第1章 能源管理系統(tǒng)
中天創(chuàng)意研發(fā)中心能源管理系統(tǒng)主要對(duì)寫字樓內(nèi)產(chǎn)權(quán)分割辦公區(qū)域、不可分割辦公區(qū)域、公共區(qū)域的電、水、空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程計(jì)量，系統(tǒng)自動(dòng)采集現(xiàn)有遠(yuǎn)傳水、電表明細(xì)用能信息，透過數(shù)據(jù)采集器，經(jīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳送至主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)組織用能情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)生需量越限、功率因數(shù)過低等情況，及時(shí)發(fā)出告警提醒用戶處理。
同時(shí)，對(duì)產(chǎn)權(quán)分割辦公區(qū)域內(nèi)出售辦公區(qū)域各辦公室空調(diào)水管設(shè)置熱量表，作為預(yù)付費(fèi)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)物業(yè)收費(fèi)的依據(jù)。對(duì)不可分割辦公區(qū)域和公共區(qū)域總空調(diào)水管及樓層空調(diào)水管進(jìn)行計(jì)費(fèi)。
1.1 系統(tǒng)概述
水表、電表的集成是采用數(shù)據(jù)采集器對(duì)儀表進(jìn)行帶載，上傳，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)量控制。AKE能源計(jì)量系統(tǒng)是一套以計(jì)量為基礎(chǔ)，收費(fèi)為核心的系統(tǒng)；是一套對(duì)中央空調(diào)、水、電的用量進(jìn)行獨(dú)立核算的智能化計(jì)量、收費(fèi)管理系統(tǒng)；能源計(jì)量管理系統(tǒng)可以由下面的幾個(gè)子系統(tǒng)組成：
空調(diào)計(jì)量子系統(tǒng)：
主要適用于辦公等需要分區(qū)域或分戶計(jì)量；是對(duì)用戶的中央空調(diào)用量進(jìn)行計(jì)量的系統(tǒng)。根據(jù)計(jì)量末端的類型和實(shí)際功能需求可分為當(dāng)量時(shí)間計(jì)費(fèi)和區(qū)域能量計(jì)費(fèi)；系統(tǒng)主要由前端的空調(diào)計(jì)量器具和通訊管理器組成。
電量計(jì)量子系統(tǒng)：
主要是對(duì)用戶的用電量進(jìn)行計(jì)量和遠(yuǎn)程抄表的系統(tǒng)；系統(tǒng)主要由前端的網(wǎng)絡(luò)智能電表和通訊管理器組成。
冷熱水計(jì)量子系統(tǒng)：
主要是對(duì)用戶的冷熱水用量進(jìn)行計(jì)量和遠(yuǎn)程抄表的系統(tǒng)；系統(tǒng)主要由前端的網(wǎng)絡(luò)智能水表和通訊管理器組成。
1.2 需求分析
1.2.1 設(shè)計(jì)原則及目標(biāo)
? 標(biāo)準(zhǔn)化：設(shè)計(jì)及其實(shí)施按照國家和地方的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，選用的系統(tǒng)設(shè)備、產(chǎn) 品和軟件盡可能符合相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且有CMC認(rèn)證；
? 先進(jìn)性：工程的整體方案將保證具有明顯的先進(jìn)特征?？紤]到電子、信息技術(shù) 的迅速發(fā)展，本設(shè)計(jì)在技術(shù)上將適度超前，所采用的設(shè)備，產(chǎn)品和軟件不僅成熟而且能代表當(dāng)今世界的技術(shù)水平。
? 合理性和經(jīng)濟(jì)性：在保證先進(jìn)性，滿足用戶需求的同時(shí)，以提高工作效率，節(jié) 省人力和各種資源為目標(biāo)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，充分考慮系統(tǒng)的實(shí)用、適用和效益，爭取獲得最大的投資回報(bào)率；
? 結(jié)構(gòu)化和可擴(kuò)充性：系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)將是結(jié)構(gòu)化和模塊化的，具有很好的兼容 性和可擴(kuò)充性，使系統(tǒng)能在日后得以方便地?cái)U(kuò)充；
? 管理簡單：全面綜合優(yōu)化優(yōu)選，強(qiáng)調(diào)以人為本，系統(tǒng)易學(xué)易用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代管理。
1.2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
AKE能源計(jì)量管理系統(tǒng)通訊采用RS485標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線，設(shè)計(jì)采用3層結(jié)構(gòu)：
? 上層：中央管理層，主要由電腦、計(jì)費(fèi)儀和系統(tǒng)管理軟件構(gòu)成。
? 中央層：系統(tǒng)擴(kuò)展層，主要由各種通訊管理器構(gòu)成。
? 底層：數(shù)據(jù)采集層，主要由各種采集器和儀表組成，包括時(shí)間采樣器、能量表。
1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明
1.3.1 設(shè)計(jì)原則
1)合法性：具備計(jì)量體系和相關(guān)產(chǎn)品的計(jì)量器具的生產(chǎn)許可證等，沒有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的糾紛。
2)穩(wěn)定可靠性：一是產(chǎn)品本身要求穩(wěn)定是根本中央空調(diào)的計(jì)量表沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，很多廠家和單位將北方供熱的熱能表的標(biāo)準(zhǔn)拿來作為中央空調(diào)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，而實(shí)際使用的條件（溫度、溫差、流量的范圍）都發(fā)生了很大的變化，導(dǎo)致誤差會(huì)達(dá)到10-30%。本方案設(shè)計(jì)產(chǎn)品在廣東省取得了產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)量生產(chǎn)許可證，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)Q/AKE-1-2004；在區(qū)域計(jì)量使用的能量表部分，堅(jiān)決不采用穩(wěn)定性差、使用壽命短、故障率高的機(jī)械式能量表，流量計(jì)在大管徑采用進(jìn)口的插入式電磁流量計(jì)，在小管徑采用質(zhì)量穩(wěn)定可靠的管段式電磁流量計(jì)。對(duì)于水電計(jì)量表具，設(shè)計(jì)選用網(wǎng)絡(luò)一體化表，具備數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)、總線傳輸技術(shù)，有別于傳統(tǒng)的脈沖輸出采集的設(shè)計(jì)模式。二是通訊的方式建議選用最穩(wěn)定可靠的方式而不是最先進(jìn)的方式系統(tǒng)應(yīng)具備良好的抗干擾能力，建議采用成熟的國際通用標(biāo)準(zhǔn)RS485。
3)經(jīng)濟(jì)性：保證穩(wěn)定的工作狀態(tài)并能夠通過優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到良好的性價(jià)比。
4)實(shí)用性和成熟性：系統(tǒng)具備工程中所要求功能的能力，并且實(shí)現(xiàn)全中文操作，并應(yīng)采用被實(shí)踐證明為成熟和適用的知名品牌技術(shù)和設(shè)備，有成功收費(fèi)使用5年以上的實(shí)例。
5)先進(jìn)性：系統(tǒng)采用分布式、模塊化的結(jié)構(gòu)，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、通信、測(cè)量和顯示技術(shù)的實(shí)例。
6)開放性和標(biāo)準(zhǔn)化：系統(tǒng)遵循開放性原則，提供符合國際標(biāo)準(zhǔn)并滿足國家及行業(yè)最新規(guī)范的軟件，硬件、通信、網(wǎng)絡(luò)，操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等諸方面的接口與工具，使系統(tǒng)具良好的靈活性、兼容性，擴(kuò)展性和可移植性。
7)擴(kuò)展性：能滿足用戶將來的需求及系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大。
1.3.2 系統(tǒng)拓?fù)鋱D
1.3.3 系統(tǒng)構(gòu)成
能量表主要是由1臺(tái)能量積算儀、1對(duì)配對(duì)的PT1000溫度傳感器、1臺(tái)流量計(jì)組成。能量積算主要對(duì)空調(diào)回路的出水溫度T1、回水溫度T2及瞬時(shí)流量q進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并按照熱力學(xué)能量計(jì)算公式，對(duì)使用冷量或熱量進(jìn)行累積計(jì)算 。
2、當(dāng)量時(shí)間型計(jì)費(fèi)
主要針對(duì)中央空調(diào)風(fēng)機(jī)盤管和空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組等末端。
對(duì)風(fēng)機(jī)盤管：檢測(cè)電磁閥的開關(guān)狀態(tài)并結(jié)合風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)高、中、低風(fēng)速運(yùn)行時(shí)間分別進(jìn)行累計(jì)和存儲(chǔ)。只要電磁閥沒有打開或者空調(diào)系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)下，采集器都不計(jì)時(shí)，系統(tǒng)不收費(fèi)。
對(duì)于空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組，我們檢測(cè)該設(shè)備空調(diào)回路的比例調(diào)節(jié)閥開度，設(shè)備對(duì)調(diào)節(jié)閥開度和時(shí)間進(jìn)行積分，計(jì)算出當(dāng)量時(shí)間；只要比例調(diào)節(jié)閥沒有打開或者空調(diào)系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)下，采集器都不計(jì)時(shí)，系統(tǒng)不收費(fèi)。采用RS485通訊方式與G04P通訊管理器進(jìn)行通訊組網(wǎng)。
3、電量計(jì)量子系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明
直接采用帶RS485通訊的網(wǎng)絡(luò)電表，采用RS485通訊方式與G04P通訊管理器進(jìn)行通訊組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能。采用網(wǎng)絡(luò)電表組網(wǎng)的特點(diǎn)是抄表準(zhǔn)確，通信可靠，有別于傳統(tǒng)的脈沖輸出采集的設(shè)計(jì)模式，避免了脈沖輸出所產(chǎn)生的抄集數(shù)據(jù)與表具現(xiàn)場數(shù)據(jù)不一致的問題。
4、冷熱水計(jì)量子系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明
直接采用帶RS485通訊的網(wǎng)絡(luò)水表，采用RS485通訊方式與G04P通訊管理進(jìn)行通訊組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能。采用網(wǎng)絡(luò)水表組網(wǎng)的特點(diǎn)是抄表準(zhǔn)確，通信可靠，有別于傳統(tǒng)的脈沖輸出采集的設(shè)計(jì)模式，避免了脈沖輸出所產(chǎn)生的抄集數(shù)據(jù)與表具的現(xiàn)場數(shù)據(jù)不一致的問題。
1.4 系統(tǒng)功能
? 實(shí)時(shí)檢測(cè)：自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的工作狀態(tài)，判定其是否正常；如果出現(xiàn)故障，自動(dòng)記錄故障的類型、時(shí)間和次數(shù)。
? 管理功能：繪制末端的使用率，便于空調(diào)人員管理開關(guān)主機(jī)的數(shù)量，真正實(shí)
? 現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行；
? 查詢功能：隨時(shí)查詢各用戶任何一段時(shí)間內(nèi)的所有資料，包括建筑、樓層、
? 用戶編號(hào)、用戶姓名、數(shù)據(jù)時(shí)間、計(jì)費(fèi)類型數(shù)據(jù)的查詢功能。
? 數(shù)據(jù)安全：在電腦內(nèi)記錄每一用戶20年內(nèi)的實(shí)際用量、應(yīng)繳費(fèi)用。在電腦內(nèi)
? 記錄各用戶當(dāng)前的用量、上次抄收時(shí)的用量，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵資料的雙備份；
? 核算功能：根據(jù)抄收的資料，自動(dòng)計(jì)算出各用戶的空調(diào)用量，所需費(fèi)用等，
? 并可將各種資料轉(zhuǎn)換為其它軟件的資料格式，與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；
? 保密功能：管理系統(tǒng)軟件按不同的優(yōu)先級(jí)別設(shè)有密碼，可以防止無關(guān)人員亂
? 操作，破壞系統(tǒng)或資料；
? 報(bào)表輸出：隨時(shí)按客戶需求定制報(bào)表，打印出各用戶的收費(fèi)單據(jù)；
? 綜合統(tǒng)計(jì)：可實(shí)現(xiàn)按類別、按片區(qū)、按單位等不同要求的綜合統(tǒng)計(jì)； 采用Windows2000/XP操作系統(tǒng)，簡體中文圖形操作界面；SQL Server 2000/2005數(shù)據(jù)庫；
? 數(shù)據(jù)交換：用戶需查詢的數(shù)據(jù)可以以標(biāo)準(zhǔn)、通用的格式直接導(dǎo)出，可滿足智能系統(tǒng)集成要求。
? 分時(shí)段計(jì)量：配合中央空調(diào)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和電表實(shí)現(xiàn)分時(shí)段計(jì)量的功能。
1.5 主要技術(shù)特點(diǎn)
1) 先進(jìn)性：該系統(tǒng)采用了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)、模糊數(shù)學(xué)理論；
2) 合理性：該系統(tǒng)在中央空調(diào)計(jì)量采用的末端當(dāng)量時(shí)間計(jì)量，簡單合理地解決了大批量的零星用戶的計(jì)費(fèi)問題，使其計(jì)費(fèi)盡量合理；
3) 安全性：配合空調(diào)計(jì)量末端控制型采樣器，艾科中央空調(diào)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)軟件可設(shè)置自動(dòng)報(bào)警能，對(duì)非正常用戶進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警；
4) 易操作、易維護(hù)性：空調(diào)計(jì)量末端計(jì)費(fèi)系統(tǒng)只在電路上進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)空調(diào)水管管路不作任何改動(dòng)，無需改動(dòng)原中央空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；
5) 穩(wěn)定性：對(duì)于水電計(jì)量堅(jiān)決采用網(wǎng)絡(luò)一體化表具，徹底解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定和精確；
1.6 選型設(shè)備介紹
1.6.1 CO2T采樣器
1.6.2 DCM能耗數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)
1.6.3 SDC數(shù)據(jù)集中器
