利用信息技术低成本开展节能工作

1、利用信息技术低成本开展节能工作张捷岩 李海建2008-10-16前 言今年是国家实施“十一五”计划的第三年，节能降耗工作已深入人心，从中华人民共和国节约能源法，到国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知 、关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见等相关政策，都对政府机构节能工作提出了具体要求，我们过去仅重视楼宇耗能设备的开机关机、维护保养等设备管理技能的积累，没有节能工作经验，面对新的形式，如何进行角色的转换及提高，由设备管理者水平提升到能源管理者水平，如何应用耗能数据进行分析，通过提高管理水平实现节能，希望此文能够起到抛砖引玉作用，为广大节能工作者提供一个正确的思路和方

2、法，做到低成本节能。第一章、利用信息技术开展楼宇节能诊断工作第一节、能源管理存在的信息障碍一、缺少能耗计量信息 做为一位节能工作者，我们面临的困惑是企业何时用了多少能源资源？有效能占多大比例？每个系统耗了多少能源资源？能源资源浪费有多少？浪费在何处？节能的方向在哪里？有多大的节能潜力？不清楚，不明了。二、节能工作决策困难 由于缺乏各个用能系统的数据，所以难以得出能耗分析和诊断报告。当需要进行节能改造之时，无法提供原始数据作为参考。节能改造结束之后，节能量又难以界定。由于缺少数据支持，各级领导无法做出节能改造决策和能源管理决策。三、耗能系统资料不足 节能改造不仅需要能耗统计数据为依据，还需要竣工

3、图纸，了解原设计参数，需要设备台帐和各个系统的设备样本，了解设备的保养和寿命周期，需要运行记录等资料。目前的现状往往是资料缺乏或部分丢失，或因不同部门管辖，而不知道，说不清四、节能改造缺乏科学依据 由于我们不知道自己的能耗消耗量和具体流向，所以无法正确地选择与之相适应的节能技术。生产节能产品的厂家靠理论计算和静态的设备功率运行能耗推算为我们提供节能方案，生产厂家总往有利于自己的地方算，有时忽略了能源利用效率及设备的使用效率，或以整体的浪费换来局部的节能，顾此失彼。小结：目前，节能工作者面临最大难题是没有数据，因为绝大多数楼宇只有水、电、气等分类能源消耗总数，无法进行分析，这是一个能源管理的普遍

4、性问题。如果没有中央空调、照明、采暖、电梯等设备的分项计量数据，只能凭经验去评估和分析能源消耗状况，无法科学地分析各个系统的能耗量和能效状况。所以我们必需要打破现状，通过计量手段获得数据，为节能工作夯实基础。第二节、利用现场采集据数据进行节能分析随着节能工作的深入开展，如何进行科学的节能改造，这个问题是每个干部职工必须考虑的问题，传统的做法是“跟着厂家的方案走”，许许多多的失败例子告诉我们，节能无捷径，必须遵循一定的科学道理。纵观发达国家，节能改造的第一步是节能诊断，先去做一个“体检”，看看自己是否“健康”，得了“什么病”，然后再去找“药”。节能诊断的一般方法是通过超声波流量计、温湿度测量仪、

5、测压计、电能综合测试仪等测试仪器对各个系统或设备的各运行参数进行现场采集，然后对采集的数据进行分析。现在，举一个山东省国税大厦节能诊断与节能分析案例供大家交流学习。2007年8月应山东省国税局机关服务中心邀请，中国“十佳”节能企业：深圳嘉力达公司的五名专业工程师前往济南为省国税大厦进行节能诊断，现摘录山东省国税局能源诊断报告部分内容，以飨读者。一、空调系统实测数据及其分析 1、 系统概况中央制冷机房设置在地下二层，共设两台单机容量为1745KW的直燃型溴化锂吸收式冷温水机，提供夏季供回水温度为712的空调冷水，冬季提供供回水温度为6555的空调热水，燃料为天然气。空调水系统的空调水泵、温水泵与

6、冷水机组相对应；冷却水系统的冷却水泵与冷水机组及冷却塔对应；在冷水机组及冷却塔的入水管上安装电动蝶阀。2、 系统图3、 冷站设备列表表4-1冷站设备列表设备名称台数规 格直燃溴化锂机组2功率（kW）制冷量（RT）制热量（kcal/h）83500125104冷冻泵3功率（kW）流量(m3/h)扬程（m）4530032冷却泵3功率（kW）流量(m3/h)扬程（m）9050044冷却塔2功率（kW）循环量(m3/h)风量（m3/h）18500变频4、运行策略表4-2运行策略设备名称策略-1策略-2运行台数运行台数直燃溴化锂机组12冷冻泵22冷却泵22冷却塔125、 实际运行数据与标称数据对比分析5.

7、1 主机运行现状分析表4-3主机运行数据对比设备名称标称数据实测数据直燃溴化锂机组冷量燃气耗量冷水出水温度冷冻水温差冷量燃气耗量冷水出水温度冷冻水温差500RT133m3/h745318RT170 m3/h10414现状现象：主机实际制冷量相对标称制冷量降低了36%，燃气耗量却增加了27.8%。原因分析：1、天燃气燃值未达到主机厂方设计值，造成耗量增加。 2、供回水温差太小，换热性能下降，造成制冷量减小。 3、主机内部参数发生改变（如结垢、真空度等），造成主机制冷量下降。5.2 循环水泵运行现状分析表4-4水泵运行数据对比设备名称标称数据实测数据冷却泵单机功率（kW）并联功率（kW）单机流量(

8、m3/h)并联流量(m3/h)单机功率（kW）并联功率（kW）单机流量(m3/h)并联流量(m3/h)90500900119106.56801160冷冻泵4530054051703现状现象：冷却泵实际运行数据与标称数据对比，单泵运行流量增加36%，电功率增加32%，并联运行流量增加28.8%，电功率增加18.3%。冷冻泵实际运行数据与标称数据对比，并联运行流量增加30%，电功率增加13.3%。原因分析：1、冷却塔在原设计中是放置在本大厦主楼二十二层屋顶，其所选用水泵流量与扬程是符合设计规范的，后因其它原因，施工时冷却塔被放置在地面以下4米，水管管路与落差大幅降低，而泵的流量和扬程没作任何改变还

9、是沿用原设计水泵参数。水泵实际运行时，流量大幅度提高，造成功耗增加。2、 冷冻泵其所选用水泵流量与扬程是符合设计规范的，目前造成功耗增加主要原因有：A 、冷冻水系统存在水力平衡失调现象。B、由于水泵是定工况运行，空调末端的负荷发生变化时泵的负荷不能随着负荷变化而变化，因而造成功耗增加。5.3 冷却塔运行现状分析表4-5冷却塔运行数据对比设备名称标称数据实测数据冷却塔循环量(m3/h)进水温度出水温度温差循环量(m3/h)进水温度出水温度温差500353055802927.81.2现状现象：冷却塔实际运行温差与标称温差相差近4，散冷能力已大幅度下降，运行效率不到标称工况的30%。原因分析：冷却塔

10、在原设计中是放置在本大厦主楼二十二层屋顶，空间及气流较大，散热效果较好。后因其它原因，施工时冷却塔被放置在地面以下4米深坑，塔体与坑体间距较小，冷却塔出风口与地面基本持平，气流短路情况严重，造成散热效果变差。5.4 冷冻水系统水力平衡分析 空调水系统末端设备设计时采用两管制系统；将空调水系统分为群房和主楼两个水系统；空调水系统使用落地式膨胀水箱补水定压，落地式膨胀水箱放置在地下二层冷冻机房。空调冷、热水系统立管为异程式，各层水平干管为同程式，少部分为异程式，各层回水干管设置平衡调节阀。从运行情况来看（见下表），各支路的实际流量与设计流量偏差较大，存在一定的水力失调现象。且末端负荷变化时，水量变

11、化不明显，造成泵耗增加。表4-6水力平衡分析设计流量 m3/h实测流量 m3/h楼层号100%负荷80%负荷50%负荷 100%负荷80%负荷50%负荷 14F123.71 98.97 61.86 118.077F27.02 21.62 13.51 27.068F26.43 21.14 13.21 23.69F27.02 21.62 13.51 19.414F26.43 21.14 13.21 18.915F27.02 21.62 13.51 21.9716F26.43 21.14 13.21 23.921F27.02 21.62 13.51 33.3原因分析：尽管冷冻水系统在设计时，充分考虑

12、了水力平衡问题，由于在系统调试时，调试不够彻底或没有进行全面调试；也可能是平衡阀工作状态点发生漂移，造成目前水力失调现象。二、照明系统实测数据及其分析1、 各回路光源分布情况 楼内办公照明均采用T8型电子式日光灯，其中36W日光灯2820盏，18W日光灯540盏。公共区域及过道均采用天棚灯和筒灯并已实施声光延时控制。表4-7 照明光源分布表回路名称光源类型功率数量日运行时间同开系数办公照明T8荧光灯36282080.7办公照明T8荧光灯1854080.7卫生间照明T8荧光灯368881卫生间照明紧凑型节能灯11250241车库照明T8荧光灯3636241配电机房话务T8荧光灯36150241楼

13、梯照明紧凑型节能灯225041一层大厅紧凑型节能灯1830241表4-8 照明负荷设计校核房间名称总面积(m2)设备名称总功耗(W)单位面积功耗(W/m2)照明设计标准（W/m2）处长办公室32.34双管荧光灯43213.36 11副处长办公室30.03双管荧光灯43214.39 11副处长办公室30.03双管荧光灯43214.39 11办公室28.98双管荧光灯43214.91 11办公室70.47三管荧光灯97213.79 11办公室70.47三管荧光灯97213.79 11办公室28.98双管荧光灯43214.91 11副处长办公室30.03双管荧光灯43214.39 11副处长办公室3

14、0.03双管荧光灯43214.39 11处长办公室32.34双管荧光灯43213.36 11库房14.25双管荧光灯14410.11 7库房14.25双管荧光灯14410.11 7办公室66.42三管荧光灯97214.63 11办公室66.42三管荧光灯97214.63 11厕所39.36筒灯40010.16 7楼梯+前室27.06天棚灯662.44 5楼梯+前室+RD+开水间47.49天棚灯1322.78 5更衣室18.93筒灯20010.57 7休息接待249.24荧光灯盘15126.07 7从表4-8可以看出，本办公大楼在照明设计时，其照明功率密度值绝大部分高于照明设计标准中规定值。2、

15、 各回路实测数据表4-9 照明回路现场测量数据工作电压在线功率因数回路名称ABCABC1-3裙楼用电2232212230.8570.9050.7241-4层裙楼用电2242242241-0.92-0.976-10层办公用电224224224-0.93-0.93-0.9111-14层办公用电224224222-0.936-0.84-0.9515-18层办公用电223224223-0.95-0.94-0.9419-22层办公用电223222222-0.95-0.93-0.97现状现象：各回路电压比较正常，但在线功率因数出现过补偿现象。原因分析： 本楼配电系统是采用集中无功补偿方式，由于楼内制冷机组

16、采用直燃溴化锂机组，电感性负载不是太多，却存在有大量的单相负荷(如照明灯具、办公设备、计算机等)，且该类负荷使用的随机性极高，再加上每相负载的功率因数也不尽相同，使得每相回路中需要补偿的无功功率差异很大，同时也容易出现过补偿现象。过补偿危害：1 、抬高网络电压；2、无功倒送的损耗；3 、多余的电容器C的有功损耗；4、电容器因电压升高而增加的有功损耗。小结：通过嘉力达公司对山东省国税局大厦的节能诊断工作，使山东省国税局大厦管理人员找到了耗能原因，并制订了有针对性的管理降耗办法和节能改造措施，实现运用科学发展观“对症下药”，达到了解决节能问题的目的。事实再一次证明，节能工作要有成效，“节能诊断”这

17、一工作是必不可少的。第二章、利用节能监管平台实现低成本节能第一节、节能监管平台的原理节能监管平台由分项计量系统和节能软件构成，分项计量是指在楼宇的各个系统上安装电能表、冷热量表、水表、油表等，自动采集中央空调、采暖、供热、照明、电梯、厨房、城市供水、网络中心等各个系统的水、电、气、油等消耗时时数据，并将这数据放入数据库内，供干部职工使用，如下图。分项计量系统在线采集的数据具有真实性和完整性，可以通过节能监管软件对数据进行分析，能够对能源资源的消耗总量和流向进行统计分析，能够得到动态的系统能效，最终得到整栋大楼的能耗分析，进而轻松知晓哪些系统或设备有多大节能潜力，该采用何种手段或技术去节能，因此

18、，它对运行管理和工程改造工作具有极大的帮助。采集的参数如下表：监测类型监测参数电力电房低压出线总进线回路和各出线回路的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、基波有功功率、谐波有功功率、基波无功功率、频率、正向有功电度、反向有功电度、正向无功电度、反向无功电度等。空调中央空调系统的冷却水的出水温度、进水温度；冷冻水的供水温度、回水温度；室外温度、室内温度；冷却水流量、冷冻水流量；冷却水压力、冷冻水压力等。蒸汽锅炉燃料耗量、进水流量、进水温度、蒸汽温度。采暖锅炉燃料耗量、各回路的供回水流量、各回路的回水温度与压力、以及进锅炉的汇总回水温度等。城市供水自来水流量、进水压力、出水

19、压力等。厨房就餐人数（人工采集）、能源分类耗量等。车辆汽车牌号、燃料类别、行车里程、加油量（人工采集）等。根据国家机关办公建筑和大型公共建筑分项能耗数据采集技术导则分项能耗分类方法，将电量分为4项分项能耗数据采集指标，包括照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电。1、照明插座用电 照明插座用电是指主要功能区域的照明、插座等室内设备用电的总称。照明插座用电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，共3个子项。 照明和插座是指建筑物主要功能区域的照明灯具和从插座取电的室内设备，如计算机等办公设备。 走廊和应急照明是指建筑物的公共区域灯具，如走廊等的公共照明和应急照明灯具设备。 室

20、外景观照明是指建筑物外立面用于装饰用的灯具及用于室外园林景观照明的灯具。 2、空调用电 空调用电是为提供空调、采暖服务的设备用电的统称。空调用电包括冷热站用电、空调末端用电，共2个子项。 冷热站是空调系统中制备、输配冷量的设备总称。常见的系统主要包括冷水机组、冷冻泵（一次冷冻泵、二次冷冻泵、冷冻水加压泵等）、冷却泵、冷却塔风机等和冬季有采暖循环泵（采暖系统中输配热量的水泵；对于采用外部热源、通过板换供热的建筑，仅包括板换二次泵；对于采用自备锅炉的，包括一、二次泵）。 空调末端是指所有空调系统末端，包括全空气机组、新风机组、空调区域的排风机组、风机盘管和分体式空调器等。 3、动力用电 动力用电是

21、集中提供各种动力服务（包括电梯、非空调区域通风、生活热水、自来水加压、排污等）的设备（不包括空调采暖系统设备）用电的统称。动力用电包括电梯用电、水泵用电、通风机用电，共3个子项。 电梯是指建筑物中所有电梯（包括货梯、客梯、消防梯、扶梯等）及其附属的机房专用空调等设备。 水泵是指除空调采暖系统和消防系统以外的所有水泵，包括自来水加压泵、生活热水泵、排污泵、中水泵等。 通风机是指除空调采暖系统和消防系统以外的所有风机，如车库通风机，厕所排风机等。 4、特殊用电 特殊区域用电是指不属于建筑物常规功能的用电设备的耗电量，特殊用电的特点是能耗密度高、占总电耗比重大的用电区域及设备。特殊用电包括信息中心、

22、洗衣房、厨房餐厅、游泳池、健身房或其它特殊用电。第二节、如何应用节能监管平台实现低成本节能有了分项计量的能耗数据，通过软件的分析，我们得到在不同历史时期下的能耗总量、费用总量、单位面积总能耗、单位面积总消费、人均总消耗、人均总消量、单位面积人均总消耗量、单位面积人均总消费量等统计数据和对比数据，使我们清晰地知晓“十一五”初和“十一五”末的节能降耗的各种数据，以及今天和昨天对比，本月和上个月对比，今年和去年对比，软件不仅能够帮助管理干部做到“心中有数”，而且为操作人员实现管理节能提供了事实依据，操作人员在白天时候可以通过数据发现能效较低的设备，在夜间和节假日可以发现楼层里未关闭的风机盘管、电脑、

23、照明灯等，通过提高系统能效，主动关闭用能设备达到节约目的。现在，举一个国税总局利用节能监管软件进行节能诊断与节能分析案例供大家交流学习。受国务院机关事务管理局委托，嘉力达公司北京分公司于07年6月为国家税务总局搭建节能监管平台，现摘录部分节能数据分析，以飨读者。一、分项计量系统简介国家税务总局大厦内的空调、照明、专业设备、厨房、动力等共安装了71路电量分项计量，采用节能监管软件分析电力消耗和节能潜力，如下图。1、分项系统能耗统计报表作用：照明、动力、空调等用电系统每五分钟、每天、每月、每年的使用情况一目了然，心中有数。2、分项系统能耗曲线图作用：照明、动力、空调等用电系统每天、每月、每年的趋势

24、和特征，逐时负荷情况一目了然。3、分项系统能耗柱状图作用：何时用了多少能源资源？每个系统用了多少能源资源？哪个系统用了最多或最少？是否有节能空间，分项计量为我们提供了事实依据。二、通过数据分析实现管理节能1、照明系统管理节能1）照明系统24小时用量统计表2）照明系统24小时（2008年1月2日8：002008年1月3日7：59）分析图：分析：从照明系统采集统计表可看到非工作时间（19：00第二天6：59，计12小时）用电量为819.06kwh。大厦8：00上班、17：00下班。原因是大厦内有部分区域不关灯现象。通过数据分析之后，管理人员提醒办公室人员人走灯灭，公共区域照明派人巡视定时关灯，此项

25、管理节能达到25%。2、空调管理节能1）风机盘管用电统计表：2）风机盘管用电分析图：分析：大厦08年1月8号20：0008年1月9日5：00，夜间风机盘管耗电量238.95 kwh/天。夜间无人办公时风机盘管处于开启的状态。管理人员通过关闭风机盘管，实现管理节能率13%。2.3行为节能1）节能宣传周节电统计对比表：2）节能宣传周节电分析图：分析：以上图表是总局在今年节能宣传周期间，在6月17日停2部电梯1天、停空调一天、停公共区域照明一天的分项计量统计表。6月17日共节电1900 kwh/天。通过图表我们感受到分项计量对于我们实现能耗精细化管理具有现实意义，它为我们从事节能工作提供了量化依据。

26、2.4改造节能效果1）总局在节能改造期间更换了一批照明灯管，用T5节能灯管代换T8电感灯管，第一期更换之后的数据分析图如下：2）第一期照明节能改造能耗统计图：分析：照明类9月用电量82983.77kwh，为统计期内最高，自9月15日开始第一期节能灯改造，使用9个月能耗统计平均值70734.89kwh，低于最高值11248.88kwh，节能量为9%。由于2007年9月15日仅进行了全楼1/4节能灯改造，所以总局通过数据分析了效果之后，决定继续进行节能灯的改造。3）第二期T5节能灯管代换T8电感灯管分析图：分折：总局在2008年6月4日进行第二次节能灯改造，以上是第二次节能灯改造统计图表，通过图表

27、分析：节能灯改造前4天的用电量为4948.7kwh，节能灯改造后4天的用电量为4066.26kwh，约节能15%左右。总局通过安装分项计量进行数据统计分析，提出合理化建议，进行管理节能和改造节能，总局的能源单耗从2007年平均耗电量56.38kwh/平米/年降为50.62kwh/平米/年，节能率达到11%。结论节能工作是一项长期细致的工作，节能工作的逐步深入和提高，是需要有强大的数据支持。能源信息系统通过不同的功能模块，使系统实现能耗数据的采集、统计、分析，从而进行的能源管理，为建筑楼宇的改造和能源的有效管理提供了有力的数据依据。通过能源操作者、管理者、决策者对能耗数据的观察和分析，使他们能作

28、出相应的决策和管理工作，以达到“节能、降耗、增效”目的，并把能源管理这种复杂的工作变成简单和可操作性，据行业经验数据显示，通过计量数据分析改善运行水平，可以达到5%-15%节能率。附录1：国家政策对能耗计量要求的摘要中华人民共和国节约能源法第三章第一节第二十七条 用能单位应当加强能源计量管理，按照规定配备和使用经依法检定合格的能源计量器具。 用能单位应当建立能源消费统计和能源利用状况分析制度，对各类能源的消费实行分类计量和统计，并确保能源消费统计数据真实、完整。”第五章第四十八条国务院和县级以上地方各级人民政府管理机关事务工作的机构会同同级有关部门制定和组织实施本级公共机构节能规划。公共机构节能规划应当包括公共机构既有建筑节能改造计划。 关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见1、能耗统计。对国家机关办公建筑和大型公共建筑的基本情况、能源消耗（电、水、燃气、热量）分季度、年度的调查统计与分析。2、能源审计。根据能耗统计结果，选取各类型建筑中的部分高能耗建筑，或部分具有标杆作用的低能耗建筑进行能源审计。3、能耗监测。对高耗能重点建筑安装分项计量装置，通过远程传输等手段及时采集分析能耗数据，实现对