操作性,使其能協(xié)調(diào)一致地工作,該建筑共有1000多個(gè)DDC控制器,在1998年底完工并交付使用,并通過了嚴(yán)格的測(cè)試。由美國政府服務(wù)管理總局(U.S. General Services Administration,簡稱GSA)負(fù)責(zé)管理該建筑。改造后的建筑,其能量管理系統(tǒng)(Energy Management System,簡稱EMS)的運(yùn)行費(fèi)用,每年平均節(jié)約50萬美元以上。這是一個(gè)在樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)中,節(jié)能取得重大成果的例子之一。是BACnet協(xié)議作為樓宇自控系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的大規(guī)模應(yīng)用的首例,可以說在BACnet協(xié)議的歷史上,是具有重大意義的成功例子之一。 在BACnet系統(tǒng)中,可以有一種方法來進(jìn)行能量計(jì)量: 1 采用專用的能量計(jì)量子系統(tǒng) 目前實(shí)際工程中采用得較普遍也是比較有名的就是法國的Schlumberger公司的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用框圖如圖1所示。 圖1 Schlumberger公司的專用能量計(jì)量系統(tǒng) 從圖2可看出,冷凍水經(jīng)過供水管進(jìn)入空調(diào)器(或其他消耗冷量的設(shè)備)后,再從回水管作為回水出來,通過供水溫度計(jì)、回水溫度計(jì)和流量計(jì),分別測(cè)得該時(shí)刻3個(gè)數(shù)據(jù)Tin,Tout和qv,數(shù)據(jù)采集單元中含有一個(gè)積分儀,在該積分儀上,就可直接讀出累計(jì)消耗的冷量。同時(shí)可通過M-BUS把數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)集中器,進(jìn)行統(tǒng)計(jì),最后通過RS232口,把數(shù)據(jù)匯總后,送到樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)。完成冷量計(jì)量。上述裝置也可用來測(cè)試和計(jì)量熱能。 圖2 數(shù)據(jù)采集單元方框圖 這種方案的優(yōu)點(diǎn)是它自成體系,對(duì)于每一個(gè)能量的測(cè)試計(jì)量單元,就像每家、每戶的電表、水表一樣,每家、每戶可以清楚地知道自己所消耗的能量,只要每個(gè)能耗單位的價(jià)格已知,就立即可知道所需付的金額。因此,對(duì)于要精確測(cè)定每個(gè)耗能單元的耗能情況,并由此進(jìn)行結(jié)算時(shí),這種方案應(yīng)是一種方便而可行的辦法,對(duì)于任何樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)都可以采用。目前,國內(nèi)已有類似設(shè)計(jì)思想的產(chǎn)品(冷/熱量表)在研制。 2 采用BACnet系統(tǒng)的分布式控制方案 如果樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)采用通用的BACnet系統(tǒng)方案,就可以全面地靈活地設(shè)計(jì)和規(guī)劃控制方案,做到既經(jīng)濟(jì)又合理,并可充分地滿足業(yè)主的各種要求。 首先,我們不妨來分析一下用戶在這方面的需求。在一幢智能大廈中,要像電表或水表一樣,做到每戶(每個(gè)房間)都要精確地測(cè)定和計(jì)量熱能(或冷能)的消耗情況,并由此得出每戶(每個(gè)房間)應(yīng)支付的費(fèi)用,雖然在技術(shù)上是做得到的,但實(shí)際上是很困難的。因?yàn)橐淮敝悄艽髲B,至少有幾百個(gè)房間,按照第一種方案,就要幾百個(gè)數(shù)據(jù)采集單元,按目前的價(jià)格,平均每個(gè)數(shù)據(jù)采集單元需要人民幣數(shù)千元,甚至近萬元,這樣僅僅能量(熱量或冷量)計(jì)量裝置的初期投資就是非常巨大的,是大部分業(yè)主難以接受的。 既然精確的計(jì)量需要耗費(fèi)較大的一次性投資,目前也尚無這種必要。因此一種靈活的折衷方案就在各方面(包括業(yè)主)的考慮之中。 圖3 BACnet系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方框圖 我們來看圖3,這是BACnet系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)采集方框圖,對(duì)于需要計(jì)量和核算的范圍,可以從單個(gè)房間擴(kuò)大到一個(gè)區(qū)域(譬如說,一層樓或一層樓再分為兩個(gè)區(qū)或四個(gè)區(qū)),在這個(gè)區(qū)域的總供水管和總回水管上各安裝一只溫度計(jì),另外還需安裝一只流量計(jì)就可以了(溫度計(jì)是溫度傳感器的簡稱)。把所采集的該時(shí)刻3個(gè)模擬量數(shù)據(jù)輸入到該傳感器附近的DDC(直接數(shù)字控制器)中,根據(jù)熱力學(xué)第一定律的基本公式,稍加變化,就可得到下列公式: 式中:Q——從時(shí)間τ0到τ1的能耗總量(J或Wh): hin,hout——供水、回水的焓值(J/kg): qv——表示水的體積流量(m3/h); p——表示水的密度(kg/m3); τ——表示時(shí)間(h)。 供水、回水的焓值分別是供水、回水溫度的函數(shù)。水的體積流量可從流量計(jì)讀得。水的密度也是溫度的函數(shù)。 該積分公式的具體計(jì)算可用矩形法、梯形法、精確些。辛普森(Simpson)公式進(jìn)行計(jì)算,時(shí)間計(jì)算步長可以是若干秒,可以根據(jù)BACnet標(biāo)準(zhǔn)所定義的日程表對(duì)象(Schedule),結(jié)合起來,就可得出結(jié)果。再通過BACnet的MS/TP總線傳送到工作站(Work station),存入數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)管理員就可以從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中直接取得相應(yīng)的數(shù)據(jù),再進(jìn)行必要的分配與調(diào)整.乘上單價(jià),打印出報(bào)表來,就可以了。 因?yàn)榱髁坑?jì)的價(jià)格與口徑大小的關(guān)系,不僅僅是比例關(guān)系,幾乎成為平方的比例關(guān)系。為了進(jìn)一步降低一次性投資,還可以采取一些措施,譬如說,在不影響使用的條件下,用變徑的方法,適當(dāng)減小安裝流量計(jì)部分的供水管的尺寸,盡量選用口徑小一些的流量計(jì),就可以降低工程的成本。此外,由于(以夏季為例)冷凍水集水器中的水溫Tw與數(shù)據(jù)采集單元的供水溫度Tin之間并沒有有效負(fù)載,僅僅是冷凍水在管道中流動(dòng)而引起的自然損耗,因此這兩者之間可以近似地用簡單的線性關(guān)系來表達(dá): Tin = Tw kt1 式中:Tin——數(shù)據(jù)采集單元的供水溫度; Tw——冷凍水集水器中的水溫; kt——自然損耗系數(shù)(接近于0,用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定;如果距離短或管道保溫條件好,也可忽略不計(jì)); l——從冷凍水集水器到該數(shù)據(jù)采集單元的距離;——夏季取+,冬季取-。 Tw是已知的(從冷凍水集水器中的溫度傳感器得到),這樣就可用簡單的方法得到Tin,所以在每個(gè)數(shù)據(jù)采集單元中可以少用一只溫度傳感器。在基本不影響精度的情況下,進(jìn)一步降低了成本。 本方案的優(yōu)點(diǎn)是一目了然的,它是精確性和實(shí)用性的比較完美的結(jié)合。配置靈活方便,不需要專門的能量計(jì)量系統(tǒng),大大降低了工程的造價(jià)。這里也充分顯示出按照BACnet標(biāo)準(zhǔn)制造與安裝的樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)的巨大威力和優(yōu)越性。 應(yīng)該說,節(jié)能是智能建筑的關(guān)鍵問題之一,而且是一個(gè)非常復(fù)雜的問題,值得我們對(duì)它做深入的研究。由于建筑物的個(gè)性不同,往往難以進(jìn)行有效的比較,因此如何不僅從定性方面來看,而且如果能從定量方面來進(jìn)行分析。顯然,能量的計(jì)量僅僅是智能建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能措施的第一步,在其設(shè)計(jì)與交付使用后的物業(yè)管理的過程中,尚有大量的課題需要我們?nèi)プ錾钊氲难芯?,我們將在今后的文章中,再?duì)此作進(jìn)一步的論述。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 節(jié)省 投資 智能建筑 能量 計(jì)量 方案
鏈接地址:http://kudomayuko.com/p-7848974.html