公共建筑的節(jié)能——EMB助您打造杰出的“智能建筑”

中達(dá)電通股份有限公司 施衛(wèi)宇

1 背景和基本情況

目前，建筑耗能已與工業(yè)耗能、交通耗能并列，成為我國(guó)能源消耗的三大“耗能大戶”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升，呈急劇上揚(yáng)趨勢(shì)。據(jù)建設(shè)部有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，建筑的能耗（包括建造能耗、生活能耗、空調(diào)制冷和采暖等）約占全社會(huì)總能耗的30%，其中最主要的是空調(diào)制冷和采暖，占到20%。

一般來(lái)講，大型公共建筑除特殊設(shè)備使用外，主要的能耗包括中央空調(diào)系統(tǒng)能耗、照明系統(tǒng)能耗、冷熱水能耗、動(dòng)力及其他能耗。以上海地區(qū)為例，根據(jù)調(diào)查，建筑中照明系統(tǒng)能耗比例約為10%~20%，空調(diào)系統(tǒng)的能耗約為40%~60%，其它動(dòng)力系統(tǒng)的能耗約為30%~40%。

2 公共建筑完全解決方案

針對(duì)公共建筑在節(jié)能方面的需求和措施，中達(dá)智能樓宇能源管理系統(tǒng)EMB（Energy-Saving Management For Public Buildings）便孕育而生。

EMB的管理平臺(tái)可以將環(huán)境控制、照明節(jié)能、電（自動(dòng)）扶梯節(jié)能、暖通循環(huán)水泵節(jié)能、暖通空調(diào)風(fēng)機(jī)節(jié)能等多系統(tǒng)整合在一起，通過(guò)統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)和可靠的能量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的綜合管理；通過(guò)分析、共享各種數(shù)據(jù)，加強(qiáng)對(duì)用電設(shè)備和電量的監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)用電科學(xué)計(jì)量，指導(dǎo)各項(xiàng)節(jié)能工作有效的展開(kāi)，最終創(chuàng)造安全舒適的居住環(huán)境，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益的最大化。

EMB整體解決方案包括環(huán)境控制、照明節(jié)能、電扶梯節(jié)能、暖通空調(diào)水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能、需量綜合監(jiān)控、BA自控等部分（如圖1）。依據(jù)各企業(yè)不同的架構(gòu)、組織，EMB的設(shè)計(jì)主要由SC（總控中心）、SS（區(qū)域中心）、SU（采集單元）三部分組成，三部分可依據(jù)各企業(yè)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)模式和管理辦法，靈活選擇組成模塊。采用基于廣域網(wǎng)的Browse/Server（B/S）模式進(jìn)行組網(wǎng)，形成樹(shù)狀階層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)分開(kāi)傳輸，解決了大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題。

EMB方案在辦公樓宇、酒店、商場(chǎng)都得到了廣泛應(yīng)用（如圖2）。

3 自動(dòng)控制策略

EMB系統(tǒng)的自動(dòng)控制策略根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況調(diào)節(jié)系統(tǒng)最佳化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)建筑物節(jié)能、延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命；可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)保智能建筑內(nèi)各類設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制及自動(dòng)化管理，達(dá)到環(huán)保、節(jié)能、安全、可靠和集中管理的目的。

3.1 暖通空調(diào)自動(dòng)控制

可以根據(jù)商業(yè)建筑實(shí)時(shí)的負(fù)荷調(diào)整暖通空調(diào)主機(jī)和其他空調(diào)設(shè)備，在保證室內(nèi)溫度和濕度的前提下，盡可能的節(jié)約能源。暖通空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)包含冷熱源（制冷主機(jī)、鍋爐等）的控制、水泵（冷凍泵、冷卻泵、熱水泵、補(bǔ)水泵等）控制、冷卻設(shè)備（冷卻塔、冷卻井）控制、末端設(shè)備（新風(fēng)機(jī)組、組合式空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤(pán)管等）的控制、以及各種風(fēng)機(jī)、閥門(mén)等的控制。

3.2 照明系統(tǒng)智能控制

實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的智能控制。可以對(duì)大型商業(yè)建筑燈光系統(tǒng)進(jìn)行智能化的、靈活的控制其啟停及調(diào)光，在保證照度的同時(shí)盡可能地使燈光系統(tǒng)更節(jié)能以及具有更藝術(shù)化的表現(xiàn)能力。具體包含：自動(dòng)定時(shí)開(kāi)閉燈光；根據(jù)照度自動(dòng)開(kāi)閉；根據(jù)照度自動(dòng)調(diào)光；變換預(yù)設(shè)的場(chǎng)景亮燈模式。

3.3 電氣設(shè)備智能控制

實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的智能控制。包括改善電力品質(zhì)、自動(dòng)扶梯節(jié)能控制等。

4 暖通空調(diào)節(jié)能

暖通空調(diào)能耗占商業(yè)建筑總能耗的40%～60%，因此暖通空調(diào)節(jié)能是商業(yè)建筑節(jié)能的重要手段。EMB解決方案應(yīng)用在暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造且成本較低的技術(shù)手段如下。

4.1 主機(jī)智能控制

采用末端控制優(yōu)先的原理，其主要策略是：根據(jù)供回水溫差來(lái)判斷末端能量的需求，通過(guò)自動(dòng)切投冷機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，以使冷機(jī)工作在最佳能效比曲線段，可減少冷機(jī)低效運(yùn)行段造成無(wú)謂的能耗，提高冷機(jī)能效比，實(shí)現(xiàn)主機(jī)設(shè)備節(jié)能10%～15%。

4.2 水泵變頻改造

運(yùn)用變頻控制技術(shù)和PID控制技術(shù)，通過(guò)冷凍水系統(tǒng)的模糊預(yù)期控制、冷卻水系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊優(yōu)化控制和主機(jī)系統(tǒng)的間接（或啟停）控制，實(shí)現(xiàn)：空調(diào)冷媒流量跟隨負(fù)荷的變化而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)（按需供冷），確保整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)始終保持高效、協(xié)調(diào)地運(yùn)行，從而最大限度地降低空調(diào)系統(tǒng)能耗，實(shí)現(xiàn)主機(jī)房設(shè)備節(jié)能20%～40%。其中冷凍泵部分的節(jié)能控制示意圖見(jiàn)圖3：

5 環(huán)境控制

中達(dá)風(fēng)系統(tǒng)改造方案通過(guò)計(jì)算送風(fēng)溫度并與設(shè)定值相比較，系統(tǒng)自動(dòng)控制變頻器輸出與負(fù)荷相當(dāng)?shù)念l率，并控制水閥達(dá)到相應(yīng)的開(kāi)度，以達(dá)到變頻節(jié)能的目的（如圖4）。

6 照明節(jié)能改善

中達(dá)針對(duì)照明部分的解決方案有：更換節(jié)能器具、安裝照明省電器或建設(shè)照明自動(dòng)控制系統(tǒng)。

中達(dá)的節(jié)能系列產(chǎn)品均具備RS485通訊接口，采用modbus標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以方便的向上擴(kuò)展接入到上位機(jī)，輕松搭建照明智能控制系統(tǒng)，并作為EMB系統(tǒng)的一部分，實(shí)現(xiàn)和BA自控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視、設(shè)備自動(dòng)控制、自動(dòng)抄表和計(jì)費(fèi)和自動(dòng)報(bào)表。

7 電梯節(jié)能

電梯作為建筑物電氣設(shè)備的主要耗電單位，存在著較大的節(jié)能空間。

中達(dá)解決方案采用變頻技術(shù)，對(duì)具有富余變量系統(tǒng)中的負(fù)載電動(dòng)機(jī)，由變頻器內(nèi)設(shè)的計(jì)算機(jī)對(duì)被控對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)反饋的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算比較，在被控對(duì)象具有富余量的情況下，降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率而達(dá)到節(jié)電的目的。具備可雙向轉(zhuǎn)換、自動(dòng)起停、緩?fù)＞徠稹⒘髁拷y(tǒng)計(jì)等功能。

8 電力需量控制

中達(dá)電力需量控制子系統(tǒng)作為EMB的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)了電力計(jì)量自動(dòng)化、用電管理人性化、負(fù)載卸（加）載自動(dòng)化等目的，是實(shí)現(xiàn)科學(xué)用電的重要工具。

該子系統(tǒng)采用是Real Time OS操作系統(tǒng)系統(tǒng)，具備實(shí)時(shí)、多任務(wù)、多用戶的特點(diǎn)，所有告警、數(shù)據(jù)的響應(yīng)可在3-5秒內(nèi)完成。

系統(tǒng)具備需量監(jiān)測(cè)能力，能顯示每15分鐘最大需量值及負(fù)荷率，顯示日最大需量、周最大需量、月最大需量、年最大需量紀(jì)錄及時(shí)間，顯示日、月累積電度kWh值，總累積電度kWh值，顯示各項(xiàng)電力數(shù)據(jù)及負(fù)載曲線，曲線對(duì)比及能源管理。

9 解決方案特點(diǎn)

中達(dá)建筑節(jié)能綜合解決方案的主要優(yōu)點(diǎn)有：

○確保建筑物設(shè)備安全運(yùn)行，提高維護(hù)效率

EMB系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、預(yù)期故障發(fā)生、迅速排除故障、記錄和處理相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理、從而節(jié)約值班人員調(diào)度等多重能力，進(jìn)而提高動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行的可靠性以及保證建筑物電力安全暢通，實(shí)現(xiàn)少人和無(wú)人值守。

○加強(qiáng)企業(yè)用電管理，提高企業(yè)用電質(zhì)量

通過(guò)EMB系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各用戶的用電負(fù)荷、電量等用電信息，建立建筑物正常的用電秩序，保證企業(yè)用電質(zhì)量，避免超過(guò)契約容量，提高用電管理水平。

○實(shí)現(xiàn)建筑物的環(huán)保節(jié)能，經(jīng)濟(jì)效益最大化

通過(guò)采用各種合理、高效的節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)照明、暖通系統(tǒng)、電梯、空氣處理機(jī)等各種高耗電設(shè)備的節(jié)能，運(yùn)用監(jiān)控技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控節(jié)能設(shè)備的運(yùn)行，通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析、統(tǒng)計(jì)形成各種分析報(bào)表、曲線，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益的最大化。

○提升設(shè)備運(yùn)行管理水平，實(shí)現(xiàn)有序高效管理通過(guò)資源管理系統(tǒng)，采用分布數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)建筑物設(shè)備的運(yùn)行情況、故障統(tǒng)計(jì)、資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)等進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，準(zhǔn)確把握設(shè)備告警信息、人員維護(hù)情況，及時(shí)對(duì)各種故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理提供合理的依據(jù)，全面實(shí)現(xiàn)設(shè)備的多元化電子化管理，提高設(shè)備的使用壽命。