能耗监测系统在饭店节能管理的分析

2018-05-07席时伟

上海节能 2018年4期

金磊席时伟

1．杭州倍捷科技有限公司;2．杭州歌德大酒店

1 引言

众所周知，浙江是经济大省能源小省，随着经济的高速发展，能源价格也随之上涨，酒店的能耗成本也水涨船高，给酒店经营方面带来了不小的压力。是否将能源有效使用，避免浪费，充分做到按需所用，是当前许多酒店面临的首要问题。根据国家十三五规划，节能减碳势在必行。节能离不开计量，采取节能措施的同时还需从基本的计量抓起，通过能耗监测系统实现能源消费分户、分类、分项计量，并对能源消耗状况实时监测及数据分析，及时发现、纠正用能浪费现象，从而达到节能减碳与能耗监测的完美结合。

2 案例概况

杭州歌德大酒店（图1）隶属浙江中烟工业责任有限公司旗下的五星级酒店，写字楼归浙江中烟工业责任有限公司总部办公。总建筑面积66266平米，酒店层数35层，建筑总高度158米，标准客房196间（套），酒店面积约54300平米，办公面积约2300平米。地下三层，功能为停车场、动力设备、员工设施、酒店行政办公室等。2015年能耗平均单价电费0．91元/kwh，天然气价格3．5元/m3，天然气制热水单价32元/吨。

图1 歌德大酒店建筑外形图片

杭州歌德大酒店和办公楼经过详细勘察二级表+三级表共需安装电能表163个，冷热水表152个，蒸汽表10个，做到整个大楼所有区域末端设备用能数据采集的全覆盖，并在软件平台上实施动态监测。

浙江地区饭店业主要用能有：水、电、蒸汽、天然气、中央空调等。现有的计量系统多是自来水厂、天然气公司或是电力局安装的一级总表，而没有向下细化。目前的饭店酒店企业安装计量系统现状也普遍存在弊端，能源管理问题主要体现在仪表选型不合理、数据采集靠人工、数据处理与信息发布不及时,具体如下：

(1)现场仪表：企业现有的计量仪表普遍存在计量误差过大，原因是有的仪表选型过大，最小计量范围和正常计量范围远远超过实际使用范围。有些仪表只能就地显示不具备远程传送功能。

(2)采集方法：人工抄表，此方法只能采集到各类能源介质消耗的累计量，而对于许多瞬时的数据如电流、电压、负荷率、功率等是无法采集的，不能掌握介质的瞬时状态。而且，采集的信息断续，无曲线分析，无实时能源数据，不利于工程部作出科学的判断。

(3)数据分析方法：由人工进行统计，此法效率低，工作量大，所统计的数据只能提供各能源介质的日消耗量，对于某些特殊时刻和特殊设备的消耗量不能做到精确统计。

(4)信息发布方法：人工递送报表，只能提供各能源介质的统计数据，各单位只能看到隔天、隔周的数据，无法了解实时数据，不能掌握介质的瞬时状态。

3 系统设计

3.1 构建饭店业能耗监测系统的意义

能耗监测系统简单的说就是把饭店的水、电、气（汽）等能源消耗和空调使用过程中的数据进行监测、记录和分析。实时监控饭店各种能源的详细使用情况，为节能降耗提供直观科学的依据，为饭店查找能耗弱点，促进企业管理水平的进一步提高及运营成本的进一步降低，使能源使用合理，减少浪费，达到节能减排，节能降耗，再创效益的目的。通过数据分析，可以帮助饭店对各个部门、不同区域以及主要耗能设备进行实时考核，杜绝浪费，并可以帮助饭店进一步优化用能管理水平，以降低单位能耗成本，提高饭店综合竞争力。

3.2 设计指导思想

设计时在遵循“经济、适用、周密、可靠”的原则的基础上，尽量选用先进、稳定可靠的技术。为了使用和维修方便，所有设备选用通用标准的产品，即遵循先进性、开放性、经济型、可靠性和可拓展性的原则。

3.3 能耗监测系统架构图

能耗监测系统架构图见图2

图2 能耗监测系统架构图

系统通讯采用RS485标准工业总线，设计采用3层结构：

◆上层：中央管理层，主要由电脑、计费仪和系统管理软件构成。

◆中央层：系统扩展层，主要由各种通讯管理器构成。

◆底层：数据采集层，主要由各种采集器和各类计量仪表组成。

3.4 自动采集方式

自动采集的数据包括建筑分项能耗数据和分类能耗数据。由自动计量装置实时采集，通过自动传输方式实时传输至数据中转站或数据中心。

数据采集子系统由监测建筑中的各计量装置、数据采集器和数据采集软件系统组成。

数据中转站接收并缓存其管理区域内监测建筑的能耗数据，并上传到数据中心。数据中转站可不具备处理分析数据和永久性存储数据的功能。

3.5 能耗数据采集频率

（1）分项能耗数据的采集频率为每15分钟1次到30分钟1次之间，数据采集频率可根据具体需要灵活设置。

（2）数据中转站能耗数据的上传

数据中转站向数据中心上传数据的频率为每6小时1次，上传数据为本数据中转站管理区域内各监测建筑原始能耗数据的汇总。

（3）系统数据统计分析依据

能耗检测系统把能耗数据进行采集、汇总、分析以发现节能空间、有效用能、防止跑冒滴漏。通过节能改造降低建筑能耗，从而实现低碳节能、绿色环保的目的。另外参照《宾馆饭店能耗限定标准》对单位的能源消耗是否达标进行考核。歌德大酒店本着“节能减排，计量先行”的理念将水电三级表全覆盖，对各部门都实现独立考核，各部门的用能情况参见（能耗数据分析表）

3.6 软件平台效果图

图3 软件平台效果图(1)

图3 软件平台效果图(2)

3.7 能耗监测软件功能

表1 能耗监测软件功能

4 数据分析

本项目以杭州歌德大酒店2015年与2016年的电耗数据按照类别进行分类和对比分析为例，酒店+办公楼总建筑面积按照66266㎡计算。

剖析：从序号1～5类别的用能数据分析看1、2、3、5的电耗呈下降趋势，具体采取的措施1）照明全部换成了LED灯；2）冷冻机房采用变频设备；3）员工对节能意识的提高；4）部分动力设备的关转停。只有餐厅厨房的电耗呈上升趋势需要进一步研究原因，找出症结所在加以改进。

通过以上实际数据解惑了用户以下的疑虑：1）能耗监测与节能减碳的关系2）能耗监测与降低用能成本的关系3）能耗监测与效益的关系：能耗监测能够带来例如太阳能、空气源、变频装置、余热回收等等的直接效益。

我们在项目实施中发现，业主单位在节能方面存在一种习惯思维，即：投入的资金最好能够及时见成效，投资回报期最好在1～2年内收回投资。对产生效益的产品项目，这些投入产出比的考虑无可厚非，但从管理上如何优化，减少无为的能耗浪费并发现、杜绝跑冒滴漏问题往往被忽视。因此，从管理上入手，用数据分析和优化管理节能是一个长期的效益，而实时计量对管理上起到有效的抓手，比如，厨房排油烟风机存在开过夜的现象、多功能厅空调风柜忘关、室外给水管漏水等，从我们完成的项目中均起到很好的作用，系统给管理带来了收益。对建立计量系统的单位设定了用能考核制度，对企业和社会在节能减排上起到了很大的贡献。随着社会的进步，碳指标的推广落地，能耗计量系统将会被广泛接受和运用。

5 项目实施心得

我们所实施的大多数项目属于酒店和办公楼改造项目，业主都在营业使用，因此施工时间表必须在不影响业主营业的前提下开展工作，施工难度较大。以下是项目实施经验分享:

(1)施工方与甲方工程部共同制定施工时间表，在不影响其正常营业的前提下进行施工。

(2)为保证仪表的计量精度必须按照施工规范进行安装，例如：水表安装位置必须保证前后直管段的距离和水平安装，水表的选型要根据最小流量值及量程比等数据综合考虑进行选型。因酒店用水的特性，高峰期与低谷期的用水量差异很大，若按照管径的大小进行选型，这样会导致低谷期小流量时无法精确计量的情况发生，使之累积计量的误差较大，导致对计量系统的可信度产生疑虑。我们采用了母子表的产品予以解决，其原理是高峰期大流量时走母表，后半夜等小用水量时段走子表。这样的表计一般会用在二级计量出水总管上。此外，对热水系统的计量，因为热水系统用量是供水量减去回水量取得，在实际运用中发现在三级计量中取值不准的问题，我们经多方排查后采用各支管回路加装单向阀的方式，取得了比较好的结果。

表2 2015年～2016年能耗数据

(3)信号线铺设时在表计接线端设置金属软管，以方便链接维护，可以杜绝信号线被老鼠咬断或不确定因素的损坏。

(4)热能表和蒸气表在选型时要掌握流量最小值和最大值的数据，然后计算出量程比来进行型号规格的确定，只有选型正确了，累计流量和热量才会精准，避免误差太大。

图5 电能表现场安装

图6 水表现场安装示意

6 不足之处

本工程在仪表选型时按预估参数进行选型，导致小流量工况无法计量，使累计流量与实际流量产生较大偏差，无法真实反应用水量。基于这个现状我们对误差偏大点位的表计更换成高灵敏度的水表，使这一问题得以解决。另外一种经常出现的故障是户外窨井水表，由于潮湿和水淹导致故障。在改用防护等级IP68的流量计后，在窨井水淹的情况下也能够正常运行。同样，蒸汽表的选型和质量也是至关重要。