EIB在楼宇智能化系统中的节能应用研究

来源:用户上传      作者: 杨 鹏 黄官伟

　　摘 要：目前楼宇耗能高，能源浪费严重。为了提高楼宇智能化并节省能源，EIB系统在世界各地特别是在欧洲得到了广泛的应用。对EIB系统在智能楼宇中的节能应用做了探讨，主要分析了如何在现代楼宇中应用EIB系统及其所能达到的节能效果，并以实例加以说明。
　　关键词：智能楼宇；EIB节能
　　中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1672-3198(2009)24-0282-02
　　
　　1　EIB系统简介
　　
　　EIB(European Installation Bus)即欧洲安装总线，是一种分布式的现场总线系统，其技术发源于欧洲的一个现场总线协议，主要用于对建筑物内的各种电气设备的控制，其结构简单，功能强大，安装方便。它不需要总控制台，每个总线设备都有自己的微处理器和存储器，可以独立地与EIB总线进行数据交换，实现对用电设备的控制。
　　通过EIB系统的不同驱动模块可以控制各种用电设备，如照明设备、电动窗帘、空调等。其控制方式多样，可以实现就地控制、移动控制、定时控制、集中控制等，在方便人们使用的同时能够最大限度的提高管理效率。在某一区域内，能够同时实现对照明、窗帘、空调等的组合控制。
　　
　　2　EIB系统节能应用分析
　　
　　2.1　EIB系统对用电设备的控制
　　(1)楼宇建筑内中央空调的节能控制。
　　对于现代楼宇内的耗能大户中央空调来说，系统的能耗一般主要由三部分构成，即空调冷热源、空调机组及末端设备、水或空气输送系统。一般来说冷热源能耗占总能耗的50％左右，水或空气输送系统能耗占总能耗的30％左右，风机盘管等末端设备能耗约占总能耗的20％左右。在实际运行中，中央空调处于最大设计负荷下工作，很难做到随实际运行负荷的变化做到合理的动态调节，这样中央空调的运行效率会比较低，而且浪费电能。在采用EIB系统后，EIB系统的驱动模块可以直接控制中央空调的末端设备――风机盘管，不仅可以做到开关控制，而且可以调节风机盘管风机的转速和水阀的流量，进而来对室内的温度进行调节。对于室内温度的控制，除了定时、集中等控制方式外，EIB系统专门提供了带有液晶显示的温控面板，其温控面板可以指示当前室内的温度，并可以通过驱动模块来控制风机盘管，进而使用者可以根据实际需要调节室内的温度，这样避免了风机盘管始终在同一转速下运行的缺陷，不仅符合人们的实际需要而且能够实现节能的目的。这种控制主要是减少了两部分的能源消耗，冷热源的消耗和三速风机的能耗，这两种能耗的降低将使整个中央空调的能耗降低。
　　(2)楼宇建筑内照明系统的节能控制。
　　与中央空调相比，照明系统的能耗由于相对较低而常常被人们忽视，而实际上在一个相当长的时间段内，照明系统节约能源的潜力是相当可观的。一般来说楼宇照明可以分为室内照明和公共区域照明两大部分。
　　首先，对于室内照明来说，传统的强电系统只提供简单的开关两种控制状态，而且所谓的“人在灯亮，人走灯灭”的节能方式也只能寄期望于人们良好的节能意识。而EIB系统则可以提供一种移动感应控制加调光的解决方案。当感应器感应到室内有人存在时，可以控制照明设备的开启；相反，当没有人在室内时，感应器将会延迟关闭室内的照明设备。这样可以非常智能化的做到人在灯亮、人走灯灭。另外还可以运用设定EIB系统光照感应器的照度值的办法，来实现室内的恒照度控制，即系统可以根据光照的角度和强度，来自动调节百叶窗帘栅格的角度，最大限度的利用自然光，并同时对室内进行调光控制，既保证了室内对照度的需求又很好的利用了自然资源，达到了节能的目的。
　　其次，对于公共区域来说，EIB系统的移动感应器可以控制诸如走廊、楼梯间、电梯间、卫生间和地下车库等的照明。以鸟巢体育馆为例，技术人员经过测试后，运用EIB系统后的卫生间大约可以节能80％。另外还可以对这些区域内进行定时控制和集中控制，如果运用传统的强电系统，管理控制中心的管理人员很难掌控公共区域内照明系统状态，而利用EIB的中控管理软件可以很好的监控每一个回路的状态，并且可以根据实际情况设定区域内灯具的开关状态，这样不仅提高了管理效率，而且还极大地节省了能源。
　　(3)楼宇内对窗帘的节能控制。
　　现代智能楼宇对透明玻璃的运用越来越多，自然而然的就需要布置大量的窗帘。在欧美等国家建筑师们会大量运用百叶窗帘。运用EIB系统后，可以通过光线感应器来感应室外的光照强度和角度进而自动控制百叶窗帘栅格的角度，最大限度的利用自然光照，同时避免阳光直射，降低室内温度，减少空调的消耗，在满足室内照度的同时能够节约能源。
　　2.2　EIB系统节能控制方式
　　EIB系统的控制方式非常灵活，有就地面板控制、红外遥控控制、移动感应控制、定时控制和集中控制等。而后三种控制方式对于智能楼宇建筑的节能来说是非常有益处的。
　　(1)移动感应控制。
　　如前文所提到的那样，移动感应控制主要是控制公共区域内以及室内的灯光，即能够实现有人的时候自动开灯、没人的时候延时自动关闭的功能，从而达到最大程度的节能效果。另外某些移动感应器带有恒照度控制功能，还可以根据环境的照度来决定是否需要开灯。这样，系统可以根据实际需要来控制楼宇内的照明设备，避免不必要照明浪费。
　　(2)定时控制。
　　在现代智能楼宇中，人们会对不同用电设备进行综合运用，来达到一定的模式效果。EIB系统可以通过定时来自动实现一些特定模式的启动或停止，或者对公共走道、泛光照明等进行时间控制。可以根据节假日、特定日期等不同时段设定不同的时间表进行统一控制。
　　(3)集中控制。
　　对于现代智能楼宇等大型建筑来说，最有效的管理控制方法就是通过计算机的集中控制软件来管理所有的用电设备。通过EIB系统的中控软件，用户可以在计算机屏幕上对所有区域内的电气设备进行监视，并随时可以进行调控，既方便又可以有效地提高设备的管理效率。通过计算机，用户还可以观察每个电气回路的累计开关次数和运行时间，为设备维护和检修提供方便。
　　目前许多楼宇自动化(Building Automation，BA)系统广泛用于现代楼宇的管理控制当中，但是由于造价等原因BA系统很难做到对末端设备进行控制，即不会对每一个区域的每一路灯光、每一路风机盘管等做控制。而EIB系统则正好弥补了BA系统的这个缺陷，所以很多情况下都会将BA系统与EIB系统结合使用，通过一个软件系统将这两个系统结合。
　　2.3　收益分析
　　在楼宇建筑施工阶段，EIB系统的安装费用要高于传统强电系统，但是随着时间的推移，费用便会大大低于后者。因为楼宇的总成本不仅包括初始阶段的投资成本，还包括使用过程中的运营费用。一般来说，初始阶段的投资成本

平均只占楼宇总消耗的25％，而使用过程中的营运费用却占75％。
　　
　　3　EIB系统节能应用实例
　　
　　(1)单独用电设备控制应用实例。
　　这里我们以对酒店中央空调的控制为例。经重庆、上海、广州等地区的实践证明，室内温度夏季升高I'C或冬季低1℃，整个中央空调系统的能耗将减少6％～8％左右。针对酒店建筑的EIB系统可以设定在人外出后的节能模式，即设定温度降低或升高4℃，还可以设定在客人入睡后的夜间模式，设定温度降低或升高2℃，而这些温度的设定可以根据实际情况进行实际调整。根据上海地区五星级酒店中央空调能耗统计报告，红塔酒店能耗最少，其中央空调的年费用为756万人民币，客房数量为300间，如果所有房间均采用EIB系统对风机盘管进行智能控制，以每天平均有8小时处于节能模式、8小时处于夜间模式计算，则全年中央空调系统可节约的费用为：
　　7560000X 8／24×6％×4+7560000×8／24×6％×2=900000元
　　(2)控制方式应用实例。
　　这里我们以定时控制的应用为例。以ABB i―bus EIB系统在西安骡马市商业广场的应用做说明。骡马市北区1―6层有各种照明设备容量4580kw(应急照明211kW)，按每天营业时间12小时计算(9:00―21:00)，安装前后电费支出对比如下：
　　①未安装系统前全年电费计算：
　　每天消耗电能：(4580―211)X12=52428kW・h
　　全年消耗电能：52428X365―19136220 kW・h
　　按商业用电1元／kw・h计算全年电费：19136220×1=19136220元。
　　②在安装ABB的i―bus EIB系统后的全年电费计算：
　　按每天营业12小时，早晨开业前保安巡视15分钟开启总量5％的灯具；营业员开业准备15分钟，开启总量30％的灯具，非节假日上午11:00前开启总量80％的灯具，晚间歇业清场、清洁商场、清点货物30分钟，开启总量80％的灯具，其余营业时间全亮。
　　每天节能：(4580―211)×12一(4580―211)×(O，25×5％t0，25×30％+1.5×80％+0.5×80％+9.5×100％)=3549.8kW・h
　　全年节约电能消耗：3549.8×365=1295677.O元
　　(3)EIB系统整体应用实例。
　　一般情况下，在一个建筑项目中，EIB系统不只控制一种用电设备或者只采用一种控制方式，而是会运用多种控制方式综合控制多种设备。西班牙韦斯卡省的气象大楼就是一个很好的应用范例，EIB系统不仅控制了大楼内所有的灯光、制冷制暖设备，并且运用了多种控制方式，经实际运行测试节能40％。按照韦斯卡省气象大楼的节能标准，以北京某24层商业楼宇为例，来粗略计算一下大楼运营费用：
　　3413平米的一层，按照办公室最低4001ux的照明标准，每平米耗电15w左右的标准计算，那么每层每小时耗电：
　　3413×15=51195w
　　每天按照8小时工作时间，每年工作250天计算那么照明总耗费：
　　51.195X8X250=102390kW・h
　　如果按照北京地区非居民照明电价0.62元／kw・h计算，则此办公楼每年仅照明一项花费就为：102390×24×0.62=1523563元。
　　照明能耗占此项建筑总能耗的30％，则全年支付电费：1523563／30％=5078543元
　　则按照40％的节能标准，每年可以节约费用：507854×40％=2031417元
　　
　　4　结论与展望
　　
　　EIB系统通过对用电设备的合理控制，并运用高效的控制方式，对智能楼宇进行综合管理，为人们提供了一种新型高效的用电管理手段，能够创造良好的节能效果。除了节能外，EIB系统还能创造高效的管理效率，而且通过智能化管理，还可以为人们营造良好的办公、家居或者娱乐氛围和舒适的室内环境，操作使用都极其方便。另外，EIB系统组态灵活，能够在修改、扩容等方面给用户带来更大的收益。相信将来EIB智能系统的广泛应用，能够使人们的生活变得更加丰富多彩，并为社会创造更大的效益。

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