基于节能云平台的绿色酒店节能监管系统探讨

      随着世界经济形势的变化，高端客源的价值取向已逐渐转变为对健康环保、舒适便捷、绿色低碳和充满未来科技感的需求，要求酒店通过系统的智能自动化与绿色节能技术的综合应用，营造出相应的服务模式，满足宾客在酒店期间取得足够的愉悦感和优越感。酒店部署基于节能云平台的酒店节能监管系统或通过改造后,以实现酒店建筑能源管理的信息化、智能化、节能化和移动化的目标，在监测、监管、分析、诊断的基础上，实现空调、灯光等节能优化的自动、远程以及智慧控制。

我们知道酒店提升运营效率，降低运行能耗，全面智慧体验，是未来酒店必不可少的配置。基于以下的依据：

（一）鲜明的特色与优异的用户体验是高端酒店的核心竞争力。

（二）充分利用节能与智能技术，通过有限的投入降低能耗成本，是保证酒店低运营成本的有效手段；

（三）通过精心的运营模式设计，可将降低酒店运营成本、提升酒店效率与带给用户完美体验三者统一起来，使酒店在高品质、低成本运行的过程中，吸引并发展优质客源，提高客户黏性，扩大酒店的知名度。

下面作者将从多角度详细探讨和研究基于节能云平台的绿色酒店节能监管系统和系统设备集成的整体技术解决方案，供读者需要时参考。

1. 绿色节能监管系统

1.1. 用能监管平台业务架构

绿色节能监管系统是实现提高酒店能效，降低酒店能源成本的关键运营子系统，包括了用能监管和节能优化控制两个功能，用能监管系统包括用能监测、用能监管、用能诊断三个层次，节能控制系统包括照明节能优化控制系统、空调暖通节能优化系统，绿色用能监管平台业务架构如下：

 

                     绿色用能监管平台业务架构图

1.2. 用能监测

能耗监测系统基于多级能耗模型，实现包括区域模型、建筑模型、能耗统计单元模型、能耗表计模型，以及建筑能耗日历的设计。便利、快捷地展示实时计量表具设置参数、运行状态参数以及控制命令的执行，满足酒店各种场合的应用，实时计量数据，包括历史数据全面展示。用能监测包含PC端与移动微信端。

能耗监测系统可以实现酒店内能耗分类、用电分项、分户在线监测查询、统计及能耗监测系统数据的上传功能；分类能耗（水、电、暖、气等）可实现按用能系统（如酒店供水系统、配电系统、供气系统、供热系统）统计、查询。

还可以图形化显示酒店当地的温度、湿度、风速等气象数据信息。采用直观的图形化界面（柱状图、饼图、仪表盘等呈现方式）来分析展示能耗数据。系统查询用能项属性、分组实时值、分组历史值、建筑单位面积分项用能以及自定义用能等。

1.2.1. 用能分项监测

显示酒店内各类型能耗数据；按照功能区域进行导航，显示建筑内各不同功能区域的总能耗、逐层的分类（电、暖、汽等）、分项（照明插座、空调、动力、特殊）能耗、单位面积能耗（对标：酒店平均、同类型平均），提供建筑间用能对比和同比分析，支持时、日、月、年的时间颗粒度自由导航。

1.2.1.1. 能耗网络监测

能耗网络监测提供可视化的用电网络、供暖能流图监测。

可按照实际的用电管网结构，动态绘制管网拓扑图，显示各用电支路的用能及损耗情况。

按照实际的中央空调管网结构，实时显示空调主机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔等用能设备的运行情况，耗电情况。动态显示空调各路循环水的瞬时流量、温度、温差、累积流量等，为及时发现空调系统的故障与高能耗问题提供手段。

1.2.1.2. 室内环境系统监测

实现酒店内重点区域（大厅、餐厅、游泳池等）的室内环境温湿度情况，监测实现按日、周、月、年历史数据查询。

1.2.1.3. 重点耗能设备监测

实现酒店内重点用能设备（空调暖通、电梯、给排水等）的运行动态监测实现按日、周、月、年历史数据查询，提供对重点耗能系统的效率分析。

1.2.2. 用能分户监测

系统提供酒店内按楼层、内部消费场所等进行分户计量，显示当前用户能耗情况，单位面积用能耗排名。

1.3. 用能监管

1.3.1. 能耗成本分析

能耗成本是酒店运行的关键成本，决定着酒店的盈亏平衡和盈利能力，系统基于酒店能源网络的全面采集，可自动生成酒店能耗成本的分析报告，结合收益情况，对酒店客房、会议中心、娱乐、健身、提供能耗成本与收益的细化关联分析功能，为酒店的经营提供管理与决策支持数据。

1.3.2. 能效分析评价

基于酒店用能系统模型和实时采集的用能系统工况信息与能耗信息，实时计算各用能系统的效率，结合用能系统的运行进行机理，评价用能系统的能效水平，定位低能效环节和能效异常点，为节能运营提供技术支持。

1.3.3. 运营考核

经过一定时长的数据积累，在能效分析评价的基础上，基于酒店用能系统的实际能效基准，制定酒店的整体能效目标，并细化到空调暖通、动力、照明等主要用能系统和餐厅、泳池等主要耗能部门，利用基于实时能耗数据计算的实际能效，自动生成能效考核报表，对酒店用能系统运营管控团队进行运营考核，策动酒店用能系统运管团队积极降低能耗成本。

1.3.4.  用能报警

提供强大的报警系统，能够对实时、历史的报警和事件进行显示、存储、查询，并能够采用手机短信或者邮件的方式及时通知操作人员，帮助用户进行故障监控和决策制定。

1.4. 用能诊断

基于酒店用能系统模型、健全的BA系统与能耗实时采集信息，在节能专家团队的参与下，为酒店用能系统选择恰当的自动诊断算法，通过实时的分析计算，自动定位酒店的高能耗症结点，及时发现酒店用能系统中的故障与异常，显现酒店运营管理中的耗能盲区，为酒店及时解决高耗能问题提供技术手段。

同时，用能诊断系统可以为节能管理专家团队提供诊断支撑，为通过人工经验制定降低能耗的运营策略提供依据。

1.5. 节能优化控制

酒店内的各个用能系统相对分散，集约化管理相对滞后，不能形成有效的联动机制，更不能产生先进系统应产生的管理效益，这已成为酒店管理者头疼的事，利用好高科技的手段，形成全方位的统一管理，让各个系统为酒店提供综合完善的服务，在不影响客人舒适度的情况下如何降低酒店运营成本，已经成为酒店信息化发展与节能减排的重要课题。把客人和市场放到第一位，建设一套优化控制的智能节能化系统是酒店信息管理系统的必然趋势，科学化、智能化、节能化的系统一定会成为酒店经营者制胜的有力武器。

1.5.1. 照明节能控制系统

智能照明的节能控制实现与能耗监管系统结合，不仅提供能耗的采集、检测和分析展示，同时实现了大堂、走廊等公共区域照明自动化节能管理，是数字技术、网络技术、自动化技术的融合系统。不仅提升了用户的管理水平，同时实现了节能效果。

对酒店内的公共照明进行遥控开关、亮度调整等智能控制。设定多种控制策略，通过预先设定或根据环境参数，实现公共照明的自动节能控制，可实现10%左右的节能收益。

 公共照明节能可由不同的控制方式来实现。时间控制：按照不同时间需求的照明的不同要求，设定不同的时间控制。实现按设定时间自动调节功能；方案控制：针对不同的应用场所，预先组合不同的照明方案自动调整，如筒灯与灯光的不同亮度的组合等。

1.5.2. 空调节能控制系统

空调节能优化控制系统是整个中央空调系统多环节进行能量调节平衡的控制系统，控制系统通过对空调的各种变量（温度、压力、流量）的监测，利用设置在现场的智能管理控制器、节能优化控制器及能量均衡控制器对中央空调冷冻水各环路之间、末端总负荷和二次循环侧之间、二次循环侧和一次循环侧之间、以及一次循环侧与主机制冷剂循环侧之间的能量平衡为目的，通过调节相关的电动调节阀、水泵的流量及台数、主机的台数，冷却塔风机的风量及台数，在保证中央空调系统在任何负荷条件下，都处于最佳的运行状态和最大的节能空间，可实现15%—25%的节能收益。

系统功能如下：

（1）整个中央空调系统设备的自动控制、智能管理：

 冷水机组、循环水泵、冷却塔、阀门等所有受控设备的远程启停控制、运行状态及运行参数的集中监视；故障报警监视；

 主机、循环水泵、冷却塔、阀门等所有受控设备的软连锁开关控制；

 多层级控制，普通级、操作员级、管理员级和工程师级，确保系统的安全性；

 可以多种控制模式，智能模式、单机联动模式、管理员模式切换；

 能源管理控制系统能源管理中心故障分析；

 中央空调主机、水泵、冷却塔耗电量、节能量统计、积累。

（2）中央空调系统设备的节能降耗、节能优化：

 空调整体效率较高的主机群控策略，使整个空调系统设备的整体效率最高；

 空调系统基于能量优化的动态水力平衡调节功能；

 基于提高空调系统设备的整体效率（COP）的冷冻水泵变流量调节技术，实现高效节能；

 基于提高空调系统设备的整体效率（COP）的冷却塔风机变风量的控制技术，实现高效节能；

 能源管理控制系统整体空调COP在线监测界面；

 能源管理控制系统能源管理中心历史数据查询界面。

 中央空调能源管理耗能量、节能量报表：

       系统最终的节能效果依据必须有各项数据报表可查询。实现主机、水泵、冷却塔风机耗能量的在线统计并可实现每日、天、周、月、年的累计查询。当中央空调完成对能源管理控制系统节能率测试后，双方就认定的节能率并结合上面的能耗报表完成节能费用统计报表。同样可实现每日、天、周、月、年节能量的累计查询。

1.6. 手机微信：握在手中的绿色酒店

依托云计算和移动互联网技术，针对主流的移动智能终端系统，如iOS、Android、Windows等，开发界面友好、功能简洁而实用的智能手机微信服务，通过手机微信服务，无论用户身处何处，都可以便捷的了解到酒店的能耗情况，空调、照明系统的运行情况。

手机微信是实体酒店在互联网社区的一种服务延伸。对客户而言，手机微信相当于拥有了由酒店官方提供的专业且专属的服务经理；对酒店而言，通过微信这一媒介，相当于用极低的成本实现了高效、可靠、精准绿色理念宣传、信息发布和推送渠道，并消除了由于“时空因素”而带来的距离感。

2. 系统设备集成

2.1. 系统拓扑结构

根据酒店节能监管和大型公共建筑能耗监测系统技术导则的要求，对酒店节能监管系统设计时对用能情况实行分类、分项计量的原则，具体为在用电计量时在实现总量计量的基础上实现分项计量、分户计量，对用热、用汽部分实现总量及分户计量，以及对于室内环境实现实时监测。

能耗分类计量：根据酒店的用能特点，将纳入监测系统计量的能耗分类为电、空调冷热量、蒸汽等。绿色节能监管系统拓扑结构图如下： 

                  绿色节能监管系统拓扑结构

2.2. 用电计量

按分项计量原则实时监测酒店内各类用电设备的用电情况，按分户计量原则实时监测客房、会议室、酒吧、游泳池、餐厅等各种不同用户的用电情况。

2.2.1. 分项计量

分项原则：根据《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统》，酒店能耗数据须分类分项监测采集，实施基本的分类分项计量设计与计量监测设备施工设计。分项计量的设计原则，参照《国家机关办公建筑和大型公共建筑分项计量设计和安装技术导则》应分成四项：照明插座用电、空调用电、动力和特殊用电，此四项属于分项类型，各分项下包含若干一级子项，一级子项包含若干二级子项。 

2.2.2. 消费场所分户计量

消费场所分户原则：在分类分项能耗监测的基础上，根据酒店行政隶属关系和分户核算的要求分户设置表计。既实现分类分项能耗采集监测与统计分析，同时实现酒店内能耗费的部门结算功能，避免“大锅饭”式的能源浪费现象。

用电分户计量的设计原则：酒店内部消费场所按功能不同又可分为酒吧、餐厅、健身房、游泳池、行政走廊、大堂等。通过准确计量这些不同场所的用电量，为按分户实现用能结算及能耗分析提供基础数据。通过准确计量这些不同场所的用电量，为按分户实现用能结算及能耗分析提供基础数据。

2.2.3. 用电系统集成

配电间：原有的变配电系统高低压电气设备集中监控管理系统提供开放的OPC接口，将通过OPC接口将能耗数据传给酒店节能监管系统服务器。

分户计量：每个分户计量支路安装带远传功能的电子式电能表，电能表通讯协议为DL/T645-1997、DL/T-2007或modbus—RTU。数据采集器将采集到的电表数据转换成符合标准的XML协议数据包，通过酒店局域网将数据上传给酒店节能监管系统服务器。

2.3. 冷热量计量

2.3.1. 冷热量分项计量

按用冷热量区域分项计量原则实时采集冷热量表计，实现实时监测换热站内各供热节点的用热情况，及热网监测功能。

分类分项原则：根据酒店的用热设备的实际分类分项情况，实施基本的分类分项计量设计与计量监测设备施工设计。酒店一般冷热源有两种：蒸汽、制冷机组，供热分类包含生活热水、空调热水、空调冷冻水等，各类别下包含若干分项及计量点。

2.3.2. 用热系统集成

总供热和各个分支热水或冷冻水管道安装带远传功能的冷热量表，通讯协议为modbus—RTU协议。数据采集器将采集到的冷热量表数据转换成TCP/IP协议数据包，通过酒店局域网将数据上传给酒店节能监管系统服务器。

2.4. 环境参数监测

2.4.1. 环境监测内容

对于酒店内的一些重点区域的温湿度情况作详细监测，根据需要如在走廊、大堂、游泳池等区域安装温湿度传感器，对环境作实时监测。

2.4.2. 环境监测集成

在各个需要监测温湿度的地点安装温湿度传感器，在游泳池内安装水温度传感器，通过无线传输模式将数据传输给数据采集器。数据采集器将采集到的温湿度数据转换成TCP/IP协议数据包，通过酒店局域网将数据上传给酒店节能监管系统服务器。

2.5. 照明节能控制

2.5.1. 照明节能控制内容

对于酒店内公共区域的照明做智能节能控制，监控对象包括前台、大厅、走廊等。

2.5.2. 照明节能控制集成

在需要照明智能节能控制的地点安装智能照明控制器（可集成现有的照明控制系统），智能照明控制器根据设定好的控制模式自动调整灯光。数据采集器将采集数据转换成TCP/IP协议数据包，通过酒店局域网将数据上传给酒店节能监管系统服务器，同时也可通过节能监管系统下发控制命令给智能照明控制器，实现照明远程控制。

2.6. 空调节能控制

2.6.1. 空调节能控制内容

酒店中央空调系统控制内容：

（1）机房设置冷源模糊控制能效柜和热源模糊控制能效柜分别实现对应冷热源侧温度、压力及流量等参数的监测，并设置一个能源管理控制中心与模糊控制柜进行远程通信，实现整个空调冷热源系统的所有设备的远程智能管理和节能优化控制；

（2）针对空调系统的区域环路设置相应冷热量平衡控制装置，采用系统的模糊预判断控制技术以及区域冷热量平衡控制技术，达到系统的区域能量的平衡优化控制。

（3）将低区冷冻泵、低区采暖泵、冷却泵、高区制冷泵和高区采暖泵改造成相应的自适应节流仪，采用系统的水泵变流量控制技术、泵组优选智能数学模型控制技术和提高空调整体能效的冷却水最佳温度变流量控制技术，使系统能量协调平衡，达到节能的目的。

（4）机房现场设置1个阀门控制箱，对冷水机组阀门进行现场控制，根据主机的负荷特性，系统采用智能算法数学模型对空调系统的主机进行基于COP优化的主机群控策略控制，同时对主机运行工况优化控制，通过外围的冷热水流量、温差及压差的调节保持主机运行在高效区间，从而达到节能的目的。

（5）增加冷却塔风机智能控制柜，并在室外设置1个温湿度传感器，采用冷却塔变风量梯级控制技术进行智能优化控制，达到节能效果。

2.6.2. 空调节能控制技术

1、负荷动态预判断控制技术

    中央空调的负荷随着气候及外界温湿度变化波动明显，在中央空调冷冻水系统的节能控制中采用先进的冷冻水负荷预判断控制技术能有效的解决中央空调冷冻水系统的时滞性和大惰性问题，使控制系统节能控制更加准确，节能效果更好。

 2、区域冷量均衡控制技术

    以满足各区域的冷/热量需求平衡为控制目标，通过监测各区域的实际冷/热量需求，动态调整相应的电动调节阀，使各区域获得所需求的冷/热量，达到一种动态的能量平衡，极大的提高了节能效果。

3、泵组的优选组合控制技术

    在多台水泵并联运行中，系统的泵组优化组合控制技术是以控制系统实时监测计算的负荷所需的水流量为控制目标，并根据水泵的效率特性推算出满足该流量及压力等条件下所需运行的水泵台数及输出流量，使泵组消耗的功率达到最低，达到最佳的节能效果。

4、主机小温差补偿节能优化控制技术

    当空调系统在运行过程中，冷水机组可能会随着负荷的变化而偏离其最佳运行工况，此时主机的运行COP值会大幅度降低，控制系统的主机小温差补偿节能优化控制技术可以确保主机在任何负荷条件下，都有一个优化的运行环境，始终处于最佳运行工况，从而保持效率（COP）最高、能耗最低，实现主机和水系统的节能优化。

5、冷却水最佳温度控制技术

    中央空调能源管理控制系统对冷却水系统的节能控制策略是以提高空调整体COP值为目的，利用冷却水最佳温度控制技术，自动寻求某一负荷下最佳空调工况时所对应的冷却水回水温度作为控制目标，通过变流量控制达到冷却水系统节能的效果。

6、基于COP优化的主机群控技术

    在多台冷水机组并联运行中，中央空调能源管理控制系统可以随着空调负荷的实际变化自动实现主机的加减机控制，通过监测实际负荷值、冷冻水温度、设定的约束时间以及主机的效率特性等参数，自动的选择最佳的主机运行台数，在控制主机所供冷量和空调实际负荷相平衡的同时保证主机的高效率运行，达到最佳的节能效果。

7、冷却塔变风量梯级控制技术

以最佳冷却水回水温度和冷却水出水温度的差值为控制目标，通过调节冷却塔风机的风量和冷却塔风机的台数达到节能的要求。

2.6.3. 空调节能控制集成

空调节能控制系统提供开放的OPC接口，通过OPC接口将空调整体运行数据传给酒店节能监管系统服务器。

总之，如果是一个新建设的酒店等服务场所，作者建议同步进行基于节能云平台的酒店节能监管系统建设和部署，以确保酒店整体性和独特性。对于已建成的酒店，我们同样亦可进行适当的改造而建成。简单的说，可在酒店设备层与传统BA系统基础上，通过构建能源计量系统与节能优化控制系统，支撑满足酒店智能、节能运营的服务层功能体系，即可形成酒店打造特色与竞争力的核心平台。一般来说，基于节能云平台的酒店节能监管系统可以大大降低了酒店的管理成本和能源使用成本，综合节能效率可达20%以上，预计三至四年可回收系统投资成本，同时可形成良好的社会环境效益，提升酒店社会形象。