元上能源综合管理系统设计及应用

能源综合管理系统

设计及应用2010年7月制作单位：上海元上电子科技有限公司目录2一、元上科技介绍3二、关于能源管理系统453.1一次类能源分类、分项8分类一次类能源水电燃气燃油分项空调补水一般动力动力燃气其他生活用水一般照明生活燃气动力燃油生产用水设备动力其他中水应急其他公共照明景观照明其他生产燃气9二次类能源空调冷/热能采暖热能生活热水蒸汽区域总管冷/热能区域采暖热能热水楼层总量区域蒸汽总量系统总管冷/热能采暖总管热能热水总管总量蒸汽总管总量楼层总管冷/热能楼层采暖热能热水分户总量设备蒸汽总量设备总管冷/热能分户采暖热能其他其他分类分项分户总管冷/热能3.2二次类能源分类、分项10能源综合计量管理系统在实际应用中需遵循以下设计及选点原则，从而满足不同用户的个性化管理需求：1、系统应用归类原则；2、系统设备配置分类原则；3、能源闭环管理原则；4、系统计量点选点原则；六、能源管理系统应用11根据能源综合管理系统的实际应用场合可将系统分为三大应用类：第一类；“能源综合管理监测类”主要应用：学校、政府机关办公楼等共建建筑，应用侧重于能耗数据计量、监测、考评、节能管理。第二类；“能源综合管理收费类”主要应用：住宅、商务写字楼、商业等建筑，用用侧重于能耗数据计量、收费、控制管理。第三类；“能源综合管理监测核算类”主要应用：企业、工厂等建筑，应用侧重于能耗数据计量、监测、考评、核算管理。注：在实际应用中，用于管理收费类的系统一般分为：市政管理收费（如：用于居民小区的抄表系统）；内部管理收费（如：用于写字楼的物业管理收费）。1、系统应用归类原则2、系统设备配置分类原则12能源管理系统的基础是分类、分项的能耗数据；能耗数据来源于各计量点的计量仪表及仪器计量、结算所得；结合实际收费管理需求，某些计量点甚至需要管理控制；从实际应用角度出发可将能耗计量、结算、控制的仪表及仪器分为三大应用类：第一类：一次类仪表（或称基表）；主要用于：水（冷、热水）、电、燃气、燃油、蒸汽等能源的计量。第二类：二次类仪器；主要用于：基表能耗数据采集、空调及采暖的冷/热能积算、空调末端（风机盘管）计时。第三类：用于水、电能耗数据采集，空调及采暖冷/热能积算、末端（风机盘管）计时点的二次类仪器的控制管理输出。2.1计量点设备配置对照表13能源类别配置仪器/仪表备注脉冲型RS485网络型冷/热水脉冲水表智能数据采集器网络水表脉冲型需配采集器网络型需配型通讯管理设备电脉冲电表网络电表燃气脉冲燃气表燃油涡街流量计应配置防爆表头及安全塞冷/热能组合式空调计费仪含：流量、温感、积算仪蒸汽涡街流量计需温度、压力补偿配套注：1、脉冲水、电、气表应配置智能数据采集器，其中，脉冲水表应选用：双杠簧管发讯、干式表头的表具；应重点关注水表的口径、介质温度、工作压力。2、网络型水、电表应选用RS485通讯、Modbus通讯协议的仪表。在水表计量点应配置AC220V电源。3、在电计量点上配置表具应区分：单项、三相、所装表具的位置是壁挂、导轨、嵌入式安装。2.2计量设备【组合式空调计费仪】14【组合式空调计费仪“功能选型”】15序号主要功能型号(系列号后缀)备注ABB-LDE1四管制水系统（II）★★2双管制水系统(I)★★★3总管/区域计量★★★★★4分户计量★★★★★5LED数码显示★★★制冷/热用量、余额6LCD液晶显示★★制冷/热用量、瞬时流量、累计流量、供/回温度及温差7欠费自控★★★需选配电动阀8远程控制★★★★★需选配电动阀9口径全系列★★★★★计量点管路口径（DN15~DN500）10信号输入(F)★★★★★标准脉冲信号（选配水表式流量计）11信号输入(MA)★★电流型号4~20MA（选配电磁型流量计选用）12信号输入(R)★★★★★温度传感器电阻信号13控制输出（SCR）★★可控硅输出14控制输出（J）★★★继电器输出16指标项目指标内容选型型号：A型B型B-L型D型E型信号输入：脉冲信号*3脉冲信号*2脉冲或4～20MA信号*2信号输出：可控硅信号*1继电器信号*1显示方式：LED显示LCD液晶显示安装方式：预埋或壁挂安装（金属箱体）壁挂安装（金属箱体）工作电源：AC220V配线指标最大功耗：≤6W流量信号线：RVVP4*0.3mm2通讯方式：RS485Modbus协议温度信号线：RVVP4*0.3mm2通讯速率：最高9600bps信号线距离：≤100m读卡距离：≤4cm(A、B、B-L型)通讯总线：RVSP2*2*0.5mm2(室内)结算精度：I级RVVSP2*2*0.75mm2防水(室外)工作环境：-5℃～55℃95%RH积算仪电源线：RVV3*1.0mm2防护等级：IP30控制输出线：RVV3*1.0mm2【组合式空调计费仪“流量计配套”】流量计类型选型指标常用型号插入电磁式超声波式（外夹安装型）水平旋翼式管道电磁式计量精度：B级0.5%2%0.5%使用口径：DN15~350DN32~500DN125~400DN25~5000直管段要求：前10D、后5D前5D、后3D前10D、后5D前10D、后5D介质温度：5～90℃-25～180℃-25～120℃-40～80℃信号输出：脉冲脉冲、4～20MA脉冲、4～20MA脉冲、4～20MA接口形式：丝口、法兰法兰、对夹插入管外夹装安装方法：水平水平、垂直水平、垂直任意工作显示：码轮显示、一般液晶显示、智能液晶显示、智能液晶显示、智能使用寿命：一般可可可结垢影响：可小大大水质影响：可可可大安装难度：一般一般大大维护使用：一般难难难价格比较：便宜适中昂贵昂贵17【组合式空调计费仪“成套示意”】18楼层总管区域总管设备总管分户总管RS485RS485RS485RS485RS485信号线信号线AC220VAC220V双管制水系统四管制水系统2.3计量设备【盘管计时温控器】19【计时温控器“功能选型”】20序号主要功能型号(系列号后缀)备注ABCF1四管制风机盘管(II)★2双管制风机盘管(I)★★★★3联网管理★★★B型为非联网型4面板控制★★★F型为采集模块，无控制面板，无法完成面板控制5远程控制★★★支持系统：单点/批量参数设定、监测、控制、限温6温控阀控制(单刀)★★★★除C型用于四管制风机盘管时，C型温控器只适用三线单刀阀；全系列型号在用于双管制风机盘管时均适用各类温控阀温控阀控制(双刀)★★★7LCD液晶显示★★★在温控面板上显示各项参数、状态及使用时间8计时计量★★★★在温控器内部全系列信号均能完成计时计量9本地限温★★★★当设置了节能限温的上下限值后，温控器自动完成限温控制10远程限温设定★★★B型温控因不联网，无法完成远程限温设定21指标项目指标内容温控范围：5℃～35℃配线指标限温范围：5℃～35℃电源线：见电气设计，建议：≤1.5mm2温显范围：0℃～50℃风机控制线：见电气设计，建议：≤1.5mm2控温精度：±1℃温控阀控制线：见电气设计，建议：≤1.5mm2电源电压：AC220V±10%50/60Hz通讯总线：RVSP2*2*0.5mm2(室内)设备功耗：≤2W触点额值：3A/220V/AC(阻性负载)面板操作：高灵敏轻触按键：开/关、模式切换、温度/档位设定面板显示：3″LCD屏：工作状态/模式、设定温度、房间温度、计量时间通讯方式：RS485Modbus协议；最高9600bps工作环境：-5℃～55℃95%RH防护等级：IP30安装规格：安装孔距：60mm；接线线径：≤1.5mm235mm标准导轨；接线线径：≤2.0mm2外形尺寸：86*86*55mm112*86*55mm155mm*110mm*60mm设备净重：200g245g500g选型型号：A型B型C型F型【计时温控器“末端示意”】22A型B型C型F型C型双管制盘管系统四管制盘管系统普通温控器中继器RS485RS485电源线控制线电源线控制线电源线控制线电源线控制线电源线控制线RS485RS485RS485RS485非联网型【计时温控器“接线示意1”】23【计时温控器“接线示意2”】242.4计量设备【智能数据采集器】25上海元上电子科技有限公司【智能数据采集器“功能选型”】26序号主要功能型号(系列号后缀)备注24D24DC40D1采集脉冲冷水表★24D型为标准型2采集脉冲热水表★3采集脉冲单相电表★4采集脉冲三相电表★5采集脉冲燃气表★6拓展控制输出★以24D为基础支持12路继电器控制输出拓展7万年历时钟★功能选配27指标项目指标内容信号输入：24路标准脉冲信号输入配线指标拓展输入：16路标准脉冲信号输入采集器电源线：RVV3*1.0mm2拓展输出：12路标准继电器信号输出脉冲信号线：RVVP3*0.3mm2工作电源：AC220V信号线长度：100mm最大功耗：≤6W通讯总线：RVSP2*2*0.5mm2供电输出：DC+12V20MA输出额值：3A/220V/AC(阻性负载)采集对象：各类脉冲发讯型一次类基表；采样脉宽80MS结算精度：I级存储容量：64K通讯方式：RS485Modbus协议；最高9600bps工作环境：-5℃～55℃95%RH防护等级：IP30安装规格：金属箱体；壁挂安装外形尺寸：333*245*80mm【智能数据采集器“采集示意”】28弱电井强电间/电表箱水井/水表箱分户/燃气表信号线水平弱电桥架竖向弱电桥架RS485信号线信号线3、能源闭环管理原则29所谓能源闭环管理主要是指二次类能源的计量管理，简单的说，二次类能源主要是通过消耗一次类能源从产生二次类能源，其主要集中在：空调系统、采暖系统、锅炉系统、生活热水系统等系统中；各系统均为通过消耗：水、电、燃气、燃油，通过各系统的能量转换而成为：空调或采暖冷/热能、蒸汽、热水等能源。所以对二次类能源的计量必须要做到：一次类能源消耗的计量、所产出二次类能源的计量。4、系统计量点选点原则304.1空调计量点的选择4.2冷水计量点的选择4.3热水计量点的选择4.4电力计量点的选择4.5燃气计量点的选择4.6燃油计量点的选择4.7采暖计量点的选择4.8蒸汽计量点的选择4.1空调计量点的选择31序号计量点名称能量计量点计时计量点备注1系统总管★分水器供出总管2楼层总管★供入楼层干管3设备总管★空调或新风机组等4独立经营区域总管★商铺、餐饮等5主要功能区域总管★会议、后勤中心等6公共区域总管★大堂、公共连廊等7分户总管★公寓、办公等8末端（盘管）★适用任何盘管末端注：1、水系统中央空调有双管制及四管制之分，在选择计量点时需注意。2、表中7、8项均可作为分户计量点；如果选用末端盘管计时计量点则需考虑在系统、楼层或区域设置能量计量点。

4.2冷水计量点的选择32序号计量点名称备注1市政供入总管如小区项目可不选2消防系统进水总管3锅炉进水总管4制冷系统进/补水含：系统、膨胀水箱、冷却塔等分项5生活热水系统进水含：热水储水箱、板换器等分项6独立经营区域总管如：洗衣房、餐饮、厨房、商铺等分项7分户总管如：产权式公寓、商品房等8中水含：供出总管、冲洗、绿化灌溉等分项注：1、水计量点需根据实际项目需求及建筑功能选择计量点。不同的系统应用可增加或减少部分计量点。4.3热水计量点的选择33序号计量点名称备注1各区域系统总挂含：热水储水箱、生活板换器等供（回）出总管2各楼层系统总管如应用于以楼层内末端有分户计量的可不选。3独立经营区域总管如：洗衣房、餐饮、厨房、商铺等分项4分户总管（末端）如：产权式公寓、商品房等注：1、生活热水均为循环管网，所以对区域计量点上应配置两个计量点，计量热水供水用量及热水回水用量，由系统自动结算该计量区域用量。2、在分户计量点上除特殊配置为室内为循环管路的计量点计量供、回管用量以外，一般分户计量末端均只需配置供水总管计量点。4.4电力计量点的选择34序号计量点名称备注1变电所内各变压器主回路2低压配电柜内各主要回路3大功率设备及重点设备回路一般这些回路在低压配电柜回路中有体现4楼层强电间内各配电箱主回路5各独立经营区主回路如：商铺等6楼层内各分户主回路部分项目设计分户主回路在用户现场注：1、电力计量点的配置可参考设计院出具的电气系统图，一般只需要在电气系统图中就能找到各计量点（指在设计院出图上已经标明电表位置的回路）。2、统计电力计量点时应详细标注各计量点的参数信息（如：回路名称、编号、位置、CT变比、电流等信息）。3、如果在设计院出图上已设表具的计量点，如界面划分由箱柜成套或供电部门提供表具的，应重点注明表具的远传要求，以便能源管理系统集成。4.5燃气计量点的选择35序号计量点名称备注1市政燃气总表一般中压表房内表由市政提供2锅炉或设备燃气总表含：燃气锅炉、燃气辅助加热系统等分项3独立经营区域燃气总表含：商铺、餐饮厨房等分项4分户燃气总表分户燃气表一般配置在用户室内由市政提供注：1、燃气计量点（市政总表及分户总表）的表具应涉及安全规范，一般由燃气专业实施或提供。2、对由燃气专业提供的表具，应重点注明表具的远传要求，以便能源管理系统集成。4.6燃油计量点的选择36序号计量点名称备注1储油罐出侧供油管总管一般计量点选择在供油泵总管上2常用油箱供出总管应燃油锅炉的特点部分锅炉需计量供/回注：1、燃油在建筑中应用较少，一般用于燃油锅炉及燃油发电机组。2、表中计量点1、2项或选其一，视具体情况而定。在设计院出图如见设计有燃油表记的计量点，一般会设计在表1项位置。4.7采暖计量点的选择

37注：1、采暖计量一般较广泛应用于北方的集中采暖中，南方较常见的采暖一般用于地板辐射采暖系统中。2、供暖的计量点选择可参考空调系统计量点选择原则。3、地板辐射采暖，一般以大区域、或户为单位。4.8蒸汽计量点的选择38序号计量点名称备注1市政供蒸汽总表部分不设置蒸汽锅炉的项目常见应用2蒸汽锅炉供汽各总管一般指锅炉供入分汽包的各路总管3分汽包分出各路总管含：区域总管、板换设备总管等分项4独立经营区域总管含：洗衣房、食堂、厨房等分项注：1、市政供汽总管的计量点上的表具一般有市政提供，可按能源管理系统提出远传要求，方便系统集成。2、蒸汽计量点统计时需详细注明：口径、压力、是否饱和蒸汽、流速等参数，以方便表具选型。七、能源管理系统结构组成39能源综合管理系统作为建筑智能化子系统，一般项目中均独立组成系统；系统由：“能耗”数据采集层、数据通讯传输层、系统管理层组成。数据采集层（即末端采集层）：由各类一次类仪表（水、电、燃气、蒸汽、燃油等表）、二次类仪表（智能数据采集器、组合式空调计费仪、计时温控器等采集结算仪器）组成。数据通讯传输层（即网络层）：由标准的RS485总线制通讯总线网络组成（部分项目中网络层也可采取通过协议转换或光电转换后组网）。系统管理层（即管理主机层）：由服务器或管理主机、系统软件、接口管理器等组成。【系统网络结构成扑图】4064网络蒸汽表、燃油表RS485RS485RS485RS48564646464RS485网络电表网络水表空调、采暖能量计量空调末端计时、温控三表远传采集RS485RS485RS485信号线信号线中继器中继器中继器中继器集中器中继器中继器RS485通讯转接口最大支持8条通讯总线中继器最大支持32路协议转换器路由器RS485系统管理层数据传输层数据采集层TCP/IPRS232多串口管理器RS485管理主机管理主机管理主机系统类型一系统类型二系统类型三RS485【管理层组网拓扑图】41基于：互联网基于：(企业/政府)专用网TCP/IP物业管理客户端设备管理客户端其它客户端RS4851#管理主机（分站N#）N#管理主机（分站1#）2#管理主机（分站2#）分站服务器集团/政府能耗管理主服务器能耗监测/发布【分站传输层组网拓扑图】42T+T-中继器T+

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T-管理分站从站1-1从站1-2从站1-64从站2-1从站2-64从站3-1从站3-64RS485一级总线二级总线三级总线RS485RS485RVVSP2*2*0.5[2、3级总线(余同)]120Ω120Ω120Ω每级总线长度不超过1000m,范围内从站总数不超过64个总线分级控制在3级或以内43指标项目指标内容工作电源：DC12V-24V光电隔离：3000V支持通讯：RS485Modbus协议通讯速率：最高9600bps工作环境：-5℃～55℃95%RH防护等级：IP30安装规格：弱电箱内安装外形尺寸：122*72*33mm信号中继器型号:YES-QW10用于：放大通讯信号、隔离干扰。指标项目指标内容工作电源：DC12V-24V光电隔离：3000V转换转接：RS232转RS485支持通讯：RS485Modbus协议工作环境：-5℃～55℃95%RH防护等级：IP30安装规格：弱电箱内安装外形尺寸：122*72*33mm通讯转接口型号:YES-QW20用于：通讯接口转换。指标项目指标内容处理器：32bit,100MHz内存：2M网口速度：10/100M自适应串口接口：DB9针RS232*1工作环境：-5℃～55℃95%RH防护等级：IP30安装规格：弱电箱内安装外形尺寸：00*00*00mm协议转换器型号:YES-QW601A用于：通讯协议转换。八、能源管理系统软件应用441、软件简介45“元上科技”能源管理信息系统(简称YSEMIS)是一套综合能耗管理软件系统，系统采用开放式插件体系，支持能耗设备及计量设备