淺談天津某產(chǎn)業(yè)園能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

淺談天津某產(chǎn)業(yè)園能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：對天津市某產(chǎn)業(yè)園2016年度的能耗進(jìn)行了審計(jì)，分析了該產(chǎn)業(yè)園的年度能耗總量、能源結(jié)構(gòu)、能耗費(fèi)用構(gòu)成、單位建筑面積和單位人員能耗指標(biāo)，并對能源利用過程中存在的問題進(jìn)行分析，提出了合理建議。審計(jì)結(jié)果表明，2016年該產(chǎn)業(yè)園建筑綜合能耗折標(biāo)準(zhǔn)煤54.60噸標(biāo)準(zhǔn)煤，耗電40.24萬kWh；耗醇基燃料量7.20t，耗水1.69萬m3。單位建筑面積綜合能耗11.19噸標(biāo)準(zhǔn)煤/(㎡·a)，單位人員能耗量0.38噸標(biāo)準(zhǔn)煤/(人.a)，人均水耗118.66m3/(人.a)，平均單位建筑面積電耗為91.07kWh/(㎡·a)。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)園；建筑能耗；數(shù)據(jù)分析

0.引言

能源緊缺和環(huán)境污染是當(dāng)前世界各國面臨的重大問題，而建筑節(jié)能是我國能源政策的重要組成部分。我國建筑能耗所占比例已超過全國總能耗的1/4。建筑業(yè)已成為大能源消耗行業(yè)，其能耗已達(dá)到工業(yè)能耗的1.5倍。依據(jù)目前建筑能耗水平發(fā)展，到2020年，我國建筑能耗將達(dá)到10.89億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，超過2000年的3倍，空調(diào)高峰負(fù)荷將相當(dāng)于10個(gè)三峽電站滿負(fù)荷出力。在各類建筑中，辦公建筑等公共建筑是能耗大戶，以其不到4%的城鎮(zhèn)建筑總量，消耗著建筑能耗總量的22%，因此公共建筑節(jié)能是我國建筑節(jié)能的重要方面。作為開展建筑節(jié)能工作的基礎(chǔ)，掌握公共建筑的能耗現(xiàn)狀、特點(diǎn)，是十分必要的。進(jìn)行建筑能耗調(diào)查統(tǒng)計(jì)，了解我國建筑能耗水平、建筑終端商品能耗結(jié)構(gòu)、建筑用能模式，積累建筑能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，制定與檢驗(yàn)相關(guān)能源政策，挖掘建筑節(jié)能潛力提供有力的數(shù)據(jù)支持，對國家建筑節(jié)能工作的推進(jìn)有現(xiàn)實(shí)意義。以筆者在產(chǎn)業(yè)園建筑能源審計(jì)工作中的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，參考《公共建筑能源審計(jì)導(dǎo)則》等相關(guān)內(nèi)容，系統(tǒng)總結(jié)建筑能源審計(jì)的完整工作流程，并根據(jù)審計(jì)結(jié)果，提出該產(chǎn)業(yè)園建筑的節(jié)能要點(diǎn)。

1.建筑概況

該產(chǎn)業(yè)園共有1座單體建筑，辦公樓建筑總面積4419㎡，總制冷面積4419㎡，總采暖面積3977㎡，審計(jì)建筑共一棟辦公樓。建筑結(jié)構(gòu)類型為混凝土剪力墻及玻璃幕墻，玻璃種類為雙層普通玻璃，并且屋面及外墻有保溫處理，室內(nèi)照明采用細(xì)管型熒光燈，室外照明采用普通熒光燈。

1.1用能種類

用能系統(tǒng)主要包括用電系統(tǒng)和用水系統(tǒng)，此外還消耗醇基燃料。主要用能系統(tǒng)情況如圖1所示。

圖1產(chǎn)業(yè)園主要用能系統(tǒng)示意圖

1.2能耗數(shù)據(jù)調(diào)查

該產(chǎn)業(yè)園消耗的能源種類有：電力、自來水、汽油、醇基燃料。其中電力主要用于單位照明系統(tǒng)、辦公設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)、生活用水泵及單位公共服務(wù)系統(tǒng)；自來水主要用于綠化、廚房和生活用水；醇基燃料主要用于廚房烹飪；汽油主要用于公車。且自2016年起停止使用公車。

1.2.1能耗結(jié)構(gòu)

該產(chǎn)業(yè)園于2016年共耗電40.24萬kWh；耗水1.669萬m3；耗醇基燃料7.2t。根據(jù)表1中折算系數(shù)，綜合能耗折算為標(biāo)準(zhǔn)煤單位時(shí)為2108.44噸標(biāo)準(zhǔn)煤，具體能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如表2所示。2015年能耗源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如表3所示。對各項(xiàng)能源占比進(jìn)行直觀的分析如圖2、圖3所示。

表1折標(biāo)系數(shù)表

該單位使用的液體醇基燃料熱值按5000kcal/kg計(jì)算，可得其當(dāng)量熱值指標(biāo)系數(shù)為5000÷7000≈0.7143。

表22016年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)

表3?2015年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)表

從表2、圖2可以看出，電力在消耗的各種能源中占比高，電力能耗占90.58%，是本次能源審計(jì)的要點(diǎn)，也是挖掘節(jié)能潛力的要點(diǎn)。醇基燃料能耗占9.42%。

（1）電力：本審計(jì)期該機(jī)構(gòu)購入電力40.24萬kWh，凈消耗量40.24萬kWh，折算標(biāo)準(zhǔn)煤49.46噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占能源消費(fèi)總量的90.58%。2015年消耗電力實(shí)物量39.61萬kWh，當(dāng)量折標(biāo)煤48.68噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2016年較2015年電耗量增加了1.61%。

（2）汽油：2015年消耗汽油實(shí)物量1.62萬L，折算標(biāo)準(zhǔn)煤17.44噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

（3）醇基燃料：本審計(jì)期該單位消耗醇基燃料7.20t，折算標(biāo)準(zhǔn)煤5.14噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占能源消費(fèi)總量的9.42%。

1.2.2能源資源費(fèi)用成本

產(chǎn)業(yè)園購入能源費(fèi)用主要由電費(fèi)、水費(fèi)、汽油費(fèi)和醇基燃料費(fèi)等構(gòu)成，2016年全部能源成本為45.07萬元。2016年和2015年購入能源費(fèi)用如表4所示，各類能源資源費(fèi)用占比如表4和圖3所示。

表4?產(chǎn)業(yè)園各類能源資源總費(fèi)用及所占份額

圖3?2016年各類能源資源費(fèi)用占比

從圖3中可以看出，審計(jì)期該產(chǎn)業(yè)園管委會(huì)電力費(fèi)用為35.74萬元，占總能源成本的79.29%；其次是自來水費(fèi)用，共花費(fèi)8.26萬元，占能源總費(fèi)用的18.32%。

（1）電力：本審計(jì)期該機(jī)構(gòu)購入電力40.24萬kWh，凈消耗量40.24萬kWh，電力費(fèi)用35.74萬元，占能源消費(fèi)總量的79.29%。2015年消耗電力實(shí)物量39.61萬kWh，電力費(fèi)用為36.55萬元，占能源總費(fèi)用的65.81%。其中，審計(jì)期的電力費(fèi)用相對2015年電力費(fèi)用減少了2.21%。

（2）自來水：本審計(jì)期該單位購入自來水1.69萬m3，自來水費(fèi)用8.26萬元，占能源消費(fèi)總量的18.32%。2015年消耗自來水實(shí)物量1.08萬m3，自來水費(fèi)用為5.30萬元，占能源總費(fèi)用的13.86%。其中，審計(jì)期的自來水費(fèi)用相對2015年費(fèi)用上升了7.23%。

（3）汽油：2015年購入汽油1.62萬L，汽油費(fèi)用為10.21萬元，占能源總費(fèi)用的18.39%。

（4）醇基燃料：本審計(jì)期及2015年購入醇基燃料7.2t，醇基燃料費(fèi)用為1.08萬元，占能源總費(fèi)用的1.94%。綜上，由于產(chǎn)業(yè)園在審計(jì)期停用公車，減少了汽油的消耗，故審計(jì)期能源總費(fèi)用較2015年而言下降了19。

1.2.3主要能耗指標(biāo)計(jì)算

單位建筑面積綜合能耗計(jì)算如下：

單位建筑面積能源消耗指標(biāo)=建筑總能耗/建筑面積。

單位建筑面積能耗總量指標(biāo)=49.46噸標(biāo)準(zhǔn)煤÷4419㎡=11.19千克標(biāo)準(zhǔn)煤/(㎡·a)。

單位建筑面積電耗計(jì)算如下：

單位建筑面積電耗指標(biāo)=建筑總耗電量/建筑面積。

單位建筑面積電耗指標(biāo)=40.24萬kWh÷4419㎡=91.07kWh/(㎡·a)。

單位建筑面積水耗計(jì)算如下：

單位建筑面積水耗指標(biāo)=建筑總耗水量/建筑面積。

單位建筑面積水耗指標(biāo)=1.69萬m3÷4419㎡=3.81m3/(㎡·a)。

單位建筑面積供暖消耗指標(biāo)=采暖總能耗/供熱面積

單位建筑面積采暖總量指標(biāo)=22.82噸標(biāo)準(zhǔn)煤÷3977㎡=5.74千克標(biāo)準(zhǔn)煤/(㎡·a)

單位人員能耗計(jì)算如下：

單位人員能耗總量指標(biāo)=年度能源消耗總量/用能人數(shù)。

單位人員能耗總量指標(biāo)=54.60噸標(biāo)準(zhǔn)煤÷142人=0.38噸標(biāo)準(zhǔn)煤/(人·a)。

單位人員電耗計(jì)算如下：

單位人員電耗指標(biāo)=電力消耗總量/用能人數(shù)。

單位人員電耗指標(biāo)=40.24萬kWh÷142人=0.28萬kWh/(人·a)。

單位人員水耗計(jì)算如下：

單位人員水耗指標(biāo)=自來水消耗總量/用能人數(shù)。

單位人員水耗指標(biāo)=1.69萬m3÷142人=118.66m3/(人·a)。

2.安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)

2.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計(jì)算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實(shí)可行的節(jié)能措施，并向縣級(jí)以上管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源計(jì)算報(bào)告。

2.2應(yīng)用場所

適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

2.3系統(tǒng)功能

2.3.1系統(tǒng)概況

平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。

2.3.2用能概況

對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項(xiàng)等用能進(jìn)行對比，支持當(dāng)日逐時(shí)趨勢、當(dāng)月逐日趨勢曲線、分時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)對比、總能耗同環(huán)比對比。

2.3.3用能統(tǒng)計(jì)

對建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。

2.3.4復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)

復(fù)費(fèi)率報(bào)表按日、月、年統(tǒng)計(jì)對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。

2.3.5同比分析

對建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報(bào)表結(jié)合的方式進(jìn)行用能數(shù)據(jù)同比分析。

2.3.6能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑指定時(shí)段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標(biāo)值查看。

2.3.7夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在指定時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統(tǒng)計(jì)對比，支持導(dǎo)出報(bào)表。

2.3.8設(shè)備管理

設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺(tái)賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運(yùn)行。

2.3.9用戶報(bào)告

用戶報(bào)告針對選定的建筑自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析，報(bào)告可編輯。

3.系統(tǒng)硬件配置

	采用泛在物聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺(tái)可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。
智能網(wǎng)關(guān)	ANet-1E2S1		采用嵌入式硬件計(jì)算機(jī)平臺(tái)，具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺(tái)系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺(tái)系統(tǒng)。
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜	APM810

	具有全電量測量，電能統(tǒng)計(jì)，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計(jì)，當(dāng)客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時(shí)，只需在背部插入對應(yīng)模塊即可。
APM520		三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，支持付費(fèi)率，越限告警，SOE,4-20mA輸出。
低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜	AEM96

	三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費(fèi)率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。
給水管道	水表		計(jì)量流經(jīng)給水管道用水的體積總量，適用于單向水流，采用電子直讀技術(shù)，通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù)。

結(jié)語

4.1該產(chǎn)業(yè)園能源利用過程存在的主要問題

（1）能源管理問題。

管理能力有待加強(qiáng)。在專業(yè)人員培訓(xùn)、節(jié)能項(xiàng)目建設(shè)和改造等方面還有一些不足，未能做到統(tǒng)一、有效的聯(lián)動(dòng)，沒有形成一個(gè)整體的節(jié)能管理系統(tǒng)。

缺乏先進(jìn)合理的節(jié)能目標(biāo)。雖制定了能源消耗定額管理制度，但沒有建立有效的能耗評(píng)價(jià)體系，沒有進(jìn)行責(zé)任制考核。員工的節(jié)能意識(shí)尚需提升。節(jié)約意識(shí)并沒有深入人心，全體職工的節(jié)能意識(shí)還需加強(qiáng)。

（2）能源計(jì)量系統(tǒng)問題。

對公共機(jī)構(gòu)外購的電、水加裝了總計(jì)量器具，但對空調(diào)系統(tǒng)、辦公用電（包括照明和插座）、綜合服務(wù)系統(tǒng)等主要用能系統(tǒng)的能源資源消耗量未進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，不符合《公共機(jī)構(gòu)能源資源計(jì)量器具配備和管理要求》。能耗統(tǒng)計(jì)管理制度不完善，對能源購進(jìn)、消費(fèi)及流向等未進(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)，不利于及時(shí)了解主要耗能設(shè)備和系統(tǒng)的能耗狀況和存在的問題。

（3）用能設(shè)備運(yùn)行問題。

主要能源設(shè)備管理人員的技術(shù)水平有待提升。審計(jì)期間，空調(diào)機(jī)組冷凍水進(jìn)出口溫差普遍1-2℃之間，水泵能耗較大，造成能源資源的浪費(fèi)，說明空調(diào)機(jī)組運(yùn)行維護(hù)技術(shù)人員的技術(shù)水平及能耗負(fù)責(zé)人的資格和能力有待提升。

4.2節(jié)能技改措施和建議

4.2.1管理節(jié)能

（1）應(yīng)制定能源消費(fèi)定額與考核辦法，通過節(jié)獎(jiǎng)超罰使好的制度落到實(shí)處，提高能源管理水平。

（2）應(yīng)對能源管理人員和運(yùn)行人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)素質(zhì)和技能，并爭取做到能源管理人員和操作人員持證上崗。

（3）對能源購進(jìn)、消費(fèi)及流向等進(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)，同時(shí)相關(guān)職能部門應(yīng)進(jìn)行定期的能耗分析

4.2.2行為節(jié)能

（1）加強(qiáng)節(jié)能宣傳，提高職工的節(jié)能意識(shí)。

（2）張貼節(jié)能標(biāo)識(shí)。

4.2.3技術(shù)節(jié)能建議

（1）在滿足冬季采暖和夏季空調(diào)室內(nèi)舒適度的情況下，運(yùn)行人員應(yīng)能夠根據(jù)氣候變化情況適當(dāng)調(diào)低或調(diào)高熱泵的出水溫度，通過優(yōu)化運(yùn)行管理，提高機(jī)組的性能系數(shù)，降低電能消耗。

（2）逐步淘汰現(xiàn)有的普通日光燈，更換為更為節(jié)能的照明燈具，減少照明電耗。

（3）應(yīng)完善主要用能設(shè)備和系統(tǒng)的計(jì)量，實(shí)現(xiàn)分區(qū)和分項(xiàng)計(jì)量。

審核編輯 黃宇