《绿色建筑设备节能控制与管理系统》 省标准设计图集号： L13D703

系统概述 本图集以获得国家重点新产品计划项目、国家火炬计划项目、住建部科学技术奖“华夏奖”的《建筑机电设备能效跟踪控制与管理系统》为技术支撑，针对建筑电气设备控制与运行管理，提供“强弱电闭环管控一体化”设计解决方案。 之前在原省标图集制订成后，我们就抽出了其中数十张重点来做成了国家标准图集，在北京的开审查会的时候，北京就有好多专家开始不太明白，认为BA能解决的问题，为什么又要搞这么一套系统，然后仔细了解了这套系统后，尤其对强弱电一体化的思路感觉还是很好的。 那么我们首先来看一下BA的不足在哪里？

1.现有BA系统解决方案中，强、弱电独立进行设计，由于缺乏对不同工艺设备的节能控制策略，很难达到预期的节能设计目标； 2.产品供货时，强电厂家做强电设备，BA厂家做BA；在施工中对接难度大，设计功能往往得不到完整实现，勉强完成安装后，后期维护也比较复杂。 这不是说BA不行，主要是强电这部分和弱电部分没有很好的配合，会造成在实际应用中有许多接口衔接不起来，即使衔接起来，在强电的设计过程中也没有充分考虑设备控制“能效与管理”要求；从而造成了实际效果比较差的情况。

系统特点 本系统将整体设备节能控制与管理技术做成定型产品，整套系统将强电和弱电共同做到一套柜子里，不同的工艺设备，采用不同的专用节能控制器，通过内嵌不同的节能控制软件来实现节能。较大幅度降低工程造价，控制上也比较紧凑，方便设计和现场施工、调试和维护。 系统由集中空调系统、太阳能锅炉供暖系统、照明系统、能源监测系统、供电质量控制管理等五个子系统构成，各个子系统的节能设计和智能控制，为设计师提供了一个基本的设计参考规范。在实际设计中，设计师可以参考本图集对工程进行全面节能设计，也可以根据工程具体情况对集中空调系统等某一个子系统进行单独设计。当甲方提出节能设计要求时，大幅度减少了设计师的工作量，同时也提高了设计质量，增加了设计亮点。

2009年通过山东省第一个建筑节能示范工程等大型新建工程设计应用证明： 集中空调节能控制与管理系统可实现30%以上的节能量 照明控制技术可实现12~15%的节能量，照明管理技术实现5~7%的节能量，合计20%左右。 投资与BA系统相比，投资成本可降低30%左右，并且节能效果显著，一般2~3年即可收回设备投资。

REAL-8000 系统硬件架构 系统介绍 见图集P10: 系统由设备端、管理端，通信网络，用户端、服务端、系统软件和应用软件构成。通信联网和集成由RS485、TCP/IP、无线等多种通信方式构成四级网络架构。 设备端：各子系统设备控制由G.REAL能效控制总柜和节能控制柜构成。根据各子系统工艺特点，采用不同专用能效控制器，内置不同的软件能效算法，生成不同的节能控制策略，动态调节各子系统设备的系统能效比。将采集的各子系统能耗数据通过能源总线传输至子系统“能效管理计算机”。 管理端：“能效管理计算机”通过与现场G.REAL能效控制器通信，实现远程跟踪控制管理子系统设备能效和运行状态，自动生成设备运行和能耗报表，经网络交换机汇总上传至用户端“绿色能源集中管控中心”。 服务端：为客户提供远程故障诊断、软件升级、能效跟踪检测等服务。用户需提供独立IP。 系统介绍 REAL-8000

系统软件架构 见图集P11： 系统软件基于Web平台构建，具有系统管理、能效监控、对标管理、能效评价、统计上报、远程服务等六大功能。 集数据采集、数据存储、数据传输、用能效率监测、设备能效跟踪控制、能耗统计、评价为一体的网络访问式系统软件。 持加密口令可在任一互联网计算机终端上浏览本单位设备运行状态，具有远程管控、上报能源统计报表等功能。

设计说明 1、设计时可选用本图集整体设计、也可选择子系统设计，各子系统均配置专用能效控制器、控制单元和计量模块，设置独立能源总线接口，方便与其他控制系统集成。 2、选用整体设计时，用户端需独立设置“绿色能源集中管控中心”配置系统软硬件网络设备。现场配置控制器、数据采集器等。 3、选用子系统设计时，应设子系统管理端“能效管理计算机”，配置工控机、网络交换机、数据采集器、数据控制器等网络设备，以满足用户子系统设备集中能效管控与节能管理需要，“管理端”可独立设置或与其他控制室合用。 4、各子系统的控制原理图为标准化结构，功能由专用能效控制软件完成，设计时只需要根据各子系统的工艺要求，对照本图集提供的解决方案，选用适合的配电系统和标准控制柜即可。较大型的子系统，如集中空调系统、太阳能辅助锅炉系统等，应设置一台能效控制总柜，其它节能控制柜按照设备数量、容量选择即可，并根据所选用的控制柜数量，确定控室的面积和布置。 5、系统联网和集成由RS485、TCP/IP、无线等多种通信方式实现，各子系统具备控制和能源两个总线通讯接口，完成与其他智能化系统的联网通信，可参照示例图设计。

系统结构图 P13 见图集第13页

系统架构图 P13 图集P13是系统整体应用框图，最上面设有独立的“用户集中能源管控中心”，类似于BA系统中的BA机房，通过网络交换机可与各子系统进行通信，通过网络交换机也可与其他智能化系统实现连接。下面是五个子系统，每个子系统有一个能效控制总柜，以空调为例，内嵌G.REAL系列专用控制器，类似于机房中的总DDC控制柜，各类型节能控制柜，空调机组控制箱，新风机控制箱、楼层控制器，空调末端控制器等在机房、强电、弱电间及房间安装。锅炉控制系统与空调的类似，也是有智能控制总柜，节能控制柜等组成。 智能照明控制系统，在每个楼层强电间安装“电能质量调节装置” 主要作用是调节电网的供电质量参数，来达到净化电网，提高8%以上的节能率，同时延长了下端设备寿命，通过示范工程应用，最大的特点是光源基本不坏。 这是整个建筑物设备中常用的几个子系统，最后汇总到“绿色能源集中管理中心”在可以分别控制各个子系统，，如果没有锅炉系统，则把锅炉系统去掉即可。 下面介绍每个子系统，图集上每个系统包含：系统说明、系统工艺图、系统组网图、控制框图、配电系统图和互联接线表。各个系统之间可以举一反三，然后结合实际工程案例再介绍一下，设计师可能更直观一些。

REAL-A集中空调节能控制与管理子系统 公共建筑中大量采用集中空调设备对建筑物进行制冷、制热，空调系统具有耗能大、耗能时段集中、耗能变化曲线随机等特点，要在满足舒适度和提高能效之间取得平衡，需要采用系统能效优化控制技术即：闭环管控一体化技术，在保证舒适度为前提的整体能效解决方案。 空调负荷设计——中央空调系统设计容量大多是按建筑物最大制冷、制热负荷选定的，即使不留余量，也要满足最大负荷需求，而最大负荷在全年运行过程中所占的时间是有限的。 辅机能耗——辅机的耗电量约占空调系统总耗电量的30～50％，由于人员的流动性、季节和昼夜的温、湿度变化等因素，使空调具有非恒定的变动性负荷运行特点，传统的定流量运行方式不能实现根据冷（热）负荷的变化而实时跟踪调节，导致电动机始终在额定功率下运行，造成较大的能源浪费。

REAL-A集中空调节能控制与管理子系统 大流量小温差运行方式——空调水循环系统的工作普遍存在着大流量小温差的问题，夏季供冷水系统的供回水温差：较好的为3℃左右，差的只有1～1.5℃。而循环水量一般为设计水量的1.15倍，高层建筑供冷系统一般规模较大，能耗很大，同样节能潜力也很大，一个高能效的制冷系统，不仅要求选择的设备性能和台数能与空调系统负荷的变化相适应，而且要求在运行中整个系统在各种负荷下能够保持能耗最小。 定流量运行方式增大了水泵运行能耗——空调的运行工艺特点，决定了空调运行不仅仅是满足最大冷负荷与最大热负荷的要求，更重要的是满足变工况运行条件，一般空调系统平均负荷率一般约为0.3～0.35，北方地区98%的时间负荷率均在70%以下。但水泵电机定流量恒速运行，不能跟踪冷（热）负荷变化而自动调节，使空调水循环系统耗能始终处于最大值，造成设备运行效率低，能源浪费大。

REAL-A系统主要弱电模块、设备 序号 代号 名称 1 G.REAL-A 空调系统能效控制器 2 G.AD 冷水泵能效模块 3 G.AQ 冷却水泵能效模块 4 G.AF 冷却塔风机能效模块 5 G.H 软切换单元 6 G.M 电能表 7 TT、MT、PT、GT 温度、湿度、压力、流量探测器 对于集中空调的控制系统来讲，强电自然是配电柜中各种强电元器件，如断路器、接触器、变频器等，可以看做是控制系统的躯干；1可以看作大脑；2~6是四肢、手脚；7则相当于系统的眼耳口鼻。7中的多种探测器遍布整套系统各节点，获取环境、系统参数，通过神经网络（模块之间的数据传输线）反馈给大脑G.REAL-A，大脑给出最高效的运行模式，将命令发布到G.AD 、 G.AQ 、 G.AF，配合G.H调整各回路运行状态。

见图集P17

见图集P18

能效控制柜中设备工作原理 此处将3台（2用1备）冷水泵的控制系统图单独列出。 进线分两路，分别为工频回路电源和变频回路电源，两个电能表分别监测其耗电量，便于对比节能效果。 G.AD模块可根据能效控制总柜中G.REAL-A的指令控制启动任一台水泵；G.H则监测变频器运行状态，在变频器非运行状态时（如切断变频回路上端断路器或变频器故障时），在电流波形零点时切换到工频回路，保障设备的正常运转。

REAL-A 中央空调能效控制管理系统 中央空调能效控制管理系统，属于建筑设备节能子系统，空调子系统又分为主机系统、辅机系统、风机系统和末端系统。目前，国内95%以上的节能公司都是空调辅机节能公司和以代理为主的节能服务公司。

见图集P23

新风机节能控制系统工艺图 见图集P54 说明： 1.工作原理：具有节能控制功能的能效控制模块G.AX-B，根据采集的CO₂浓度，与设定值比较，当CO₂浓度高于设定值时，开启新风机，FV-101打开，对室内进行换新风，同时根据HE-101、TE-101的实际温湿度值，动态控制TV101、TV102动作，变风量调节风机送风量，使送风温度和湿度保持在所需要的范围内。 2.连锁及保护：新风机停止运行，风阀、电动调节阀同时关闭，送风机启动，风阀、电动调节阀同时打开，过滤器两侧安装有压差传感器PDT101，当压差值高于设定值时发出报警。新风机箱内设有防冻开关，在冬季温度低于设定值时，报警并关闭新风阀，停止风机运行。 3.当检测到室外温湿度经焓值计算低于室内焓值时，采用室外通风方式，开启新风机，变风量调节送风量，打开FV-101，同时TV-101、TV-102进行辅助调节。

新风机节能控制系统框图 见图集P54

新风机节能控制系统配电图 说明： 1.节能状态时,KM1、2闭合，KM3断开，送风机根据送风口的温湿度调节风机转速、电动阀开度，运行中出现故障时自动报警指示。工频状态时，KM1、2断开，KM3闭合，送风机启动运行，KM3断开，送风机停止。所有信号通过端子与外部电路连接。 2.空调风机有手动/自动控制方式和远程/就地控制方式两种，控制方式通过转换开关选择，系统状态及参数设置都由TXT设定。 3.G.AC可连接32个G.AX-B，并将通信数据上传到集中空调能效管理计算机，实现远程监控功能。 见图集P55

见图集P60 1.空调末端能效控制器通过采集室内外温、湿度，室内人员情况，控制二通阀的开关和风机的转速；通过RS485总线与区域控制器构成网络，实现系统参数设定和当前状态的采集。区域控制器采集每个房间的运行数据，控制该区域的开度调节阀，上传数据，实现远程控制及管理。 2.空调末端能效控制器具备手自动功能，默认自动状态。自动时，设定参数符合国家相关规定，根据室内外温、湿度，室内人员情况等因素对电动阀的状态、风机的转速调整，节能探测器探测到室内无人时，自动停止风机运行；手动时可自由设定运行参数，调节风机及二通阀。 3.空调末端设备可任意设定温度、各时段启停时间，实现程序控制。

车库CO风机平面布置图 见图集P61

车库CO风机控制箱系统图 见图集P62

正压送风机竖向布置图 见图集P63

正压送风机控制箱系统图 见图集P64

REAL-B 锅炉能效控制管理系统 系统由智能控制总柜REAL—B/PC内置G·REAL—B专用智能控制器和一个或多个节能控制柜组成，锅炉智能控制总柜通过全面采集环境温湿度、锅炉热水出、回水温度，系统压力及主机工艺参数，根据季节、昼夜变化及用户用能特点，采用专利节能控制软件运算分析、生成节能控制策略，跟踪调节和控制锅炉主机、集热系统、循环泵、补水泵、热水泵、送、回风电机的可变功率调节及电动阀开度控制流量，实现节能降耗提高系统能源利用效率的目的。提高锅炉系统用能效率40%以上。

REAL-B 锅炉能效控制管理系统组网图 见图集P67

REAL-Z 智能照明控制管理系统 一次节能控制与管理 二次节能控制 针对供电质量的波动性、不平衡性，采用可变电抗限流技术吸收无效功耗。在总配电室照明电源端串接REAL-GD供电质量调节装置，进行升降压调节，提高节能率8~10%、分相平衡调节提高节能率3~5%、消谐和无功补偿技术全面提高一次节能效率。 通过一次电源优化控制后，经过每个楼层安装的G·REAL-Q智能开关模块，通过内置GPRS故障定位模块，监控各回路工作状态和用能分回路计量，对每个楼层的不同功能房间实现回路照明电源控制和能耗数据管理上传，具有手动、定时、自动控制模式设定等控制到照明监控中方式，可通过总线联网心，节能率≥5%。 二次节能控制 由G.ZX、G.ZY、G.ZZ探测器与G.F室内终端管理模块、G.Fa室内终端操作屏组成。 配合G.ZX可实现在白天气候变化时，根据光照度自动开关灯；选用G.ZY当室内无活动物体时，根据预先设定的时间自动关灯；选用G.ZZ根据室内人员流动情况，智能控制室内照度和开关灯数量；节假日模式和定时开关设定；提高节能率10%左右。 可与监控管理计算机通讯，实现远程用能管理控制。 REAL-Z

见图集P81 型号 名称 G.ZC 照明通信管理机 G.ZJ 照明区域采集器 G.ZQ 开关模块 G.ZG 节能灯调光模块 G.ZL LED灯调光模块 G.ZK 场景操作面板 G.F 室内终端管理模块 G.Fa 室内终端操作屏 G.ZX 照度探测器 G.ZY 人员探测器 G.ZZ 客流量探测器 G.GD 电能质量调节装置

车库照明配电箱系统图

办公室照明配电箱系统图

办公室照明平面图

REAL-5000 建筑设备能源统计管理平台 该系统是国家标准设计图集的子系统，系统开发依据住房和城乡建设部，建筑节能监管体系建设技术导则要求，“以能源统计管理为基础、以节能监测系统为工具”实现对大型公共建筑电、水、气、冷（热）源，经过分类、分项统计和分析，诊断建筑节能潜力，对既有建筑改造项目实施跟踪评价，实现对建筑物能耗数据采集、存储、传输、监测、能耗统计分析、评价。它既可作为REAL-8000建筑设备节能控制与管理系统的子系统对用能单位建筑能源实施监控管理，也可以将单体建筑或单位能耗数据上传至市级、省部级能源监管平台，实现全国联网。

见图集P95

能源监测系统设计说明 一、设计依据： 《山东省建设工程勘察设计管理条例》第三十二条：国家机关办公建筑和大型公共建筑设计，应当包含用电分项计量装置和节能监测系统。 《公共建筑节能监测系统技术规范》 DBJ/T14-071-2010 《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005 二、设计内容： 1、系统图按 REAL-5000系统设计，进线柜、负载柜配电回路配置智能监控模块 G.M仪表实现监测计量功能。 2、数据通讯线采用屏蔽双绞线。 3、REAL-5000建筑设备能源监测统计管理平台集成工业监控技术、以太网通讯技术、互联网通讯技术、实时数据 库、关系型网络数据技术，实现从建筑物能耗设备的信息采集、现场实时监控、数据网络传输、远程召唤监控、远程数据汇总分析等功能。 REAL-5000建筑设备能源监测统计管理平台，是根据建设部颁发的《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统软件开发指导说明书》（建办科函）[2009]70号开发标准设计开发，实现建筑物能耗数据采集、存储、数据传输、监测、能耗统计分析、评价。

山东省机关办公建筑和大型公共建筑节能监管平台 “山东省省直机关办公建筑能耗监测平台”，实现对山东省机关办公建筑电、水、油、气、冷热（源）能耗信息的统计管理评价。已经为省内7万家公共机构提供了能源统计管理和上报服务。为决策层、管理层、操作层提供了不同层面的能源消耗统计、分析、评价和决策依据。在实现省直机关各单位能源资源消耗统计基础上，预留数据库控制端口，为下一步实施节能技术改造，实施对标管理，提高公共建筑整体设备运行效率提供“整体设备能效闭环控管一体化”服务。

REAL-GD 供电质量调节装置 见图集P101： 本装置适合于对供电质量要求较高的用电设备，如：信息中心设备、会议厅的大型灯光、医疗设备等；或供电质量不能满足用电设备要求的场合，如远离市区的加油站等。

REAL-SAPF 有源滤波器 电力有源滤波器是公司“山东省绿色节电工程技术研究中心”自主开发的动态谐波滤波和补偿无功的新型电力电子装置，可跟踪补偿各次谐波、广泛应用于各行业供配电系统滤除日光灯、计算机和换流设备（变频器）所产生的有害谐波，确保用户设备使用安全，避免仪器、仪表计量不准，开关无故跳闸，计算机信息丢失等不明原因的电气故障，提高系统电能利用率。 工程应用证明：采用REAL-SAPE滤波器可提高功率因数至0.98~0.99，总谐波畸变率完全满足国家标准≤5%要求。

愿我们的生活环境更加美好，水更清、天更蓝！谢谢大家！