淺談天津某產(chǎn)業(yè)園能耗監測系統設計

摘要：對天津市某產(chǎn)業(yè)園2016年度的能耗進(jìn)行了審計，分析了該產(chǎn)業(yè)園的年度能耗總量、能源結構、能耗費用構成、單位建筑面積和單位人員能耗指標，并對能源利用過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了合理建議。審計結果表明，2016年該產(chǎn)業(yè)園建筑綜合能耗折標準煤54.60噸標準煤，耗電40.24萬(wàn)kWh；耗醇基燃料量7.20t，耗水1.69萬(wàn)m3。單位建筑面積綜合能耗11.19噸標準煤/(㎡·a)，單位人員能耗量0.38噸標準煤/(人.a)，人均水耗118.66m3/(人.a)，平均單位建筑面積電耗為91.07kWh/(㎡·a)。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)園；建筑能耗；數據分析

0.引言

能源緊缺和環(huán)境污染是當前世界各國面臨的重大問(wèn)題，而建筑節能是我國能源政策的重要組成部分。我國建筑能耗所占比例已超過(guò)全國總能耗的1/4。建筑業(yè)已成為大能源消耗行業(yè)，其能耗已達到工業(yè)能耗的1.5倍。依據目前建筑能耗水平發(fā)展，到2020年，我國建筑能耗將達到10.89億噸標準煤，超過(guò)2000年的3倍，空調高峰負荷將相當于10個(gè)三峽電站滿(mǎn)負荷出力。在各類(lèi)建筑中，辦公建筑等公共建筑是能耗大戶(hù)，以其不到4%的城鎮建筑總量，消耗著(zhù)建筑能耗總量的22%，因此公共建筑節能是我國建筑節能的重要方面。作為開(kāi)展建筑節能工作的基礎，掌握公共建筑的能耗現狀、特點(diǎn)，是十分必要的。進(jìn)行建筑能耗調查統計，了解我國建筑能耗水平、建筑終端商品能耗結構、建筑用能模式，積累建筑能耗基礎數據，為國家能源結構調整，制定與檢驗相關(guān)能源政策，挖掘建筑節能潛力提供有力的數據支持，對國家建筑節能工作的推進(jìn)有現實(shí)意義。以筆者在產(chǎn)業(yè)園建筑能源審計工作中的經(jīng)驗為基礎，參考《公共建筑能源審計導則》等相關(guān)內容，系統總結建筑能源審計的完整工作流程，并根據審計結果，提出該產(chǎn)業(yè)園建筑的節能要點(diǎn)。

1.建筑概況

該產(chǎn)業(yè)園共有1座單體建筑，辦公樓建筑總面積4419㎡，總制冷面積4419㎡，總采暖面積3977㎡，審計建筑共一棟辦公樓。建筑結構類(lèi)型為混凝土剪力墻及玻璃幕墻，玻璃種類(lèi)為雙層普通玻璃，并且屋面及外墻有保溫處理，室內照明采用細管型熒光燈，室外照明采用普通熒光燈。

1.1用能種類(lèi)

用能系統主要包括用電系統和用水系統，此外還消耗醇基燃料。主要用能系統情況如圖1所示。

圖1產(chǎn)業(yè)園主要用能系統示意圖

1.2能耗數據調查

該產(chǎn)業(yè)園消耗的能源種類(lèi)有：電力、自來(lái)水、汽油、醇基燃料。其中電力主要用于單位照明系統、辦公設備、空調系統、生活用水泵及單位公共服務(wù)系統；自來(lái)水主要用于綠化、廚房和生活用水；醇基燃料主要用于廚房烹飪；汽油主要用于公車(chē)。且自2016年起停止使用公車(chē)。

1.2.1能耗結構

該產(chǎn)業(yè)園于2016年共耗電40.24萬(wàn)kWh；耗水1.669萬(wàn)m3；耗醇基燃料7.2t。根據表1中折算系數，綜合能耗折算為標準煤?jiǎn)挝粫r(shí)為2108.44噸標準煤，具體能源消費結構如表2所示。2015年能耗源消費結構如表3所示。對各項能源占比進(jìn)行直觀(guān)的分析如圖2、圖3所示。

表1折標系數表

該單位使用的液體醇基燃料熱值按5000kcal/kg計算，可得其當量熱值指標系數為5000÷7000≈0.7143。

表22016年能源消費結構

表3?2015年能源消費結構表

從表2、圖2可以看出，電力在消耗的各種能源中占比高，電力能耗占90.58%，是本次能源審計的要點(diǎn)，也是挖掘節能潛力的要點(diǎn)。醇基燃料能耗占9.42%。

（1）電力：本審計期該機構購入電力40.24萬(wàn)kWh，凈消耗量40.24萬(wàn)kWh，折算標準煤49.46噸標準煤，占能源消費總量的90.58%。2015年消耗電力實(shí)物量39.61萬(wàn)kWh，當量折標煤48.68噸標準煤。2016年較2015年電耗量增加了1.61%。

（2）汽油：2015年消耗汽油實(shí)物量1.62萬(wàn)L，折算標準煤17.44噸標準煤。

（3）醇基燃料：本審計期該單位消耗醇基燃料7.20t，折算標準煤5.14噸標準煤，占能源消費總量的9.42%。

1.2.2能源資源費用成本

產(chǎn)業(yè)園購入能源費用主要由電費、水費、汽油費和醇基燃料費等構成，2016年全部能源成本為45.07萬(wàn)元。2016年和2015年購入能源費用如表4所示，各類(lèi)能源資源費用占比如表4和圖3所示。

表4?產(chǎn)業(yè)園各類(lèi)能源資源總費用及所占份額

圖3?2016年各類(lèi)能源資源費用占比

從圖3中可以看出，審計期該產(chǎn)業(yè)園管委會(huì )電力費用為35.74萬(wàn)元，占總能源成本的79.29%；其次是自來(lái)水費用，共花費8.26萬(wàn)元，占能源總費用的18.32%。

（1）電力：本審計期該機構購入電力40.24萬(wàn)kWh，凈消耗量40.24萬(wàn)kWh，電力費用35.74萬(wàn)元，占能源消費總量的79.29%。2015年消耗電力實(shí)物量39.61萬(wàn)kWh，電力費用為36.55萬(wàn)元，占能源總費用的65.81%。其中，審計期的電力費用相對2015年電力費用減少了2.21%。

（2）自來(lái)水：本審計期該單位購入自來(lái)水1.69萬(wàn)m3，自來(lái)水費用8.26萬(wàn)元，占能源消費總量的18.32%。2015年消耗自來(lái)水實(shí)物量1.08萬(wàn)m3，自來(lái)水費用為5.30萬(wàn)元，占能源總費用的13.86%。其中，審計期的自來(lái)水費用相對2015年費用上升了7.23%。

（3）汽油：2015年購入汽油1.62萬(wàn)L，汽油費用為10.21萬(wàn)元，占能源總費用的18.39%。

（4）醇基燃料：本審計期及2015年購入醇基燃料7.2t，醇基燃料費用為1.08萬(wàn)元，占能源總費用的1.94%。綜上，由于產(chǎn)業(yè)園在審計期停用公車(chē)，減少了汽油的消耗，故審計期能源總費用較2015年而言下降了19。

1.2.3主要能耗指標計算

單位建筑面積綜合能耗計算如下：

單位建筑面積能源消耗指標=建筑總能耗/建筑面積。

單位建筑面積能耗總量指標=49.46噸標準煤÷4419㎡=11.19千克標準煤/(㎡·a)。

單位建筑面積電耗計算如下：

單位建筑面積電耗指標=建筑總耗電量/建筑面積。

單位建筑面積電耗指標=40.24萬(wàn)kWh÷4419㎡=91.07kWh/(㎡·a)。

單位建筑面積水耗計算如下：

單位建筑面積水耗指標=建筑總耗水量/建筑面積。

單位建筑面積水耗指標=1.69萬(wàn)m3÷4419㎡=3.81m3/(㎡·a)。

單位建筑面積供暖消耗指標=采暖總能耗/供熱面積

單位建筑面積采暖總量指標=22.82噸標準煤÷3977㎡=5.74千克標準煤/(㎡·a)

單位人員能耗計算如下：

單位人員能耗總量指標=年度能源消耗總量/用能人數。

單位人員能耗總量指標=54.60噸標準煤÷142人=0.38噸標準煤/(人·a)。

單位人員電耗計算如下：

單位人員電耗指標=電力消耗總量/用能人數。

單位人員電耗指標=40.24萬(wàn)kWh÷142人=0.28萬(wàn)kWh/(人·a)。

單位人員水耗計算如下：

單位人員水耗指標=自來(lái)水消耗總量/用能人數。

單位人員水耗指標=1.69萬(wàn)m3÷142人=118.66m3/(人·a)。

2.安科瑞建筑能耗分析系統

2.1概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶(hù)端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過(guò)對用戶(hù)端所有能耗進(jìn)行細分和統計，以直觀(guān)的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類(lèi)能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶(hù)進(jìn)一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶(hù)可按照國家有關(guān)規定實(shí)施能源計算，分析現狀，查找問(wèn)題，挖掘節能潛力，提出切實(shí)可行的節能措施，并向縣級以上管理節能工作的部門(mén)報送能源計算報告。

2.2應用場(chǎng)所

適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區、大型物業(yè)、學(xué)校、醫院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。

2.3系統功能

2.3.1系統概況

平臺運行狀態(tài)，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線(xiàn)，當日，當月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。

2.3.2用能概況

對建筑、部門(mén)、區域、支路、分類(lèi)分項等用能進(jìn)行對比，支持當日逐時(shí)趨勢、當月逐日趨勢曲線(xiàn)、分時(shí)段能耗統計對比、總能耗同環(huán)比對比。

2.3.3用能統計

對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類(lèi)能源用能進(jìn)行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進(jìn)行生成柱狀圖。

2.3.4復費率統計

復費率報表按日、月、年統計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進(jìn)行統計分析。支持數據導出到EXCEL。

2.3.5同比分析

對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進(jìn)行用能數據同比分析。

2.3.6能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑*定時(shí)段內各類(lèi)能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。

2.3.7夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線(xiàn)、餅圖等形式對選擇支路分類(lèi)能源在時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統計對比，支持導出報表。

2.3.8設備管理

設備管理包括，設備類(lèi)型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶(hù)合理管理設備，確保設備的運行。

2.3.9用戶(hù)報告

用戶(hù)報告針對選定的建筑自動(dòng)統計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡(jiǎn)單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的復費率用能分析，報告可編輯。

3.系統硬件配置

4.結語(yǔ)

4.1該產(chǎn)業(yè)園能源利用過(guò)程存在的主要問(wèn)題

（1）能源管理問(wèn)題。

管理能力有待加強。在專(zhuān)業(yè)人員培訓、節能項目建設和改造等方面還有一些不足，未能做到統一、有效的聯(lián)動(dòng)，沒(méi)有形成一個(gè)整體的節能管理系統。

缺乏先進(jìn)合理的節能目標。雖制定了能源消耗定額管理制度，但沒(méi)有建立有效的能耗評價(jià)體系，沒(méi)有進(jìn)行責任制考核。員工的節能意識尚需提升。節約意識并沒(méi)有深入人心，全體職工的節能意識還需加強。

（2）能源計量系統問(wèn)題。

對公共機構外購的電、水加裝了總計量器具，但對空調系統、辦公用電（包括照明和插座）、綜合服務(wù)系統等主要用能系統的能源資源消耗量未進(jìn)行分項計量，不符合《公共機構能源資源計量器具配備和管理要求》。能耗統計管理制度不完善，對能源購進(jìn)、消費及流向等未進(jìn)行準確的統計，不利于及時(shí)了解主要耗能設備和系統的能耗狀況和存在的問(wèn)題。

（3）用能設備運行問(wèn)題。

主要能源設備管理人員的技術(shù)水平有待提升。審計期間，空調機組冷凍水進(jìn)出口溫差普遍1-2℃之間，水泵能耗較大，造成能源資源的浪費，說(shuō)明空調機組運行維護技術(shù)人員的技術(shù)水平及能耗負責人的資格和能力有待提升。

4.2節能技改措施和建議

4.2.1管理節能

（1）應制定能源消費定額與考核辦法，通過(guò)節獎超罰使好的制度落到實(shí)處，提高能源管理水平。

（2）應對能源管理人員和運行人員進(jìn)行定期培訓，提高業(yè)務(wù)素質(zhì)和技能，并爭取做到能源管理人員和操作人員持證上崗。

（3）對能源購進(jìn)、消費及流向等進(jìn)行準確的統計，同時(shí)相關(guān)職能部門(mén)應進(jìn)行定期的能耗分析

4.2.2行為節能

（1）加強節能宣傳，提高職工的節能意識。

（2）張貼節能標識。

4.2.3技術(shù)節能建議

（1）在滿(mǎn)足冬季采暖和夏季空調室內舒適度的情況下，運行人員應能夠根據氣候變化情況適當調低或調高熱泵的出水溫度，通過(guò)優(yōu)化運行管理，提高機組的性能系數，降低電能消耗。

（2）逐步淘汰現有的普通日光燈，更換為更為節能的照明燈具，減少照明電耗。

（3）應完善主要用能設備和系統的計量，實(shí)現分區和分項計量。

參考文獻

[1]戎衛國，李永安，高挺進(jìn)，等.不同空調熱源的一次能源效率分析與比較[J].暖通空調，2012，42（10）：77-80.

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[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版.

作者介紹：

魏健輝，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為建筑能耗系統的設計與應用。