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一、引言 現(xiàn)代化的高等院校通常都包括主教學(xué)樓、辦公樓、宿舍樓、圖書館、實(shí)驗(yàn)樓、階梯教室、食堂以及運(yùn)動(dòng)場所等各種配套功能區(qū)；并擁有先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備及校園通訊網(wǎng)絡(luò)。其對設(shè)備智能化程度的要求也越來越高,特別是作為大面積的校園,常常因?yàn)榭刂泣c(diǎn)不集中比較分散,還有因?yàn)楣芾砩喜环奖愕默F(xiàn)象造成大量的能源浪費(fèi),而傳統(tǒng)的控制對于上述要求操作非常繁瑣,很難實(shí)現(xiàn)良好的管理；所以需要采用智能控制系統(tǒng)才能很好地解決上述問題。 二、項(xiàng)目簡介 廣東女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院是一所公辦的全日制普通高校,是目前廣東省唯一的女子學(xué)院。學(xué)院位于廣州市番禺區(qū),東鄰蓮花山風(fēng)景名勝區(qū),西近市橋；學(xué)院校園占地面積 200 多畝,建筑面約 12 萬m2；擁有現(xiàn)代化的教學(xué)樓、圖書館、實(shí)訓(xùn)大樓、學(xué)生公寓、培訓(xùn)中心及運(yùn)動(dòng)場等,各種配套設(shè)施先進(jìn)齊備。 學(xué)院擁有現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備。校內(nèi)建有包括63間多媒體課室、電子商務(wù)實(shí)訓(xùn)室、國際貿(mào)易實(shí)訓(xùn)室、商務(wù)實(shí)訓(xùn)室、秘書綜合實(shí)訓(xùn)室、物流實(shí)訓(xùn)室、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室、數(shù)碼藝術(shù)工作室、速錄室、會(huì)計(jì)模擬實(shí)訓(xùn)室、模擬旅行社、物業(yè)管理實(shí)訓(xùn)室等在內(nèi)的各類校內(nèi)專業(yè)實(shí)訓(xùn)室多個(gè),具有完善的千兆校園網(wǎng)絡(luò)、寬帶雙出口 ( 電信網(wǎng)和教科網(wǎng) ) 高速接入 Internet。 現(xiàn)依托學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),本系統(tǒng)對3棟教學(xué)樓63間多媒體課室和3間階梯教室進(jìn)行節(jié)能改造。設(shè)計(jì)采用總控控制、每間課室單獨(dú)控制、定時(shí)控制、場景控制、以及空調(diào)遠(yuǎn)程控制,控制對象包括課室內(nèi)的照明燈具、空調(diào)、風(fēng)扇、中控設(shè)備的電源,并提供開放接口實(shí)現(xiàn)與第三方系統(tǒng)的集成；減少因?yàn)楣芾砣藛T工作疏忽而造成的資源浪費(fèi),節(jié)約能源和人力資源；在充分滿足使用要求的情況下,增強(qiáng)控制的靈活性和可靠性。 三、現(xiàn)代化教學(xué)樓對智能控制系統(tǒng)的需求分析 由于學(xué)校本身是從事教學(xué)的特性,常常因?yàn)橛胁糠謱W(xué)生離開教室后忘記關(guān)燈關(guān)空調(diào)(或者在使用時(shí)將空調(diào)的制冷溫度開的很低)以及其他設(shè)備的電源,從而造成有常明燈和空調(diào)空運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,造成了很大的浪費(fèi)。 在建筑物耗能當(dāng)中,空調(diào)和照明的能源消耗所占的比例很高,所以針對這兩部分的節(jié)能將是非常有效的節(jié)能方法。 1、教學(xué)樓要求利用適度的照明提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,讓老師、學(xué)生進(jìn)入教室就感到舒適的氣氛,以減少“光污染”。 2、教學(xué)樓的燈具數(shù)量多、故成本較高,要求控制系統(tǒng)可以延長燈具壽命,降低運(yùn)行費(fèi)用。 3、教學(xué)樓在管理上要求能夠?qū)淌覂?nèi)所有區(qū)域的燈光、空調(diào)、風(fēng)扇及設(shè)備電源實(shí)時(shí)監(jiān)控并能根據(jù)不同場合的需求自動(dòng)或手動(dòng)的切換場景功能。 4、教學(xué)樓要求能通過控制系統(tǒng)能節(jié)省能源消耗和節(jié)約管理成本。 傳統(tǒng)的照明無法實(shí)現(xiàn)或難以實(shí)現(xiàn)上述功能需求,在HDL-BUS智能控制系統(tǒng)中,通過對輸出執(zhí)行設(shè)備的各種控制設(shè)置,以及輸入設(shè)備的功能設(shè)置將非常容易的實(shí)現(xiàn)這些功能需求。 四、智能控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)參數(shù) 1、不改變教學(xué)樓原有的強(qiáng)電線路,只是在空氣開關(guān)末端加入智能控制設(shè)備；負(fù)載線直接接入智能控制設(shè)備上。 2、采用智能繼電器模塊控制照明回路和設(shè)備電源的開閉,通過紅外碼發(fā)射器來控制空調(diào)的開關(guān)、溫度、風(fēng)速、模式等。 3、智能繼電器模塊為標(biāo)準(zhǔn)35mm丁導(dǎo)軌安裝,安裝于配電箱內(nèi)；紅外碼發(fā)射器為86底盒安裝,安裝于空調(diào)后面；液晶控制面板為86底盒嵌墻式安裝,安裝于配電箱旁邊。 4、控制系統(tǒng)設(shè)備的通訊線采用五類雙絞線,設(shè)備之間以手拉手方式串連。 5、每層控制設(shè)備串接起來后通過總線交換機(jī)接入校園光纖局域網(wǎng)。 6、編程設(shè)定控制功能,實(shí)現(xiàn)定時(shí)切換不同場景,以在滿足使用的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。 五、教學(xué)樓多媒體課室控制實(shí)現(xiàn)方法 各層多媒體課室(階梯教室類同)均具有單獨(dú)控制、現(xiàn)場手動(dòng)控制、總控室控制、定時(shí)控制和空調(diào)遠(yuǎn)程控制功能。管理員在總控室電腦監(jiān)控界面上可方便地通過總控開關(guān)同時(shí)打開或關(guān)閉所有區(qū)域的照明場景,也可單獨(dú)控制某回路的開關(guān)。為了方便管理管理員通過在總控室根據(jù)學(xué)校的作息時(shí)間統(tǒng)一設(shè)定開關(guān)燈和空調(diào)的時(shí)間,同時(shí)還可以統(tǒng)一設(shè)定每個(gè)教室空調(diào)的溫度、風(fēng)速、工作模式等,以達(dá)到節(jié)能的目的。 在每間課室設(shè)置一個(gè)多功能液晶控制面板作為現(xiàn)場手動(dòng)控制方式,并設(shè)定好管理權(quán)限密碼,以防止非管理人員誤操作。課室平時(shí)都在總控室的管理下工作,當(dāng)校園網(wǎng)絡(luò)失效時(shí),管理人員可以輸入密碼單獨(dú)對本課室實(shí)行手動(dòng)控制操作。 本系統(tǒng)是個(gè)開放性的系統(tǒng),后期可以對學(xué)院的其他功能區(qū)如：院系辦公樓、宿舍樓、圖書館、實(shí)驗(yàn)樓、階梯教室、食堂以及運(yùn)動(dòng)場所進(jìn)行智能化改造,并接入此次系統(tǒng)當(dāng)中成為一個(gè)智能管理大系統(tǒng)。 六、系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點(diǎn) 1、本工程采用先進(jìn)、成熟的分布式智能監(jiān)控管理系統(tǒng)。通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將分布在各現(xiàn)場的控制設(shè)備聯(lián)接起來,共同完成中央集中管理和分區(qū)本地控制�？紤]到本工程占地面積比較大,在控制系統(tǒng)上將整個(gè)系統(tǒng)分為多個(gè)子系統(tǒng)；然后通過高速以太網(wǎng)統(tǒng)一接入到控制中心。 2、子系統(tǒng)采用總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),既能滿足中央監(jiān)控要求與系統(tǒng)規(guī)模相適應(yīng)；又能減少故障波及面,易于系統(tǒng)擴(kuò)展。 3、控制方式靈活多樣：在本工程中采用了中央監(jiān)控控制、分控控制、區(qū)域控制、現(xiàn)場控制、定時(shí)控制、紅外碼等控制方式。 4、系統(tǒng)分區(qū)就地控制完全獨(dú)立,互不干擾,一個(gè)分區(qū)停止工作不影響其它分區(qū)和設(shè)備的正常運(yùn)行；系統(tǒng)中任意設(shè)備損壞也不影響本區(qū)內(nèi)其它設(shè)備正常工作；系統(tǒng)分區(qū)就地控制由獨(dú)立的控制面板操作完成；中央監(jiān)控功能停止工作不影響各分區(qū)功能和設(shè)備運(yùn)行,網(wǎng)絡(luò)通信控制也不應(yīng)因此而中斷。 5、系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的控制信息獨(dú)立存儲(chǔ),不會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)中某個(gè)設(shè)備故障而使系統(tǒng)癱瘓。存儲(chǔ)的信息具有停后不丟失數(shù)據(jù)功能,在恢復(fù)供電時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到停電前的工作狀態(tài)�？刂苹芈放c負(fù)載回路分離,各單元之間使用4芯低壓電纜相連在總線上。工作電壓為DC24V,確保人身安全。 6、系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以天、周、年為周期的定時(shí)設(shè)定功能,并有天文時(shí)鐘功能。實(shí)現(xiàn)各受控區(qū)域的自動(dòng)化管理。 7、系統(tǒng)具有分布式智能控制的特點(diǎn)和開放性,可以與樓宇自控系統(tǒng)、中控以及消防系統(tǒng)、戶外照明系統(tǒng)等無縫連接。 七、與傳統(tǒng)控制方式的對比 使用系統(tǒng) 傳統(tǒng)照明系統(tǒng) HDL-Bus 系統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 控制方案與負(fù)載綜合考慮 負(fù)載與控制功能分開設(shè)計(jì) 安 裝 動(dòng)力線長,施工較麻煩 安裝簡便,節(jié)省動(dòng)力線材 功 能 只能實(shí)現(xiàn)簡單的開關(guān)功能 可通過軟件設(shè)置多種功能 運(yùn) 行 沒有任何節(jié)省人力、電力的措施 可通過多種手段方便管理,節(jié)省電能,降低運(yùn)行費(fèi)用 A、照明的節(jié)能 1、課室燈具使用情況 66個(gè)課室共使用了1*36W電感支架1827支。 2、每支電感熒光燈的耗電計(jì)算 每支36W燈管的電感鎮(zhèn)流器耗電功率為光管瓦數(shù)的30%左右,實(shí)際每支電感熒光燈的總耗電功率為： 36W*(1+30%)=46.8W 3、課室燈具用電功率 1*46.8*1827=85,504W≈86KW 4、每1小時(shí)的照明費(fèi)用(平均每度電按0.8元計(jì)算) 86KW*1h*0.8=68.8元 5、傳統(tǒng)的控制方式 舉例：夏季上午8:00-12:00,下午14:00-18:00,晚上20:00-22:00為學(xué)校上課時(shí)間,中午12:00-14:00點(diǎn),傍晚18:00-20:00為休息時(shí)間。在上課前,一般由管理人員提前30分鐘統(tǒng)一把課室的燈具用電開啟以供提前進(jìn)入課室的學(xué)生使用；晚上下課后,再由管理人員推后30分鐘統(tǒng)一把課室的燈具用電關(guān)閉以供后面離開課室的學(xué)生使用。這樣不但費(fèi)時(shí)費(fèi)事,特別是在中午休息或周末進(jìn)入課室的少數(shù)學(xué)生開啟整個(gè)課室的照明燈具情況下,總體估計(jì)每天會(huì)造成照明浪費(fèi)在2-3小時(shí)以上。 6、HDL-BUS智能控制系統(tǒng) 通過時(shí)間定時(shí)器設(shè)定好在上下午、晚上上課時(shí)間提前10分鐘將課室照明打開,提前5分鐘將空調(diào)打開；除此之外的時(shí)間都將照明和空調(diào)關(guān)閉從而達(dá)到節(jié)能效果。 7、平均節(jié)能1小時(shí)費(fèi)用 用HDL-BUS智能控制系統(tǒng)節(jié)能1小時(shí)節(jié)省 68.8元。 8、每月節(jié)能 每天早上上課前、中午休息和晚上下課后沒有及時(shí)的關(guān)燈等平均浪費(fèi)在3小時(shí)以上,現(xiàn)按平均每天3小時(shí)計(jì)算,每月上課24天。 每月節(jié)能：3*68.8*24=4954元 9、每年照明節(jié)能(除去寒暑假,按8個(gè)月計(jì)算) 8*4954元=39,632元 B、空調(diào)的節(jié)能 10、課室空調(diào)使用情況 課室空調(diào)耗能約為180KW,按照每年開6個(gè)月,每天開10小時(shí)計(jì)算,空調(diào)年耗能約為180KW*10小時(shí)*24個(gè)工作日*6個(gè)月*0.8元/度=207,360元 通過遠(yuǎn)程定時(shí)開啟空調(diào)、限定制冷溫度、開啟模式,從而減少空調(diào)的能源消耗來實(shí)現(xiàn)空調(diào)的節(jié)能。 通過使用分析,估計(jì)可實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能約30%,計(jì)年節(jié)省電費(fèi)20.7萬元*30%,為6.21萬元。 綜上所述,用了HDL-BUS智能控制系統(tǒng)之后,課室年節(jié)能費(fèi)用為： 照明節(jié)能加空調(diào)節(jié)能：共計(jì)3.96萬元+6.21萬元=10.17萬元。 (注：本數(shù)據(jù)是根據(jù)學(xué)�，F(xiàn)場情況及使用習(xí)慣作出的估算,所得數(shù)據(jù)僅供參考。) 八、總結(jié) 在綜合考慮管理費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等因素,預(yù)計(jì)能在短期之內(nèi)收回投入成本實(shí)現(xiàn)節(jié)能創(chuàng)造財(cái)富的目標(biāo)。并且采用了智能控制系統(tǒng)后能為廣東女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院在科技節(jié)能、環(huán)保方面提升形象,也符合國家現(xiàn)在對節(jié)能環(huán)保方面的政策；而且還可以突出體現(xiàn)學(xué)院現(xiàn)代化的教育理念和教學(xué)手段,促進(jìn)學(xué)院整體辦學(xué)水平和綜合實(shí)力的提高。 |
