GWT节能管理网络系统在大型公共建筑节能管理中的应用

程 宽

（ 黑龙江省节能技术服务中心哈尔滨 150001）

能源浪费可以归纳为两个主要因素:一是硬件设施因素，如采暖和空调系统效率低、建筑外围保温性能差等;二是人为因素，如空调温度过低或过高、开窗开空调、无人开空调等。虽然通过技术改造可解决硬件设施的能效问题，但不能解决用能过程中的人为因素造成的浪费，加强节能运行管理才是一切节能工作的基础。要做好节能运行管理，机构建设是关键，制度建设是基础，技术监管平台是保障。

“GWT节能管理网络系统”可为各单位的节能管理工作建立先进的技术监管平台，系统通过对空调系统、采暖系统、照明系统、室内电气设备等进行管理与控制，为节能运行管理提供了可靠的技术保障和依据。

1 系统的研发

节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。2008年国家连续颁布了《中华人民共和国节约能源法》《公共机构节能条例》《民用建筑节能条例》三部法规。随后国家有关部门又颁布实施了《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统技术规范》《公共建筑室内温度控制管理办法》《国务院办公厅关于严格执行公共建筑空调温度控制标准的通知》等相关文件。“GWT节能管理网络系统”正是在此政策环境下，依据国家相关法律法规及技术规范的要求而研发设计的，开创了节能运行管理的新理念。

2 系统的先进性

“GWT节能管理网络系统”采用自主知识产权的无线传感网技术研发而成，填补了国内在节能管理领域的空白并获得国家专利。具有国内领先、国际先进的技术水平。

文中系统主要由管理中心、无线传输网络和功能模块三大部件组成，管理中心包括管理服务器和管理软件;无线传输网络包括汇接器、室内主机、转发器等;功能模块包括能耗监测、空调管理与控制、暖气管理与控制、照明管理与控制及电器管理与控制等。系统组成见下图:系统具有以下特点和优势:

图1 系统功能结构图

(1)系统采用无线组网方式，不对房间、区域原有线路进行改动和额外布线，也不对现有耗能设备作任何改造，工程安装和维修简单方便;

(2)系统采用模块化结构，构架简单，扩展性强，可方便地满足用户未来需求;

(3)系统功能完善:具有能耗监测、冷暖设备管理与控制和节能运行管理的功能等;

(4)配置灵活:用户可以自由选择适合自己需求的功能和组件，若将来需求发生变化，可方便地进行功能及组件的扩充或修改。

3 系统典型应用

3.1 能耗监测

图2 能耗监测

文中功能模块通过采集器分别读取水、电、气、热表实时数据，以无线方式发送到管理服务器，再经过互联网上传到节能中心能耗监测平台，完成能耗数据采集工作。实现重点建筑能耗的在线监测和动态分析功能。

在能耗监测基础上，对建筑物重点部位或建筑物各楼层代表性点位，增加温、湿度监测单元，实现对大楼总体温度的监测，实时掌握大楼空调运行情况，从而对运行方式进行合理调节，营造既节能又舒适的办公环境。

3.2 空调节能运行管理与控制

3.2.1 分体空调

图3 分体空调节能运行管理与控制

(1)节能运行管理

室内主机实时监测室内温湿度，并通过无线传感网(GWSN)将温湿度信息传递回管理服务器，便于管理者实时掌握室内各个区域的温度变化，配合管理制度，加强节能管理。

(2)控制

(a)根据管理服务器对时间、温度和区域的设定，通过GWSN将控制命令传递到室内主机，室内主机通过红外控制单体空调的开关，或者室内主机对嵌入式电控器发出开关命令，控制单体空调电源的通断;

(b)室内主机实时监测窗磁状态，当开窗时主机发出红外信号，或者发出电控器控制命令，停止空调的使用;

(c)系统可以根据时间和区域设置，发出控制命令，通过GWSN网络控制嵌入式电控器的通断，控制室内其它电器设备的使用;

(d)系统还可以接入室内空气质量传感器，实时监测室内空气质量，提高室内环境的舒适度。

2.中央空调

(1)节能运行管理

用嵌入式主机替代空调温控器，实时监测室内温湿度和窗磁状态，并将数据通过GWSN网口传递回管理服务器，管理者可以根据采集的数据调整制冷、水泵和新风系统参数，配合管理制度，加强节能管理。

(2)控制

(a)管理服务器根据设置的时间、温度、区域要求，发出末端控制命令，命令通过GWSN网络传递到室内主机，室内主机控制末端风机盘管的使用，当手动控制信号与系统控制信号发生冲突时，服从系统控制命令;

(b)室内主机实时监测室内窗磁的状态，当开窗时室内主机发出控制信号，停止风机盘管工作，手动控制信号服从系统控制信号;

(c)系统可以根据时间和区域设置，发出控制命令，通过GWSN网络控制嵌入式电控器的通断，控制室内其它电器设备的使用;

(d)系统还可以接入室内空气质量传感器，实时监测室内空气质量，提高室内环境的舒适度。

3.3 暖气节能运行管理

3.3.1 工作时间段管理

管理服务器根据各个区域的实时温度，向各个楼层的阀控制器发出控制命令，阀控制器向楼层比例积分调节阀发出控制信号，通过调整阀门开启角度，调节楼层供热量，提高建筑物的供暖均衡性，保证室内环境的舒适度;

3.3.2 非工作时间段管理

在保证室内各个区域室内温度5－10°的情况下，通过远程调整比例积分调节阀的开启角度，将楼层供热量调整到最小值，实现节能目的。

4 系统推广应用及发展

“GWT节能管理网络系统”自2008年推向市场以来，在能耗监测、空调节能运行管理与控制、暖气节能运行管理等方面得到很好的应用，并在多个省市得到广泛的推广及应用。随着节能工作的进一步深入开展，该系统的应用在节能降耗的工作中将会发挥它更大的作用，前景十分广阔。

全球气候变暖和能源紧缺已成为世界性问题，因此，全世界各个国家对碳排放量都有严格的要求和规定，提倡低碳、节能，为此，我国政府也向世界承诺，降低碳排放，提倡清洁能源的使用。

我国各级政府机关也出台了许多节能降耗政策和措施，同时，为起好带头作用，将办公室能耗指标纳入了各级行政机关的目标考核中，由于国家及各级政府的高度重视，我国的节能减排工作会有一个质的飞跃，有关的节能产品有一个很大的发展空间。