校園多聯機空調的計費監控系統集成應用

李寅雷,李鴻亮,蔡強新

(浙江中易和節能技術有限公司,浙江 杭州 310053)

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校園多聯機空調的計費監控系統集成應用

李寅雷,李鴻亮,蔡強新

(浙江中易和節能技術有限公司,浙江 杭州 310053)

針對當前校園空調中高能耗、散分布、難管理等問題,重點介紹了一種針對多聯機空調的計費監控系統。該系統不僅兼容國內外主流空調的聯網,還能夠滿足大規模空調的組網群控,并通過節能控制、實時管理、計量收費等技術與途徑,以實現校園的節能減排目標。

校園；多聯機空調；計費監控

1　項目背景

校園集教學、科研和生活于一體,是構成社會的重要社區,也是資源能源消費的大戶。按照我國的能源單位分類標準,校園基本上都處于一類能源管理單位(即年能耗折耗電1 200萬kWh以上),使用能源費用支出較大,節能減排有相當的潛力可挖。

有關數據顯示,我國建筑相關能耗占到全社會能耗的1/3以上,而大量針對建筑全生命周期評價的研究表明,使用階段的能耗占建筑總能耗的70%以上。對某大學建筑在預計75年使用壽命的模擬研究表明,空調消耗將占到整個壽命周期一次能源消耗的54.4%。因此,降低使用階段空調的能耗是建設節約型校園的重要環節。

現有某一高校的分校區,由于分期建設的原因,3 300臺室內機的多聯機空調采用了14套格力集控系統和5套美的集控系統,且各系統在設計過程中并未考慮到用戶的實際使用情況,存在以下幾個問題：一是多品牌多系統使得整個校園的空調機組不能實現群控；二是部分系統無法實現遠程或控制命令執行緩慢；三是雖有計費功能,但仍須手動錄入,抄表工作繁瑣。因此,校方迫切希望對現有多聯機空調的控制系統進行升級改造。

2　系統設計

為了確保校園節能監管工作的具體落實,實現對全校空調建筑能耗進行實時監測,通過構建適用于大型校園多聯機空調的集中計費監控系統,以滿足對全校多聯機空調用電定額分配的指標化管理模式,使全校師生都自覺合理使用空調,杜絕沒有必要的能源浪費。

2.1系統組成

本系統基于B/S架構,分為管理模塊、監測模塊和通訊模塊三個部分。各部分預期實現方式與功能包括：第一部分是管理模塊,包括服務器、操作電腦等,管理人員通過此部分對空調進行遠程控制及分析,實現分戶計費；第二部分是監測模塊,即安裝室外機電表和室內機電表,并通過數據采集器進行電表遠程數據采集,實現空調用電量的實時采集；第三部分是通訊模塊,由于格力空調和美的空調為不同品牌,分別通過不同的設備和方式實現——格力空調采用通訊模塊+中繼器+轉換器實現數據傳遞,美的空調采用網關直接實現數據傳遞。

圖1　系統網絡拓撲圖

2.2計費原理

本系統是通過采集多聯機組的運行數據,將機組的用電量根據各個內機的運行狀態分配到各個內機。具體的計量收費原理：一是按照每臺室內機的實際使用情況將室外機的電量公平地進行分攤；二是根據用戶的室內機容量、室內空調負荷、室內機運行時間、設定溫度、室內環境溫度、室內機風檔、室內電子膨脹閥開度,綜合評估測算用戶實際使用和分攤的電量[1]；三是將用戶分配的電量分為三個部分,主要包括電加熱、風機的內機自身耗電、根據內機負荷率對外機運行電耗進行分攤的外機運行耗電、根據內機容量分攤的外機待機耗電。

圖2　多聯機空調的計費原理

3　功能應用

多聯機空調的計費監控系統以空調集中監測與控制為核心功能,并提供了包括策略、自定義等常用管理功能,具體功能如下：

3.1實時監測與控制功能

能夠實現建筑模式、樓層模式等兩種不同的視圖查看建筑內的房間,提供更方便、快捷地查看和控制房間的各個室內機的運行狀態和參數,并提供運行狀態等參數的歷史數據查詢。具體監測與控制參數有：開關狀態、運行模式、設定溫度、禁用面板、允許溫度、允許時間等。

3.2控制策略設定功能

可以按照用戶預先定義好的條件,自動控制相關空調的開/關、設定溫度等參數的功能,來達到節能的目的,最終實現分體式空調的智能化管理。該功能模塊主要包括兩個部分內容：一是策略管理，是指設置策略條件及符合策略條件情況時的控制動作,支持策略條件的分組等功能；二是策略組態，是指將預先創建好的策略與相關的空調進行關聯的操作。

3.3自定義管理功能

滿足用戶對空調控制策略后臺管理的要求,包括建筑管理、設備管理、權限管理等。其中建筑管理功能支持建筑內房間信息查看功能,具有建筑內空調系統信息查看與刪除以及建筑的搜索查詢；設備管理功能可按照多聯機空調系統模板信息,自動生成空調室內機與室外機參數，以及安裝位置等信息；權限管理功能指角色的系統模塊訪問權限配置、角色的可訪問建筑權限配置、訪問用戶信息及其角色信息的增刪改查、訪問用戶的角色管理等[2]。

4　節能管理

在校園多聯機空調的計費監控系統的基礎上,實現能耗監管和用能優化的同步推進,具體節能管理部門應針對性地采取適用的措施,才能帶來實實在在的節能量。

4.1設備實時管理

1)對管理范圍內的空調運行時間和耗電量進行實時統計管理,分析統計范圍內的用能需求,定期開展定量系統對比,尋找設備運行的規律,針對問題進行適當優化和設備修正。

2)加強用電負荷的管理,合理調整空調的工作狀態,合理分配與平衡負荷以使建筑用能處于最佳狀態。

3)對空調進行統一管理監控,杜絕“空調室內溫度設置過低”“下班后忘記關空調機”“長時間不使用空調不拔電源插座”等情況。

4.2定額收費管理

1)在保證建筑合理運行,室內人員環境舒適的前提下,嚴格執行國家和地方的相關節能標準。即定額收費管理需要建立在科學合理的節能技術的基礎之上。

2)定額收費的設定要基于各建筑的實際情況,以總體用能情況為基礎,兼顧不同建筑功能的差異性,避免產生脫離實際情況的定額收費。

3)通過科學合理的定額管理,達標的給予一定的獎勵,不達標的應及時督促整改,通過競爭比較來帶動各單位積極地樹立節能意識,提高用能效率,并達到促進節能的目的。

根據以往公共機構項目的實際經驗,通過設備實時管理和定額收費管理,多聯機空調的計費監控系統在校園應用的節能率可能在10%左右。

[1]黃曉艷,杜勇前.基于物聯網的分體空調集中控制系統[J].計算機測量與控制,2015(8):2709-2712．

[2]王佩.高校節能監管平臺建設現狀及未來的發展趨勢[J].價值工程,2013(36):102-103．

Integrated Application of the Charge Monitoring System for the Multi Connected Air Conditioner in Campus

LI Yinlei,LI Hongliang,CAI Qiangxin

2016-05-16

國家科技支撐計劃課題：暖通綜合節能技術(2012BAA13B01)

李寅雷 (1979—)，男，浙江金華人,工程師，從事建筑節能研究工作。

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