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建筑科学

全屋电力监测简介

新安装的家用能耗监测器的功能和应用

与电表提供的信息相比,整个房屋的电力监测可以提供更详细的能源使用情况。

去年,我买了Emporia Vue全屋电力监测系统。上周末,我终于把它安装好了。下面的照片显示我的电子面板与监视器安装。是的,现在看起来一团糟。由于我的房子在我的房子存在的61年里所做的所有的改变,面板本身是一团糟。我还没把所有Vue线都塞进面板里。我让它打开一会儿,我调整设置,但很快就会关闭它。

全屋电力监测与Emporia Vue
安装在我电器面板上的Emporia Vue

全屋电力监控

自从电力公司出现以来,我们已经全屋电力监控.不过,它只提供了一个数字:这个房子每个月的用电量。这就是传统电表的作用。现在许多家庭都有智能电表,可以提供更多的信息。下图显示了我的用电量(和温度),来自乔治亚电力公司在我的房子上安装的智能电表(如上图所示)。

电力智能电表数据
电力智能电表数据

他们给我看的最好的分辨率是每小时,但他们的系统中也应该有分秒的数据。用更短的时间尺度,他们可以进行分解,以识别房屋中的单个负荷。例如,冰箱、热泵和电缆盒在电信号中都有不同的特征。这样就可以大致了解你家里不同电器的用电量。

一些二级市场的全家电监测器也可以做拆解。这类产品中最有名的是Sense能源监测器。它像Emporia Vue一样安装在电气面板内部,但只测量通过主电线将电力引入面板的电力。

Emporia Vue使用通过主电源的电力作为一个测量。但它并不依赖复杂的算法来分解每时每刻的总用电量。它实际上是测量分支电路的功率。下面的截图显示了我设置的主屏幕。

Emporia Vue应用程序用于整个房屋的电力监测
Emporia Vue应用程序用于整个房屋的电力监测

在顶部,它显示的是总耗电量。您可以在底部看到,我将时间刻度设置为秒。在那一瞬间,我的整个房子用了4.628千瓦的电。接下来的八行显示了我设置的用于监控的分支电路。它们下面的线写着“平衡”,这是总使用量和我监控的八个电路之和的差值。当时,我在监控电路中使用了4.318千瓦(占总功率的93%),而房子的其他部分只使用了0.31千瓦(占总功率的7%)。

当您切换到小时或更长的时间刻度时,单位会发生变化。它不是用千瓦来测量功率,而是用千瓦时(kWh)来显示能量。

安装Emporia Vue

首先是警告:Emporia建议请有执照的电工在你的面板上安装Vue。如果你对自己做这件事有任何怀疑或恐惧,请听从他们的建议。监视器是我自己安装的,但如果你决定这么做,一切风险都由你承担。我只是提供一些信息。

恩波里亚的指示清晰明了。它们确切地告诉你需要做什么以及如何做。不到一个小时我就安装好了。恩波利亚说,在你开始之前,通过翻转主断路器来关闭面板上的电源。但这并不意味着你不会受伤或被杀。进入控制板的电源仍然是活的。如果你在面板外面有一个断开的连接并关闭它,面板里面就不会有任何东西是热的。不过,用电压表或电压测试器进行测试是个好主意。

看看我上面的面板照片,你可能会被接线的混乱吓倒。不过,它实际上比看上去要简单得多。实际上只有四件事要做,它们都围绕着能源监测箱。它是一个小的矩形盒子,挂在我的面板下面,上面有一串电线。

在这个盒子里,你把这四个东西连接起来:

  • WiFi天线
  • 线束,为设备供电并感应电压
  • 2个大型电流互感器(ct)连接到市电上
  • 0到16个较小的电流互感器,在你将监测的单个电路上。

我得到的Vue包有8个电路ct,但你也可以得到0或16个,安装多少都行。然而,如果你想监控16个以上的电路,你就需要购买更多的vue。

在你得到它全部安装后,Emporia应用程序指导你通过设置过程,使你的电路标记正确。

为我的房子准备的一些外卖

一旦你设置好应用,它会给你很多信息。上面的截图显示的是主屏幕。当你想要了解你正在监控的电路的详细信息时,你只需点击名称。我将带你们看看我的一些电路并向你们展示我早期的全屋电力监测成果。

屋顶风扇

阁楼风机的功率使用各为三种速度
阁楼风机的功率使用各为三种速度

上面是我在我的喷雾泡沫封装阁楼使用的排气扇截图。(阅读我的文章我为什么要用这种阁楼风扇了解更多信息。)这是一台松下FV-0511VQ1 WhisperCeiling风扇,有三种气流速率:50,80和110立方英尺每分钟。Vue向我展示了高速和中速使用完全相同的功率:17瓦。低速只拉动8w。现在我得回到阁楼测量一下空气流量看看是怎么回事。

管道微型裂口热泵

管道迷你分离式热泵每小时能耗
管道微型微型热泵每小时能耗

我的两吨三菱迷你热泵有了两个管道,空气处理装置正常工作。你可以看到在两天的时间里每天的电力使用变化。当房子上的冷负荷增加时,它会上升到更高的功率。这表明热泵正在以更高的容量运行。啊,变量的能力!

你可以看到的另一件事是电力使用的范围。到目前为止我看到的最高的是1200 W。你在上面的图表中看不到它,因为它并没有在1200 W保持整整一个小时。在低端,当它只是通过两个空气处理器和管道输送空气时,该机组使用约65 W的电力。

热泵热水器

热泵热水器能源利用,有和无电阻加热
热泵热水器能源利用,有和无电阻加热

当然我也想测量我的热泵热水器.这是我第一次打开电阻热,看看有什么不同。上图显示了它在热泵模式下,首先,使用约300w的功率。然后我打开热条,它增加了5000瓦。哇!我绝对不想让它处于混合模式,或者Rheem所说的“节能”模式。

我还检查了我的Vue读数和Rheem应用程序之间的一致性。Vue昨天一整天的测量值是6.76千瓦时。Rheem应用程序告诉我,我用了6.81千瓦时。这真是太好了。除非Rheem已经修复了他们的应用,否则我并不期待能够一直看到如此紧密的一致性。

电动汽车充电

一切准备就绪后不久,我开着2014年的日产聆风(Nissan Leaf)进行了一次31英里的旅行。我这次旅行用的电是9千瓦时。按每千瓦时0.13美元计算,那次旅行每英里花了我0.04美元。我们亚特兰大现在的汽油价格大约是每加仑4.2美元。一辆每加仑25英里的汽车每英里的成本约为0.17美元,是我驾驶电动汽车的四倍。

更多关于商业中心

商业中心Vue不仅仅是监测你的总能量和电路能量的使用。它还可以监控从光伏模块产生的太阳能。有了能源使用数据,你就会知道你的零能耗房子是否真的是零能耗。Vue还集成了智能恒温器、家用电池系统、电动汽车充电器和智能插头,让你可以自动完成电动汽车充电和照明循环等工作。如果你有分时电价,可以让你在非高峰时间给电动汽车充电或运行烘干机,从而为你节省一些钱。

除了Vue, Emporia还销售智能插头。我已经用了一年多了。它们可以很容易地按时间表或远程打开或关闭灯和其他插头负载。这就是我测量能量的方法房间除湿效率文章去年。他们还有一个整洁的二级电动汽车充电器以及双向的充电器和一个国内电池系统快到了。

让乐趣开始吧!

现在我已经把我的Emporia Vue设置好了,我将会有很多乐趣!我期待着做很多有趣的实验。举个例子,我可以看到我的管道小裂口用干净的和脏的过滤器的耗电量有什么区别。我还要监控一下我的总负载看我离200安培的服务用完还有多远。我真的很想知道那个神秘的负载到底是什么。用的是双极30安培断路器,我希望这是一个废弃已久的负载。如果是这样的话,我的整个电子面板就空出两个槽了。

在我迈向零能耗家庭的道路上,这种监测是非常重要的。当我在屋顶上安装了光伏后,Emporia Vue会验证我的净零性能。

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Allison A. Bailes III,博士是一个演讲者他是作家、建筑科学顾问,也是乔治亚州迪凯特能源先锋公司(Energy Vanguard)的创始人。他有物理学博士学位,写了能源先锋的博客.他也有一本关于建筑科学的书将于2022年10月上映。你可以在推特上关注他@EnergyVanguard图片由作者提供。

10评论

  1. billfrombirchwood||# 1

    我对使用Sense感到失望的是,它没有与Accurite(温度和湿度)或Insteon(照明)集成。希望Vue能够进入驱动能源使用的IEQ因素。

  2. relztes||#2

    我爱我的Vue。我不能说它节省了我的钱,但它很好地满足了我的好奇心。我可以看到我的热泵上结了霜,冬天太阳能获得热量的影响,谁在淋浴时用了更多的热水,我离开家后烤箱是否开着,等等。有一次,由于制冷剂压力过低,我的热泵被锁住了,在一个寒冷的雨夜,我可以看到在它之前积累的霜。

  3. riderpetch||# 3

    感谢这篇关于整个家庭能源监测的文章。很丰富!我是一名能源顾问,与BC省的一位土地所有者合作,他也在做全屋能源监测。他们最近在BC能源步骤5领域建造了一座高性能住宅。我们考虑过Emporia Vue能源监测器,但最终决定采用Sense AI能源监测器(带有太阳能组件),因为我们想要超过16个电路的监测能力。我们已经用Sense单元完成了第一年的监测。我们发布了第一篇博客文章,重点介绍如何使用它和一些初步结果。感兴趣的读者可以在这里浏览博客文章:https://www.fluentenergy.ca/post/your-title-what-s-your-blog-about

  4. charlie_sullivan||# 4

    安装这样一个监控器的一个很好的理由是监测最大的电流消耗,以帮助评估未来的电气化步骤(天然气->热泵或其他电器和电动汽车)是否需要服务升级或负载管理系统。为此,根据NEC 220.87,人们需要15分钟的峰值电流(而不是功率)。我看到它显示每月15分钟的峰值功率,这很棒,从我看到的应用截图来看,它似乎可以切换到显示电流(以安培为单位)。在这种模式下,它也会给你15分钟的峰值数据吗?你能在不同的时间段做到吗?代码要求是一个30天的研究与人工校正天气,或全年的数据直接使用。

    我已经用我的Iotawatt系统做到了这一点,它告诉我我有很多空闲容量,尽管在100 A的服务下,用一辆电动汽车(32 A充电)为NH的一所全电动房子供电,但要找到15分钟的峰值有点痛苦——看起来这可能是获取数据的更好选择。如果是这样的话,对于计划在未来几年使用电力的人们来说,安装一个这样的装置将是一个非常低成本的第一步。

  5. 用户- 6179159||# 5

    很有趣,但我不愿意邀请一些未知的第三方来管理我的房子和能源使用的数据。是否有类似的设备不需要“打电话回家”或需要上网?

    1. charlie_sullivan||# 7

      Iotawatt是一个开源的替代方案,不需要任何第三方托管。它利用你的家用wifi系统在你的电脑或手机上显示数据,但如果你想,我认为你可以在不连接互联网的连接上做到这一点。

      TED(能量侦探)是另一个值得关注的东西——我的古代TED完全没有互联网连接,但我不确定现代的TED是否有。

      1. chimewind||# 8

        因此我也使用Iotawatt。

    2. justinlacy||# 9

      Brultech绿色能源监测器(GEM),特别是如果你是一个DIY爱好者。32路输入和几个干接点输入。Wifi或硬连线局域网连接。强大的售前售后技术支持。加拿大公司,但是运到美国也没那么糟糕。我在9月9日订购了第二只创业板以监控一个子面板。昨天发货。追踪显示它将于9月20日送达。我住在休斯顿附近。一个GEM,大约20个CT和一个“DashBox”的运费是23美元。 They don't require a 3rd party host, but you can use one if you want, or you can keep all the data local (as much as you want). Published API so you can make the data available to home automation systems, data analysis applications, etc.

      我有一对他们的老显示器,我从以前的家,并想使用他们在一个新的家(目前正在建设中)准备就绪。它们从2016年开始就一直闲置在货架上,所以我需要确保它们能够工作,并且能够与DashBox和一些新的GEM集成。他们很容易告诉我扔掉旧的东西,买更多新的,但他们提供了很多帮助,让旧的显示器运行(例如,固件和软件升级),并告诉我如何集成所有东西。

      如果不是很明显的话,我非常喜欢这些人和他们的产品。警告虽然……他们的用户界面可能不像其他产品那么流畅。我不熟悉其他的监视器,但是Brultech监视器可能要稍微复杂一些,因为它们有很多选项。

    3. whoiswes||# 10

      我也有同样的遭遇,但最近一些有进取心的人想出了如何用ESPHome固件闪存Vue,从而实现完全本地操作,不需要云计算。

      它需要一些基本的焊接,以允许串行端口连接,但其他方面是相当直接的。

      细节:https://gist.github.com/flaviut/93a1212c7b165c7674693a45ad52c512

  6. trigonman3||# 6

    新住宅的建造者(和升级者)可能需要考虑智能服务面板。GBA链接:

    //www.elsporta.com/article/reinventing-the-electric-service-panel

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