蘇州高新區科技大廈中的能量計量系統

摘要：本文針對具體工程，對大樓的水、電、氣（汽）、空調使用情況進行管理，分析和考核，提高整體管理水平，降低運行成本，以達到大樓系統的綠色、節能。

關鍵詞：能量計量;綠色;節能

1.系統概述

本大廈是以辦公主樓為主，集科技會堂、會議中心、餐飲中心、地下車庫等于一體的現代建筑，總建筑面積為111750m2，其中地上面積約為74006m2，地下室面積約為37744m2，其中辦公主樓地上24層，地下2層，總高99.9米。本工程能量計量系統工作站位于主樓二樓BAS控制中心，由專業承包商提供標準通訊接口OPC接入樓宇自控系統進行監視，在主樓、會議中心、科技會堂、餐飲等方面對水表、空調供應等方面進行計量，通過計量結合樓宇自控系統節能措施，以達到大樓系統的綠色、節能。

2.技術要求

2.1系統說明

能源管理系統由：能耗數據采集層、數據傳輸層和能源管理層三部分組成。

1）.能耗數據采集層由能量表、網絡直讀水表等構成;對系統中的耗能設備的能耗數據實時進行采集、統一結算并存儲。

⑴ 能量表由空調能量積算儀、流量計、溫度傳感器組成，能量表安裝在系統的供水管上，并將溫度傳感器分別裝在供、回水管路上;空調計費儀采集空調水管中的瞬時流量及進回水管溫差，通過計費以結算出該計量點的實際消耗量;

⑵ 網絡直讀水表，網絡直讀水表均獨立工作，主要采集生活水等一次能源計量數據，并結算、存儲。網絡直讀水表通過RS485通訊總線連接到樓層管理器。

2）.數據傳輸層：傳輸層即現場數據實時傳輸網絡層，主要設備有管理器等;

⑴ 傳輸層采用RS485總線制通訊方式，所有能耗數據由能量表、網絡直讀水表等設備采集、結算、存儲，管理電腦通過管理軟件的巡檢功能將能耗數據經485通訊總線讀入數據庫，所有計量、計費設備均掛在總線上;

⑵ 通訊距離最長為1.2km，如通訊距離過長有信號衰減則需加配中繼器。

3）.能源管理層：即能源綜合管理層;

⑴ 能源管理層是以“能源系統管理軟件”為基礎平臺，系統按自動或自定義設定時間對各能耗計量設備的能耗數據進行巡檢采集;

⑵ 系統以使用功能或區域劃分，對各擊量點的能耗集中統計，制作出相應能耗賬單;

⑶ 系統自動分析能耗情況，做環比、對比、曲線圖型統計分析（此軟件功能為可選，標準版軟件不含此功能）;

⑷ 能源管理部門可以依據動態的耗能情況，合理地調配各系統機組的功率及能源供給量，節省系統的綜合能耗，有效地延長機組的使用壽命;

⑸ 由于能源管理系統對所屬設備是實時在線監控，所以對某個點的能耗使用異常情況可以在能源管理中心的管理主機上做預警提示，所以設備維修部門可以根據系統提示的提示，及時做出響應。

2.2點位設置及原則

本工程的能源管理系統，對具體計量區域及計量設備配置如下：

1）.中央空調系統能耗計量部分

⑴ 對主樓冷水總管大樓中央空調主機制熱和制冷總管、主樓新風機組（冷、熱公用管路系統）總管、主樓空調制熱、和制冷總管分別作總能耗計量，在總管上各配置一套“能量表”;

⑵ 對餐飲中心、科技會堂、（冷、熱公用管路系統）;分別作區域能耗計量，在總管上各配置一套“能量表”;

⑶ 對主樓地下1層、地面1層到24層中，各層中的制冷、制熱樓層支管，分別作樓層總能耗計量，在各層中的冷、熱供路上分別安裝一套“能量表”。

2）.供水系統計量部分

供水系統中各用水點的消耗量計量設備，主要是配置“網絡直讀水表”。采集、記錄實際消耗水量所對應的流量信號。

2.3系統主要特點和功能

系統內設可變組態管理模式，當終端用戶或用戶群發生變化時，在不改變硬件設備的前提下，可通過軟件重組，可以改變原有用戶的計量收費方式。

豐富的、友好的操作界面：有多種方式隨時查詢、顯示各類用戶的能耗使用情況（歷史、當前及變化趨勢），對用戶能耗使用提出建議。

能源、設備優化配置：本系統可根據能耗使用情況，及時調配能源供應、相關設備的投運（如投運設備的臺數、容量大小等），使設備運行在最經濟工況狀態，達到節能和延長設備使用壽命的效果。

系統故障分析：通過對比相關節點的能耗值，可以輔助判斷系統設備故障、有無堵塞、跑冒滴漏現象，防患于未然，提高系統的運行安全和管理水平。

對所有計量點的當前工作狀態能自動進行實時控制和管理：

當用戶使用出現異常情況時及時報警，避免不必要的損失和麻煩;

當計量收費用戶欠費時，可以手動或自動切斷空調控制閥。

采用了可靠性設計：輸入信號、輸出信號全部采用光電隔離，數據掉電保護、冗錯處理，程序自恢復等。

3.設備配置

序號

設備名稱

型號規格

技術參數

參考品牌

參考品牌產地

單位

數量

備注

一、系統設備部分

1

計量管理系統

AKE-V7.0+J02

動態監測/分區計量/組態計量/分時計量/切斷管理/異動預警/有效計量/多方式計量/自定義報表

艾科

中國

套

1

安裝于能量計量系統工作站

2

通訊管理器（空調計量）

G04P-H4

信號：4路脈沖信號輸入/通信方式：EIA RS-485總線/電源：AC220V/電源供給輸出：DC12V 20MA/防護等級：IP54/功耗：≤6W/工作環境：-20℃～+55℃/萬年歷時鐘

艾科

中國

臺

4

3

通訊管理器（自來水表）

G04P-H4-W

信號：4路脈沖信號輸入/通信方式：EIA RS-485總線/電源：AC220V/電源供給輸出：DC12V 20MA/防護等級：IP54/功耗：≤6W/工作環境：-20℃～+55℃/萬年歷時鐘

艾科

中國

臺

5

二、前端表具部分（自來水表部分）

1

網絡直讀水表

DN50

最小流量～分界流量（低區）：±5%/分界流量～最大流量（高區）：±3%//光電轉換輸出：增幅DC8-12V/介質溫度：常溫/介質流量范圍：0.025-5.0m3/s/流量表誤差：符合國標JB/T8802-1998

鼎新

中國

臺

29

2

網絡直讀水表

DN80

同上

鼎新

中國

臺

5

3

網絡直讀水表

DN100

同上

鼎新

中國

臺

3

三、前端表具部分（能量計量配套表具部分）

1

電磁能量表

DN80

電磁流量計，PT1000溫度傳感器，最小流量～分界流量（低區）：±5%/分界流量～最大流量（高區）：±3%//脈沖輸出：增幅DC8-12V/介質溫度：常溫/介質流量范圍：0.025-5.0m3/s/流量表誤差：符合國標JB/T8802-1998

艾科

中國

臺

3

2

電磁能量表

DN100

同上

艾科

中國

臺

21

3

電磁能量表

DN150

同上

艾科

中國

臺

2

4

電磁能量表

DN200

同上

艾科

中國

臺

3

5

電磁能量表

DN350

同上

艾科

中國

臺

3

6

電磁能量表

DN400

同上

艾科

中國

臺

21

7

電磁能量表

DN50

同上

艾科

中國

臺

2

8

電磁能量表

DN70（DN65）

同上

艾科

中國

臺

5

9

電磁能量表

DN80

同上

艾科

中國

臺

18

10

電磁能量表

DN100

同上

艾科

中國

臺

1

11

電磁能量表

DN250

同上

艾科

中國

臺

2

12

電磁能量表

DN300

同上

艾科

中國

臺

1

4.系統點表

序號

水表

水管口徑

樓層

數量

備注

1

主樓直飲總水表

DN80

主樓地下二層

1

2

主樓空調總水表

DN50

主樓地下二層

1

3

主樓樓層水表

DN50

主樓地下一層～二十五層

26

4

中水回用水表

DN80

主樓地下二層

1

5

中水補水水表

DN50

主樓地下二層

1

6

餐飲樓總水表

DN100

餐飲樓一層

1

7

餐飲樓冷卻水補水

DN80

餐飲樓三層

1

8

科技會堂總水表

DN125

科技會堂一層

1

9

科技會堂熱交換器進水表

DN100

科技會堂一層

1

10

鍋爐房鍋爐進水表

DN80

鍋爐房

1

11

鍋爐房熱交換器進水表（餐飲樓熱水表）

DN80

鍋爐房

1

12

會議中心進水表

DN70

會議中心一層

1

水表合計

37

能量表

水管口徑

樓層

數量

13

餐飲中心冷熱水總管

DN150

主樓地下二樓

1

14

科技會堂冷熱水總管

DN200

主樓地下二樓

1

15

主樓熱水總管

DN250

主樓地下二樓

1

16

主樓冷水總管

DN350

主樓地下二樓

1

17

熱水總管

DN300

主樓地下二樓

1

18

冷水總管

DN450

主樓地下二樓

1

19

主樓新風機組冷熱水總管

DN250

主樓地下二樓

1

20

主樓地下一樓冷水總管

DN80

主樓地下一樓

1

21

主樓地下一樓熱水總管

DN50

主樓地下一樓

1

22

主樓一樓冷水總管

DN100

主樓一樓

1

23

主樓一樓熱水總管

DN70

主樓一樓

1

24

主樓二樓冷水總管

DN150

主樓二樓

1

25

主樓二樓熱水總管

DN100

主樓二樓

1

26

主樓三樓冷水總管

DN80

主樓三樓

1

27

主樓三樓熱水總管

DN70

主樓三樓

1

28

主樓四-二十樓冷水總管

DN100

主樓四-二十樓

17

29

主樓四-二十樓熱水總管

DN80

主樓四-二十樓

17

30

主樓二十一樓冷水總管

DN100

主樓二十一樓

1

31

主樓二十一樓熱水總管

DN80

主樓二十一樓

1

32

主樓二十二樓冷水總管

DN80

主樓二十二樓

1

33

主樓二十二樓熱水總管

DN70

主樓二十二樓

1

34

主樓二十三樓冷水總管

DN100

主樓二十三樓

1

35

主樓二十三樓熱水總管

DN70

主樓二十三樓

1

36

主樓二十四樓冷水總管

DN100

主樓二十四樓

1

37

主樓二十四樓熱水總管

DN70

主樓二十四樓

1

本次設計的方案，集實時監測、數據準確、安全可靠、開放靈活、交互操作性強、產品易于維護為一體，指揮部和聘請的專家們都很認可，本工程已順利運行3年，實踐證明方案十分有效。

參考文獻：

[1]《JB/T8802-1998 JB/T 8802-1998 熱水水表》行業標準

標準類別：機械行業標準（JB）出版日期：1998年12月1日

起草單位：機械工業部上海工業自動化儀表研究所（參考）

出版社：機械工業出版社（參考）

作者簡介：

蔡林，男，設計工程有上海綠洲長中大廈、太倉萬達廣場南區、大豐豐華國際服務中心、蘇州桑田島A區融合通信產業園等。