Energieeffizienz-Überwachungs- und Management-Systemlösung

Die wirtschaftliche Entwicklung Chinas ist in einen "neuen Normalzustand" eingetreten, der durch eine deutlich beschleunigte industrielle Umstrukturierung, ein verlangsamt wachsendes Energieverbrauch und einen graduellen Rückgang von ressourcenintensiven, energiereichen und hochemittierenden Industrien gekennzeichnet ist. Mit der Beschleunigung der Industrialisierung und Urbanisierung sowie der Entwicklung der Konsummuster sind jedoch Energie- und Umweltfragen zu Engpässen für das Wirtschaftswachstum geworden, was die Aufgaben der Energieeinsparung und Emissionsminderung besonders schwierig macht. Folglich spielt die Regierung eine führende Rolle – unter Einsatz administrativer Maßnahmen – um die Bereitstellung von Online-Energieverbrauchüberwachungssystemen für Energieverbraucher zu beschleunigen und die Energiezählrahmen zu verbessern. Getrieben von gesellschaftlicher Nachfrage und starker Regierungsförderung haben die Sektoren für elektrische Energiemanagementsysteme und breitere Energiemanagementsysteme sich schnell ausgeweitet. Diese Systeme durchlaufen kontinuierliche technologische Innovationen, erweitern ihren Anwendungsbereich und integrieren zunehmend umfassendere intelligente Funktionen.

 

Die meisten Energiesysteme in komplexen Gebäuden erreichen derzeit eine Echtzeitüberwachung verschiedener Energiequellen, einschließlich Wasser, Strom, Gas und Wärmeenergie. Die Versorgungs-, Verbrauchs- und Speichersysteme innerhalb dieser Gebäude arbeiten jedoch unabhängig voneinander; dieser Mangel an Koordination schafft "Informationsinseln". Darüber hinaus wird die Integration mit verschiedenen automatisierten Steuerungssystemen durch inkompatible Kommunikationsprotokolle behindert, was eine nahtlose Verbindung verhindert und eine koordinierte Steuerung und Verwaltung schwierig macht. Das aktuelle Energiemanagement in komplexen Gebäuden steht vor folgenden Problemen:

 

(1) Energieverbrauchende Geräte fehlen an effektiver Prozessüberwachung, sodass Sicherheitsrisiken nicht präventiv identifiziert oder beseitigt werden können und Systemfehler und Anomalien nicht angemessen behandelt werden können. Das Betriebsmanagement fehlt an systematischer Wartungsunterstützung und diagnostischen Maßnahmen; Energieoptimierungsstrategien fehlen an wissenschaftlicher Grundlage und Machbarkeit, was zu suboptimalen Implementierungsergebnissen führt.

 

(2) Die Funktionalität bestehender Energiemanagementsysteme in komplexen Gebäuden ist weitgehend auf "Energieverbrauchüberwachung" beschränkt. Diese Systeme sammeln Verbrauchsdaten, erfassen aber keine anderen Einflussfaktoren – wie Innen- und Außentemperaturen, Beleuchtungsstufen und HVAC-Betriebsparameter. Dies beschränkt die allgemeine Analysefähigkeit des Systems, macht es schwierig, Energieineffizienzen schnell zu erkennen oder effektive Energieeffizienzbewertungen durchzuführen, und verhindert damit, dass das System seine "Management"-Funktion erfüllt.

 

(3) Das niedrige Niveau des Energiemanagements in komplexen Gebäuden führt zu geringer Energieeffizienz. Bezüglich des praktischen Einsatzes umfassender Gebäudeenergiemanagementsysteme führt die begrenzte Kompetenz der Betriebspersonal – die oft nur grundlegende Start/Stopp-Operationen und routinemäßige Wartung durchführen können – zu einem Szenario, in dem hocheffiziente Geräte installiert, aber mit niedriggradigen Strategien betrieben werden, was letztendlich zu geringer Gesamtenergieeffizienz führt.

(4) Unfähigkeit zur Interaktion mit dem Hauptstromnetz. Keines der umfassenden Gebäudeenergiemanagementsysteme berücksichtigt die Interaktion mit dem Hauptnetz; mit Ausnahme einiger einzelner Geräte oder Module, die automatisierte Nachfragereaktionsstandards unterstützen, besitzen weder inländische noch importierte EnergieSteuerungssysteme für solche Gebäude ähnliche interaktive Fähigkeiten.

 

Wichtige Energieverbrauchs-Systeme und Geräte in umfassenden Gebäuden

(1) Stromversorgungssystem: Versorgt durch externe Verteilungsleitungen oder vor Ort installierte Dachphotovoltaik-Anlagen. Externer Hochspannungsstrom erfordert eine Niederspannungstransformation zur Nutzung. Neben dem Hochspannungsgerät selbst umfassen die wichtigsten Energieverbrauchssysteme und Geräte HVAC-Systeme, Beleuchtung, Aufzüge, Lüftungsanlagen, Wasserversorgungspumpen, Bürostromsteckdosen und Elektrofahrzeug-Ladestationen.

 

(2) Wasserversorgungssystem: Versorgt durch das städtische Wassernetz; intern ist es in Systeme für Haushaltswasser, Löschwasser, HVAC-Nachfüllwasser und Landschaftswasser unterteilt.

 

(3) Gasversorgungssystem: Versorgt durch das externe Gasnetz. Gaskosten machen etwa 10% der Gesamtenergieausgaben eines umfassenden Gebäudes aus; die primären gasverbrauchenden Geräte im Gebäude bestehen aus Gasböden und Küchenkochgeräten.

 

(4) Heizsystem: Jiangsu liegt nicht in einer Region mit obligatorischer staatlicher Heizversorgung; daher wird die Winterheizung für umfassende Gebäude typischerweise durch vor Ort installierte Heizungen oder wärmepumpenbasierte HVAC-Einheiten bereitgestellt.

 

(5) HVAC-System: Dieses System macht etwa 50% des Gesamtenergieverbrauchs des Gebäudes aus. Es wandelt Energiequellen – wie Strom, Erdgas und Dampf – in Kühl- und Heizquellen für Klimasteuerung um, wobei elektrisch betriebene Systeme vorherrschen. HVAC-Systeme werden in wassergekühlte Zentralklimaanlagen, Mehrsplit-Systeme und Split-Systemeinheiten eingeteilt. Wassergekühlte Zentralklimaanlagengeräte umfassen die Hauptkältemaschine, Kältwasserpumpen, Kühltürme, Böden und Endgeräte.

 

(6) Beleuchtungssystem: Beleuchtung macht etwa 15% des Gesamtenergieverbrauchs des Gebäudes aus. Die Beleuchtungssystemgeräte umfassen hauptsächlich elektrodenlose Lampen, Glühlampen, Halogenlampen, Leuchtstofflampen, Metallhalogenidlampen, Hochdrucknatriumlampen, LED-Lampen und Xenonlampen sowie nachgeschaltete Geräte, die an Steckdosen angeschlossen sind.

 

 

Das Energieflussdiagramm für das umfassende Gebäude ist in der folgenden Abbildung dargestellt.