Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)
張婷
上海安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:建筑能耗分析管理系統(tǒng)通過ACR網(wǎng)絡(luò)電力儀表,諧波表,導(dǎo)軌式電能表,對商場、賓館、學(xué)校、醫(yī)院、銀行、體育館、政府機(jī)關(guān)等大型公建進(jìn)行電能分項(xiàng)計(jì)量和能耗分析管理。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)建筑信息、BA參數(shù)配置、日志與用戶管理、設(shè)備監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、能耗指標(biāo)、分項(xiàng)能耗、支路能耗、報(bào)表制作、數(shù)據(jù)處理等功能。
1 背景
國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑年耗電量約占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%,每平方米年耗電量是普通居民住宅的10~20倍。是歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家同類建筑的1.5~2倍。北京的大型公共建筑每單位平方米年耗電量在50度到300度之間,這個(gè)數(shù)字較普通建筑要高出3到5倍。
針對能源浪費(fèi)現(xiàn)象,國家出臺了相關(guān)文件。建質(zhì)〔2006〕277號文《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施——節(jié)能專篇 電氣分冊》提出電氣回路要加裝電能計(jì)量裝置。江蘇、上海分別推出蘇建科〔2007〕217號文《江蘇省公共建筑用能計(jì)量設(shè)計(jì)規(guī)定》和滬建交〔2008〕828號文《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)本市民用建筑設(shè)備專業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)管理的通知》,進(jìn)一步明確提出對主要用電設(shè)施分項(xiàng)計(jì)量,對辦公樓、商場、宿舍等應(yīng)計(jì)量到經(jīng)濟(jì)核算單元;對醫(yī)療病房、賓館客房、學(xué)校教室應(yīng)按樓層或功能分區(qū)計(jì)量等等,并納入審圖和竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)之中,并提出從2009年1月1日起,建筑面積大于2萬平方米的大型公共建筑、市(區(qū))兩級國家機(jī)關(guān)辦公建筑、申請國家和本市的建筑節(jié)能示范項(xiàng)目,應(yīng)當(dāng)設(shè)置能耗監(jiān)測系統(tǒng)。
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建科[2008]114號文(2008-06-24)《關(guān)于印發(fā)國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則的通知》實(shí)施,具體實(shí)施內(nèi)容參見[2008]114號文附件,附件名稱如下:
附件1:《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》;
附件2:《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則 》;
附件3:《 國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)樓宇分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)安裝技術(shù)導(dǎo)則》;
附件4:《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》;
附件5:《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)、驗(yàn)收與運(yùn)行管理規(guī)范 》。
2010年6月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部下發(fā)《關(guān)于切實(shí)加強(qiáng)政府辦公和大型公共建筑節(jié)能管理工作的通知》,要求各地結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際情況,深入推進(jìn)國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測體系建設(shè),抓緊建立健全政府辦公建筑和公共建筑室溫監(jiān)控及空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行管理體系,積極探索建立公共建筑節(jié)能運(yùn)行管理激勵制度。要求繼續(xù)深入做好國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)及能效公示等工作,并在此基礎(chǔ)上選擇重點(diǎn)建筑安裝用能分項(xiàng)計(jì)量裝置,推進(jìn)能耗監(jiān)測平臺建設(shè),為既有建筑節(jié)能改造,建立能耗定額和超定額加價(jià)制度奠定基礎(chǔ)。
2 建筑能耗分析管理表計(jì)選型
2.1 高壓回路或低壓進(jìn)線回路選ACR330ELH儀表
該表為電能質(zhì)量分析儀表,主要功能有:LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì);THDu,THDi、2-31次各次諧波分量;電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計(jì)算;電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量(含負(fù)序電流)測量;4DI+3DO(DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報(bào)警);RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約。外形尺寸:120×120mm,開孔尺寸:108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜,見圖2.1。
圖2.1 ACR330ELH電力儀表
2.2 低壓聯(lián)絡(luò)或出線回路選ACR220EL電力儀表
該表主要功能有:LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F);四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì);4DI+2DO;RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸:96×96mm,開孔尺寸:88×88mm。適用于低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜,見圖2.2。
圖2.2 ACR220EL電力儀表
2.3 動力柜、照明箱選ACR120EL電力儀表或?qū)к壥诫姳?span>
ACR120EL電力儀表主要功能有:LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F);四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì);2DI+2DO;RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸:開孔尺寸80×80mm,開孔尺寸72×72mm。適用于動力柜,見圖2.3。
圖2.3 ACR120EL電力儀表
DTSD1352導(dǎo)軌式電表主要功能:LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì);電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸:126×89×74mm,7模數(shù)。適用于動力柜,見圖2.4。
圖2.4 DTSD1352導(dǎo)軌式電表
DTSF1352導(dǎo)軌式電表主要功能:電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸:126×89×74mm,7模數(shù)。適用于照明箱的三相電能計(jì)量,見圖2.5。
圖2.5 DTSF1352導(dǎo)軌式電表
照明箱DDSF1352電表主要功能:電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸:76×89×74mm,4模數(shù)。適用于照明箱的電流、電壓測量;單相電能計(jì)量,見圖2.6。
圖2.6 DDSF1352導(dǎo)軌式電表
3 建筑能耗分析管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采用現(xiàn)場總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通訊中的一種或多種結(jié)合的最優(yōu)化的組網(wǎng)方式,為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺,它可以和檢測設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開放性、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱?、分級、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)基于對114號文件的充分理解,建立如下層次結(jié)構(gòu),見圖3:
圖3 Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)示意圖
4建筑能耗分析管理系統(tǒng)功能
Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)采集方式包括人工采集方式和自動采集方式。通過人工采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑基本情況數(shù)據(jù)采集指標(biāo)和其它不能通過自動方式采集的能耗數(shù)據(jù),如建筑消耗的煤、液化石油、人工煤氣等能耗量。通過自動采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)和分類能耗數(shù)據(jù),由自動計(jì)量裝置實(shí)時(shí)采集,通過自動傳輸方式實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)中心。
4.1大型公建或樓宇建筑的信息管理
系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的手工信息錄入界面,可對各棟監(jiān)控建筑的基本信息進(jìn)行整理和錄入,并支持手工錄入歷史能耗數(shù)據(jù)的功能。
Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建立也完全依據(jù)114號文,根據(jù)建筑的使用功能和用能特點(diǎn),將國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑分為如下8類:
1.辦公建筑
2.商場建筑
3.賓館飯店建筑
4.文化教育建筑
5.醫(yī)療衛(wèi)生建筑
6.體育建筑
7.綜合建筑
8.其它建筑
4.2 能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測
系統(tǒng)采集站定時(shí)采集各監(jiān)控點(diǎn)的儀表參數(shù)并上傳至本地建筑能耗分析管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,用戶可于當(dāng)?shù)貙?shí)時(shí)查詢能耗監(jiān)測情況。
圖4.2 實(shí)時(shí)能耗監(jiān)測
4.3 建筑分類能耗分析
系統(tǒng)在完成數(shù)據(jù)處理與上傳的同時(shí),將建筑能耗進(jìn)行分類分析,該部門功能亦完全符合114號文的定義,即將建筑能耗分類為如下六類:
1.耗電量
2.耗水量
3.耗氣量(天然氣量或者煤氣量)
4.集中供熱耗熱量
5.集中供冷耗冷量
6.其他能源應(yīng)用量(如集中熱水供應(yīng)量、煤、油、可再生能源等)
圖4.3 建筑分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)
4.4 電量分項(xiàng)能耗分析
照明插座用電:為建筑物主要功能區(qū)域的照明、插座等室內(nèi)設(shè)備用電。主要包括照明和插座用電、走廊和應(yīng)急照明用電、室外景觀照明用電。
空調(diào)用電:主要包括冷熱站用電、空調(diào)末端用電。
動力用電:主要包括電梯用電、水泵用電、通風(fēng)機(jī)用電。
特殊用電:主要包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、游泳池、健身房或者其他特殊用電。
圖4.4 分項(xiàng)能耗分析
建筑總能耗為建筑各分類能耗(除水耗量外)所折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量之和。
總用電量=∑各變壓器總表直接計(jì)量值
分類能耗量=∑各分類能耗計(jì)量表的直接計(jì)量值
分項(xiàng)用電量=∑各分項(xiàng)用電計(jì)量表的直接計(jì)量值
單位建筑面積用電量=總用電量/總建筑面積
單位空調(diào)面積用電量=總用電量/總空調(diào)面積
4.5 用能情況的同、環(huán)比分析
統(tǒng)計(jì)建筑或片區(qū)能耗的時(shí)用量、日用量和年用量,以曲線圖、柱狀圖等不同方式顯示,支持報(bào)表輸出。
圖4.5 建筑分項(xiàng)能耗對比圖
4.6 建筑節(jié)能輔助診斷
系統(tǒng)可提取各能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行同、環(huán)對比分析,確立標(biāo)桿值并對各監(jiān)控點(diǎn)的能耗情況進(jìn)行能耗水平判定,對能耗改善提出一套完整的診斷流程,并給出能耗分析報(bào)告。
5 系統(tǒng)報(bào)價(jià)方案
系統(tǒng)價(jià)格由管理層設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備、現(xiàn)場設(shè)備層產(chǎn)品及專用軟件組成,部分產(chǎn)品用戶可當(dāng)?shù)刈再?。本價(jià)格僅供參考。具體報(bào)價(jià)以用戶實(shí)際需求為準(zhǔn)。
5.1 管理層設(shè)備報(bào)價(jià)
單位:元(RMB)
名稱
|
型號
|
單位
|
出廠價(jià)
|
備注
|
監(jiān)控主機(jī)
|
IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設(shè)
|
臺
|
8500
|
均可用戶自備,以當(dāng)時(shí)市場價(jià)格為準(zhǔn),該報(bào)價(jià)僅供參考
|
顯示器
|
三星19寸液晶顯示器
|
臺
|
3000
|
三星22寸液晶顯示器
|
臺
|
3800
|
打印機(jī)
|
HP LaserJet 1020 A4
|
臺
|
2500
|
EPSON-LQ1600KIIIH A3
|
臺
|
4000
|
UPS電源
|
山特C1KS
|
臺
|
5000
|
山特C2KS
|
臺
|
6500
|
通訊線纜
|
五類線
|
米
|
4.6
|
屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0
|
米
|
5.6
|
光纖(多模)
|
米
|
6.6
|
通訊機(jī)柜
|
1200×600×600
|
面
|
3000
|
2200×600×600
|
面
|
5000
|
監(jiān)控軟件
|
Acrel監(jiān)控組態(tài)軟件V6.0
|
系統(tǒng)組態(tài)軟件
圖形組態(tài)軟件
電能管理軟件
數(shù)據(jù)庫軟件
|
套
|
3萬
|
設(shè)備數(shù)量1~10
|
4萬
|
設(shè)備數(shù)量11~20
|
6萬
|
設(shè)備數(shù)量21~40
|
8萬
|
設(shè)備數(shù)量41~80
|
10萬元以上
|
設(shè)備數(shù)量80以上
|
雙機(jī)版
|
|
套
|
|
單機(jī)價(jià)格×1.5
|
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
|
每+1用戶
|
套
|
3000
|
|
Web發(fā)布
|
每+1用戶(總用戶數(shù)≤5)
|
套
|
5000
|
|
5.2 網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備報(bào)價(jià)
單位:元(RMB)
名稱
|
型號
|
單位
|
出廠價(jià)
|
備注
|
光電轉(zhuǎn)換
|
HTB-1000
|
只
|
750
|
遠(yuǎn)距離傳輸
|
終端盒
|
只
|
60
|
尾纖
|
面
|
50
|
耦合器
|
面
|
50
|
熔接點(diǎn)
|
個(gè)
|
50
|
通訊轉(zhuǎn)換
|
擴(kuò)展卡ACRNET-PCI/4
|
塊
|
3000
|
擴(kuò)展卡
|
串口服務(wù)器ACRNET-PORT(2口)
|
只
|
3000
|
串口服務(wù)器
|
串口服務(wù)器ACRNET-PORT(4口)
|
只
|
5500
|
通訊前置機(jī)ACRNET-UC02(2口)
|
只
|
4000
|
通訊前置機(jī)
|
通訊前置機(jī)ACRNET-UC04(4口)
|
只
|
6000
|
通訊前置機(jī)ACRNET-UC08(8口)
|
只
|
11500
|
通訊管理機(jī)ACRHMI
|
臺
|
30000
|
人機(jī)界面
|
組網(wǎng)設(shè)備
|
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-208
|
臺
|
3000
|
局域組網(wǎng)
|
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-408
|
臺
|
8500
|
5.3 現(xiàn)場設(shè)備層產(chǎn)品報(bào)價(jià)
單位:元(RMB)
名稱
|
型號
|
單位
|
出廠價(jià)
|
備注
|
電力儀表
|
ACR330ELH
|
臺
|
4860
|
|
ACR220EL
|
臺
|
3880
|
|
ACR120EL
|
臺
|
3580
|
|
導(dǎo)軌式電表
|
DTSD1352
|
臺
|
2050
|
|
DTSF1352
|
臺
|
1200
|
|
DDSF1352
|
臺
|
600
|
|
5.4 建筑能耗分析軟件報(bào)價(jià)
單位:元(RMB)
大類
|
子項(xiàng)
|
解釋
|
出廠價(jià)
|
登錄與注銷
|
服務(wù)器配置
|
標(biāo)配
|
40000
|
登陸
|
注銷
|
退出
|
日志與用戶管理
|
日志管理
|
標(biāo)配
|
添加用戶
|
用戶權(quán)限控制
|
用戶密碼更改
|
建筑信息
|
建筑基本信息
|
標(biāo)配
|
建筑群基本信息
|
建筑建筑群關(guān)系
|
數(shù)據(jù)中心基本信息
|
支路及電表信息
|
監(jiān)測儀表參數(shù)
|
標(biāo)配
|
監(jiān)測儀表產(chǎn)品信息
|
電表基本信息
|
支路設(shè)備
|
BA參數(shù)配置
|
BA點(diǎn)配置
|
標(biāo)配
|
信息配置向?qū)?/span>
|
信息配置向?qū)?/span>
|
標(biāo)配
|
設(shè)備監(jiān)控
|
設(shè)備實(shí)時(shí)能耗
|
標(biāo)配
|
BA參數(shù)分析
|
建檔設(shè)備運(yùn)行記錄
|
設(shè)備開關(guān)機(jī)時(shí)間統(tǒng)計(jì)
|
環(huán)境監(jiān)控
|
建筑環(huán)境溫度
|
標(biāo)配
|
分項(xiàng)能耗
|
分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)
|
標(biāo)配
|
分項(xiàng)能耗比較
|
環(huán)比同比分析
|
數(shù)據(jù)處理
|
原始數(shù)據(jù)查詢
|
標(biāo)配
|
異常數(shù)據(jù)分析
|
報(bào)表制作
|
簡易報(bào)表
|
標(biāo)配
|
幫助
|
用戶手冊
|
標(biāo)配
|
在線幫助
|
支路能耗
|
支路能耗統(tǒng)計(jì)
|
選配
|
7000
|
支路能耗分時(shí)統(tǒng)計(jì)
|
環(huán)比同比分析
|
報(bào)表制作
|
報(bào)表定制
|
選配
|
5000
|
氣象數(shù)據(jù)
|
氣象數(shù)據(jù)
|
選配
|
5000
|
度日數(shù)分析
|
供電局
|
契約限額申請
|
選配
|
11000
|
MD值分析
|
月賬單核對查詢
|
支路電費(fèi)查詢
|
電價(jià)查詢
|
能耗指標(biāo)
|
最大累計(jì)產(chǎn)冷(熱)量
|
選配
|
1000
|
平均制冷(熱)量
|
冷水機(jī)組運(yùn)行效率COP
|
選配
|
2000
|
冷站能效比
|
選配
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4000
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空調(diào)系統(tǒng)能效比
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冷凍站房制冷機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷率
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選配
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7500
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冷凍站房冷卻水泵運(yùn)行負(fù)荷率
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冷凍站房冷凍水泵運(yùn)行負(fù)荷率
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冷凍站房冷卻塔運(yùn)行負(fù)荷率
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空調(diào)機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷率
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冷凍站房制冷機(jī)組有效利用率
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選配
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7500
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冷凍站房冷卻水泵有效利用率
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冷凍站房冷凍水泵有效利用率
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冷凍站房冷卻塔有效利用率
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空調(diào)機(jī)組有效利用率
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冷卻水泵能量傳輸力
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選配
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2000
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設(shè)備負(fù)載率
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選配
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3000
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冷水機(jī)組能效比
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選配
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2000
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冷凍水系統(tǒng)輸送系數(shù)
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選配
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2000
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冷卻水系統(tǒng)輸送系數(shù)
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單位建筑面積能耗
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選配
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1000
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單位空調(diào)面積能耗
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6 結(jié)束語
隨著能源的日益緊張,節(jié)能降耗成為大型公共建筑智能化建設(shè)的必然選擇,本文介紹的能耗分析管理系統(tǒng),不僅能監(jiān)控供配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,還能監(jiān)測用水量、燃?xì)獾绕渌茉吹氖褂脿顩r,并能根據(jù)采集到的能耗數(shù)據(jù)繪制出各種報(bào)表、分析曲線、圖形等,便于分析研究,為智能建筑的節(jié)能技術(shù)提供參考。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠,并附有事件記錄及故障報(bào)警等功能,極大地方便了用戶的使用。系統(tǒng)在上海浦東圖書館、北京華貿(mào)大酒店、上海華山醫(yī)院、海門行政中心等項(xiàng)目中運(yùn)行,取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
作者簡介:
1、 張婷,研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng) Tel:021-69158318 13917376753 Fax: 69158330
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