簡婷
开云体育手机下载教程 上海嘉定 201801
摘要：本文以公共建築中酒店類建築為(wei) 例，基於(yu) 酒店的用能現狀數據、潛在節能改造方向、改造投資額等數據，通過采用線性規劃的分析方法，得出在達到節能率指標的情況下，實現改造投資的經濟化，為(wei) 下步公共建築節能改造提供分析方法。
關(guan) 鍵詞：公共建築節能 投資規劃分析 節能改造技術
1 引言
1.1 研究背景
改革開放以來，中經濟保持了高速增長，特別是近年來城鎮化步伐加快，中建築規模大幅增加。建築能耗是繼工業(ye) 、交通能耗之後的三大社會(hui) 能源消耗主體(ti) 。隨著建築規模的擴大，建築節能成為(wei) 中節能降耗的重要內(nei) 容，特別是公共建築節能。根據住房和城鄉(xiang) 建設部2017年2月發布的《建築節能與(yu) 綠色建築發展"十三五”規劃 》要求，"十三五 ”期間公共建築節能改造的主要目標是：公共建築節能改造1億(yi) 平方米。因此，“十三五"期間公共建築節能仍然任重道遠。
1.2 研究內(nei) 容和方法
本文主要研究上海市公共建築節能改造係統的選擇， 以旅遊飯店建築為(wei) 例，基於(yu) 該類酒店現有的用能係統數據、潛在的節能改造係統節能量和相關(guan) 投資估算，通過采用規劃分析的方法，分析在定節能率的要求下，投資額低時的改造係統選擇，為(wei) 下步企業(ye) 投入節能改造提供經濟有效的分析方法支持。
2 節能改造經濟性分析
針對大型公共建築的節能要求，投資金額往往是業(ye) 主方考量的重要因素，本文以上海某五星級酒店為(wei) 例，通過改造用能係統能耗、節能改造方向和相關(guan) 投資數據，分析在定節能率的要求下，投資量低時的改造係統選擇。這是個(ge) 資源分配問題，決(jue) 策目標受低節能率(如，較年節能10%)的製約，同時要求在低投資額下保障節能率目標的實現。
2.1 酒店基本情況
本文研究對象為(wei) 上海某五星級酒店，酒店主要能源利用係統包括：中央空調係統、鍋爐供熱係統 (冬季采暖、生活熱水、洗衣房消毒、除氧)、照明係統、電梯係統、給排水係統等。酒店改造，總能耗如表 1所示，其中：根據《綜合能耗計算通則》 (GB/T2589-2008)，電力的折合標煤係數采用電力(等效電)為(wei) 0.350kgce/ (kW•h)，燃氣的折合標煤係數采用氣田天然氣為(wei) 1.2143kgce/m3，水的折合標煤係數為(wei) 0.0857kgce/m3。
酒店主要用能係統的情況如下 ：
(1) 照明係統：酒店照明光源共21250套，光源類型包括MR16鹵素射燈、螺旋或U型節能燈、白熾燈、T5 日光燈帶、T8/T5 熒光燈。適合改造的燈具共7229盞。
(2) 中央空調係統：酒店冷源係統現有約克離心機組4台，製冷量 700RT/台，額定輸入功率490kW，蒸發器承壓1.60MPa。
(3) 變配電係統：酒店供電係統為(wei) 兩(liang) 路供電，供電總容量為(wei) 12000kVA，每路供電配備為(wei) 2台2500kVA和1台10OOkVA變壓器，35kV直降0.4kV係統，6台變壓器皆處於(yu) 較低負載工況，尤其是兩(liang) 台1000kVA 變壓器的工作效率較低。
(4) 蒸汽鍋爐係統：鍋爐房內(nei) 有蒸汽鍋爐4台，1用3備，4台鍋爐來回切換使用。單台鍋爐的額定產(chan) 出蒸汽量為(wei) 6噸，單台鍋爐額定工作壓力0.78MPa，寒冷日消耗天然氣量1000017。
(5) 電梯係統：酒店電梯共X台，包括客梯、貨梯和員工梯。
2.2 酒店改造措施及單係統節能量
從(cong) 技術的節能量、酒店的安全性、係統穩定性和減少對酒店的影響等幾個(ge) 因素考慮，篩選出部分可行的節能改造措施。每個(ge) 設備的節能量是通過以下兩(liang) 種方式之或結合所獲得：
(1) 理論值：將設備理論的額定功率定義(yi) 為(wei) 改造後的用電功率。
(2) 模擬分析：通過能耗模擬軟件Energy Plus,設定改造後的使用環境，然後模擬出節能量。
酒店可以采取的節能措施包括:
(1) 照明係統：采用節能的LED燈具替換原有燈具。照明燈具的節能量 = (原燈具功率-改造後燈具功率) x平均運行時間x運行天數。
(2) 低區生活熱水改造：擬選擇6台熱泵熱水器主機 (可滿足66.7%負荷、80% 使用工況的需求)。 通過計算采用空氣能熱泵熱水器後，係統年減少天然氣消耗為(wei) 322930m3 ,係統年增加電量消耗為(wei) 613568kW–h。
(3) 遊泳池熱水改造：擬選擇3台熱泵熱水器主機(可滿足60%負荷，75%使用工況的需求)。通過計算采用空氣能熱泵熱水器後，係統年減少天然氣消耗105174m3，同時係統年增加電量消耗為(wei) 199831kW•h。
(4) 電梯勢能回饋：擬為(wei) 電梯增設勢能回饋裝置，可將電梯運行中多餘(yu) 的機械能(含勢能、動能)，預期年節能量約113040kW•h。
(5) 變配電係統改造：對兩(liang) 台WOOkVA變壓器進行減容改造，減容改造後供電總容量降為(wei) 10000kVA。變配電係統節能改造的年節能量為(wei) 131575.2kW•h。
(6) 增加能源監測和管理係統：酒店建立能耗監測管理平台可以以實際能耗數據為(wei) 基礎對酒店的現有用能狀況進行分析，做出相應節能診斷，得出切實可行的節能辦法，包括管理節能、技術節能和公示行為(wei) 節能，降低酒店的能源消耗，提高酒店的運行管理水平，預計節電量為(wei) 383523kW•h。
2.3 問題分析和模型建立
2.3.1 問題分析
這是個(ge) 混合型的線性規劃問題，先需要滿足改造後的節能量與(yu) 改造相比減少10%，即節能量應達到643.3噸標煤。同時實現投資額低。因此需要決(jue) 策的是各個(ge) 係統如何投資做節能改造。決(jue) 策限製條件包括：
(1) 改造的燈具數量不能超過現有的燈具數量，並且燈具數量為(wei) 整數。
(2) 低區生活熱水、泳池生活熱水、電梯勢能回饋、變配電改造是否改造，屬於(yu) 是非決(jue) 策，需要運用0- 1整數規劃來處理。
(3) 低區生活熱水、泳池生活熱水若進行改造，在減少燃氣用量的同時，會(hui) 增加耗電量。在模型中反映是：將燃氣用量和用電量折合為(wei) 標準煤，在同水平上進行比較。
(4) 各項係統在決(jue) 定是否進行改造後，需對節能量加總，以達到低節能率10%的要求。
2.3.2 模型建立、求解與(yu) 分析
建立線性規劃模型，並進行求解：
(1) 照明燈具係統
各類型燈具的改造數量<現有燈具數量；
節能量=(原燈具功率-替換燈具功率)*平均運行時間x運行天數 ( 其中運行天數按365天計算)；節能量折合標煤=節能量x電力折合標煤係數；投資=實際改造數量x單個(ge) 燈具投資。
(2) 低區熱水係統、泳池熱水係統改造
節能量折合標煤=改造後減少的燃氣能耗(折合標煤)-改造後增加的用電能耗(折合標煤)；
投資：根據初步設計後得出工程量清單，估算得出。
(3) 電梯勢能回饋
節能量折合標煤=改造後減少用電能耗(折合標煤)；
投資：根據初步設計後得出工程量清單，估算得出。
(4) 變配電係統改造
節能量折合標煤=改造後減少用電能耗(折合標煤)；
投資：根據初步設計後得出工程量清單，估算得出。
(5) 能源監測和管理係統
節能量折合標煤=改造後減少用電能耗(折合標煤)；
投資：根據初步設計後得出工程量清單，估算得出。
建立模型及進行規劃求解後得出如表2和表3所示的結果。
規劃求解的結論為(wei) ：當實現總節能量要達到低節能量要求時，為(wei) 643.3噸標煤，應改造的係統包括：部分照明燈具係統、低區熱水係統、電梯勢能回饋、變配電係統改造、能源監測和管理係統。改造總投資由各係統單項投資加總，合計：4,914,604 元。
表 1 酒店全年能耗值統計 
表 2 照明係統決(jue) 策方案 
表 3 各係統決(jue) 策方案 
2.3.3 決(jue) 策方案分析
從(cong) 求解的解可以看出以下特點 ：
(1) 照明燈具：節能量較大、單項投資較低的燈具是項選擇。而節能量大，但單項投資也較高的燈具，改造時不作為(wei) 考慮。
(2) 熱水係統改造：節能量較大的泳池熱水改造，在化求解中沒有被采納，主要原因是該項投資較大，與(yu) 低區熱水改造相比，實際投資量約為(wei) 低區熱水改造的2/3, 但節能量(折合標煤)為(wei) 低區熱水改造的 1/3。
(3) 電梯勢能回饋、變配電係統改造和能源監測和管理係統的節能量都非常可觀，同時，投資遠低於(yu) 熱水改造，因此，可以作為(wei) 本次改造的考慮範圍
3 安科瑞能耗在線監測係統介紹
3.1 係統概述
Acrel-5000建築能耗監測係統是用戶端能源管理分析係統，在電能管理係統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與(yu) 分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決(jue) 策層展示各類能源的使用消耗情況，便於(yu) 找出高耗能點或不合理的耗能習(xi) 慣，有效節約能源，為(wei) 用戶進步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。
3.2 應用場所：
（1）辦公建築（商務辦公、家辦公建築等）；
（2）商業(ye) 建築（商場、金融機構建築等）；
（3）旅遊建築（賓館飯店、娛樂(le) 場所等）；
（4）科教文衛建築（文化、教育、科研、醫療衛生、體(ti) 育建築等）；
（5）通信建築（郵電、通信、廣播、電視、數據中心等）；
（6）交通運輸建築（機場、車站、碼頭建築等）。
3.3係統功能
（1）登陸界麵
係統可以根據客戶要求定製個(ge) 性化的係統登錄界麵，登錄界麵所用的圖片、 Logo等由用戶提供。
（2）綜合能耗展示
係統登陸成功進入主頁麵，主頁麵顯示該建築的建築圖片，建築基本信息,建築當月分項用電餅圖和各種能源的消耗量。
（3）支路能耗概況
係統可以根據分類能耗的支路名稱查詢用能情況，顯示當日和當月的用能峰值（電能對應需量值）、當日用能、當月用能、當年用能以及昨天同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況。
（4）支路用能
係統可以統計各支路某段時間內(nei) 逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。
（5）分項能耗概況
係統可以按照動力、空調、插座等分項進行能耗統計與(yu) 顯示，支持用能餅圖顯示各分項過去31天的用能占比；堆積圖顯示各分項過去31天的能耗趨勢；分項用能圖顯示被選中分項對應能耗值*位的支路。
（6）分項用能
係統可以統計各分項某段時間內(nei) 逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能（這裏的支路須通過基礎數據中分類分項的配置。）
（7）部門能耗概況
係統可以按照部門進行能耗統計與(yu) 顯示，並進行日同比分析圖，餅圖顯示各部門過去31天的用能占比；堆積圖顯示各部門過去31天的能耗趨勢；部門績效考核對比圖顯示實際用能和用能目標值，當實際用能值大於(yu) 目標值時，實際值標為(wei) 紅色。
（8）區域能耗概況
係統可以按照區域進行能耗統計與(yu) 顯示，日分項用能同比分析圖顯示不同區域的當日與(yu) 昨日能耗柱狀圖；餅圖顯示各區域過去31天的用能占比；堆積圖顯示各區域過去31天的能耗趨勢；區域用能圖中顯示被選中區域對應能耗值*位的支路。
（9）參數查詢
查詢各回路戓支路某段時間內(nei) 的參數，以曲線的形式反映趨勢（具體(ti) 可以查詢的參數與(yu) 安裝的儀(yi) 表有關(guan) ，查詢時不能跨月，且繪製曲線時以1分鍾為(wei) 間隔），電力參數可以多選。
（10）數據檢查
係統可以統計某段時間內(nei) 各回路與(yu) 下級支路的用能差值，超過定百分比後醒目顯示（紅色區域），確保計量體(ti) 係的完整性、準確性。
（11）非工作日用能分析
係統可統計各支路工作日與(yu) 非工作日的能耗情況。此處的工作日和非工作日是在基礎數據中非工作日設置中配置的非工作日。
（12）能耗數據同比環比分析
係統可將各種類型（電、水、氣）和各主要耗能設備的能耗與(yu) 去年同期值和上月值進行同比環比分析，檢驗節能效果，根據分析結果執行節能績效考核，以及節能目標的修正。
（13）分時段用能統計
在儀(yi) 表帶有複費率統計功能的提下，係統可以采集電表內(nei) 尖、峰、平、穀參數，並將數據存儲(chu) 到數據庫中方便後期查詢。不同時段可以分別設置用電單價(jia) ，統計報表會(hui) 呈現出分時段電能值與(yu) 電費。
（14）日月年報表
係統提供方便的日月年報表統計功能，通過選擇不同回路，報表類型，查詢日期，生成對應報表。選中報表中的某行數據，會(hui) 自動顯示對應的柱狀圖。
（15）儀(yi) 表網關(guan) 斷線報警
係統通過能耗網關(guan) 采集數據時，可以獲得儀(yi) 表的通訊狀態。當係統判斷儀(yi) 表通訊中斷時間大於(yu) 10分鍾時或網關(guan) 通訊中斷時間大於(yu) 20分鍾時，係統會(hui) 彈窗或者通過鈴鐺報警，顯示當通訊中斷的儀(yi) 表或者網關(guan) 。
（16）圖表導出
係統可將分析統計的曲線、棒圖、報表導出到Excel格式文件，以便於(yu) 用戶數據二次利用。
（17）用戶管理
係統用戶權限管理采用分級模式，為(wei) 係統管理員、後勤管理人員、設備維護人員三級，進行訪問權限管理，防止未授權的訪問，並對所有操作自動進行帶時標事件記錄，可建立良好的反事故措施。
（18）基礎信息配置與(yu) 維護
係統可根據項目實際情況配置每塊智能儀(yi) 表所屬的能耗類型和分項、歸屬區域、設備類型，這些數據將作為(wei) 用能分析的基礎信息。
（19）人工錄入數據
係統提供數據手工錄入功能，可錄入儀(yi) 表每天的抄表值與(yu) 每天的用能值，用於(yu) 後期報表統計。
（20）遠程訪問功能(C/S模式)
係統采用C/S架構設計，在任意台連接廣域網的計算機上安裝Acrel-5000建築能耗監測係統客戶端軟件即可實時訪問該能耗監測係統。
3.4 係統網絡結構
AcrelCloud-5000能耗管理雲(yun) 平台采用分層組網架構，將係統分為(wei) 設備層、網絡層、應用層。
設備層：設備層作為(wei) 平台數據來源的基礎，通過儀(yi) 表與(yu) 傳(chuan) 感器對參數進行監測和計量。
網絡層：網絡層通過強大的協議轉換功能將采集到的設備層的數據傳(chuan) 遞到應用層，起到承上啟下的作用。
應用層：應用層對設備層的數據進行分類、存儲(chu) 、統計分析，通過友好的人機界麵為(wei) 用戶提供的體(ti) 驗。 
圖1 係統結構
3.5 能耗監測係統產(chan) 品選型
4 結論 根據以上的規劃求解分析，就上海市大型公共建築能耗與(yu) 節能改造研究得出如下結論：
(1)通過采用數模模型方式進行節能改造的決(jue) 策，可以在較低的投資額的情況下獲得高的回報(節能量)，這對於(yu) 建築業(ye) 主來說是非常有必要的。
(2)根據節能率目標 ，對每項節能技術進行節能量、投資額分析，通過設定邊界條件，在達到低節能率的情況下，規劃分析求解得出應改造的係統，實現經濟性化。
【參考文獻】
[1]徐強,莊智,朱偉(wei) 峰等.上海市大型公共建築能耗統計分析.七屆綠色建築與(yu) 建築節能大會(hui) 論文集,2011
[2]蔡伊秋.城市大型公共建築能耗與(yu) 節能改造決(jue) 策研究.
[3]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2020.06版.
作者簡介：簡婷，女，本科，現就職於(yu) 开云体育手机下载教程，主要研究方向為(wei) 重點用能單位能耗在線監測。
郵箱：2885080326@qq.com
地址：上海市嘉定區育綠路253號
