【编者按】饭店必须要有自己的特色才能在竞争中胜出,建立完善的饭店楼宇自控系统对各类机电设备进行监视、控制、测量等管理功能,以保证饭店的环境舒适性、管理高效性,降低能耗和运营成本,实现智慧饭店的绿色低碳最终目标。
1.概述
饭店能源管理水平的高低,取决于饭店能耗设备运行信息收集、统计的技术手段以及对能耗设备过程实时数据分析、调控、监管的能力。楼宇自控系统(BA系统)是对饭店机电设备实施管理与节能降耗分析、调控、监管的工具和手段,现代饭店宾客入住不仅需要豪华舒适的享受,更有非常高的个性化需求。通过BA系统可以对饭店的空调与新风系统、排风系统、给排水系统、景观照明、变配电系统、电梯系统、洗衣房和厨房等机电设备的运行状况、能耗使用进行实时监控、并通过精细化能源管理系统进行汇总分析、评估指导,从而实现便捷舒适、低碳环保的能源管理增值效应。
2.饭店行业的能源管理现状:
2.1国家与地方政府对节能减排相关的各项规范与标准日趋完善,其中包括建设部编制发文的《公共建筑节能改造技术规范》,以及浙江省出台的《浙江省大型公共建筑能耗测评标准》、《饭店单位综合能耗、电耗限额及计算方法》。而目前正在拟定的《建筑能耗监控系统传感器网络技术要求》,更是细化了能耗数据的采集标准。国家对公共建筑节能的高度关注,也将使执行力度日益增强。
2.2饭店在能源管理方面存在不足,主要表现在能耗计量器材数量、种类、技术手段有限,全覆盖和自动化程度不高,能耗统计大部分为人工方式,工作繁重,统计数据和分析利用困难,以及缺乏合理的节能措施、完善的能源管理制度和有效的能效考核监控机制。
2.3饭店BA系统所涉及的能源设备运行信息,其自动采集和各项能源设备系统的自动控制集成化尚未普及,需投入的财力、物力和人力较大,如各系统的传感器、执行机构、控制模块、网络传输、接口匹配、工作站授权和系统集成等较繁重的调试维护,饭店的BA系统要真正发挥能源管理和监控效应,除了弱电工程单位和饭店IT部门的技术支持,还要工程部各个班组的相互协作与配合,而有些安装了BA系统的饭店,在运行几年后因疏于维护已成为手动控制或无法发挥系统监控效应的案例已是屡见不鲜。
3.黄龙饭店的能源管理现状:
3.1黄龙饭店在07年-11年的五年改扩建时间里,饭店管理层提出了“以科技推进服务创新的理念”,与国际知名的IBM公司进行智能化弱电系统合作,将杭州黄龙饭店建设成为了国内外瞩目的智慧型饭店,特别是饭店BA系统依托霍尼韦尔楼宇自控和江森冷热源自控两大系统,结合供电、供水计量的自动化采集,整个BA系统通过霍尼韦尔EBI400管理平台对饭店主要机电设备和系统进行集中控制与管理,集成了空调设备自控系统、空调冷热源自控系统、智能照明控制系统、变配电系统、送排风系统、生活给水系统等16个分项系统的调控和监测,能耗数据实时自动生成,以及每月能耗的汇总与图表曲线分析,使工程部值班员工实时掌握设备运行第一手能耗资料,有效地进行设备运行参数的调控,以及每月发布的各部门设备能耗情况通报及建议,有效指导饭店各部门节能工作。
3.2黄龙饭店2012年的全年能耗费用为1454.7万元,其中电费占65%,燃气费占28%,水费占7%;即用电的费用为最高,约占总能耗费用的三分之二。目前国家对公共建筑的用电能耗分析采用四个分项进行统计:照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电。黄龙饭店2012年全年的用电能耗中,有关四个用电分项及各部门用电情况统计如下:

3.3 2012年饭店的能耗监测数据统计为:饭店的单位面积耗能为126元/年.m2,单位面积综合能耗23 kgce/m2(五星级饭店的单位面积综合能耗限额修正后为﹤50 kgce/m2),单位面积电耗为93 kw.h/ m2(五星级饭店的单位面积电耗限额为﹤157 kw.h/ m2)。其中2011年和2012年的饭店能耗比统计分别为5.85%和5.73%,明显对比是饭店改扩建工程前的2006年和2007年能耗比分别为11.56和9.74%。上述能源管理的综合成效,得益于饭店BA系统的及时监管和合理调控,也得益于工程部对能耗设备的精心维护保养及有效管理。从这些低能耗数据充分反映了黄龙饭店是走在全国饭店行业节能减排的最前列。
4. BA系统的管控作用
黄龙饭店BA系统采用网络化的集散控制系统(DCS),即“控制功能分散,操作管理集中”,达到提高系统可靠性和运行安全的目的。系统分为管理层网络、监控层网络和现场层三层网络。该系统的输入输出点位为1600点左右,安装62台控制箱。对于DDC及其扩展模块上的输入输出点数量,考虑了20%左右的余量,以备将来调整和扩充。所有DDC控制器,均为点对点通信,体现了“网络就是控制器”这个网络时代的技术特征。采用BACnet网络系统结构,不仅符合GB标准,而且符合当代现场总线在控制系统中的应用发展方向。
按照饭店不同系统设备的使用空间,控制侧重点应该有所区别。对于会议室、办公区域,追求以人为本的舒适性为主;对于非重要区域(走廊等),强调节省空调和照明的能源消耗;对于地下室,设置空气质量监测,保障人员的卫生和安全。根据不同的负荷进行环境参数控制,以追求舒适性和节能的统一。饭店BA系统集成的各系统列表及具体监测、管控内容介绍如下:

4.1智能照明系统的监控:照明系统是黄龙饭店的商务名片,对整个饭店室外和室内公共照明进行灯光控制,可凸显建筑物风格。按照建筑特色、园林景观、层次感、季节变化、节假日等设计各种应用场景,可营造出不同的气氛和效果。如何做到既保证整个饭店照明品质又节约能源,是楼宇智能照明控制的重要内容。系统通过TCP/IP通讯接口进行照明控制监控的主要功能包括:
4.1.1灯光设计要求为室内三个大堂、公共走廊、餐厅等照明设备在上午、下午、晚上和凌晨分四个时段不同场景进行调光控制及场景自动切换,这些24小时使用的公共照明灯在不同场景、不同调光亮度层次下省电效果明显,据实际测算节电约30%;
4.1.2为达到最佳管理效果,除了系统对预先设置的照明设备进行分区分时控制之外,在各区域控制屏上增加设置了局部区域“手动启停”键及“PA清洁”键,即可以根据天气阴暗或特别活动而将大堂外雨棚照明灯及雨棚两侧的入口景观灯提前手动开启,也可以通过光感接收器在室外光照度变化低至50 LUX时自动启动;以及在凌晨的照明亮度较低时段,当PA员工对大堂、公区走廊进行地面大理石清洁保养时而专门设置的“清洁照明模式”手动切换功能;
4.1.3 为节能需要,通过预先设置的时间表及配合室外两对光感接收器,对室外建筑的泛光照明(86.41KW)进行自动控制;控制过程分两步:第一步先设置启动光感接收器工作的时间,一般夏季设在18:00时,冬季设在17:00时;第二步根据两对光感接收器在室外光照度变化同时低至10 LUX时触发控制信号给亮灯控制模块来启动泛光照明灯。
除了饭店建筑环境的泛光照明需在晚间开启,同时需开启的照明设备还包括:大堂外雨棚两侧的景观灯、路灯、入口喷水池水下灯、各处庭院景观灯及水下灯、首层商场的户外灯箱等,上述照明设备若分别采用独立的定时开关控制,由于定时开关控制的时间误差及有时电池用尽会造成泛光照明与环境景观照明开启、关闭的不一致性。因此,为保持饭店建筑泛光照明与环境景观照明启停的一致性和美观性,有必要将各自分散独立的景观灯、水景灯、路灯、灯箱均联网纳入智能照明控制系统控制范围。
4.2空调系统的监控:黄龙饭店的建筑大楼分散为五幢主楼,还有三个大堂、六处内部庭院水景、十余个会议室及多个附楼连成裙楼,形成一座庭院度假式饭店建筑群,建筑面积达到11.5万平方,如此规模的四管制空调系统对设备的高效运行和节能控制均需要强有力的监控系统实施管理,能够根据季节变化提供合适的空气温度、相对湿度、气流速度和空气洁净度。
黄龙饭店在地下二层冷冻机房设置了四台美国约克离心式冷水机组。在地下一层锅炉房设置三台德国菲斯曼高热效率的燃油/天然气两用热水锅炉,供饭店中央空调采暖热水和生活热水所需。其中空调水循环系统采用一次泵四管制变末端水流量系统,主机侧阶段变流量。由于中央空调的冷热源系统建设投资与耗能费用比较大,需特别强调设计合理及节能运行控制。BA系统中空调各分系统的控制监控主要功能包括:
4.2.1空调热水系统:机房内冷热源系统通过BACNET协议,与江森自控系统接口进行通讯,具备监测控制及显示功能。可获取冷热源设备中锅炉、热水泵、换热板交、热水阀等的运行情况及相关参数。能源管理平台可实时分析相关数据,向饭店工程运行管理发出节能提醒,系统具有多项监测和调控功能。
图1.黄龙饭店锅炉热水系统示意图

按照空调热水和生活热水的使用负荷情况,可以通过自动调整一次热水变频泵的频率来满足二次热水温度负荷的变化,甚至可以调整一次热水的温度设定来适应季节热水温度的大变化。该图能及时反映空调热水与生活热水的负荷变化及热水系统供水与回水的温差变化,对照天气温度变化及客房入住率高低情况,找出正常燃气消耗的规律,让系统设备运行在最佳状态,实现最大化的热水节能效果。
4.2.2空调冷冻水系统:机房内的冷热源系统通过与江森自控系统接口联网,设置监控分站,具备监测控制及显示功能。可获取冷热源设备中冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵等的运行情况及相关参数。该系统的多项监测功能可实时分析相关能耗数据(如图2)。

空调冷冻水系统是机房设备的耗电大户,四台约克冷水机组的总制冷量为8228KW,而冷水机组选用了高性能系数和高能效比(0.509KW/美冷吨),依据冷冻水供水能量表的参数可调整控制冷水机组数量及水泵的变频频率,当春秋季节或低负荷时段,通常使用一台变频冷水机组运行,可达到最佳的节电效果。据空调系统用电能耗数据统计:
按照空调热水和生活热水的使用负荷情况,可以通过自动调整一次热水变频泵的频率来满足二次热水温度负荷的变化,甚至可以调整一次热水的温度设定来适应季节热水温度的大变化。该图能及时反映空调热水与生活热水的负荷变化及热水系统供水与回水的温差变化,对照天气温度变化及客房入住率高低情况,找出正常燃气消耗的规律,让系统设备运行在最佳状态,实现最大化的热水节能效果。
4.2.2空调冷冻水系统:机房内的冷热源系统通过与江森自控系统接口联网,设置监控分站,具备监测控制及显示功能。可获取冷热源设备中冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵等的运行情况及相关参数。该系统的多项监测功能可实时分析相关能耗数据。
空调冷冻水系统是机房设备的耗电大户,四台约克冷水机组的总制冷量为8228KW,而冷水机组选用了高性能系数和高能效比(0.509KW/美冷吨),依据冷冻水供水能量表的参数可调整控制冷水机组数量及水泵的变频频率,当春秋季节或低负荷时段,通常使用一台变频冷水机组运行,可达到最佳的节电效果。据空调系统用电能耗数据统计(如表3):

4.2.3蒸汽热水系统 :设有柴油/天然气两用的蒸汽锅炉2台,专门供应饭店洗衣房。系统具有运行状态监测、故障报警和显示等功能。
通过每月蒸汽锅炉燃气消耗量的统计,以及对洗衣房每月的布草制服洗涤量统计,2011年-2012年期间洗衣房能源消耗情况统计:

洗衣房的能耗占饭店总能耗的9.4%,其节能减排工作尚有较大潜力可挖,饭店将实施风冷热泵系统等技术改造和管理措施来降低洗衣房的能耗。
4.2.4空调通风系统的监控:空调通风系统是BA系统的主要监控对象,通过BA系统实现饭店各区域空调送风排风系统的节能运行,以合理降低能耗费用。对空调通风系统具有定时启停控制及运行状态显示等监测功能。
对于饭店七个厨房的排油烟风机均采用了变频器软启动节电装置,并安装WXELEC智能闭环控制系统,通过检测厨房和烟道内的实际温差变化情况来判断排油烟风机所需的排风量,进而实现厨房油烟变量的排风机实时自动跟踪控制,使排油烟风机在最佳的节能状态下运行。仅这一项变频节能装置就比原来的排油烟风机节电50%以上。针对厨房实际操作及维修中的问题,还在该控制系统中加装了定时启停控制功能及“工频-变频”相互切换功能。
4.2.5空调新风机组:黄龙饭店新风机组的功能主要是为客房、会议、餐厅、办公室提供一定的新鲜空气,满足卫生要求。其主要监控功能包括温度自动控制、运行状态监测和故障报警显示等。
在冬季空调采暖供水时,需启用客房新风的加湿装置,虽然加湿效果并不十分理想,但适当的加湿对客房舒适度及家具都非常必要。
在客房送排风之间部分区域设置全热交换器以充分利用能源来减少能耗。其中监测的主要参数为送风温湿度、排风温湿度、全热交换转轮、新风风阀和水阀等运行状态。
4.2.6 空调风柜机组:黄龙饭店在大堂、餐厅、宴会厅等区域采用变风量全空气空调系统,用于将上述区域的温度、湿度控制在一定的允许范围内。主要监控功能包括风柜机组温度自动控制、运行状态显示、季节模式转换、滤网堵塞报警等。

图4所示,空调风柜运行控制中的主要参数为:回风温度设定值、回风温度值、送风温度值、空调冷热水阀的开度、新风回风阀开度、变频控制值等。需在平时调整过程中不断摸索经验,调整控制好这些参数对该区域的空调环境舒适度和节能减排起着重要作用。
4.3生活给水系统的监控:系统主要是对生活冷水及热水的供水运行状态、参数进行监测与控制,保证系统的运行参数满足饭店的供水要求及供水系统的安全。其主要监控功能包括水箱液位报警及记录、运行控制状态及故障报警显示等。
4.4排水系统的监测:黄龙饭店的排水系统把污水集中于集水井中,然后用水泵排放到地面的排水系统。主要监控功能包括液位报警及显示、水泵运行状态、故障报警及显示等。
4.5变配电系统的监测:饭店的配电设备运行需重点进行监控与管理,系统通过RS485通讯接口采集变配电系统相关数据,主要监测功能如下:
a.通过彩色图形监测显示变配电设备各节点的用电负荷等运行参数、状态及报警记录;
b. 对高压、低压配电的电流、电压、功率因数等参数进行监测,
c. 显示配电设备运行模拟图、功率曲线、电量曲线、电压棒图、历史曲线图等;
4.6自动电表采集系统:饭店为了节电计量管理需要,在配电设备的每一个开关回路上设置了多功能计量表,即36个低压配电柜上共安装了207个多功能计量表,再加上双路进线高压侧和六台变压器两侧的计量表,配电间共计用电计量表221个。通过电力监控系统软件将饭店每日用电情况汇总成各区域、各部门的用电日报表,工程部每天审视各区域用电情况,及时了解用电的异动变化,并每月发布各部门能耗使用情况汇总及分析建议。
4.7自动水表采集系统的监测:饭店安装了智能远程自动水表采集系统,增装2级计量以上的水表80余只,各区域、各部门冷水和热水的消耗量均达到用水计量监控全覆盖,并对各个部门用水情况进行详细规范的监测统计。
4.8电梯系统的监测:系统主要监测电梯运行状态,包括启动/停止状态、运行方向、所处楼层位置、开/关门状态、超载等,动态地显示各台电梯的实时运行状态。
黄龙饭店的电梯系统采用先进的变频变压节能控制系统,比传统电梯传动系统节电10-30%,据2012年的电梯用电统计:全年电梯用电量为220000度,单位面积电梯耗电量为2 kwh/m2
4.9设备机房的视频监控:在饭店BA系统中还设置了重要设备机房的视频摄像监控,并与保安部数字视频监控系统联网,如锅炉房、空调机房、高低压配电房、水泵房、BA机房等机房内的出入口设置门禁和视频监控,即工程部值班工程师在BA控制室可看到全部设备机房内的视频图像,以确保设备机房的安全。
5.结论
饭店节能是一项综合性的系统管理控制。通过BA系统对饭店众多机电设备和重要能耗设备进行实时监测和调整控制,及时掌握设备运行状况及参数实时调控,达到各机电系统设备最佳工况的节能运行,同时确保客人在饭店环境内具有良好的舒适度和满意度;以及通过用电、用水计量的自动抄表采集系统,将每天各部门电、水和燃气的能耗情况进行统计分析处理,帮助各部门对每天消耗量进行监测,防止能耗异动情况发生,及时查清异常能耗的原因及存在问题,及时调整能耗结构和采取相应节能措施,使能源计量统计为饭店的能源考核和节能改造提供可靠的依据。因此,BA系统的建设可以极大地改善宾客满意度,有效地降低能耗及管理成本,从而提升饭店的市场竞争力。几年来,黄龙饭店在打造智慧饭店及强化能耗精细化管理方面都获得了业内专家的高度认可,以及经过省饭店业协会工程专委会成员的多次现场交流考察赢得了一致好评。黄龙饭店在2012年度荣获 “浙江省第三届绿色低碳经济标兵企业”称号。但是,饭店还有许多节能潜力可挖,也需要我们持续优化能耗设备结构配置,依据近几年积累的能耗控制状况,评估及改进BA系统的不足,进一步挖掘能耗数据,提升节能降耗价值,加大系统设备维护保养力度,建立能源精细化管理标准及增强工程管理人员管理水平以改善和确保能源管理的实际收益,这是饭店BA系统使用中最终成败的关键。同时,也需要饭店管理层不断推动节能降耗措施的自发执行及绩效考核,实现系统设备整体节能效果与良好宾客体验的有机结合,避免因单一系统设备追求节能效果对宾客感受造成影响,所有这些都离不开饭店优秀的BA系统对各类设备最佳工况运行及节能降耗方面的有效管控。
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