能耗監測系統在飯店節能管理的分析

金 磊 席時偉

1．杭州倍捷科技有限公司;2．杭州歌德大酒店

1 引言

眾所周知，浙江是經濟大省能源小省，隨著經濟的高速發展，能源價格也隨之上漲，酒店的能耗成本也水漲船高，給酒店經營方面帶來了不小的壓力。是否將能源有效使用，避免浪費，充分做到按需所用，是當前許多酒店面臨的首要問題。根據國家十三五規劃，節能減碳勢在必行。節能離不開計量，采取節能措施的同時還需從基本的計量抓起，通過能耗監測系統實現能源消費分戶、分類、分項計量，并對能源消耗狀況實時監測及數據分析，及時發現、糾正用能浪費現象，從而達到節能減碳與能耗監測的完美結合。

2 案例概況

杭州歌德大酒店（圖1）隸屬浙江中煙工業責任有限公司旗下的五星級酒店，寫字樓歸浙江中煙工業責任有限公司總部辦公。總建筑面積66266平米，酒店層數35層，建筑總高度158米，標準客房196間（套），酒店面積約54300平米，辦公面積約2300平米。地下三層，功能為停車場、動力設備、員工設施、酒店行政辦公室等。2015年能耗平均單價電費0．91元/kwh，天然氣價格3．5元/m3，天然氣制熱水單價32元/噸。

圖1 歌德大酒店建筑外形圖片

杭州歌德大酒店和辦公樓經過詳細勘察二級表+三級表共需安裝電能表163個，冷熱水表152個，蒸汽表10個，做到整個大樓所有區域末端設備用能數據采集的全覆蓋，并在軟件平臺上實施動態監測。

浙江地區飯店業主要用能有：水、電、蒸汽、天然氣、中央空調等。現有的計量系統多是自來水廠、天然氣公司或是電力局安裝的一級總表，而沒有向下細化。目前的飯店酒店企業安裝計量系統現狀也普遍存在弊端，能源管理問題主要體現在儀表選型不合理、數據采集靠人工、數據處理與信息發布不及時,具體如下：

(1)現場儀表：企業現有的計量儀表普遍存在計量誤差過大，原因是有的儀表選型過大，最小計量范圍和正常計量范圍遠遠超過實際使用范圍。有些儀表只能就地顯示不具備遠程傳送功能。

(2)采集方法：人工抄表，此方法只能采集到各類能源介質消耗的累計量，而對于許多瞬時的數據如電流、電壓、負荷率、功率等是無法采集的，不能掌握介質的瞬時狀態。而且，采集的信息斷續，無曲線分析，無實時能源數據，不利于工程部作出科學的判斷。

(3)數據分析方法：由人工進行統計，此法效率低，工作量大，所統計的數據只能提供各能源介質的日消耗量，對于某些特殊時刻和特殊設備的消耗量不能做到精確統計。

(4)信息發布方法：人工遞送報表，只能提供各能源介質的統計數據，各單位只能看到隔天、隔周的數據，無法了解實時數據，不能掌握介質的瞬時狀態。

3 系統設計

3.1 構建飯店業能耗監測系統的意義

能耗監測系統簡單的說就是把飯店的水、電、氣（汽）等能源消耗和空調使用過程中的數據進行監測、記錄和分析。實時監控飯店各種能源的詳細使用情況，為節能降耗提供直觀科學的依據，為飯店查找能耗弱點，促進企業管理水平的進一步提高及運營成本的進一步降低，使能源使用合理，減少浪費，達到節能減排，節能降耗，再創效益的目的。通過數據分析，可以幫助飯店對各個部門、不同區域以及主要耗能設備進行實時考核，杜絕浪費，并可以幫助飯店進一步優化用能管理水平，以降低單位能耗成本，提高飯店綜合競爭力。

3.2 設計指導思想

設計時在遵循“經濟、適用、周密、可靠”的原則的基礎上，盡量選用先進、穩定可靠的技術。為了使用和維修方便，所有設備選用通用標準的產品，即遵循先進性、開放性、經濟型、可靠性和可拓展性的原則。

3.3 能耗監測系統架構圖

能耗監測系統架構圖見圖2

圖2 能耗監測系統架構圖

系統通訊采用RS485標準工業總線，設計采用3層結構：

◆上層：中央管理層，主要由電腦、計費儀和系統管理軟件構成。

◆中央層：系統擴展層，主要由各種通訊管理器構成。

◆底層：數據采集層，主要由各種采集器和各類計量儀表組成。

3.4 自動采集方式

自動采集的數據包括建筑分項能耗數據和分類能耗數據。由自動計量裝置實時采集，通過自動傳輸方式實時傳輸至數據中轉站或數據中心。

數據采集子系統由監測建筑中的各計量裝置、數據采集器和數據采集軟件系統組成。

數據中轉站接收并緩存其管理區域內監測建筑的能耗數據，并上傳到數據中心。數據中轉站可不具備處理分析數據和永久性存儲數據的功能。

3.5 能耗數據采集頻率

（1）分項能耗數據的采集頻率為每15分鐘1次到30分鐘1次之間，數據采集頻率可根據具體需要靈活設置。

（2）數據中轉站能耗數據的上傳

數據中轉站向數據中心上傳數據的頻率為每6小時1次，上傳數據為本數據中轉站管理區域內各監測建筑原始能耗數據的匯總。

（3）系統數據統計分析依據

能耗檢測系統把能耗數據進行采集、匯總、分析以發現節能空間、有效用能、防止跑冒滴漏。通過節能改造降低建筑能耗，從而實現低碳節能、綠色環保的目的。另外參照《賓館飯店能耗限定標準》對單位的能源消耗是否達標進行考核。歌德大酒店本著“節能減排，計量先行”的理念將水電三級表全覆蓋，對各部門都實現獨立考核，各部門的用能情況參見（能耗數據分析表）

3.6 軟件平臺效果圖

圖3 軟件平臺效果圖(1)

圖3 軟件平臺效果圖(2)

3.7 能耗監測軟件功能

表1 能耗監測軟件功能

4 數據分析

本項目以杭州歌德大酒店2015年與2016年的電耗數據按照類別進行分類和對比分析為例，酒店+辦公樓總建筑面積按照66266㎡計算。

剖析：從序號1～5類別的用能數據分析看1、2、3、5的電耗呈下降趨勢，具體采取的措施1）照明全部換成了LED燈；2）冷凍機房采用變頻設備；3）員工對節能意識的提高；4）部分動力設備的關轉停。只有餐廳廚房的電耗呈上升趨勢需要進一步研究原因，找出癥結所在加以改進。

通過以上實際數據解惑了用戶以下的疑慮：1）能耗監測與節能減碳的關系2）能耗監測與降低用能成本的關系3）能耗監測與效益的關系：能耗監測能夠帶來例如太陽能、空氣源、變頻裝置、余熱回收等等的直接效益。

我們在項目實施中發現，業主單位在節能方面存在一種習慣思維，即：投入的資金最好能夠及時見成效，投資回報期最好在1～2年內收回投資。對產生效益的產品項目，這些投入產出比的考慮無可厚非，但從管理上如何優化，減少無為的能耗浪費并發現、杜絕跑冒滴漏問題往往被忽視。因此，從管理上入手，用數據分析和優化管理節能是一個長期的效益，而實時計量對管理上起到有效的抓手，比如，廚房排油煙風機存在開過夜的現象、多功能廳空調風柜忘關、室外給水管漏水等，從我們完成的項目中均起到很好的作用，系統給管理帶來了收益。對建立計量系統的單位設定了用能考核制度，對企業和社會在節能減排上起到了很大的貢獻。隨著社會的進步，碳指標的推廣落地，能耗計量系統將會被廣泛接受和運用。

5 項目實施心得

我們所實施的大多數項目屬于酒店和辦公樓改造項目，業主都在營業使用，因此施工時間表必須在不影響業主營業的前提下開展工作，施工難度較大。以下是項目實施經驗分享:

(1)施工方與甲方工程部共同制定施工時間表，在不影響其正常營業的前提下進行施工。

(2)為保證儀表的計量精度必須按照施工規范進行安裝，例如：水表安裝位置必須保證前后直管段的距離和水平安裝，水表的選型要根據最小流量值及量程比等數據綜合考慮進行選型。因酒店用水的特性，高峰期與低谷期的用水量差異很大，若按照管徑的大小進行選型，這樣會導致低谷期小流量時無法精確計量的情況發生，使之累積計量的誤差較大，導致對計量系統的可信度產生疑慮。我們采用了母子表的產品予以解決，其原理是高峰期大流量時走母表，后半夜等小用水量時段走子表。這樣的表計一般會用在二級計量出水總管上。此外，對熱水系統的計量，因為熱水系統用量是供水量減去回水量取得，在實際運用中發現在三級計量中取值不準的問題，我們經多方排查后采用各支管回路加裝單向閥的方式，取得了比較好的結果。

表2 2015年～2016年能耗數據

(3)信號線鋪設時在表計接線端設置金屬軟管，以方便鏈接維護，可以杜絕信號線被老鼠咬斷或不確定因素的損壞。

(4)熱能表和蒸氣表在選型時要掌握流量最小值和最大值的數據，然后計算出量程比來進行型號規格的確定，只有選型正確了，累計流量和熱量才會精準，避免誤差太大。

圖5 電能表現場安裝

圖6 水表現場安裝示意

6 不足之處

本工程在儀表選型時按預估參數進行選型，導致小流量工況無法計量，使累計流量與實際流量產生較大偏差，無法真實反應用水量。基于這個現狀我們對誤差偏大點位的表計更換成高靈敏度的水表，使這一問題得以解決。另外一種經常出現的故障是戶外窨井水表，由于潮濕和水淹導致故障。在改用防護等級IP68的流量計后，在窨井水淹的情況下也能夠正常運行。同樣，蒸汽表的選型和質量也是至關重要。

7 結論

2018年國家有望出臺碳排放交易相關政策。這意味著企業今后的溫室氣體排放會根據發放的配額進行有償排放，誰排放，誰買單，隨意排放的時代將成為歷史。節能減排政策的落地，促進企業的可持續低碳發展，有效地提高能源利用效率，提升單位產品能源水平，這對用戶和供應商不僅是新的挑戰更是責任。

[1]《大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據采集技術導則》

[2]《浙江省飯店單位綜合能耗、電耗限額及計算方法》

[3]《浙江省綠色建筑條例》

[4]《用能單位能源計量器具配備和管理通則》