智能樓宇節能監管系統技術解決方案.pdf
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1、 智能樓宇節能監管系統 技術解決方案 智能樓宇節能監管系統 技術解決方案 一、集中采暖節能管理解決方案一、集中采暖節能管理解決方案 二、中央空調節能運行管理解決方案二、中央空調節能運行管理解決方案 三、建筑能耗監測系統解決方案三、建筑能耗監測系統解決方案 四、室內舒適環境節能管理無線解決方案四、室內舒適環境節能管理無線解決方案 聯系地址:重慶市高新區渝州路 108-12 號 2-3#郵編:400041 電 話:13908311355 網 址:http:/ Email: 聯系地址:重慶市高新區渝州路 108-12 號 2-3#郵編:400041 電 話:13908311355 網 址:http:2、/ Email: 2011 年 7 月 2011 年 7 月 重重重重重重 慶慶慶慶慶慶 市市市市市市 奧奧奧奧奧奧 林林林林林林 電電電電電電 子子子子子子 技技技技技技 術術術術術術 公公公公公公 司司司司司司 第 2 頁 共 12 頁 一、集中采暖節能管理解決方案一、集中采暖節能管理解決方案 1、集中管理方式、集中管理方式 按照樓層的熱區分布安裝室內主機用于監測樓層內部的實時溫度(主要為控制供熱量提供依據)。再在每層樓的供暖管前端安裝電動調節閥,系統根據采集到的實時溫度自動調節電動閥,使樓層溫度處于規定范圍內。在整棟樓的供暖管前端安裝電動調節閥,在非工作時段內自動降低大樓供暖,使大樓內溫3、度保持在一個相對較低的溫度范圍內,從而實現最大限度節約熱能。設備名稱 數量 備注 室內主機 一般 200-300 平方米一個 電動調節閥 大樓總供熱管前端/樓層前端 抄表器 配合使用,數量依實際情況 熱能表 根據實際情況安裝 系統特點:戶內無設備安裝,工程量較低;不改變原有工作、生活方式;各個樓層溫度可控、相對均衡,人體感受自然;夜間或非工作時段減小供暖量,可實現最大限度節能;熱能表計量,可分析能耗趨勢,為節能改造提供依據。重重重重重重 慶慶慶慶慶慶 市市市市市市 奧奧奧奧奧奧 林林林林林林 電電電電電電 子子子子子子 技技技技技技 術術術術術術 公公公公公公 司司司司司司 第 3 頁 共 14、2 頁 適用范圍:適合在集中辦公場所、分時段營業場所使用,如:各類辦公大樓、商場等。2、分戶管理方式、分戶管理方式 在每個房間安裝室內主機、控制器、電動閥,通過控制器器控制電動閥的開關。為了室內溫度不過低、供暖管道不上凍,可在電動閥的位置安裝一個較小的旁路支管提供保持溫度。設備名稱 數量 備注 室內主機 每個房間一個 電動閥 每個房間一個,一般采用 4 分管 控制器 每個房間一個 抄表器 配合使用,數量依實際情況 熱能表 系統特點:1、節能管理靈活,適合各種場所;2、耗能情況清晰明了。適用范圍:適合在各類分散管理場所使用,如:居民小區等。重重重重重重 慶慶慶慶慶慶 市市市市市市 奧奧奧奧奧奧 5、林林林林林林 電電電電電電 子子子子子子 技技技技技技 術術術術術術 公公公公公公 司司司司司司 第 4 頁 共 12 頁 二、中央空調節能運行管理解決方案二、中央空調節能運行管理解決方案 1、環境特點、環境特點 1、溫度偏差較大,過冷或過熱現象嚴重;2、樓層間溫度不均衡,導致空調利用效率較低;3、對于人員流量變化較大場所空調系統無法及時進行調節;4、對人員密度較大、空氣流動較差的環境(商場、超市),無法監測 CO2濃度變化,導致長期在此工作的人員感覺胸悶、氣短、頭暈等現象,嚴重的甚至導致人員昏迷。2、解決方案、解決方案 按照樓層的溫區分布安裝室內主機用于監測樓層內部的實時溫度。再在每層樓的空6、調循環水管前端安裝電動調節閥,系統根據采集到的實時溫度自動調節電動閥,使樓層溫度處于規定范圍內。按照要求采集各層 CO2濃度傳輸到管理系統上進行統計,當出現 CO2濃度超標時系統向用戶發出告警。同時可將采集到的溫度、CO2濃度、用電量等數據經過處理后公示到 LED 等電子大屏上顯示,以提高公眾節能環保意識。重重重重重重 慶慶慶慶慶慶 市市市市市市 奧奧奧奧奧奧 林林林林林林 電電電電電電 子子子子子子 技技技技技技 術術術術術術 公公公公公公 司司司司司司 第 5 頁 共 12 頁 系統特點:系統特點:1、戶內無設備安裝,工程量小、施工周期短(一般工期一周);2、不改變用戶原有工作、生活方式;7、3、各個樓層溫度可控、均衡,人體感受自然;4、可將各樓層溫度、大樓單位能耗、人員單位能耗等相關數據按照排序方式在電子大屏上公示,提高人員節能意識。5、通過能耗統計分析,可為今后節能改造提供技術依據。設備名稱設備名稱 備注備注 溫度主機 安裝每層樓面積定數量一般 200-400 平方米一個 CO2主機 選裝,安裝條件同上 電動調節閥 選裝,大樓總供熱管前端/樓層前端 閥控制器 與電動調節閥配套使用 抄表器 配合使用,數量依實際情況 智能表 根據實際情況安裝 重重重重重重 慶慶慶慶慶慶 市市市市市市 奧奧奧奧奧奧 林林林林林林 電電電電電電 子子子子子子 技技技技技技 術術術術術術 公公公公公公 8、司司司司司司 第 6 頁 共 12 頁 三、建筑能耗監測系統解決方案三、建筑能耗監測系統解決方案 系統采用無線傳感網技術,可以深入到建筑物內各區域,實現對能耗使用的全參數、全過程的管理和控制功能,是能耗監測、溫度集中控制和節能運行管理的綜合解決方案。1、參考文獻1、參考文獻 分項能耗數據采集技術導則 樓宇分項計量設計安裝技術導則 數據中心建設與維護技術導則 公共建筑室內溫度控制管理辦法建科2008115 號 民用建筑節能條例國務院令第 530 號 公共機構節能條例國務院令第 531 號 國務院辦公廳關于嚴格執行公共建筑空調溫度控制標準的通知200742 號 國務院關于印發節能減排綜合性工作方案9、的通知(國發200715 號)2、系統介紹2、系統介紹 一種全新的無線網絡通訊技術,也是物聯網的主要技術之一。它由末端節點設備、路由設備和網關設備組成,末端節點設備負責信息采集和自動控制,路由設備負責組網和通訊,網關設備負責與管理中心或外網連接。無線傳感網具有自組網、自路由、自恢復的功能和低功耗、低帶寬、低成本的特點,能夠實現多業務平臺的雙向數據傳輸,非常適合于自動控制和遠程監控領域。系統示意圖系統示意圖 1(用于既有建筑或老建筑)(用于既有建筑或老建筑)重重重重重重 慶慶慶慶慶慶 市市市市市市 奧奧奧奧奧奧 林林林林林林 電電電電電電 子子子子子子 技技技技技技 術術術術術術 公公公公公公 10、司司司司司司 第 7 頁 共 12 頁 系統示意圖系統示意圖 2(用于北方集中采暖和中央空調)(用于北方集中采暖和中央空調)3、系統功能3、系統功能(1)實時采集智能電表、水表和氣表數據,并傳輸到管理中心,管理中心對能耗數據進行統計、分析并上傳到上級能耗監測中心;(2)實現了對室內溫度的實時監測和網絡化管理,為精確控制中央空調的開關機時間及溫度提供可靠依據;(3)實時監測門窗狀態,嚴禁開門、開窗的狀態下使用空調或供暖設備;(4)有助于改善中央空調或北方供暖系統各區域溫度的均衡性,提高運行效率,降低運行成本;(5)通過對建筑物能耗系統的全參數、全過程集中管理和控制,實現公共建筑的節能運行管理功能11、。4、系統組網方式4、系統組網方式 局域網:局域網:系統在建筑物內采用無線傳感網方式組成局域網進行工作,所有采集到的監測數據均通過無線進行傳輸;廣域網:廣域網:各個建筑物內的局域網通過 internet 連接到上級管理中心,實現大區域(集團)的統一管理,可遠程監測和顯示各個建筑物的用能信息。重重重重重重 慶慶慶慶慶慶 市市市市市市 奧奧奧奧奧奧 林林林林林林 電電電電電電 子子子子子子 技技技技技技 術術術術術術 公公公公公公 司司司司司司 第 8 頁 共 12 頁 5、系統特點5、系統特點(1)系統采用無線自組網方式,不對房間、區域原有線路進行改動和額外布線,也不對現有耗能設備作任何改造,工12、程安裝和維修簡單方便;(2)系統采用模塊化結構,構架簡單,擴展功能強,可方便地滿足用戶未來需求;(3)系統功能完善,具有能耗監測、空調溫度集中控制和節能運行管理的功能;(4)配置靈活,用戶可以自由選擇適合自己需求的功能和組件,若將來需求發生變化,可方便地進行功能及組件的擴充或修改。6、節能系統與其它能耗監測系統比較 6、節能系統與其它能耗監測系統比較 對比參數對比參數 傳統有線網絡傳統有線網絡 傳統無線網絡傳統無線網絡 無線傳感網無線傳感網 傳輸特點傳輸特點 星形連接 星形連接 網狀網、自路由、自恢復 建筑內通訊距離建筑內通訊距離 以太網 100m,485 通訊 1000m 室內 40m-7013、m,不支持多跳 每跳 40m,最多 100跳傳輸 建設周期建設周期 長 較長 短 可擴展性及可擴展性及 組網靈活性組網靈活性 差。需另行施工布線 一般。新增加監測點位時需要考慮無線通訊能力 好。增加點位只需增加相應的采集器或傳感設備 監測點數量監測點數量 單網內最大 256 點 單網內最大 256 點 單網內最大 6 萬 4 千點 監測參數監測參數 能耗數據 能耗數據 能耗數據及用能全過程管理 系統投資成本系統投資成本 較高 高 低 系統通訊可靠性系統通訊可靠性 高 一般 高 系統能耗系統能耗 高 高 低 適應性適應性 新建筑預布線、老建筑需改造 可室內小范圍使用 所有建筑適合 重重重重重重 14、慶慶慶慶慶慶 市市市市市市 奧奧奧奧奧奧 林林林林林林 電電電電電電 子子子子子子 技技技技技技 術術術術術術 公公公公公公 司司司司司司 第 9 頁 共 12 頁 四、室內舒適環境節能管理無線解決方案四、室內舒適環境節能管理無線解決方案 1、系統簡介、系統簡介 節能管理系統采用格網無線傳感網技術,可以方便的深入到建筑物內的各個區域,實現對能耗系統的全參數(能耗、溫度、門窗磁等)在線監測;系統專用軟件對各種監測數據進行統計和分析,并生成各類違規報表和報警;系統還可以根據各監測點的異常情況對能耗設備進行自動控制。節能系統是大型公共建筑能耗監測、節能運行管理和自動控制的綜合解決方案。系統拓撲結構系15、統拓撲結構 系統組成原理系統組成原理 管理中心 MC 現場監控設備 數據 匯接設備 重重重重重重 慶慶慶慶慶慶 市市市市市市 奧奧奧奧奧奧 林林林林林林 電電電電電電 子子子子子子 技技技技技技 術術術術術術 公公公公公公 司司司司司司 第 10 頁 共 12 頁 2、系統技術參數:、系統技術參數:射頻工作頻率:315M、433M、800M、915M 頻段。信道可選。射頻功率:30dBm 10dBm。射頻調制:FSK(低速);MSK(高速);雙向通信。射頻通道速率:1.2K250Kbps。跳數:100 跳;每跳轉發延時:2ms 250ms,隨機。系統容量:253 個主節點,6.5 萬個副節點。16、短數據:150 字節。串口速率:115.2Kbps。供電:30mA(工作),1uA(省電時),DC3V。網關支持:TCP/IP;RS232。8 數字 I/O;8 模擬 I/O。3、系統組成設備介紹 管理中心(MC)3、系統組成設備介紹 管理中心(MC):安裝了專用監控管理軟件的電腦組成,完成系統的初始設置,分析、處理并顯示傳上來的數據,向系統內各單元部件發出控制指令。中心匯接器(CAU)中心匯接器(CAU):中心匯接器是有/無線轉接設備,匯接各室內主機或轉發器傳來的數據到管理中心電腦,分發管理中心的控制數據到各單元部件,通過無線通道與室內主機或轉發器通信。通過有線方式(RS232 或以太網接口17、)與管理中心電腦通信。普通匯接器 帶顯示的匯接器普通匯接器 帶顯示的匯接器 重重重重重重 慶慶慶慶慶慶 市市市市市市 奧奧奧奧奧奧 林林林林林林 電電電電電電 子子子子子子 技技技技技技 術術術術術術 公公公公公公 司司司司司司 第 11 頁 共 12 頁 室內主機(RMU):室內主機(RMU):接收室內各種傳感器的信息,通過與相鄰室內主機或轉發器的雙向無線通信,向管理中心發送采集到的原始數據,并接受指令。內含溫度傳感器,帶有液晶顯示屏,可直觀顯示包括信號強度、室內溫度、門窗和電控器的開關狀態,以及年月日時間等參數。具有空調紅外遙控功能,亦可用無線指令控制電控開關,既可以放置于桌面,也可以掛于18、墻上。轉發器(RTU)轉發器(RTU):作為無線通信接力和覆蓋的補充,用于室內主機之間傳輸距離大于 40 米的情況。電控開關(SCU):電控開關(SCU):接受室內主機或管理中心傳來的控制指令,執行電源的開或關。門窗磁傳感器(SU):門窗磁傳感器(SU):采集門窗開閉情況數據,通過無線方式上傳給室內主機,再經無線中繼方式上傳數據到管理中心。電表采集器(WMU):電表采集器(WMU):與智能電表相連,用無線方式將智能電表采集的用電數據傳到管理中心。紅外探測器(SU):紅外探測器(SU):采集室內人員活動數據,通過無線方式上傳給室內主機,再經無線中繼方式上傳數據到管理中心。4、工作原理 4、工作原19、理 系統室內主機(RMU)、轉發器(RTU)和中心匯接器(CAU)之間的通信是基于 GWT無線自組網技術,具有“自組網、自路由、自恢復”的功能。系統能夠自動調整最佳通信路徑,實現最好的雙向數據通信。每一個室內主機又與室內的門窗磁、電控開關、紅外探測等單元設備組成一個星形無線網絡。室內主機(RMU)既是一個控制器,也集成有溫度傳感器,同時還具有無線雙向數據接力轉發的功能。通過 RMU 的轉發,數據可以在監控管理中心(MC)、RMU 和室內的傳感、電控開關之間順暢傳送。通過室內主機和轉發器的接力傳輸,系統可以完成多達上百跳的雙向數據接力轉發,使系統具有很強的覆蓋能力。重重重重重重 慶慶慶慶慶慶 市20、市市市市市 奧奧奧奧奧奧 林林林林林林 電電電電電電 子子子子子子 技技技技技技 術術術術術術 公公公公公公 司司司司司司 第 12 頁 共 12 頁 室內主機(RMU)上電后,通過無線網絡會自動尋找最佳路徑與中心匯接器(CAU)取得通信聯系,并進入正常工作狀態。進入工作狀態的 RMU 隨時檢測包括自身傳感器在內的所屬檢測單元發來的信息,并進行邏輯判別,只有所有信息滿足預先設定的條件,RMU 才會向空調或電器發出供電指令。只要有傳感單元發來信息判明預先設定的條件發生變化,房間內的空調或電器不滿足規定的工作環境條件,RMU 在延時一個指定的時間(管理中心可以指配)后,用無線通信方式向串接于空調或21、電器與電源之間的電控開關(SCU)發出斷電指令,并向空調發出紅外遙控關機指令。此后即使開空調的條件都滿足,RMU 也只能在三分鐘后發出空調供電指令。管理中心(MC)的軟件平臺承擔系統的參數設置、數據處理、數據存儲、結果顯示、異常事件報警、統計查詢、報表打印等管理功能。管理人員能夠即時掌握各個房間的環境條件,也可以通過無線網絡向室內主機(RMU)和電控開關(SCU)等設備發送配置和控制命令,直至開關受控電源。圖二是管理中心軟件的界面截圖。5、系統特點 5、系統特點 1、系統內所有設備的傳輸全為無線方式,不對房間原有線路進行改動和額外布線,也不對現有空調等電器作任何改造,工程安裝和售后維護非常簡單。2、系統不僅可用于各類電器設備使用狀態的監控,還適用于北方供暖區域溫度等環境條件的網絡監測。3、系統不僅可實現對整棟樓宇或單位的用電管理,還可接入互聯網,實現多個管理中心(MC)的聯網,可以組成更大區域甚至整個城市的節能管理監控系統。4、耗能很低;系統構架簡單,性價比高,平均節能效果超過 20%。5、系統具有良好的擴展性能,可以很容易將應用擴展到安防報警領域,將節能和安防報警整合在一個系統平臺下統一管理。