节能技术在数字城市工程中的典型应用(同方)

数字城市E-CITY在数字城市工程中的典型应用节能技术数字城市E-CITY2020/2/151目录1.节能形势2.工程应用2.1智能建筑工程应用2.2城市能源工程应用2.3轨道交通工程应用数字城市E-CITY2020/2/1521.节能形势数字城市E-CITY建设资源节约型社会是我国的战略决策。建筑运行能耗（建筑照明、采暖、空调及建筑物内其他设备的用能）占社会总能源消耗25%~40%,建筑节能是各种节能途径中潜力最大，最有效的节能途径之一。采暖节能位于建筑节能的首位。建筑运行能耗中，约40%用于北方建筑采暖。采用中央空调的大型公共建筑具有巨大节能潜力。1.1节能现状数字城市E-CITY1.2对节能的新认识根据我国实际情况，结合各类建筑能耗的特点和发展趋势维持节能的生活方式，管理节能，行为节能采用适宜的节能技术，低成本的节能改造提高运行控制与能源管理水平，能耗计量统计，系统协调高效数字城市E-CITY2020/2/1552.工程应用2.1智能建筑工程应用2.2城市能源工程应用2.3轨道交通工程应用数字城市E-CITY2020/2/1562.1智能建筑工程应用媒体建筑体育建筑商业建筑文化建筑学校建筑住宅建筑数字城市E-CITY项目背景—同方科技广场2.1智能建筑工程应用同方科技广场一期：A、B双塔和C裙房，是一座高级商用综合办公楼，附属设施有餐厅、娱乐场所、健身场所、银行等；建筑面积：106000m2，空调面积8万平米，2001年初开始投入使用。同方科技广场二期：D座写字楼，E座公寓。建筑面积75000m2。2010年使用。数字城市E-CITY2020/2/1582.1.1典型解决方案及技术2.1智能建筑工程应用同方科技广场2.1.1.1网络通讯诊断解决方案2.1.1.2控制效果诊断解决方案2.1.1.3环境效果诊断解决方案2.1.1.4设备内嵌优化算法数字城市E-CITY2.1.1.1网络通讯诊断--网络出现问题是系统的致命伤数字城市E-CITY2.1.1.1网络通讯诊断-响应时间图数字城市E-CITY2.1.1.1网络通讯诊断-系统资源图数字城市E-CITY2.1.1.2控制效果诊断•联动效果诊断•传感器校订•各种传感器的调整•对送风效果诊断数字城市E-CITY2.1.1.3环境效果诊断数字城市E-CITY2.1.1.4设备内嵌优化算法优化起停设备控制温度室外温度策略最长提前开机时间数字城市E-CITY2020/2/15152.1.2运行维护改造节能应用2.1智能建筑工程应用同方科技广场2.1.2.1冷却塔运行2.1.2.2气流组织测量2.1.2.3增加遮阳措施2.1.2.4热泵型显热回收新风机组2.1.2.5楼层水阀配备2.1.2.6照明控制2.1.2.7能量计量数字城市E-CITY2020/2/15162.1.2.1冷却塔运行共13台冷却塔冷却塔效率=（供水温度—出水温度）/（供水温度—室外湿球温度）数字城市E-CITY两种运行策略的能耗比较2.1.2.1冷却塔运行数字城市E-CITY调查结果超过半数的工作人员觉得空气质量不佳；部分人员感觉压抑，胸闷，严重影响工作效率调查人数感觉不新鲜空气不流通是否严重影响工作效率B222756％77％11％B102080%70%30%A162070%63%35%B171478.5%57.5%28.5%2.1.2.2气流组织测量数字城市E-CITYB22层实际使用人数200个左右人均新风量20m3/h/人,设计标准最小人均新风量为18m3/h/人，新风量满足要求末端风口的送风量也达到额定风量新风量不足、空气质量较差？2.1.2.2气流组织测量数字城市E-CITYB22层建筑平面布置图N办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室办公室会议室会议室接待处走廊走廊电梯公共办公区公共办公室公共办公室ABCDEFGH2.1.2.2气流组织测量数字城市E-CITY模拟结果地面以上2.6米平面气流分布2.1.2.2气流组织测量数字城市E-CITY模拟结果地面以上1.5米平面气流分布2.1.2.2气流组织测量数字城市E-CITY模拟结果地面以上0.7米平面气流分布2.1.2.2气流组织测量数字城市E-CITY模拟结果这是房间剖面的气流组织分布图人员工作区，空气滞留；相当部分新鲜空气直接回流，并没作用于人员工作区；部分送风贴地面流动后才进入人员工作区，空气质量较差。2.1.2.2气流组织测量数字城市E-CITYA1621222324252627288910111213141516171819TimeTempNorthEastSouthWest16层不同朝向的房间温度2.1.2.3增加遮阳措施数字城市E-CITY2020/2/1526二期写字楼的新风系统现不考虑原有在建筑物核心筒统一供排风的设计方式，采用每层的独立控制的新风系统。取消核心筒的供、回风风井和新风机房。新风机采用热泵型显热回收设备，利用热泵技术冬季回收排风余热，夏季回收排风的余冷。并考虑到冬季新风与送风焓差过大的因素，在机组内部增加显热交换器用以减少新风和送风状态的焓差。2.1.2.4热泵型显热回收新风机组电动阀门初效过滤显热交换器回风风机电动阀门湿膜加湿送风风机初效过滤回风送风新风排风数字城市E-CITY2020/2/1527二期工程以层为单位，各层风机盘管总水管上加装电磁阀，进行远程开断控制。精细管理手段,灵活控制相关空调设备的运营管理模式,避免不必要浪费根据建筑出租情况,建筑物业灵活管理机电设备的运行,节省人力和能源消耗2.1.2.5楼层水阀配备数字城市E-CITY2020/2/152880%公共区域照明灯通过楼宇自控系统控制（夜间只需20％的灯亮），具备逐层控制功能。其它公共区域照明如庭院照明、外景照明通过楼宇自控系统控制。地下车库照明分区控制。普通照明通过楼宇自控系统控制。精细控制管理照明所用能耗。2.1.2.6照明控制数字城市E-CITY2020/2/1529按用电设备进行独立的分项电量计量。记录建筑单位能耗数据,提供运行管理机制的参考评价精细运行管理参考,实现对症下药,整改建筑设备手段对共用能量的用户做分摊计量。细分管理,增加建筑收益提高用户节能降耗意识,从客户意识降低建筑单位能耗2.1.2.7能量计量数字城市E-CITY2.1智能建筑工程应用分项电计量研究建筑分析电力消耗的各个分项;结合地区峰谷电价制度,合理运行建筑机电设备,降低建筑运营成本.提供建筑机电设备精细的管理手段,根据建筑的实际运行情况,灵活调整运行策略,达到建筑最优化运行管理对建筑环境,机电设备的增加调控手段,提供建筑内健康舒适的工作环境.项目应用效益—同方科技广场数字城市E-CITY能耗比较2.1智能建筑工程应用数字城市E-CITY2020/2/15322.2城市能源工程应用热网监控及多热源联网调度换热机组个性化定制燃气输配调度SCADA管网管理GIS解决方案信息化管理热电厂DCS控制及厂级监控数字城市E-CITY2020/2/1533大庆经济开发区物业总公司热力公司现有两个热源，均为锅炉房，两个锅炉房共有一个集中供热网，目前割裂运行。1＃热源现有14MW热水锅炉4台、20吨蒸汽锅炉1台；2＃热源现有29MW热水锅炉2台，在建58MW热水锅炉1台。热力公司共有换热站14座，直接管理的换热站12座，间接管理的换热站2座，正建的换热站2座（实验中学和哈医大）。如2003年供暖面积78.3万平米，2004年增加到近120万平米。供热系统的运行和管理存在：•换热站水泵功耗大，普遍存在“大马拉小车”的情况；•一些流量调节阀不能正常工作。•初调节工作量大；2.2城市能源工程应用项目背景—大庆经济开发区物业总公司热力公司供热系统数字城市E-CITY2020/2/15342.2.1城市集中供热网的特点2.2城市能源工程应用2.2.1.1热惯性大，滞后大。2.2.1.2热力站之间的耦合性强。2.2.1.3城市集中供热网涉及的区域广，分散性大。2.2.1.4系统的扰动因素多。2.2.1.5系统存在失调。2.2.1.6管理体制。数字城市E-CITY2020/2/15352.2.2典型应用及技术2.2城市能源工程应用2.2.2.1工艺和控制完美结合2.2.2.2多种通讯解决方案2.2.2.3热网全网平衡控制方案2.2.2.4设计阶段的管网分析—供热系统水力分析软件2.2.2.5控制系统与企业信息化结合数字城市E-CITY2.2.2.1工艺和控制完美结合1.直连系统2.间连系统3.混水系统数字城市E-CITY2.2.2.1工艺和控制完美结合4.蒸汽系统5.分布式变频系统6.换热首站数字城市E-CITY2.2.2.2多种通讯解决方案初期成本运行成本维护费用实时性安全性稳定性网络接口区域面积局域网高低较高高高高以太网小电话拨号低适中低较低较高较低串行大GPRS低较高低低较低低串行大ADSL较低适中低高高高以太网大数字城市E-CITY2.2.2.3热网全网平衡控制软件全网平衡控制1.各热力站单独控制2.固定各热力站流量3.最不利端压差控制数字城市E-CITY3.2.2.3热网全网平衡控制软件1.以全网为目标，同时兼顾个别换热站的特殊要求。2.避免一次网电动调节阀开度的大幅度波动，减少一次管网的运行振荡，延长管网的运行寿命。3.提供多种采暖方式的协调供热（工业用户、普通（暖气片）用户、地盘管采暖用户等。4.可以满足间歇采暖的要求。5.提供热网运行的评价指标。提供指导热源运行的指标。6.缩短一次管网的水力平衡时间，减少劳动强度。提高供热质量。7.达到节能的目的，为业主创造经济效益和社会效益。数字城市E-CITY平衡后的水压图01256411789103供水压力回水压力01256411789103供水压力回水压力2.2.2.3热网全网平衡控制软件数字城市E-CITY全网平衡软件-主界面2.2.2.3热网全网平衡控制软件数字城市E-CITY全网平衡软件-阀门控制界面2.2.2.3热网全网平衡控制软件数字城市E-CITY全网平衡软件-循环泵控制界面2.2.2.3热网全网平衡控制软件数字城市E-CITY全网平衡软件-控制效果排行界面2.2.2.3热网全网平衡控制软件数字城市E-CITY平衡后的水压图2.2.2.4供热系统水力分析软件水力计算软件HACNet的主要功能1.图形化水力网络结构及参数输入。2.水力模拟调节计算。3.水力可及性分析计算。4.水力计算参数的实时显示。5.水压图显示。6.自动查错及联机帮助功能。数字城市E-CITY2.2.2.5控制系统与企业信息化结合企业门户网站集中供热监控管理套件供热收费管理套件供热管网地理信息系统GIS综合服务平台ezONE(易众)业务基础平台数据总线(OPC等)数据库水力计算软件(HACNet)热网全网平衡软件控制系统监控中心通讯网络现场设备（控制器、传感器、阀门、变频器等）现场层通讯层信息化支持层信息化实现层控制管理层信息发布其它套件数字城市E-CITY集中供热监控管理套件-数据节点管理2.2.2.5控制系统与企业信息化结合集中供热管网地理信息系统供热收费管理套件-统计报表界面数字城市E-CITY2020/2/1549在自动控制方案的实施下，对一次网电动调节、换热站水泵实现了最合理、最及时的调节，从而避免了人工调节的在时间上的滞后性和对经验的依赖性，因此可以保证用户舒适性的基础上节省热费10％以上。煤单耗指标可降低到45.0公斤/平米供热面积，1＃、2＃热源总耗煤量为54098.9吨，节煤6011.0吨，按煤单价200元/吨计算，可节省费用120.2万以上。在换热站增设水泵的变频设施，一方面可以通过减小电机转速来降低水泵的扬程和流量。管网最小流量，即水泵可减小到的最小流量，取决于二次网管网水平失调的情况。根