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浅谈安科瑞高校能耗在北方学校现状与节能对策

更新时间:2023-03-09 点击次数:253

周颖

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要:随着我国经济建设的迅速发展,能源的节约与二次利用愈加凸显,如何节能减排已经成为相关学者和工程技术人员要解决的首要问题。作为公共建筑能耗的主要组成部分—高校,在建设绿色与节约型校园的理念指导下,以降低能耗为目标,开展科学研究与技术改进,结合北方高校校园的建筑能耗特点开展研究,通过对校园的建筑特点进行分析,针对其存在的问题提出相应的改进措施,为建设绿色环保及节约型校园建设提供有效的可行性依据。
关键词:电能消耗;现状分析;绿色环保;节能对策
一、引言
       通过对我国智能建筑市场的调研及前景分析,建筑能源消耗在我国能源总消费量中占有较大比例,伴随着不断加快的城市化进程和人们对生活质量需求的不断提升,其比重还会持续上升。高校是一个能源消耗比较大的区域,是集教学、科研、办公及员工生活于一体的综合场所,其能源消耗包含电能、热能、水资源、燃气等多种能源。在各项能源消耗中靠前的是电能消耗,且呈上升趋势。
二、校园建筑能耗的特点
       高校作为产、学、研及师生活动的综合体,有其自身的特点,与其他类型的建筑相比,校园能耗具有如下特点:
校园建筑功能多样性。校园不仅有教学楼、实验楼、行政办公楼等公共建筑,也有宿舍楼等居住型的建筑。还存在食堂、浴室、医疗、商店等生活辅助建筑。校园设施的多样性决定了高校用能种类的多样化,以及能耗的多样化;
       校园能耗季节性强。由于北方高校的假期通常为1月中旬到3月初和7月中旬到8月下旬,在假期,高校能耗明显下降;
       高校耗能设施单一,使用时间相对集中。主要是照明、校园网络、实验设施、科研仪器等。对于校园不同的功能区能耗具有不同的特点:教学楼是7:00—22:00,行政办公楼是8:00—16:30,而学生公寓则是22:00—7:00。这就为高校的能源管理提供了决策依据;
       节能潜力大。由于高校的主题是具有较高素质的教师和学生,相比其他人群,行为节能意识较强。
三、校园建筑能耗现状
        高校有其共同的能耗特点,但不同类型以及不同地区的校园能耗又存在差异。本文通过对北方某高校的能耗现状进行分析,找出影响校园能源消耗的主要因素,确定改进对策。研究的对象是省属本科重点建设院校,校园占地90万m2,建筑面积约45万m2,在校生16000余人。每年的能源消耗总量很大,尤其是电能。由于各个建筑结构不同,用途不同,所以内部布置的电器类型也不尽相同,用电量存在着一定程度上的差异。校园建筑包括:学生公寓、行政楼、教学馆、景观照明系统、实验楼、体育场、图书馆等设施。各类型建筑的用电情况分析如图1所示。
四、校园电能的节能方法及建议
1 耗电设备的节能改造
        经过对该校园耗电设备的调查统计,在所有用电设备中,照明耗电量占全校总耗电量约40%以上。该校照明设备为耗电较高的白炽灯,且照明时间长,照明灯具使用数量多,故其耗电总量大。通过对照明灯具的市场调研得出结论:照明系统的节能改造采取更换绿色环保和省电照明光源的方法,即更换使用寿命长、启动快和功率小等特点的照明光源,通过对比,LED灯则是较好选择。与传统40W灯相比,相同照明度的LED灯只需15W,若将学校传统的灯管全部换成LED灯,每年可节约电量3.93×105kW·h,节电率达到53%,每节约1kW·h,相当于节约0.4kg标准煤,减少碳粉尘排放0.272kg,CO20.997kg,SO20.03kg,氮氧化物0.15kg,对降低污染物排放、保护环境非常有效。因此,仅就更换LED灯管一项所节约的费用远超越改造投入的费用。
        对于室外照明系统的改造。该校园的路灯采用太阳能路灯,由于太阳能路灯利用晶体硅太阳能电池供电,免维护阀控式密封蓄电池储存电能,具有智能化电源控制,节省了电缆铺设,没有交流供电,不发生用电费用;并且该路灯照明系统具有稳定性好、寿命长、发光效率高,安装维护简便、安全性能高、节能环保等特点,实现了太阳能路灯一次投资、长期受益的目标。同时,太阳能路灯也特别适合人员密集的场所。
五、平台概述
         AcrelEMS-EDU校园综合能效管理解决方案针对校园能源统计、后勤计费管理、校园运维管理等提供高校的信息化管理平台。从“源、网、荷、储、充"多个角度解析高校当下及未来的用能问题及用能需求,在统一的需求下“实现能源互补、信息互通"等管理模式。助力学校管理智能化、数字化、综合化,实现节能校园、绿色校园、低碳校园。
 
六、平台组成
         AcrelEMS-EDU高校综合能效管理平台采用开放的分层分布式网络结构,主要由设备层、传输层、数据层、应用层组成。平台融合电力监控、电能统计、电气安全、电能质量分析及治理、智能照明控制、预付费等功能,用户通过浏览器、手机APP获取数据,通过一个平台即可全局、整体的对企业用电进行进行集中监控、统一调度、统一运维,同时满足企业用电可靠、安全、节约、高效、有序的要求。
 
七、平台架构
八、高校综合能效解决方案
1校园电力监控与运维
 
      集成设备所有数据,综合分析、协同控制、优化运行,集中调控,集中监控,数字化巡检,移动运维,班组重新优化整合,减少人力配置。
2后勤计费管理
      采用先进的网络抄表付费管理技术,实现电、水、气等能源综合计费,实现远程抄表、费率设置、账单统计汇总等,支持微信、支付宝、一卡通等充值支付方式,可设置补贴方案。通过能源付费管理方式,培养用能群体和部门的节能意识。
2.1宿舍用电管理
      针对学生宿舍用电进行管理控制:可批量下发基础用电额度和定时通断功能;可进行恶性负载识别,检测违规电气,并可获取违规用电跳闸记录。
 
2.2商铺水电收费
      针对校园超市、商铺、食堂及其他针对个体的水电用能进行预付费管理。
 
2.3充电桩管理平台
     充电桩在“源、网、荷、储、充"信息能源结构中是必*。充电桩应用管理同样是校园生活服务中必*一部分。
 
2.4智能照明管理
     通过对高校路灯的全局监测,提供对路灯灵活智能的管理,实现校园内任一线路,任一个路灯的定时开关、强制开关、亮度调节,以及定时控制方案灵活设置,确保路灯照明的智能控制和高效节能。
 
3能源管理系统
      针对校园水、电、气等各类接入能源进行统计分析,包含同比分析、环比分分析、损耗分析等。了解用能总量和能源流向。
按校园建筑的分类进行采集和统计的各类建筑耗电数据。如办公类建筑耗电、教学类建筑耗电、学生宿舍耗电等,对数据分门别类的分析,提供领导决策,提高管理效能。
构建符合校园节能监管内容及要求的数据库,能自动完成能耗数据的采集工作,自动生成各种形式的报表、图表以及系统性的能耗审计报告,能够监测能耗设备的运行状态,设置控制策略,达到节能目的。
 
4智慧消防系统
       智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术,将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络,并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位,实时动态采集消防信息,通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析,帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防,实现智慧消防“自动化"、“智能化"、“系统化"需求。从火灾预防,到火情报警,再到控制联动,在统一的系统大平台内运行,用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况,并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下,在几秒时间内,相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段,就迅速能够迅速通知到达相关人员。
 
5.平台部署硬件选型
5.1电力监控与运维平台
 
 
 
 
 
九、结语
       本文通过对北方某高校电能消耗的统计分析表明,高校作为耗能大户,建筑节能改造的空间很大,需要深入调研和分析,制定适合的节能改造方案,并具有可操作性。该校的电能消耗虽然控制在一个稳定范围内,但仍高于我国节约型校园的标准,具有一定的节能潜力;同时本文就北方地区高校校园电能节能提出改造建议,为建设北方地区高校绿色校园提供借鉴。
 
参考文献
[1]张朝,郭庆伟,北方高校能耗现状与节能对策.[J]北方建筑,2019.4.
[2]郭秀娟,马贺宁.电力能效评估体系在节约型校园建设中的应用分析[J].吉林建筑大学学报,2016(6):75-78. 
[3]王盈,陈翠良,黄来斌,李敏,苍大强.北京科技大学校园电能消耗生态足迹研究[J].环境科学与管理,2010(4):158-161.
[4]企业微电网设计与应用手册.2020.6.
 
作者简介:
周颖,女,本科  安科瑞电气股份有限公司,主要研究方向为智能电网供配电

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