GWT節能管理網絡系統在大型公共建筑節能管理中的應用

程 寬

（ 黑龍江省節能技術服務中心哈爾濱 150001）

能源浪費可以歸納為兩個主要因素:一是硬件設施因素，如采暖和空調系統效率低、建筑外圍保溫性能差等;二是人為因素，如空調溫度過低或過高、開窗開空調、無人開空調等。雖然通過技術改造可解決硬件設施的能效問題，但不能解決用能過程中的人為因素造成的浪費，加強節能運行管理才是一切節能工作的基礎。要做好節能運行管理，機構建設是關鍵，制度建設是基礎，技術監管平臺是保障。

“GWT節能管理網絡系統”可為各單位的節能管理工作建立先進的技術監管平臺，系統通過對空調系統、采暖系統、照明系統、室內電氣設備等進行管理與控制，為節能運行管理提供了可靠的技術保障和依據。

1 系統的研發

節約資源是我國的基本國策。國家實施節約與開發并舉、把節約放在首位的能源發展戰略。2008年國家連續頒布了《中華人民共和國節約能源法》《公共機構節能條例》《民用建筑節能條例》三部法規。隨后國家有關部門又頒布實施了《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統技術規范》《公共建筑室內溫度控制管理辦法》《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》等相關文件。“GWT節能管理網絡系統”正是在此政策環境下，依據國家相關法律法規及技術規范的要求而研發設計的，開創了節能運行管理的新理念。

2 系統的先進性

“GWT節能管理網絡系統”采用自主知識產權的無線傳感網技術研發而成，填補了國內在節能管理領域的空白并獲得國家專利。具有國內領先、國際先進的技術水平。

文中系統主要由管理中心、無線傳輸網絡和功能模塊三大部件組成，管理中心包括管理服務器和管理軟件;無線傳輸網絡包括匯接器、室內主機、轉發器等;功能模塊包括能耗監測、空調管理與控制、暖氣管理與控制、照明管理與控制及電器管理與控制等。系統組成見下圖:系統具有以下特點和優勢:

圖1 系統功能結構圖

(1)系統采用無線組網方式，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，擴展性強，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、冷暖設備管理與控制和節能運行管理的功能等;

(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。

3 系統典型應用

3.1 能耗監測

圖2 能耗監測

文中功能模塊通過采集器分別讀取水、電、氣、熱表實時數據，以無線方式發送到管理服務器，再經過互聯網上傳到節能中心能耗監測平臺，完成能耗數據采集工作。實現重點建筑能耗的在線監測和動態分析功能。

在能耗監測基礎上，對建筑物重點部位或建筑物各樓層代表性點位，增加溫、濕度監測單元，實現對大樓總體溫度的監測，實時掌握大樓空調運行情況，從而對運行方式進行合理調節，營造既節能又舒適的辦公環境。

3.2 空調節能運行管理與控制

3.2.1 分體空調

圖3 分體空調節能運行管理與控制

(1)節能運行管理

室內主機實時監測室內溫濕度，并通過無線傳感網(GWSN)將溫濕度信息傳遞回管理服務器，便于管理者實時掌握室內各個區域的溫度變化，配合管理制度，加強節能管理。

(2)控制

(a)根據管理服務器對時間、溫度和區域的設定，通過GWSN將控制命令傳遞到室內主機，室內主機通過紅外控制單體空調的開關，或者室內主機對嵌入式電控器發出開關命令，控制單體空調電源的通斷;

(b)室內主機實時監測窗磁狀態，當開窗時主機發出紅外信號，或者發出電控器控制命令，停止空調的使用;

(c)系統可以根據時間和區域設置，發出控制命令，通過GWSN網絡控制嵌入式電控器的通斷，控制室內其它電器設備的使用;

(d)系統還可以接入室內空氣質量傳感器，實時監測室內空氣質量，提高室內環境的舒適度。

2.中央空調

(1)節能運行管理

用嵌入式主機替代空調溫控器，實時監測室內溫濕度和窗磁狀態，并將數據通過GWSN網口傳遞回管理服務器，管理者可以根據采集的數據調整制冷、水泵和新風系統參數，配合管理制度，加強節能管理。

(2)控制

(a)管理服務器根據設置的時間、溫度、區域要求，發出末端控制命令，命令通過GWSN網絡傳遞到室內主機，室內主機控制末端風機盤管的使用，當手動控制信號與系統控制信號發生沖突時，服從系統控制命令;

(b)室內主機實時監測室內窗磁的狀態，當開窗時室內主機發出控制信號，停止風機盤管工作，手動控制信號服從系統控制信號;

(c)系統可以根據時間和區域設置，發出控制命令，通過GWSN網絡控制嵌入式電控器的通斷，控制室內其它電器設備的使用;

(d)系統還可以接入室內空氣質量傳感器，實時監測室內空氣質量，提高室內環境的舒適度。

3.3 暖氣節能運行管理

3.3.1 工作時間段管理

管理服務器根據各個區域的實時溫度，向各個樓層的閥控制器發出控制命令，閥控制器向樓層比例積分調節閥發出控制信號，通過調整閥門開啟角度，調節樓層供熱量，提高建筑物的供暖均衡性，保證室內環境的舒適度;

3.3.2 非工作時間段管理

在保證室內各個區域室內溫度5－10°的情況下，通過遠程調整比例積分調節閥的開啟角度，將樓層供熱量調整到最小值，實現節能目的。

4 系統推廣應用及發展

“GWT節能管理網絡系統”自2008年推向市場以來，在能耗監測、空調節能運行管理與控制、暖氣節能運行管理等方面得到很好的應用，并在多個省市得到廣泛的推廣及應用。隨著節能工作的進一步深入開展，該系統的應用在節能降耗的工作中將會發揮它更大的作用，前景十分廣闊。

全球氣候變暖和能源緊缺已成為世界性問題，因此，全世界各個國家對碳排放量都有嚴格的要求和規定，提倡低碳、節能，為此，我國政府也向世界承諾，降低碳排放，提倡清潔能源的使用。

我國各級政府機關也出臺了許多節能降耗政策和措施，同時，為起好帶頭作用，將辦公室能耗指標納入了各級行政機關的目標考核中，由于國家及各級政府的高度重視，我國的節能減排工作會有一個質的飛躍，有關的節能產品有一個很大的發展空間。