校园多联机空调的计费监控系统集成应用

李寅雷,李鸿亮,蔡强新

(浙江中易和节能技术有限公司,浙江 杭州 310053)



校园多联机空调的计费监控系统集成应用

李寅雷,李鸿亮,蔡强新

(浙江中易和节能技术有限公司,浙江 杭州 310053)

针对当前校园空调中高能耗、散分布、难管理等问题,重点介绍了一种针对多联机空调的计费监控系统。该系统不仅兼容国内外主流空调的联网,还能够满足大规模空调的组网群控,并通过节能控制、实时管理、计量收费等技术与途径,以实现校园的节能减排目标。

校园；多联机空调；计费监控

1　项目背景

校园集教学、科研和生活于一体,是构成社会的重要社区,也是资源能源消费的大户。按照我国的能源单位分类标准,校园基本上都处于一类能源管理单位(即年能耗折耗电1 200万kWh以上),使用能源费用支出较大,节能减排有相当的潜力可挖。

有关数据显示,我国建筑相关能耗占到全社会能耗的1/3以上,而大量针对建筑全生命周期评价的研究表明,使用阶段的能耗占建筑总能耗的70%以上。对某大学建筑在预计75年使用寿命的模拟研究表明,空调消耗将占到整个寿命周期一次能源消耗的54.4%。因此,降低使用阶段空调的能耗是建设节约型校园的重要环节。

现有某一高校的分校区,由于分期建设的原因,3 300台室内机的多联机空调采用了14套格力集控系统和5套美的集控系统,且各系统在设计过程中并未考虑到用户的实际使用情况,存在以下几个问题：一是多品牌多系统使得整个校园的空调机组不能实现群控；二是部分系统无法实现远程或控制命令执行缓慢；三是虽有计费功能,但仍须手动录入,抄表工作繁琐。因此,校方迫切希望对现有多联机空调的控制系统进行升级改造。

2　系统设计

为了确保校园节能监管工作的具体落实,实现对全校空调建筑能耗进行实时监测,通过构建适用于大型校园多联机空调的集中计费监控系统,以满足对全校多联机空调用电定额分配的指标化管理模式,使全校师生都自觉合理使用空调,杜绝没有必要的能源浪费。

2.1系统组成

本系统基于B/S架构,分为管理模块、监测模块和通讯模块三个部分。各部分预期实现方式与功能包括：第一部分是管理模块,包括服务器、操作电脑等,管理人员通过此部分对空调进行远程控制及分析,实现分户计费；第二部分是监测模块,即安装室外机电表和室内机电表,并通过数据采集器进行电表远程数据采集,实现空调用电量的实时采集；第三部分是通讯模块,由于格力空调和美的空调为不同品牌,分别通过不同的设备和方式实现——格力空调采用通讯模块+中继器+转换器实现数据传递,美的空调采用网关直接实现数据传递。

图1　系统网络拓扑图

2.2计费原理

本系统是通过采集多联机组的运行数据,将机组的用电量根据各个内机的运行状态分配到各个内机。具体的计量收费原理：一是按照每台室内机的实际使用情况将室外机的电量公平地进行分摊；二是根据用户的室内机容量、室内空调负荷、室内机运行时间、设定温度、室内环境温度、室内机风档、室内电子膨胀阀开度,综合评估测算用户实际使用和分摊的电量[1]；三是将用户分配的电量分为三个部分,主要包括电加热、风机的内机自身耗电、根据内机负荷率对外机运行电耗进行分摊的外机运行耗电、根据内机容量分摊的外机待机耗电。

图2　多联机空调的计费原理

3　功能应用

多联机空调的计费监控系统以空调集中监测与控制为核心功能,并提供了包括策略、自定义等常用管理功能,具体功能如下：

3.1实时监测与控制功能

能够实现建筑模式、楼层模式等两种不同的视图查看建筑内的房间,提供更方便、快捷地查看和控制房间的各个室内机的运行状态和参数,并提供运行状态等参数的历史数据查询。具体监测与控制参数有：开关状态、运行模式、设定温度、禁用面板、允许温度、允许时间等。

3.2控制策略设定功能

可以按照用户预先定义好的条件,自动控制相关空调的开/关、设定温度等参数的功能,来达到节能的目的,最终实现分体式空调的智能化管理。该功能模块主要包括两个部分内容：一是策略管理，是指设置策略条件及符合策略条件情况时的控制动作,支持策略条件的分组等功能；二是策略组态，是指将预先创建好的策略与相关的空调进行关联的操作。

3.3自定义管理功能

满足用户对空调控制策略后台管理的要求,包括建筑管理、设备管理、权限管理等。其中建筑管理功能支持建筑内房间信息查看功能,具有建筑内空调系统信息查看与删除以及建筑的搜索查询；设备管理功能可按照多联机空调系统模板信息,自动生成空调室内机与室外机参数，以及安装位置等信息；权限管理功能指角色的系统模块访问权限配置、角色的可访问建筑权限配置、访问用户信息及其角色信息的增删改查、访问用户的角色管理等[2]。

4　节能管理

在校园多联机空调的计费监控系统的基础上,实现能耗监管和用能优化的同步推进,具体节能管理部门应针对性地采取适用的措施,才能带来实实在在的节能量。

4.1设备实时管理

1)对管理范围内的空调运行时间和耗电量进行实时统计管理,分析统计范围内的用能需求,定期开展定量系统对比,寻找设备运行的规律,针对问题进行适当优化和设备修正。

2)加强用电负荷的管理,合理调整空调的工作状态,合理分配与平衡负荷以使建筑用能处于最佳状态。

3)对空调进行统一管理监控,杜绝“空调室内温度设置过低”“下班后忘记关空调机”“长时间不使用空调不拔电源插座”等情况。

4.2定额收费管理

1)在保证建筑合理运行,室内人员环境舒适的前提下,严格执行国家和地方的相关节能标准。即定额收费管理需要建立在科学合理的节能技术的基础之上。

2)定额收费的设定要基于各建筑的实际情况,以总体用能情况为基础,兼顾不同建筑功能的差异性,避免产生脱离实际情况的定额收费。

3)通过科学合理的定额管理,达标的给予一定的奖励,不达标的应及时督促整改,通过竞争比较来带动各单位积极地树立节能意识,提高用能效率,并达到促进节能的目的。

根据以往公共机构项目的实际经验,通过设备实时管理和定额收费管理,多联机空调的计费监控系统在校园应用的节能率可能在10%左右。

[1]黄晓艳,杜勇前.基于物联网的分体空调集中控制系统[J].计算机测量与控制,2015(8):2709-2712．

[2]王佩.高校节能监管平台建设现状及未来的发展趋势[J].价值工程,2013(36):102-103．

Integrated Application of the Charge Monitoring System for the Multi Connected Air Conditioner in Campus

LI Yinlei,LI Hongliang,CAI Qiangxin

2016-05-16

国家科技支撑计划课题：暖通综合节能技术(2012BAA13B01)

李寅雷 (1979—)，男，浙江金华人,工程师，从事建筑节能研究工作。

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