中国人民银行西宁中心支行基于分项计量的能源诊断分析

文│ 中国人民银行西宁中心支行 王志强中国人民银行机关事务管理局 赵 亮北京博锐尚格节能技术有限公司 齐明空

1 能源分项计量管理系统在建筑节能方面的作用

1.1 全面掌握建筑各用能设备单元或管理单元的能源数据

大型公共建筑功能复杂，设备系统繁多。不同的用能方式对应着不同的用能系统，不同的用能系统又由不同的运行管理主体负责。如果只对一座建筑的总能耗进行计量，很难分清各用能系统的实际能耗状况，也就不能真正有效地管理和指导具体的节能工作。因此，只有根据用能系统的性质和所归属的管理运行方式，对各用能子系统的用能情况进行分项计量，才能了解各用能子系统的真实能耗状况。

1.2 指导日常的管理运行调节

利用日常运行管理调节开展节能工作也就是我们常说的“管理节能”，主要是通过寻找并消除能耗漏洞或管理漏洞、调整或改变运行参数、关闭或减小无关用能单元、及时发现并消除会造成效率骤降的设备故障，在不增加投资的情况下实现节能的一种管理手段。“管理节能”的作用周期往往以日或者周计，单次作用的节能效果并不显著（主要与节能改造相比），需要日积月累的不懈努力才能产生显著效果。

1.3 寻找节能潜力，提供改造方案，指导改造实施

用数据分析系统管理和支撑节能改造工作的全过程，就是要以数据分析提出目标开始，以数据对比落实成果收尾，以实际的子系统能源消耗数据贯穿始终，让整个改造过程可预测、可控制、可计算。

1.4 评价设备性能，比对设计与实际，指导未来设计

通过分析建筑内同类既有建筑分项用电数据，了解设计配电容量与实际用电量之间的差距，指导建筑老旧配电系统改造时缩减相似分项、分户的冗余配电容量，从而节省大量配电设备运行资金。

2 能源分项计量管理系统在中国人民银行西宁中心支行应用实例

2.1 用电分项计量选点设计

中国人民银行西宁中心支行用电主要由办公照明用电、插座用电、电梯水泵等动力用电、食堂用电/信息中心/清分中心等特殊用电四大部分组成。具体组成分析如下：

（1）西宁中心支行暖通空调用电分析

西宁中心支行办公楼没有中央空调系统，暖通空调用电主要为信息中心空调用电，冬季供热采用燃气锅炉集中供热。通过对信息中心空调进行用电计量，并且对冬季供热采取燃气计量和供热热水计量的方法开展分项计量工作。另外，选择总的供热管道安装供热计量仪表进行热计量分析，并且对锅炉效率进行详细分析。

（2）西宁中心支行照明插座用电

西宁中心支行照明插座用电主要集中在每个单体建筑内，大院建筑由主办公楼、新办公楼、清分中心和3栋住宅、武警楼/食堂组成。每个单体建筑都有单独的总供电支路。照明用电包含室内办公照明、公共照明、应急照明和室外外景照明等。建筑内照明供电主要为照明用电和办公插座用电混合供给，其中还混合着室内风机等设备用电。此部分单独计量非常复杂，可以对总供电支路进行详细计量，然后对结果数据进行深度的数据拆分，得出各细节用电规律和数据趋势。

计量点的选取主要在低压配电机房和办公楼配电间，分别选择总的照明供电支路和各个分楼层供电支路，如1 9楼、10 20楼和多功能厅、6路住宅照明等。

（3）西宁中心支行一般动力用电

西宁中心支行一般动力用电主要包含电梯、生活水泵等用电。电梯用电主要由办公楼的低压配电间配电柜提供，水泵等用电主要来自中心配电所集中供给。

（4）西宁中心支行特殊用电

西宁中心支行特殊用电主要包括清分中心、武警/食堂用电和主楼计算机中心用电。分别由中心低压配电所独立母线供电。

2.2 其他能源计量点选择依据

西宁中心支行其他能源主要包括建筑用水、建筑厨房用燃气和锅炉用燃气、供热量等，系统设计拟对每部分进行专项计量，对每栋建筑的总水表和办公楼内的厕所用水等都进行计量。

2.3 分户计量选择依据

西宁中心支行分户计量主要根据不同功能区域设计，目前可以分为办公楼、清分中心、武警楼/食堂和住宅。办公楼可以分主办公楼和新办公楼，住宅包含3栋楼，武警和食堂共用一个楼。

3 中国人民银行西宁中心支行建筑能源信息管理系统数据分析

3.1 基本信息

3.1.1 办公楼主要设备

办公楼主要设备包含热源（锅炉）、新风机、给排水系统（生活水泵）、电梯（综合楼、办公楼和金库）、照明设备、插座设备、开水器、信息中心（设备和专用空调），厨房炊事等。

3.1.2 能耗分析内容

能耗分析主要是经过对分项计量数据深入挖掘和诊断，通过对数据化指标定义，建立自身指标数据值，将日周月年的数据按数据指标进行换算分析对比日常办公用能的效率。首先建筑能耗指标，然后进行分项数据分析对比，诊断能耗问题存在，并提供管理者改造解决问题，实现日常低能高效运行，达到节能低碳的目的，真正体现建筑全使用周期能源使用的贴身管理。

3.2 建筑能耗分析

中国人民银行西宁中心支行办公楼主要设备的能耗数据，如表1所示。

表1 中国人民银行西宁中心支行办公楼能耗数据（单位kWh/m2）

以2012年9月的能耗数据为基础进行能耗分析，由于受国庆节休息的影响，在9月28日下午数据采集设备的供电被切断，因此有些数据图在29日会呈现出不正确的数值。能耗数据的分类如下：一般动力项包括给排水系统、电梯、消防和应急（综合楼应急照明）；办公区分为综合楼区和办公楼区，综合楼包括综合楼照明和插座，办公楼包括办公楼照明和插座；公区包含开水器用电、多功能厅、餐饮区和信息机房，餐饮区包括食堂照明和厨房炊事设备，信息机房包括信息设备和专用空调。

3.2.1 一般动力设备能耗分析

（1）给排水系统能耗分析

给排水系统只考虑一个末端设备，即生活水泵的能耗。具体能耗节点数据如图1、图2所示。

综合楼生活水泵的耗电量和办公楼相比极小，因此本文只考虑办公楼生活水泵的耗电。从图2可以发现西宁人民银行生活水泵耗电量很不规律，一周七天日夜持续电耗，图2可以清晰地表明这种运行的无序性。通过以上数据分析，我们发现了问题的存在，然后通过对物业管理人员制定相关日常管理制度，加强生活水泵的使用管理，能很好地提高水泵系统的运行效率，实现真正的运行管理节能。

（2）电梯能耗分析

电梯的运行变化不大，现以2012年2月份电梯的能耗数据进行分析。能耗节点数据如图3、图4所示。

由图3可以发现，电梯在工作日的运行很规律，且能耗数值变化不大，比较均匀。具体每日的能耗数据变化趋势如图4所示，该图体现了办公楼电梯的日变化特点，即在7∶00am～18∶00pm的工作时间内是用电高峰且中午午休时存在短暂的电耗减少。夜间的待机电耗和非工作日相差不大，证明电梯的运行管理很好。

据上所述，经过对电梯系统能耗的分析，可以对电梯的日常管理得到很好的肯定，日能耗差距不大，相对稳定。但是，从上图我们可以发现每日电梯都有近40kW的最低电耗，每时有近1.5kW最低电耗，由于电耗较低可以归属于待机电耗，如果发现此电耗值过大，则可以判断此电梯存在能耗问题，或此电梯供电支路存在非单独供电或外接用电等不安全现象。根据中国人民银行西宁中心支行电梯实际能耗运行数据分析，电梯系统运行相当稳定，管理可靠，为节能型运行。

（3）消防和应急能耗分析

消防和应急部分的能耗数据如图5、图6所示，从结果发现消防和应急电耗在工作日的变化比较规律，且能耗数值波动不是很巨大。具体周的能耗数据变化趋势如图4所示，该图体现了办公楼消防和应急电耗的变化特点，即在7∶00am～18∶00pm的工作时间内是用电高峰，峰值出现在上午9∶00和下午13∶00，且中午午休时存在短暂的电耗减少。但是在一周的时间段内，夜间18∶00pm～24∶00pm始终有5kW～10kW的电耗，且非工作日也有电耗存在。从以上数据诊断分析，发现应急部分存在一定问题，需要物业管理人员加强管理，排除非正常设备用电，可以起到日均节能200kWh的作用，全年可以节电6万度。

3.2.2 分户能耗分析

（1）综合楼区能耗分析

综合区的能耗数据曲线如图7所示。从图7中可以发现照明的能耗最高——最大电耗大约是240kW，最低电耗大约是130kW，插座设备耗电量所占比重较低。对于综合区的照明来说，照明灯具的夜间关闭措施执行不好将导致夜间有电耗，而且灯具的耗电量较高大约15kW，如图8所示。通过比较图9中综合楼各层的插座设备耗电量可以得出2层插座耗电量最大为5.5kW，6层插座耗电量最小为1.5kW。经过分析判断可能是由于插座设备的不同导致电耗峰值的差异。通过对图7的分析可以发现，尽管6层的插座电耗符合办公楼的使用规律，但是夜间关闭措施执行不好，仍然有0.5kW的持续电耗。反观2层，插座设备耗电图大致符合办公楼使用规律，且由于夜间没有电耗所以电耗值最低，管理较好。

（2）办公楼区能耗分析

办公区1～20层的能耗数据曲线如图10所示。从图10中可以发现13层的能耗最高，最大电耗大约是60kW，最低电耗大约是35kW；9层的能耗最低，最大电耗大约是5kW，最低电耗大约是0kW。因而具体分析此两层的电耗，如图11所示。办公区的电耗主要包括两部分：照明和插座。

通过数据对比分析和现场确认，导致13层能耗高的原因是插座设备持续1.3kW不变的高能耗，而9层没有此项电耗，13层能耗高的另一个原因是照明灯具的夜间关闭措施执行不好，从而造成夜间有电耗，并且灯具的耗电量较高（高于2kW），应通过降低灯具的密度解决此问题。另外从11图中可以发现9层没有夜间电耗且灯具的耗电量小。在工作时间范围内，13层的照明灯具有两个明显的较高的峰值，表明工作时间此层的照明同时开启密度较大，而9层照明电耗只有一个明显的峰值，此峰值出现在刚刚上班时间，灯具开启密度比较大，正常平稳后会相应减低到平稳数量开启，使能耗趋于平稳，普通楼层照明管理合理。

3.2.3 公区能耗分析

（1）开水器能耗分析

开水器的电耗包括综合楼开水器和办公楼开水器的电耗，由于综合楼开水器在9月份没有使用，因此只考虑办公楼开水器的能耗，其能耗数据曲线如图12所示。从图12中可以发现办公区开水器的工作日电耗较高（维持在150kW以上），而非工作日也有50kW以上的能耗。通过图13可以发现2层和19层分别是电耗最高层（达到45kW）和最低层（大约15kW），电耗差异大约是3倍关系。2层和19层的分时电耗如图14所示，可以发现19层电耗低的原因在于开水器只在工作日的工作时间使用，且其峰值的变化规律符合办公楼的使用规律。而2层的峰值变化则不符合常规，峰值分别出现在工作日和非工作日的上午9∶00和夜间23∶00，造成白天高电耗的原因可能是使用人数多，或者开水器存在保温性能不好，或者开水器漏水，而有夜间电耗的原因则是没有在非工作时间关闭开水器，使其持续工作。

综上所述，我们可以通过数据的日周月变化规律和趋势，准确抓住能耗的拐点和问题的重点，可以为管理人员提供强有力的管理依据，通过对不同楼层数据对比分析，可以发现规律性和非规律性的问题，加强管理可以起到很好的节能效果。

（2）餐饮区能耗分析

餐饮区的具体能耗数据如图15所示。从图15中可以发现食堂照明设备耗电量和厨房炊事设备耗电量各占餐饮区总能耗的50%，因此要考虑两者的共同影响。

现以一周的能耗数据为基础进行分析，如图16所示。能耗数据曲线充分反映了设备的运行特征和用能特点。对于厨房炊事设备来说，西宁人民银行餐厅工作日开放，全天反映出早午两餐供应时间段相应的两个峰值，夜间设备关机管理的较好，没有电耗。对于食堂照明设备来说，同样存在早午两餐供应时间段相应的两个峰值，夜间设备关机管理的较好，几乎没有电耗，但是周日存在日间照明。通过数据分析结果，我们可以判断机关单位如果不是出于使用功能的需求，建议后续的管理加强非工作日电耗的管理。

（3）信息机房能耗分析

信息中心耗电量分为信息设备和信息中心专用空调耗电量，其能耗数据如图17所示。对于信息中心来说，信息设备的运行特点决定了信息中心空调的运行特点，即24小时不间断运行。但是从图17发现，信息中心专用空调的电耗极低，造成西宁人行信息中心专用空调的电耗远低于信息设备电耗的原因是该空调经常故障停机，导致能耗数据值较低。如果持续的空调停机导致信息中心的温度超过信息设备的额定值，会引起设备故障引发不必要的问题，数据分析发现了设备效率低下问题，足可以提供管理人员进行检修或设备故障处理，起到很好的节能高效运行管理作用。

4 结束语

通过以上几部分对中国人民银行西宁中心支行办公楼的能耗分项分析，可以很好地证实能源管理分项计量系统对实际建筑运行时的管理作用，可以为管理者提供详实的实时分析数据，发现问题的拐点和能耗的死角，及时通过报告的形式为管理者提供解决的方法和投资分析，最优化提高各系统设备的运行效率，降低能耗，让建筑内每一度电的消耗出处明确。通过众多能耗分项各种案例的分析，可以从日常管理、设备运行、设备维护、节能新技术应用等各个方面为建筑节能保驾护航，真正成为建筑运行周期的能耗“眼睛”，管理者的贴身能耗医生。