能耗監(jiān)測系統(tǒng)在飯店節(jié)能管理的分析

金 磊 席時(shí)偉

1．杭州倍捷科技有限公司;2．杭州歌德大酒店

1 引言

眾所周知，浙江是經(jīng)濟(jì)大省能源小省，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源價(jià)格也隨之上漲，酒店的能耗成本也水漲船高，給酒店經(jīng)營方面帶來了不小的壓力。是否將能源有效使用，避免浪費(fèi)，充分做到按需所用，是當(dāng)前許多酒店面臨的首要問題。根據(jù)國家十三五規(guī)劃，節(jié)能減碳勢在必行。節(jié)能離不開計(jì)量，采取節(jié)能措施的同時(shí)還需從基本的計(jì)量抓起，通過能耗監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)分戶、分類、分項(xiàng)計(jì)量，并對能源消耗狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正用能浪費(fèi)現(xiàn)象，從而達(dá)到節(jié)能減碳與能耗監(jiān)測的完美結(jié)合。

2 案例概況

杭州歌德大酒店（圖1）隸屬浙江中煙工業(yè)責(zé)任有限公司旗下的五星級酒店，寫字樓歸浙江中煙工業(yè)責(zé)任有限公司總部辦公?？偨ㄖ娣e66266平米，酒店層數(shù)35層，建筑總高度158米，標(biāo)準(zhǔn)客房196間（套），酒店面積約54300平米，辦公面積約2300平米。地下三層，功能為停車場、動力設(shè)備、員工設(shè)施、酒店行政辦公室等。2015年能耗平均單價(jià)電費(fèi)0．91元/kwh，天然氣價(jià)格3．5元/m3，天然氣制熱水單價(jià)32元/噸。

圖1 歌德大酒店建筑外形圖片

杭州歌德大酒店和辦公樓經(jīng)過詳細(xì)勘察二級表+三級表共需安裝電能表163個(gè)，冷熱水表152個(gè)，蒸汽表10個(gè)，做到整個(gè)大樓所有區(qū)域末端設(shè)備用能數(shù)據(jù)采集的全覆蓋，并在軟件平臺上實(shí)施動態(tài)監(jiān)測。

浙江地區(qū)飯店業(yè)主要用能有：水、電、蒸汽、天然氣、中央空調(diào)等?，F(xiàn)有的計(jì)量系統(tǒng)多是自來水廠、天然氣公司或是電力局安裝的一級總表，而沒有向下細(xì)化。目前的飯店酒店企業(yè)安裝計(jì)量系統(tǒng)現(xiàn)狀也普遍存在弊端，能源管理問題主要體現(xiàn)在儀表選型不合理、數(shù)據(jù)采集靠人工、數(shù)據(jù)處理與信息發(fā)布不及時(shí),具體如下：

(1)現(xiàn)場儀表：企業(yè)現(xiàn)有的計(jì)量儀表普遍存在計(jì)量誤差過大，原因是有的儀表選型過大，最小計(jì)量范圍和正常計(jì)量范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實(shí)際使用范圍。有些儀表只能就地顯示不具備遠(yuǎn)程傳送功能。

(2)采集方法：人工抄表，此方法只能采集到各類能源介質(zhì)消耗的累計(jì)量，而對于許多瞬時(shí)的數(shù)據(jù)如電流、電壓、負(fù)荷率、功率等是無法采集的，不能掌握介質(zhì)的瞬時(shí)狀態(tài)。而且，采集的信息斷續(xù)，無曲線分析，無實(shí)時(shí)能源數(shù)據(jù)，不利于工程部作出科學(xué)的判斷。

(3)數(shù)據(jù)分析方法：由人工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，此法效率低，工作量大，所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)只能提供各能源介質(zhì)的日消耗量，對于某些特殊時(shí)刻和特殊設(shè)備的消耗量不能做到精確統(tǒng)計(jì)。

(4)信息發(fā)布方法：人工遞送報(bào)表，只能提供各能源介質(zhì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，各單位只能看到隔天、隔周的數(shù)據(jù)，無法了解實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，不能掌握介質(zhì)的瞬時(shí)狀態(tài)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 構(gòu)建飯店業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)的意義

能耗監(jiān)測系統(tǒng)簡單的說就是把飯店的水、電、氣（汽）等能源消耗和空調(diào)使用過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測、記錄和分析。實(shí)時(shí)監(jiān)控飯店各種能源的詳細(xì)使用情況，為節(jié)能降耗提供直觀科學(xué)的依據(jù)，為飯店查找能耗弱點(diǎn)，促進(jìn)企業(yè)管理水平的進(jìn)一步提高及運(yùn)營成本的進(jìn)一步降低，使能源使用合理，減少浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能減排，節(jié)能降耗，再創(chuàng)效益的目的。通過數(shù)據(jù)分析，可以幫助飯店對各個(gè)部門、不同區(qū)域以及主要耗能設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)考核，杜絕浪費(fèi)，并可以幫助飯店進(jìn)一步優(yōu)化用能管理水平，以降低單位能耗成本，提高飯店綜合競爭力。

3.2 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

設(shè)計(jì)時(shí)在遵循“經(jīng)濟(jì)、適用、周密、可靠”的原則的基礎(chǔ)上，盡量選用先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的技術(shù)。為了使用和維修方便，所有設(shè)備選用通用標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，即遵循先進(jìn)性、開放性、經(jīng)濟(jì)型、可靠性和可拓展性的原則。

3.3 能耗監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)圖

能耗監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)圖見圖2

圖2 能耗監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)圖

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各類計(jì)量儀表組成。

3.4 自動采集方式

自動采集的數(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)中轉(zhuǎn)站或數(shù)據(jù)中心。

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)由監(jiān)測建筑中的各計(jì)量裝置、數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)采集軟件系統(tǒng)組成。

數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站接收并緩存其管理區(qū)域內(nèi)監(jiān)測建筑的能耗數(shù)據(jù)，并上傳到數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站可不具備處理分析數(shù)據(jù)和永久性存儲數(shù)據(jù)的功能。

3.5 能耗數(shù)據(jù)采集頻率

（1）分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)的采集頻率為每15分鐘1次到30分鐘1次之間，數(shù)據(jù)采集頻率可根據(jù)具體需要靈活設(shè)置。

（2）數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站能耗數(shù)據(jù)的上傳

數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站向數(shù)據(jù)中心上傳數(shù)據(jù)的頻率為每6小時(shí)1次，上傳數(shù)據(jù)為本數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站管理區(qū)域內(nèi)各監(jiān)測建筑原始能耗數(shù)據(jù)的匯總。

（3）系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析依據(jù)

能耗檢測系統(tǒng)把能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、匯總、分析以發(fā)現(xiàn)節(jié)能空間、有效用能、防止跑冒滴漏。通過節(jié)能改造降低建筑能耗，從而實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能、綠色環(huán)保的目的。另外參照《賓館飯店能耗限定標(biāo)準(zhǔn)》對單位的能源消耗是否達(dá)標(biāo)進(jìn)行考核。歌德大酒店本著“節(jié)能減排，計(jì)量先行”的理念將水電三級表全覆蓋，對各部門都實(shí)現(xiàn)獨(dú)立考核，各部門的用能情況參見（能耗數(shù)據(jù)分析表）

3.6 軟件平臺效果圖

圖3 軟件平臺效果圖(1)

圖3 軟件平臺效果圖(2)

3.7 能耗監(jiān)測軟件功能

表1 能耗監(jiān)測軟件功能

4 數(shù)據(jù)分析

本項(xiàng)目以杭州歌德大酒店2015年與2016年的電耗數(shù)據(jù)按照類別進(jìn)行分類和對比分析為例，酒店+辦公樓總建筑面積按照66266㎡計(jì)算。

剖析：從序號1～5類別的用能數(shù)據(jù)分析看1、2、3、5的電耗呈下降趨勢，具體采取的措施1）照明全部換成了LED燈；2）冷凍機(jī)房采用變頻設(shè)備；3）員工對節(jié)能意識的提高；4）部分動力設(shè)備的關(guān)轉(zhuǎn)停。只有餐廳廚房的電耗呈上升趨勢需要進(jìn)一步研究原因，找出癥結(jié)所在加以改進(jìn)。

通過以上實(shí)際數(shù)據(jù)解惑了用戶以下的疑慮：1）能耗監(jiān)測與節(jié)能減碳的關(guān)系2）能耗監(jiān)測與降低用能成本的關(guān)系3）能耗監(jiān)測與效益的關(guān)系：能耗監(jiān)測能夠帶來例如太陽能、空氣源、變頻裝置、余熱回收等等的直接效益。

我們在項(xiàng)目實(shí)施中發(fā)現(xiàn)，業(yè)主單位在節(jié)能方面存在一種習(xí)慣思維，即：投入的資金最好能夠及時(shí)見成效，投資回報(bào)期最好在1～2年內(nèi)收回投資。對產(chǎn)生效益的產(chǎn)品項(xiàng)目，這些投入產(chǎn)出比的考慮無可厚非，但從管理上如何優(yōu)化，減少無為的能耗浪費(fèi)并發(fā)現(xiàn)、杜絕跑冒滴漏問題往往被忽視。因此，從管理上入手，用數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化管理節(jié)能是一個(gè)長期的效益，而實(shí)時(shí)計(jì)量對管理上起到有效的抓手，比如，廚房排油煙風(fēng)機(jī)存在開過夜的現(xiàn)象、多功能廳空調(diào)風(fēng)柜忘關(guān)、室外給水管漏水等，從我們完成的項(xiàng)目中均起到很好的作用，系統(tǒng)給管理帶來了收益。對建立計(jì)量系統(tǒng)的單位設(shè)定了用能考核制度，對企業(yè)和社會在節(jié)能減排上起到了很大的貢獻(xiàn)。隨著社會的進(jìn)步，碳指標(biāo)的推廣落地，能耗計(jì)量系統(tǒng)將會被廣泛接受和運(yùn)用。

5 項(xiàng)目實(shí)施心得

我們所實(shí)施的大多數(shù)項(xiàng)目屬于酒店和辦公樓改造項(xiàng)目，業(yè)主都在營業(yè)使用，因此施工時(shí)間表必須在不影響業(yè)主營業(yè)的前提下開展工作，施工難度較大。以下是項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)分享:

(1)施工方與甲方工程部共同制定施工時(shí)間表，在不影響其正常營業(yè)的前提下進(jìn)行施工。

(2)為保證儀表的計(jì)量精度必須按照施工規(guī)范進(jìn)行安裝，例如：水表安裝位置必須保證前后直管段的距離和水平安裝，水表的選型要根據(jù)最小流量值及量程比等數(shù)據(jù)綜合考慮進(jìn)行選型。因酒店用水的特性，高峰期與低谷期的用水量差異很大，若按照管徑的大小進(jìn)行選型，這樣會導(dǎo)致低谷期小流量時(shí)無法精確計(jì)量的情況發(fā)生，使之累積計(jì)量的誤差較大，導(dǎo)致對計(jì)量系統(tǒng)的可信度產(chǎn)生疑慮。我們采用了母子表的產(chǎn)品予以解決，其原理是高峰期大流量時(shí)走母表，后半夜等小用水量時(shí)段走子表。這樣的表計(jì)一般會用在二級計(jì)量出水總管上。此外，對熱水系統(tǒng)的計(jì)量，因?yàn)闊崴到y(tǒng)用量是供水量減去回水量取得，在實(shí)際運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)在三級計(jì)量中取值不準(zhǔn)的問題，我們經(jīng)多方排查后采用各支管回路加裝單向閥的方式，取得了比較好的結(jié)果。

表2 2015年～2016年能耗數(shù)據(jù)

(3)信號線鋪設(shè)時(shí)在表計(jì)接線端設(shè)置金屬軟管，以方便鏈接維護(hù)，可以杜絕信號線被老鼠咬斷或不確定因素的損壞。

(4)熱能表和蒸氣表在選型時(shí)要掌握流量最小值和最大值的數(shù)據(jù)，然后計(jì)算出量程比來進(jìn)行型號規(guī)格的確定，只有選型正確了，累計(jì)流量和熱量才會精準(zhǔn)，避免誤差太大。

圖5 電能表現(xiàn)場安裝

圖6 水表現(xiàn)場安裝示意

6 不足之處

本工程在儀表選型時(shí)按預(yù)估參數(shù)進(jìn)行選型，導(dǎo)致小流量工況無法計(jì)量，使累計(jì)流量與實(shí)際流量產(chǎn)生較大偏差，無法真實(shí)反應(yīng)用水量?；谶@個(gè)現(xiàn)狀我們對誤差偏大點(diǎn)位的表計(jì)更換成高靈敏度的水表，使這一問題得以解決。另外一種經(jīng)常出現(xiàn)的故障是戶外窨井水表，由于潮濕和水淹導(dǎo)致故障。在改用防護(hù)等級IP68的流量計(jì)后，在窨井水淹的情況下也能夠正常運(yùn)行。同樣，蒸汽表的選型和質(zhì)量也是至關(guān)重要。

7 結(jié)論

2018年國家有望出臺碳排放交易相關(guān)政策。這意味著企業(yè)今后的溫室氣體排放會根據(jù)發(fā)放的配額進(jìn)行有償排放，誰排放，誰買單，隨意排放的時(shí)代將成為歷史。節(jié)能減排政策的落地，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)低碳發(fā)展，有效地提高能源利用效率，提升單位產(chǎn)品能源水平，這對用戶和供應(yīng)商不僅是新的挑戰(zhàn)更是責(zé)任。

[1]《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》

[2]《浙江省飯店單位綜合能耗、電耗限額及計(jì)算方法》

[3]《浙江省綠色建筑條例》

[4]《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》