建筑能耗监测系统图集设计与应用图集.ppt

建筑能耗监测管理系统设计与应用图集,公共建筑能源管理系统构架图,系统构架示意,第一层为现场设备层，按照能源的分类、分项要求，在现场设置带通信接口的各种电、水、气、冷热量等计量表计，实现现场能耗数据的计量,第二层为数据采集(网络通信)层，通过数据采集器将现场表计的能耗数据分项采集处理后，上传至本地能耗监测系统主机,第三层为用户管理层即本地能耗监测系统主机，其由符合国家能耗监测系统要求的软硬件设备组成。其将采集器上传的各类能耗数据进行分析处理后生成各种数据分析图表，为能源可视化管理提供依据，同时生成符合国家能源管理要求的数据报表，通过互联网定时上传至省/市数据中心,第四层以上为政府管理层（地市、省、国家），其将各地上报数据分类处理，按照国家能源管理政策要求，实施数据化管理并为制定新的能源管理政策提供依据,公共建筑能源管理解决方案关系图,公共建筑能源管理解决方案,1、建筑规划及初步设计阶段介入，强弱电系统相结合，系统化设计建筑节能目标及实现手段。2、全面管理各类能耗及用能设备，建立全景数据库，为能源审计、节能诊断提供数据基础。3、整合各类建筑管理系统，构建节能数据模型，建立能源消耗评价体系，根据诊断结果制定节能方案。4、落实节能方案，改造用能设备，管理用能习惯，通过智能化控制系统全面实现建筑节能目标。5、根据管理过程的数据积累与分析，总结经验，达到能源使用数据化、可视化、高效化实现建筑持续节能。6、本图集主要针对1、2、3条中的要求，设计能耗监测管理系统，同时能耗监测系统应能提供通信接口，为节能控制提供条件。工程建设时宜将监测系统与控制系统统一设计，利用一套前端监测装置全面实现公共建筑节能的要求。7、安科瑞Acrel-5000能耗监测系统可与Acrel-2000电力监控系统相结合，使能耗监测与自动调节控制系统相协调，达到建筑设备节能自动控制运行的目的。,ZigBee无线网络能耗监测系统组网示意图,1.该组网方式为独立式能耗监测系统，由用户管理层、网络通信层、现场设备层三部分组成，现场设置的电能表采用屏蔽双绞线连接至各分区数据采集器，各分区数据采集器将数据分类处理后，通过网线连接至网络交换机上传至能耗监测系统主机，实现能耗监测管理功能。2.本图集以电能计量为主，其他分类仪表只要具备RS485标准通信接口即可接入Acrel-5000能耗监测系统。,ZigBee无线网络能耗监测系统组网示意图,1.该组网方式适合于旧工程改造及不便于施工布线的场所。整个组网方式采用ZigBee与RS485混合组网模式。2.该工程共8个集中监测点，分别位于配电室、楼层动力柜、空调柜、排风机箱及位于配电末端的照明控制箱。每个监测点各设置无线ZigBee采集器一只，通过RS485总线对位于该监测点的电能计量仪表进行通信组网；监控中心设置ZigBee网络终端一只，结合现场实际情况及考虑通信的可靠性，于适当位置设置数只ZigBee中继路由器。,Acrel-5000能耗监测系统主要界面（一）,一、公共建筑的信息管理系统提供标准的手工信息录入界面，可对各栋监测建筑的基本信息进行整理和录入，并支持手工录入历史能耗数据的功能。系统依据技术导则，将建筑分为如下8类：1、办公建筑 2、商场建筑 3、宾馆饭店建筑 4、文化教育建筑 5、医疗卫生建筑 6、体育建筑 7、综合建筑 8、其它建筑 二、能耗数据的实时监测 系统采集器定时采集各监测点的仪表参数并上传至本地建筑能耗分析管理系统数据库，用户可于当地实时查询能耗监测情况。三、建筑分类能耗分析 系统自动将建筑能耗进行分类分析，即：1、耗电量 2、耗水量 3、耗气量（天然气量或者煤气量）4、集中供热耗热量 5、集中供冷耗冷量 6、其他能源应用量（如集中热水供应量、煤、油、可再生能源等）,Acrel-5000能耗监测系统主要界面（二）,四、电量分项能耗分析 照明插座用电：为建筑物主要功能区域的照明、插座等室内设备用电。主要包括照明和插座用电、走廊和应急照明用电、室外景观照明用电、空调末端用电。空调用电：主要包括冷热站用电。动力用电：主要包括电梯用电、水泵用电、通风机用电。特殊用电：主要包括信息中心、洗衣房、厨房、餐厅、游泳池、健身房、电开水器或者其他特殊用电。五、用能情况的同、环比分析 统计建筑或片区能耗的时用量、日用量和年用量，以曲线图、柱状图等不同方式显示，支持报表输出。六、建筑节能辅助诊断 系统可提取各能耗数据进行同、环对比分析，确立标杆值并对各监测点的能耗情况进行能耗水平判定，对能耗改善提出一套完整的诊断流程，并给出能耗分析报告。,Acrel-5000能耗监测系统软件功能模块,用户管理层、网络通信层主要设备配置表,1.用户管理层及网络通信层的设备配置仅供参考，可依据用户需求调整。2.为保持系统的冗余稳定，数据采集器每路出线上的仪表数量可达32只，一台8串口采集器最大可接256只数字计量表，但应预留大于15%的余量,数据采集器功能要求,国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则对数据采集器功能要求的规定,1 数据采集,1.1 数据采集器应支持根据数据中心命令采集和主动定时采集两种数据采集模式，且定时采集周期可以从10分钟到1小时灵活配置。1.2 一台数据采集器应支持对不少于32台计量设备进行数据采集。1.3 一台数据采集器应支持同时对不同用能种类的计量装置进行数据采集，包括电能表（含单相电能表、三相电能表、多功能电能表）、水表、燃气表、热（冷)量表等。,2 数据处理,2.1 数据采集器应支持对计量装置能耗数据的解析。2.2 数据采集器应支持对计量装置能耗数据的处理，具体包括：（1）利用加法原则，从多个支路汇总某项能耗数据；（2）利用减法原则，从总能耗中除去不相关支路数据得到某项能耗数据；（3）利用乘法原则，通过典型支路计算某项能耗数据。2.3 根据远传数据包格式，在数据包中添加能耗类型、时间、楼栋编号等附加信息，进行数据打包。,3 数据存储,数据采集器应配置不小于16MB的专用存储空间，支持对能耗数据7-10天的存储。,4 数据远传,4.1 数据采集器应将采集到的能耗数据进行定时远传，一般规定分项能耗数据每15分钟上传1次，不分项的能耗数据每1小时上传1次。4.2 在远传前数据采集器应对数据包进行加密处理。4.3 如因传输网络故障等原因未能将数据定时远传，则待传输网络恢复正常后数据采集器应利用存储的数据进行断点续传。4.4 数据采集器应支持向多个数据中心（服务器）并发发送数据。,5 配置和维护,5.1 数据采集器应具有本地配置和管理功能。5.2 数据采集器应支持接收来自数据中心的查询、校时等命令。5.3 数据采集器应支持对数据采集自系统故障的定位和诊断，并支持向数据中心上报故障信息。5.4 对于故障计量装置的更换不能影响数据采集器其他部分的正常工作。5.5 数据采集器应具备自动恢复功能，并在无人值守情况下可以从故障中恢复正常工作状态。,ZigBee通信模块性能参数,1.以上表中数据是试点工程中的实测数据。在实际情况实施时，应视楼宇实际结构而定。2.无线信号穿透能力，往往还会受到如房间堆放物品的数量，堆放物品的高度等影响。,系统管理控制柜外形尺寸图,1.柜体采用镀锌钢板制作，表面喷塑处理，颜色为银灰色，也可按照用户要求配色。2.柜体前门采用单扇钢化玻璃右开，后门为双开门，柜顶上装与门联锁控制的32W荧光灯一只，温控散热风扇两个，门锁为MS818。3.通信接线端子装于柜体后端支架底部，其通信接线端子编号及接线功能，均与实际产品相同。并可按照实际使用的通信总线、回路数量，对安装数量进行增减。4.柜内电源进线为AC220V，直接接入UPS自带主开关进线端。5.系统管理控制柜一般安装在变配电室的控制室内，也可按照用户要求安装在专设的能源监测管理室内。,系统管理控制柜内主要设备布置图,用户管理层及网络通信层的设备配置仅供参考，可依据用户需求调整。按照2台8路RS485端口的数据采集器配置时，最大可接512只数字计量表，但每路应预留15%余量。,数据采集器箱组装接线图,1.数据采集器箱外形尺寸、内部元件组装布置、其通信接线端编号及接线功能，均与实际产品相同。2.数据采集器箱可按实际使用的通信总线、回路数量，对安装数量进行增减。每路RS485端口所接仪表数量可达32只，一台8串口采集器最大可接256只数字计量表，但应预留大于15%的余量。3.分配电室距离节能监测控制室较远时，如组网不便可在分配电室安装数据采集器箱，将从现场采集的数据上传至控制室内的能耗监测系统主机。4.数据采集器箱一般在配电室（电气间）内挂墙式安装。,多功能电能表选型表,多功能电能表外形及安装尺寸,ACR系列多功能表接线示例,1.本图为ACR系列多功能电能表主接线图，其具备能耗监测与主断路器状态监控功能，可用于带电动操作结构的断路器配电回路的监控。2.本图适用于ACR-1、ACR-3、ACR-4、ACR-5、ACR-9等系列仪表的主接线。3.如无控制要求时，可取消控制部分接线。,ACR-1多功能电能表接线图,1.本图为ACR-1多功能电能表二次回路接线图。2.本图适用于TN-S系统的电流、电压、功率、功率因数、频率测量及电能计量，并可进谐波等电能质量分析，可应用于三相进线回路或重要的负荷出线回路。3.开关量输入接点接受外部各电气元件的无源辅助触点信号，模块内置电源，作用于遥信。4.继电器输出接点可远程控制断路器、交流接触器等电气元件的开合操作，作用于遥控。5.电能脉冲可用于监测模块现场校验或远方读数使用。6.ACR-3、ACR-4、ACR-5、ACR-9接线图同ACR-1,ACR-11/ACR-6多功能电能表接线图,1.本图适用于单相AC220V回路的电流、电压、功率、功率因数、频率测量及电能计量，可应用于需要电力参数检测及电能统计的单相配电回路。2.本图包括直接接入及互感器接入两种接入模式，具体工程中接入模式的选用视工程现场情况及所用的多功能电能表的功能特性决定。3.开关量输入接点接受外部各电气元件的无源辅助触点信号，模块内置电源，作用于遥信。4.继电器输出接点可远程控制断路器、交流接触器等电气元件的开合操作，作用于遥控。如与开关量输入信号接合，可实现风机、水泵、照明等的自动节能运行控制。5.电能脉冲可用于监测模块现场校验或远方读数使用。,ACR-10多功能电能表接线图(一),1.本图适用于三相AC380V带中性线回路（TN-S）的电能计量，可应用于电力系统的三相配电回路中。2.本图包括直接接入及互感器接入两种接入模式，具体工程中接入模式的选用视工程现场情况及所用的电能计量模块的功能特性决定。3.电能脉冲可用于计量模块现场校验或远方读数使用。,ACR-10多功能电能表接线图(二),1.本图适用于三相AC380V无中性线回路(IT系统)的电能计量，可应用于电力系统的三相配电回路中。2.本图包括直接接入及互感器接入两种接入模式，具体工程中接入模式的选用视工程现场情况及所用的电能计量模块的功能特性决定。3.电能脉冲可用于计量模块现场校验或远方读数使用。,ACR-2自动补偿控制器接线图,ACR-7过负荷监控装置接线图,1.如果断路器具有隔离功能,隔离开关可省略。2.该表可用于需设置过负荷报警监控的配电回路中。,ACR-8电动机保护器接线图,该表保护控制功能完善，适用于水泵、风机等设备的节能集中控制的场所。如与温度传感器、空气质量传感器等结合，可实现通排风机、排水泵等的节能自动控制运行。,公共建筑分类、分项计量框图,1.耗电量的分项内容供设计人员做配电系统设计时参考。2.变配电室内设置一级子项计量点，二级子项计量点的设置根据管理模式和节能控制要求在二级配电点处设置。,某医疗单位能耗监测系统组网示意图,该工程在1#变配电室设置Acrel-5000能耗监测系统管理控制柜，各分变配电室、发电机房设置数据采集器箱，对全院能耗实施集中管理，并将数据按照要求传输至上级管理中心。,10kV配电监控管理系统示意图,本工程采用Acrel系列电力监控仪表，实现10kV配电系统监控管理的自动化，并可将10kV系统能耗数据传至Acrel-5000能耗监测中心。柜内其他设备选型由设计人员确定。,能耗监测系统干线示意图,1.每路通信线(COM)连接多功能电能表数量不应超过25个。2.可在变配电室干线上设置一级计量、需单独计量的区域 设置二级计量（设计确定)。3.为Acrel系列多功能电能表。,低压配电系统能耗监测系统设计示例,1.本图为低压配电系统能耗多功能电能表设计选型示例，供设计时参考，具体工程中可根据实际需求调整。2.本图中只注明能耗多功能电能表的选型，其他电气产品的选型及技术性能要求等，均由工程设计确定。,二级配电能耗监测设置示例,1.每路信号线（COM）连接多功能电能表数量不应超过25只。2.树干式供电系统可在配电室干线处设置总计量仪表，分配电箱处可设置二级计量仪表。3.放射式可只在供电系统配电室干线处设置总计量仪表，分配电箱处如有分项计量要求时，也可设置二级计量仪表。,二级配电能耗监测设置方案示例,该系统按照公共照明、室内照明、插座、风机排管（室内空调）分项计量要求设计，并可在主开关后增加交流接触器，利用多功能电能表的控制功能，达到节能管理控制要求。,某公共建筑能耗监测系统组网图,1、该工程在变配电室设置能耗监测系统，系统由数据采集器箱和系统主机组成。2、数据采集器箱在变配电室内挂墙明装，系统主机及辅助设备放置在室内操作台中。3、数据采集器出线（COM）采用屏蔽双绞线穿JDG保护管沿室内电缆沟敷设至相应配电柜，每路出线所接多功能仪表可达32只，但为保持系统冗余稳定，每路不宜超过25只，最大传输距离不应大于1200米。4、系统数据通过单位网络系统，采用超五类4对UTP双绞线或光纤，经TCP/IP方式上传至上级能耗数据管理中心。,某公共建筑变配电系统能耗监测设计示例,系统通信线在配电柜内布线示意图,1.本图主要表示出RS485数据通信线在抽屉柜中的安装做法，供配电柜制造企业参考。2.多功能电能表之间采用如上图所示的手拉手方式连接。3.为保证系统的实时性、稳定性及可靠性，每路总线连接多功能电能表的数量不应超过25只。4.图中 表示Acrel系列多功能电能表。,变配电室控制设备及通信线路布置图,系统管理控制柜、数据采集器箱安装图,注：电缆沟尺寸依工程设计确定,能耗监测系统编码附表,注：分类能耗编码用2位阿拉伯数字表示，如01，02，。,注：本页内容摘自国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则。,注:分项能耗编码用1位大写英文字母表示，如A，B，C，。,注：全国各地编码详中华人民共和国行政区划代码（GB/T2260）。,注：分项能耗一级子项编码用1位阿拉伯数字表示，如1，2，3，。,注：分项能耗二级子项编码，用1位大写英文字母表示，如A，B，C，。如B1A冷热站冷冻水泵负荷。,注：本页内容摘自国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则。,能耗监测系统编码附表,注：分类能耗编码用2位阿拉伯数字表示，如01，02，。,注：本页内容摘自国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则。,注:分项能耗编码用1位大写英文字母表示，如A，B，C，。,注：全国各地编码详中华人民共和国行政区划代码（GB/T2260）。,注：分项能耗一级子项编码用1位阿拉伯数字表示，如1，2，3，。,注：分项能耗二级子项编码，用1位大写英文字母表示，如A，B，C，。如B1A冷热站冷冻水泵负荷。,注：本页内容摘自国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则。,Acrel-5000能耗监测系统调试报告组成及内容,2.1 应按设计要求采取不间断电源供电方式，并通电检查，指示灯应正常显示。2.2 检查通信连接是否导通，数据采集器能否按设计要求进行数据的采集、存储及传输。,3.1 按能耗分类方法对各类能耗计量系统进行系统调试3.1.1 开启能耗监测系统后，应显示被调试分类能耗相应的数据显示界面和数据列表。3.1.2 开启同类用能负载，观察数据变化。管理服务器分类、分项能耗统计数据应随能耗过程显示增量和总量。逐一核对能耗计量装置、数据采集点地址编码应正确无误，各计量装置能耗盘面值与管理服务器界面各类、各项数据统计值，其误差应不超过设计规定。3.2 计量系统连续运行应不少于1小时，对每个计量装置能耗数据连续采集不少于4次。3.3 检查系统在线监测和报警功能，其性能应符合设计要求。,2 数据采集器安装后的检验项目,3 系统设备安装后的分类分项检验项目,4.1 系统数据发送调试应事先申报，经上级数据中心和相关管理部同意，按照上级数据中心或相关管理部门的安排进行。4.2 检查与上级数据中心和物业管理部门通信网络，应顺畅无误。4.3 核查身份认证和数据加密传输，应准确、有效，符合设计要求4.4 核查系统自动发送能耗计量数据的内容、发送速度和精度，均应符合设计要求,5.1 Acrel-5000能耗监测系统主机、UPS不间断电源、打印机、网络交换机、数据采集器、通信线缆安装完成。5.2 配置监控设备的系统参数（包括通信端口，计量装置通信地址等）。5.3 设置多功能电能表通信地址，波特率、PT、CT变比等。5.4 检查通信是否导通，如通信不能导通检查通信地址及通信连接。5.5 直至通信正常.,Acrel-5000能耗监测系统功能及调试,使用装有能耗监测系统的系统主机，逐一连接能耗计量装置数据输出接口。设定初始值，查对信息采集数据与计量装置盘面数值，应正常显示，两者误差符合设计规定。,1 计量装置安装后的调试,4 数据发送功能调试的检验项目,5 现场调试流程,系统调试流程图,Acrel-5000能耗监测系统现场设备点表,本图为Acrel-5000能耗监测系统现场设备点表示例，在安装调试和检测期间，应按分类项目要求填写完整，以作为工程存档、维修和竣工验收的参考依据，确保工程的质量标准。,