【奧格智能科技編輯部 訊】醫院越來越走向現代化、智能化和多功能的醫院綜合樓,建筑物內機電設備種類繁多,技術性能復雜,維修服務保養項目的不斷增加,管理工作已非人工所能應付。中央空調系統的能耗占醫院整個總能耗的50~70%,因此,采用醫院中央空調自動化監控系統技術及計算機管理將成為醫院非常重要的管理手段。今日暖通自控全產業鏈領軍品牌——奧格智能為您推薦:“第三屆全國醫院后勤精細化管理高峰論壇”優秀論文評選參選文章:
【摘要】 連云港市第一人民醫院新海新區醫院是現代化、智能化和多功能的醫院綜合樓,建筑物內機電設備種類繁多,技術性能復雜,維修服務保養項目的不斷增加,管理工作已非人工所能應付。因此,采用自動化監控系統技術及計算機管理已成為業主最重要的管理手段。它可以大量的節省人力、能源、降低設備故障率、提高設備運行效率、延長設備使用壽命、減少維護及營運成本,提高建筑物總體運作管理水平。
1.概述
本工程為連云港市第一人民醫院新海新區醫院工程。本工程位于江蘇省連云港市。整個工程共分為門急診樓、醫技住院樓、健康保健中心、行政科研樓、培訓中心五棟樓。
此次針對連云港市第一人民醫院新海新區醫院的冷熱源、空調、通風、給排水等設備的自動控制進行設計,該項目機電設備分散、種類繁多,這就要求本項目樓宇自控系統采用開放穩定的通訊協議。本項目的中央空調系統,由REAL-A中央空調能效控制與管理系統完成監控管理。針對建筑集中空調系統應用的分布式、多系統、可獨立運行等特點,采用“網絡化、分布式、模塊化、強弱電一體化”設計,形成空調“設備端”以G.REAL-A系列網絡化能效控制器技術和軟件能效算法為核心,由數據采集總線、節能控制總線、計量統計總線構成“三總線”架構,將整個空調子系統制冷機組、水循環系統、冷卻塔系統、熱水循環系統設備,通過網絡互連為一個整體,并根據不同工藝設備特點,采用不同的網絡化專用節能控制器、內嵌不同控制算法及控制方式的節能控制軟件,同時嵌入設備強電控制盤、箱、柜中,形成“網絡化強弱電閉環管控一體化”節能控制與管理系統。
通過G.REAL-A系列網絡化節能控制器自帶的標準通信接口,與RS485、CAN、TCP/IP、OPC、無線等多種通信方式通過網絡鏈接,非常方便和靈活的實現空調系統設備的遠程節能控制與管理??膳c樓控BA系統或其他智能化系統互聯,方便不同用戶的個性化需求和項目需求,實現空調系統整體設備多閉環、精細化節能控制與管理。
2.制冷機房系統設計
本項目的制冷系統,由REAL-A中央空調能效控制與管理系統完成監控管理。針對建筑集中空調系統應用的分布式、多系統、可獨立運行等特點,采用“網絡化、分布式、模塊化、強弱電一體化”設計,形成空調“設備端”以G.REAL-A系列網絡化能效控制器技術和軟件能效算法為核心,由數據采集總線、節能控制總線、計量統計總線構成“三總線”架構,將整個空調子系統制冷機組、水循環系統、冷卻塔系統、熱水循環系統設備,通過網絡互連為一個整體,并根據不同工藝設備特點,采用不同的網絡化專用節能控制器、內嵌不同控制算法及控制方式的節能控制軟件,同時嵌入設備強電控制盤、箱、柜中,形成“網絡化強弱電閉環管控一體化”節能控制與管理系統。
通過G.REAL-A系列網絡化節能控制器自帶的標準通信接口,與RS485、CAN、TCP/IP、OPC、無線等多種通信方式通過網絡鏈接,非常方便和靈活的實現空調系統設備的遠程節能控制與管理??膳c樓控BA系統或其他智能化系統互聯,方便不同用戶的個性化需求和項目需求,實現空調系統整體設備多閉環、精細化節能控制與管理。
在滿足空調末端冷量需求,確保設備安全可靠運行基礎上,采用“設備端”單臺設備小閉環提高節能率30%、管理端大閉環系統協調管理控制提高節能率10%,實現系統整體設備40%的節能量,全面提高空調設備運行的可靠性、安全性以及投資經濟性,有效降低設備投入運行后的人員巡查、維護與保養成本。具體水泵控制策略如下:
(1) 中央空調主機與系統優化控制
通過系統綜合數據采集,建立智能模糊控制與能效優化軟件的預期算法與優化算法模型,實現空調系統運行參數的實時跟蹤和反饋,實現冷媒流量跟隨負荷需求智能調節,確保主機在任何負荷條件下都處于最佳運行工況,使空調主機始終保持較高的COP。
(2)冷凍水系統最佳輸出能量控制
當環境溫度、空調末端負荷發生變化時,各路空調側供回水溫度、溫差、壓差和流量亦隨之變化,G.AD專用節能控制器依據所采集的實時數據及系統的歷史運行數據,實時預測計算出末端空調負荷所需的制冷量,以及各路空調側供回水溫度、溫差、壓差和流量的最佳值,以此調節各變頻器輸出頻率,控制空調側水泵的轉速,改變其流量使空調側系統的供回水溫度、溫差、壓差和流量運行在模糊控制器給出的最優值。
(3)空調環境舒適度與系統控制
室內舒適度參數采集、控制與網絡化數據傳輸,實現室內溫濕度調節和室內空氣環境質量與G.AX-B新風機節能控制器聯動實現末端的系統節能控制,其末端溫濕度、二氧化碳傳感器參數,通過數據G.AC空調系統數據采集器,傳輸至G.REAL-A空調系統能效控制器,參與整個空調系統節能軟件的運算,實現空調系統整體節能控制。
(4) 空調冷熱量的水力平衡控制
由于空調系統的冷媒介質的轉換以及各區域之間的阻力特性及負荷需求的不同,導致的水力不平衡,由系統工藝參數的全面采集,經網絡化構成的G.REAL系列控制器,實現空調水系統的水力平衡控制,提高整個空調系統COP。
(5)基于主機效率負荷特性的群控技術
本項目REAL-A中央空調能效控制與管理系統投入使用后,根據當前運行負荷狀況和歷史記錄及空調主機效率負荷特性,選擇一種使空調主機負荷率最接近其高效率點的運行臺數組合,實現主機效率與負荷的大致匹配,保證主機盡可能在高效率狀態運行。
(6) 基于輸送能耗最低的泵組優選
空調系統投入使用后,根據該項目水泵的多樣性,以輸送能耗最低為目標,依據所輸送流量的變化,泵組的具體構成及其效率特性,通過G.REAL系列控制器中所建立的水泵優選配置模型,得到在滿足流量及揚程下最佳的運行水泵臺數及其運行頻率,使泵組所消耗的總功耗最低,實現泵組最佳節能。
(7) 基于能量分配平衡的動態水力平衡控制技術
通過調節環路供水端的電動調節閥開度,動態分配和調節各環路的冷凍水流量,使每個環路都能得到各自所需的冷量,從而實現各環路冷量的供需平衡和制冷效果均衡。
(8) 基于能量分配平衡的均衡送風控制技術
以各支路送風溫度(或溫差)保持等于設定值為目標,通過調節送風支路上的電動風閥開度,動態分配和調節各送風支路的送風風量,使每個支路都能得到各自所需的冷量,從而實現各送風支路能量的供需平衡和制冷效果均衡,提高空調舒適度。
(9) 制冷空調的最佳效費比控制技術
根據不同時段的電價結構、主機供冷能力及效率特性、系統負荷預測曲線等,合理確定空調系統次日的運行策略,實現最佳效費比運行。
(10)中央空調系統模擬仿真調試技術
提供系統調試所需的各項運行參數模擬值,產品調試與檢驗所需的被控對象運行狀態及運行參數,仿真任意空調系統的負荷變化,模擬空調系統在各種負荷條件下的各項運行參數,實現產品出廠之前在接近真實的環境中完成系統調試和檢驗。
2.1 REAL-A節能效益計算書
2.1.1、設備運行說明:
考慮此項目為醫院項目,根據同類型項目,預估供冷期總運行120天(5.25-9.25),每天連續供冷約24小時,冬季供熱120天(11.15-3.15.)實際節能量需等設備安裝后實際測得。
2.1.2項目節能效益分析
(1)節約人力資源成本
在沒有配置中央空調節能控制與管理系統時,運行單位需要配置專業電工進行巡視檢查、設備維保、值班記錄等,按照此項目特點,需安排6人值班,這還不包括專業運行維修工程師,運行維護工程師至少需要3個人,按照目前工資狀態每人每月3000元計算,成本合計為:9人×3000元/人/月×12月=32.4萬元;在配置配置中央空調節能控制與管理系統之后,運行維護人員將大幅度減少,在其他條件不變的情況下值班人員需要3個人就可以了,運行維修人員需要1個人就可以了,這樣每年人員成本合計:4人×3000元/人/月×12月=14.4萬元,這樣每年人力成本節?。?2.4萬元-14.4萬元=18萬元。
(2)延長設備使用壽命
水系統各泵組電機的啟停以及啟動工作頻率可由系統進行設定,泵組電機可以在低頻狀態下啟動,從而最大限度地減少了對電網的沖擊和對泵組電機的磨損;同時加入濾波技術,提高電能質量,延長了設備的使用壽命,直接降低設備的維修成本50%,同時也減少了設備維修人員的工作量。所有信號經過RS485雙總線數據傳遞,減輕了各回路電表的工作壓力,延長設備的使用壽命。與此同時所有模塊通過手拉手串行方式連接,保證了所有電表運行的穩定性,及通訊控制線的精確傳輸性。按延長設備使用壽命1倍計算,后期更換量大大降低,根據同類型項目,間接減少后期空調設備更換費用5萬元。
(3)節約后期設備調試、檢修費用
如果單獨采購這三套系統,會造成強電、弱電各個系統分別設計及施工,容易出現現場安裝、調試、后期維護等糾紛。同時,這三套系統單獨工作,效率降低,各個系統無法協調配合運行,導致建筑物耗能增加、管理繁瑣。REAL-A中央空調節能控制與管理系統為“強弱電一體化”系統,避免今后強電、弱電現場安裝、調試、后期維護等糾紛,根據同類型項目,節約后期空調設備調試、檢修費用約5萬元。
(4)設備運行過程的保障分析
設備在運行過程中一旦出現任何問題,中央空調節能控制與管理系統會自動提醒值班人員出現故障的設備位置,運行維修工程師能在第一時間去檢查故障設備的問題點,避免了設備由于日常運行損壞后不能及時維修而報廢的問題。
(5) 建筑耗能分析,提高領導決策
中央空調節能控制與管理系統會以門診樓、醫技樓、保健樓、行政樓、培訓樓的建筑模型,繪制建筑物平面圖,所有監控點都可在軟件上找到,所有數據都可在計算機上顯示,領導可在任何一臺上網計算機上登錄查看耗能情況,方便領導根據實際情況,下達指令,作出批示。
2.1.3 REAL-A中央空調系統實現功能
(1)“網絡化、三總線”架構
系統由采集總線、控制總線、計量總線構成“三總線”架構,將空調系統冷凍水機組、水循環系統、末端設備互連為一個整體,實現空調整體設備多閉環、精細化節能控制與管理;而且通過“遠程云端”實現空調設備的集中巡視、監控與管理。
(2)“強弱電閉環管控設計”具有多元化替代功能
系統采用“強弱電閉環管控一體化技術”,它替代了用戶在中央空調機房所需要配置的樓宇設備管理系統,電氣配電系統,及設計方案中所要求的變頻節能系統。同時由于本系統是專門針對中央空調系統研發和生產的產品,因此其智能化控制水平及系統運行節能量都要高于普通樓控系統(BA系統)和變頻節能系統。節省投資成本,方便施工、后期驗收和設備管理。
(3)室內外環境與設備能效感知預測節能控制算法
采用發明專利技術“室內外環境與能效設備能效感知預測節能控制算法”,克服常規恒溫差/恒壓差PID水循環系統的變流量調節方式、風冷機組COP降低、空調系統震蕩及不穩定現象。
“REAL-A集中空調節能控制與管理系統”通過全面數據采集,實時循環輸入建立在空調系統數學能效模型基礎上的軟件算法需要的系統變量參數,通過網絡化、云計算技術實現系統能效感知、預測與優化控制算法的推理,采用對空調復雜系統的智能化、系統能效尋優控制方式,無須人工設定季節轉換參數設置,智慧化“一鍵式”操作,其算法核心是滿足空調末端舒適度需求基礎上,以提高空調整體設備SCOP為最終目標。
(4) 網絡化遠程用能效率管理與評價技術
在“管理端”能效管理計算機上,通過REAL-A3.0網絡版空調系統節能控制管理軟件,實現制冷機組、水循環系統、冷卻塔風機系統等整個系統設備的集中控制和能效管理。方便客戶節能率跟蹤監測,并以報表、餅圖、直方圖、能耗曲線等方式做出能耗分析、評價,為進一步挖掘設備節能潛力提供設備優化控制和管理依據。同時,通過數據自動生成各類數據統計報表,定時完成系統數據自動上傳,為政府機關監管建筑能源消費提供技術保障。
(5)“網絡化、個性化、可定制”的人機界面
系統控制盤、箱、柜中,均內嵌的G.REAL系列現場網絡節能控制器,均配有不同工藝設備的小閉環節能控制軟件;系統能效主控制器配有個性化、可定制的人機界面,提供漢化的中文軟件界面,以直觀的圖形和圖表,滿足不同管理人員和操作人員的使用習慣,使操作人員易于理解、易于學習,能使不熟悉計算機的人員能夠快速掌握和操作整個系統,并且能夠很快勝任運行管理工作。
(6)內嵌分回路計量功能、滿足客戶個性化和經濟性需求
空調系統可以整體節能設計應用;也可以子系統自獨立應用,每個控制回路均具有自帶能源監測通信接口的分回路計量管理和操作記錄功能,方便節能率的跟蹤監測。計量總線可與其他“能源統計管理系統”實現通信管理。以滿足客戶不同設備配置應用的個性化和投資經濟性需求,方便系統集成。
(7)與BA系統兼容性與可擴展性
網絡化“三總線”架構與自主開發G.REAL系列網絡化能效控制器,均具備標準通信網絡接口,可方便靈活的實現與樓控(BA)、安防監控等其他智能化系統通信,并預留20%控制點位,提供冗余空間,避免將來增加控制設備造成點位不夠??蓮浹a樓控(BA)無強電控制、缺乏節能控制策略等短板,提高客戶投資的經濟性和實用性。
(8)首創“操作記錄存儲和故障自診斷”技術
空調系統設備的操作具有開關操作時間、動作順序、設備狀態記錄存儲功能,方便實時節能率檢測和設備故障判斷分析,具有故障自診斷功能系統安裝完畢,由設備端各控制單元開始調試,包括各類輸入、輸出信號采集、檢測、控制與轉換;各能效控制器與上下級通信及聯動測試;管理端“能效管理計算機”控制、管理、報表功能調試等;各子系統正常后,通過用戶端進行整個系統的聯網通信測試,包括數據傳輸精度、傳輸速率、聯動測試、遠程操作、列表生成等綜合調試。
(9)諧波抑制功能
采用自主研發的REAL SO/SI濾波器有效抑制變頻器產生的5次和7次電流諧波,確保設備壽命,消除電磁干擾。提高系統功率因數,消除諧波及零序諧波的綜合用電質量保證措施。
(10)具有自檢、互鎖、報警功能
系統軟件具有豐富的自檢功能和軟件多級電器互鎖及故障自動報警功能,確保設備運行安全。
(11)電源管理功能
REAL-A系統通過采集系統輸入電源相電壓、線電壓、三相電流、功率因數、電壓諧波分量及電流諧波分量等數據,在能效分析軟件上分析并向中央空調能效控制器發送決策,保持較好的供電質量,提高設備的安全運行。
(12)主備設備在線軟切換技術
項目使用國內首創的G.H軟切換器技術,當主電機發生故障時,在線切換至備用電機確??照{系統正常運行,也可以設置為定時輪休運行,提高設備運行的可靠性。
3.新風機組系統設計
圖3.新風機組管控原理圖
新風機組管控原理如圖3所示,其特點是:
1.內嵌專業新風機組控制算法,采集所控區域的環境參數和空氣質量,動態調整新風量;
2.模式調整功能;根據現場運行條件或控制設定,動態調整工作模式;
3.外接溫度,濕度,空氣質量、壓力開關、低溫斷路器等現場控制器;對采集的信息進行綜合分析,對機組進行專業節能控制;
4.內嵌節能控制算法,根據運行工況自行修改控制模式和控制策略。保證系統良好高效運行;
5.安全保護,通過采集相應的控制工藝,對機組和系統進行控制;
6.聯網功能,通過以太網
7.節能云控技術,實現數據及、現場總線可實現聯網控制功能。實現集中監控或區域群控功能;實時大數據處理,優化控制算法及控制模式;
8.系統聯動功能,可外接消防信號,對設備進行消防控制。保證系統安全;
9.內置高精度實時時鐘;
10.斷電數據保存機制;
11.內置看門狗程序;
12.可自由擴展專用控制模塊;
13.預留CAN總線,可擴展其他遠傳儀表,距離可達10KM。
① 新風智能系統監視功能
1)機組送風機運行及手自動狀態的監視,故障報警的監視,可按時間或人工進行啟??刂?;控制機組送風機的轉速(通過控制給送風機供電的變頻器實現)。
2)根據送風溫度,控制空氣處理機的進水閥。當現場控制器接受的被測溫度與設定值有偏差時,現場控制器發出控制信號到進水閥的執行機構,開大或關小閥門,增大或減少流入空氣處理機的冷(熱)水量,控制輸入空氣處理機的冷量(或熱量),從而減少溫度的偏差,這樣構成閉環控制。通過在現場控制器內置的控制算式,如PID(比例積分微分)和優化PID算式,保持被控溫度在要求的控制范圍內。
3)在過濾器兩側配置壓差開關,監視各效過濾器狀態。當壓差開關兩側的壓差達到設定值時,壓差開關在工作站上產生報警,表明此時該過濾器需要及時的清洗。
4)換熱器(盤管)的表面安裝防凍開關,當溫度過低時聯動關閉風機和新風閥,以防凍裂盤管造成重大損失。
5)新風機組的新風閥的控制。風閥與風機進行聯鎖。
以上各種監控功能均在工作站上以圖形和數字的形式進行顯示,并可打印記錄。
② 新風智能系統控制內容
1)于預定時間程序和最佳起/停程序下控制空調箱。具有任意周期的實時時間控制功能(可根據室外焓值自動調整時間表);
2)根據室內溫度,PID 調節冷熱水二通閥, 使室內溫度保持在設定范圍內;
3)風機、風門、盤管水閥連鎖程序:
啟動順序:開盤管水閥、開風閥、啟風機,調冷熱水閥;
停機順序:停風機、關風閥、關水閥;
4)自動監測過濾網兩端壓差,堵塞時報警,提示清洗過濾網,提高過濾效率。
5)新風機與各設備進行連鎖控制:新風機停止時,關閉各二通閥。新風機與消防報警信號連鎖,火災信號確認后,將關閉新風機。
6)顯示不同的狀態和報警,顯示每個參數的值,通過修改設定值,以求達到最佳工況。
7)通過遠程工作站,機組的每一點都有列表匯報,趨勢顯示圖,報警顯示和警鈴。
8)遠程工作站打印機自動記錄空調機的連續運行狀態。
9)達到最佳的節能效果和營運環境。
4空調機組系統設計
圖4空調機組管控原理圖
空調機組管控原理如圖4所示,其特點是:
1.內嵌專業空調機組控制算法,采集所控區域的環境參數和空氣質量,動態調整新風量;
2.模式調整功能;根據現場運行條件或控制設定,動態調整工作模式;
3.外接溫度,濕度,空氣質量、壓力開關、低溫斷路器等現場控制器;對采集的信息進行綜合分析,對機組進行專業節能控制;
4.內嵌節能控制算法,根據運行工況自行修改控制模式和控制策略。保證系統良好高效運行;
5.安全保護,通過采集相應的控制工藝,對機組和系統進行控制;
6.聯網功能,通過以太網、現場總線可實現聯網控制功能。實現集中監控或區域群控功能;
7.節能云控技術,實現數據及時大數據處理,優化控制算法及控制模式;
8.系統聯動功能,可外接消防信號,對設備進行消防控制。保證系統安全;
9.內置高精度實時時鐘;
10.斷電數據保存機制;
11.內置看門狗程序;
12.可自由擴展專用控制模塊;
13.預留CAN總線,可擴展其他遠傳儀表,距離可達10KM。
空調機組分為組合式空調機組能效控制器;雙風機式空調機組;熱回收式空調機組。
5.風機盤管系統設計
1.聯網型風機盤管智能溫控器節能原理
保證基本舒適度的前提下,通過干預消費者在空調使用過程中存在的各種不良的浪費習慣和現象,從而減少空調負荷需求,進而降低空調機組(包括冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機等)的能耗,以及末端風機電耗。
通過風機盤管溫控器的溫度和時間管理,末端風機開機運行時間減少(末端風機電耗↓)==>夏季末端空調冷負荷需求減少==>冷凍水循環流量減少(冷凍水泵轉速降低,其電耗3次方比例↓)==>冷機輸出冷量減少(壓縮機及機組電耗↓,燃料↓)==>冷卻水循環流量減少(冷卻水泵轉速降低,其電耗3次方比例↓)==>冷卻塔風機散熱量減少(風機電耗3次方比例↓,水損失↓)
采用溫控器,對中央空調系統末端的風機盤管進行狀態監視和使用的“精細化”控制,有效降低末端空調負荷,為動態變流量空調節能控制系統運行創造更好的外;手動時可自由設定運行參數,調節風機及二通閥。
手動狀態時??扇我庠O定溫度、各時段啟停時間,實現程序控制。所有通過ZigBee無線網絡串行連接,實現空調室溫監測與控制、運行時間管理、分戶計量,有效消除空調待機能耗和浪費,方便節能目標量化管理,節能提效顯著,滿足節約型辦公部條件。 2.聯網型風機盤管智能溫控器實現功能
具備手、自動功能,默認自動狀態。自動時,設定參數 符合國家相關規定(夏季不低于26℃,冬季不高于20℃),根據室內溫、濕度,人員流動情況等因素,調整電動閥的狀態、風機的轉速,節能探測器探測到室內無人時,自動停止風機運行區、節約型公共機構示范單位標準和公共機構能源資源計量器具配備和管理要求。
3.聯網型風機盤管智能溫控器產品優勢
產品智能:上電自檢,掉電記憶,便于判斷設備優劣,減少工程反復;
設置簡單:一鍵配置,自動注冊;
安裝簡單:標準86型面板一對一替換,2格螺絲固定,卡扣安裝,拆裝快捷方便;
組網簡單:上電自動路由,自動組網,雙規運輸,通訊穩定、可靠、無需考慮通訊信號的強電干擾及后期維護,無通訊費用;
系統簡單:RJ45無線網關接入局域網或RS485無線網關接入數據采集器,連接到數據中心,兩級網絡架構簡單;
集成簡單:標準MODBUS協議,配套采集軟件和數據庫,開放數據庫字典,方便客戶快速集成;
施工簡單:不開孔、無布線、不停用,不影響業主正常辦公和建筑美觀,協調少,施工周期短;
工程規范:技術要求低、施工標準化、工程可量化,預算可控制。
4.G.AS聯網型風機盤管智能溫控器施工方案說明
如圖4.3.3和圖4.3.4,聯網型風機盤管智能溫控器為標準86盒安裝方式,距地1.3米,使用BV-3*2.5電源線通過預先埋制的穿線管與風機進行連接,使用RVVP-7*1.5的控制線通過預先埋制的穿線管與管路上的電動閥進行連接,具體接線方式見下圖,具體安裝后期我公司會安排專業技術人員現場安裝。
圖2.3.3 G.AS控制器安裝位置圖
圖4.3.4風機盤管末端能效控制
5.護士站末端控制系統
護士站末端控制系統通過以太網與無線通信管理機連接,無線通信管理機通過ZigBee無線與無線空調末端溫控器通信,用于采集溫控器的參數,并顯示到觸摸屏控制臺界面上。輕觸觸摸屏可遠程操作無線空調末端溫控器來實現每個房間空調的開關、設定溫度、顯示當前溫度、設定工作模式、設定風速、開解鎖等。
6.智能照明控制系統設計
(1)照明控制設備總體功能特點
① 采用工業標準設計,適合室外高溫、低溫、高濕及雨雪天氣的惡劣環境。
② 內置多種過濾算法、時鐘、虛擬機、時間表、歷史記錄、報警等高級功能,
③ 現場采集照明回路的電壓、電流、耗電量、功率因數等信息,出現故障及時報警。
④ 控制器內部采用面向對象的軟件架構,支持現場二次編程,滿足客戶個性化要求。
⑤ 具備照明節電裝置,定時跟蹤電壓變化。
⑥ 可接入照度傳感器,根據現場照度決定是否開燈和照度要求。
⑦ 支持多種模擬量、開關量輸入和輸出。
(2)高度集成的模塊化設備結構
系統采用了通用化、系統化、技術成熟可靠的標準軟件、硬件模塊化結構設計??筛鶕嶋H工程需求以最具經濟性的配置實現系統功能集成,同時完全支持系統在多期建設時對功能和容量的擴充,具有足夠的靈活性、開放性、兼容性和可靠性。
(3)可靠的遠程通訊平臺
本系統的遠程監控網絡,配置在每個樓的控制器通過485總線連接樓宇內的通信網絡,在服務器內部署照明管理系統,可有效的降低布線難度,提高通信速度。
(4)靈活的照明時段、場景設置
每個調光照明回路在照明場景方案設計上基本按照重大節假日、一般節假日、平日等方式以達到不同的照明效果,這些照明效果的實現是通過開關不同的照明回路來實現的。本系統可以任意設置各組照明回路的開關,以達到實現設計上不同照明場景的需要。
本系統還可以根據需要預置不同時段進行不同照明場景的編程設置,并可隨時進行調整。照明時段和場景的設置都可以通過遠程方式統一進行,不需要人工去逐個照明載體配電箱操作設定的不便。充分體現了集中遠程控制的便捷性。
(5)實時、詳細的電氣參數監測和報警
本系統專門針對照明工程設計了電氣參數監控模塊,可實時監測無線模塊的信號質量,配電箱當前三相電壓,三相電流,當前電量的電氣參數。在控制的同時有電氣參數的反饋,能更直觀的掌握照明設施運行情況。
本系統可只能分析當前工作狀態對應的正常電氣參數,當照明設施電氣參數不正常時(如某一照明回路跳閘,某一照明回路過電流等)及時告警??沙浞直WC配電設備的安全運行,并可根據告警數據及時進行相應設備的維護,保證照明設施完好率。
(6)直觀、便捷的中心監控軟件。
管理系統采用了云控樹狀結構和拓撲結構的直觀軟件圖形界面顯示各照明回路的狀態。將各照明回路關燈、臨時開燈、定時開燈、定時關燈、告警及故障狀態一目了然顯示出來,操作管理人員可以直觀的掌握當前整個系統的運行情況。
2.5能耗監測與管理系統設計
2.5.1能源統計系統控制說明
能源統計與管理系統網絡架構圖
能源統計與管理系統模塊組網圖
能源監測與管理子系統,根據《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統軟件開發指導說明書》要求設計開發,配有G.M1、G.M2三相多功能電能表,用于分戶統計電量、自記錄、故障報警等功能;同時配有G.TJ電表數據采集器,運用串行連接方式,用一條數據線把所有電表模塊連接起來,減少施工量,降低線路故障;G.TC通訊控制器,通過485總線或以太網等方式可采集多種總線數據并進行匯總、計算、存儲,同時把數據上傳到“云端”,可以在任何能上網的電腦上進行數據查詢,并且所有數據還可上傳到綠色能源服務中心和政府能源統計平臺,便于領導查看建筑能耗,政策制定
能源統計與管理系統具有實現分戶統計電量、水、冷熱量等功能,同時能源消耗數據采集、傳輸、實時監控、遠程召喚、數據分析、匯總、評價、上報等功能。
7能源統計系統節能效益分析
能源監測與管理系統以突出節能效益、降低投資為目標,通過節能實現二星級以上綠色建筑節能標準,根據投資和實施深度,實現三年左右收回設備投資,在建筑全生命周期內,節約可計量、可驗證的投資收益,同時大幅度降低碳排放。從以下幾個方面具體分析:
7.1節約人力資源成本
在沒有配置 能源監測與管理系統的大廈中,運行單位需要配置專業電工進行抄表記錄、巡視檢查、設備維保、值班記錄等,按照此項目建筑面積15.9萬平方米,需安排9人抄表,按照目前工資狀態每人每月3000元計算,成本合計為:9人×3000元/人/月×12月=32.4萬;在配置配置 能源監測與管理系統之后,運行維護人員將大幅度減少,在其他條件不變的情況下值班人員需要3個人就可以了,這樣每年人員成本合計:3人×3000元/人/月×12月=14.4萬,這樣每年人力成本節?。?2.4萬-14.4萬=18萬元。
7.2延長設備使用壽命
能源監測與管理系統配有專用通訊控制器、數據采集器、電表綜合數據采集器,控制信號通過以上專用控制器、采集器后,所有信號經過匯總處理,減輕了各回路電表的工作壓力,延長設備的使用壽命。與此同時所有模塊通過手拉手串行方式連接,保證了所有電表運行的穩定性,及通訊控制線的精確傳輸性。按延長設備使用壽命1倍計算,后期更換量大大降低,間接減少后期設備更換費用20萬元。
7.3設備運行過程的保障分析
設備在運行過程中一旦出現任何問題, 能源監測與管理平臺會自動提醒值班人員出現故障的設備位置,運行維修工程師能在第一時間去檢查故障設備的問題點,避免了設備由于日常運行損壞后不能及時維修而報廢的問題,每年節約資源約10萬元。
7.4建筑耗能分析,提高領導決策
能源監測與管理平臺會根據棗礦集團棗莊外科醫院建筑特點,繪制建筑物平面圖,所有監控點都可在軟件上找到,所有數據都可在計算機上顯示,領導可在任何一臺上網計算機上登錄查看耗能情況,方便領導根據實際情況,下達指令,作出批示,,每年節約資源約10萬元。
7.5用能效率管理、耗能對比檢測
能源監測與管理系統軟件自帶能源統計分析功能,根據采集點具體位置及使用情況,分析耗能情況,自動診斷異常耗能,提高能效管理,同時自帶耗能對比檢測,分析整個建筑物耗能情況,為值班人員指出異常耗能點,第一時間找出異常耗能原因,減少不必要的耗能,每年節約資源約10萬元。
7.6能源統計系統功能說明
(1)系統管理:具有用戶管理、數據庫管理、系統自定義配置等功能;
(2)實時監測:通過能源監測分級導航,展示分布在系統中各類計量儀表當前狀態、數據監測驗證、儀表超限報警和異常診斷等;
(3)能耗統計:具有系統總覽與分類、分項能耗統計展示、分析,支持數據圖 表輸出,可通過計量儀表的自定義配置,實現按樓層或功能分區實現能耗統計,直觀深入的了解能源使用特點和規律,方便用能管理和節能量的跟蹤監測;
(4)對標管理:通過輸入相關標準、規范、限額等技術評價指標,與本單位能 耗數據進行縱橫向對比分析,進一步挖掘節能潛力,為能源使用與管理提供依據;
(5) 能耗評價:通過能源的統計分析,生成各子系統設備運行能效的指標評價值,如空調系統冷水機組COP值、水循環系統輸送效率、空調末端能效比、室內環境質量、供用電質量等關聯技術指標的能耗評價報告。
(6)數據上報:通過數據庫自動生成各類能源消耗統計報表,定時完成系統能耗數據的自動上傳
(7)系統幫助:顯示系統的詳細幫助文檔、版本信息、技術支持等信息。
(8)自定義統計功能:根據《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統軟件開發指導說明書》,可對空調用電、照明用電、動力用電等系統的分層、分戶、分區域自定義用電統計。
8結束語
8.1在節能、環保與互聯網發展新時代的大背景下,中央空調系統設計時,應充分考慮可利用的條件,采用多種節能技術的綜合應用,如云平臺技術、物聯網技術、冷卻塔水力平衡技術等進行系統的最優化設計,以節省運行費用,給醫院帶來更好的經濟效益。
8.2應從院方運行管理角度出發,設計可靠、高效、智能的中央空調及配電系統,降低院方管理者運行管理難度,確保設計的節能技術能方便使用,實現暖通系統的高效運行,降低醫院運行成本。