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摘要:随着我国社会、经济高速发展,对各种能源的需求越发旺盛,水、电等能源消耗逐年增多。教学、科研消耗是高校能耗重要组成部分,如何在保证高校发展的前提下深化教学科研耗能管理创新,是一项重要课题。从分析高校能源管理工作现状入手,分析南京艺术学院能源结构、管理现状、问题及原因,提出符合实际、切实可行的解决办法,构建节能校园。
关键词:节约化校园;控电控水;教学科研;解决方法
本文引用格式:徐树坚.论高校能源节控管理的现状及解决方法——以南京艺术学院为例[J].教育现代化,2019,6(43):208-211.
一学校能耗及能源管理存在的问题
学校能源消耗主要有电力、天然气、水,其中电力主要用于演艺剧场、展演展览、影视舞蹈音乐教学练功场所、公共办公照明、租赁经营、校舍照明空调等,天然气主要用于食堂用气,汽柴油主要是两台燃油锅炉,水主要为生活用水、消防用水。
通过对南京艺术学院用能的现场考察以及南京艺术学院后勤服务公司提供的相关数据统计资料,对学院的能源管理进行整体分析,目前我校能源消耗缺少详细的数据采集扩段,对各单位各部门的用能环节管理缺少有效的管理控制手段,为了解决此类问题,近两年来投入了少量资金对控电控水进行了一些改造,比如通过校园一卡通对一些教室、宿舍做了一定的管控,但是,总体情况还比较薄弱,具有较大的节能潜力。
学校虽然有对各部门进行了用电计量的考核,但仅是对建筑、部门的用电集抄,且能源收缴成在多头管理、收支不平衡,归口部门为学校财务部门,后勤部门不能及时获取各个单位、部门的实时用电情况,无法进行各单位的用能计量、用能分析。
学院共1个19000KV开闭所、9个变电所,其中有6个变电所在低压进线及出线回路上配置了带有智能接口的智能电表,并在南北校区设置了2个工作站,但现场值守,各部门、二级学院采用充值形式购电使用,具体数据只能依照充值量化和手动抄表的方式进行采集,表计仅显示部分数值,对历史数据、功率曲线等无法查询,无法查询单个表计所采集的用电质量参数。其中有3个变电所为老变电所,未做变电所自动化改造。
校内在美术厅、演艺大楼中剧场、教学演奏厅、教学排练厅空调配置风冷热泵机组,采用风机送冷(热)风至大厅及房间。目前末端风量、温度均未受控,分别在地下一层设置控制工作站,值班人员仅靠经验值开启冷冻水泵台数,无法实现与室外温度、末端用能情况自动对泵组、机组进行自动加减载以及变频。新风机组配置了变频设备,但全靠工作人员依据经验启停,未设置工作时间表与工作状态。
演艺大楼其他的教室除四层以上琴房配置分体空调以外,配置VRV多联机机组,图书馆配置VRV多联机机组及机房精密空调;食堂配置VRV机组。这些VRV空调仅图书馆配置简易操作面板,其它都未进行末端控制,图书馆末端控制面板也存在配置不全、全英文界面导致楼管人员不懂操作、所有室内机分组控制无法实现单个末端远程控制等问题,目前设备处于闲置状态,仅用于下班关机。
学院建筑内还有大量分体空调,学院对分体空调的有效管理和控制手段不多,能源浪费现象比较普遍。存在于各个建筑内的照明系统等,大部分是人工操作,仅有图书馆配置了智能照明BA系统,且仅实现楼管人员远程开关目的,未实现依据工作表、光照度、人数等智能化照明控制,没有实现节能控制,存在用能浪费的现象。
学院目前的教学、办公建筑的照明管理上基本上采用的是人工管理的模式,造成白天长明灯,晚上无人也开灯,人少灯全开的浪费现象,能源浪费较大。学院的路灯照明管理采用的是定时器控制,不能根据每天的日出日落时间来控制路灯的开关。也不能根据恶劣天气,自动开启校园的照明。学生公寓去年进行了太阳能热水+电锅炉卫浴热水改造,但学生均反映热水无法供应,2018年暑期针对学生用水供热情况做了一些改善,但没有从根本上解决问题。
二校园能源管理系统建设规划
为了实时了解掌握学校的数据能耗情况,保障好全校正常的科研、教学、展览展演等活动的能源需求和实现有效节能,在南京艺术学院创立节能监管系统平台用以实现对校园建筑耗能的数据掌握,对学校各种能源管理进行集中监控与分布式控制管理。通过节能监管系统平台实现学校能耗的实时在线各项管理,如:分类、分项、分户监测和计量等;以及能耗数据自动采集与存贮、数据统计与分析、数据远程传输、数据显示和打印、数据显示发布等。使学校后勤管理部门对能耗进行有效的监督与管理;为全校节能减排的设计与建设、研究改造提供详实的数据参考;通过该平台对学校各个能源系统、用能单位的能耗趋势的进行分析,查找能源损耗的异常现象,从而尽最大程充地降低能源消耗的漏洞、管理漏洞;通过节能监管平台的用能数据进行分析、诊断,查找能源消耗较大的关键能耗设备,利用利用节能监管系统平台的可扩展性,对关键性、重要性的用能设备进行全智能自动化的节约控制,以实现节能减排、节能降耗的目标;实现后期能耗监测设备、关键能耗设备节能智能化系统的控制接入,实现节能监管平台与其他管理系统(如校园一卡通系统、学生宿舍、公寓用电集抄系统等)的有效融合。
(一)能源节控管理系统建设规划原则
根据学校具体情况和节能监管平台建设规划,节能监管平台设计建设遵从以下原则:
1.突出重点、分步实施
根据能源及近期管理系统的建设要求,结合我校当前的能源管理的实际情况,节控管理系统建设的基本原则是:突出重点、分步实施。节能监管平台建设首先对校园能源及主要用能建筑和重点用能设施分类、分项计量;对校内的配电室用电进行监管,实现配电室用电的计量和实时监测;对校内用水计量、水平衡建设及分析,构建节能监管平台的基本框架,并推进节能监管体系的建设。其次,通过节能监管平台的可扩展性,逐步对全校的能源进行分类、分项、分户计量监测,并且实现对空调(VRV多联机空调、分体空调等)、照明(路灯及景观灯照明、教室照明等)、电热供应等用能设备系统化节能控制等,全面实现对全校的各种能耗设备进行分布式的监控和集中管理。
2.全面覆盖,分类指导
节能监管平台建设内容做到对校园所有用能、用能单位、用能建筑的主要能源和资源全覆盖。根据全校能耗数据的统计、分析、诊断,为校园用能管理、能源审计、能效公示、用能定额、能源节控管理系统建设提供依据。
(二)能源节控管理规划内容
根据南京艺术学院能源节控管理系统建设的总体规划、分步实施的原则,学院将分期建设并完善节能监管平台,具体工程内容如下:
第一期工程建设内容(搭建初步平台框架及用电主要回路计量):
搭建我校能源节能管理平台框架,构建我校能源管节控管理的传输网络,设置能源总控管理中心;对我校电能网络的各个主要配电环节增加智能表计,实现对校内电网各个环节的实时监测、计量,理清校园配电网络的详细脉络。
第二期工程建设内容(完善用电计量,增加用水计量):
对我校上水(自来水)管网建立总计、单体建筑总计及建筑用户的分户计量的三级计量体系,通过对自来水管网状况的实时计量、监测实现管网的水平衡分析,做到能及时发现管网跑、冒、滴、漏等异常状况,及时进行故障排查与处理,减少消耗;对现有建筑物内部的各楼层或各部门、院系用电配置,安装三相多功能电力监控终端,实现分户计量,同时针对重点用能设备、场所配置三相多功能电力监控终端,实现用电监测、计量及节能控制;实现校园各个建筑的总用电及楼层用电进行计量、监测。
第三期工程建设内容(节能控制):
对学院的电开水炉、室外路灯照明等能耗设备进行自动化的节能控制;对校园开闭所、配电房等进行综合自动化监管,实现变电所无人监管;根据日常不同的室内外的光照度、课时课程等相关条件,对室内照明进行节能自动化控制;对既有建筑内分体空调、VRV空调等实现自动化节能控制,可以进行温度控制、时间段控制,在非空调季节控制、空调季节的非工作时段控制,从而减少用能及待机能耗,大幅降低空调能耗。对室外路灯照明进行自动化的节能控制。
三 建设校园建筑节能监管平台的目的和意义
(一)现代化高校后勤管理的需求
在智能化、创新型经济高速发展的今天,能源使用管理已经是地方各级政府部门重点关注的焦点。我国各大高校多数以教学、科研、生活于一体,建筑面积广大,人口数量较多,称得上是能源消耗的主要部门。而以往绝大量的公共建筑物及校区的能源消耗因设备的落后达不到有效的计量,更谈不上有效的管理,涌源浪费现象非常严重,例如教室、公寓、图书馆等公共场所存在的长明灯现象、白天亮灯现象、水资源的跑、冒、滴、漏等情况。针对校园用能设施存在的能源浪费现象,国家住建部、教育部联合发布《高等学校公共服务体系建设管理与技术导则》为各高校校园规划、设计、建设、管理等、提供了全面有效的指导。
节能监管平台的建设,目的是为了节能减排,而不是能源使用的控制,应该是保证正常能源使用不受影响,舒适度正常的情况下的节能,因此,我们要认真地分析能够节约的主要部分和实际空间,强调节约的主要是人为浪费和不按需用能的情况;急待解决的节约空间据初步统计,共公场所的照明、空调的使用、教室、图书馆等部位的照明存在长明灯现象,严重浪费电源的现象,大部门高校的电能节约空间大约在40%以上,水资源可节约20%以上,路灯在40%以上。
通过节能监管系统平台的建设,既可以有效地提升学校的能源管理水平。也可以从局部、粗放、估算的管理模式转向全面、精细、科学的管理模式。从而达到摸清家底、明确浪费,并持续改进、科学决策、精细化节能控制的目标。
(二)智能化、创新型校园建设的需求
智能化、创新型校园具有以下三个重要的特征:一是为后勤管理责能部门提供了一个智能感知环境下能耗数据综合信息服务系统,同时提供基于角色的个性化定制服务;二是将基于计算机网络的信息服务融入后勤管理工作的各个应用服务领域,实现后勤管理工作的互联和协同;三是通过智能化感知环境和信息综合服务系统,为学校与外界提供一个相互交流和相互感知的连接口。
作为全校的教学、科研、生活等各种能源消耗管理,全面实现智能化能源管理已经成为智慧校园建设和智慧后勤管理工作中重要组成部分。学校在教学、科研全面发展的同时,能源的消耗支出不断增加,急待需要通过先进的管理手段,进行能源节控、绿色减排。后勤管理部门更加需要一个高效、实时、稳定、可靠的管理系统,实现能耗使用过程中的各环节的控制、报警及故障定位、安全监测,使能源管理发挥最大的作用,保证广大师生的合理用能。此外,能源管理中各个角色的管理人员也需要有一个智能化信息平台。以便更加有效、便捷、直观的方式了解掌握的能源消耗、用能问题,高效的选择更节能的用能形式。
四 资金来源
(一)自建模式
根据我校实际情况,分步投入适量资金,搭建平台,做到先点后面逐步完成。
(二)引入第三方模式
在经费有限的情况下,可以考虑利用国家电网综合能源服务公司等经营单位投入资金,一步完成建设,且在一定的时期内对能耗所节约的部分,按照一定的比例分成作为补偿。
(三)申请上级部门专项资金模式
依据国家对节能减排工作的要求,申请住建部、省住建厅所拨付的资金,对我校能源节控进行建设,此模式难度较大,且需要我校在节控建设方面有相应规模的情况下,才有申请的资格。
五 效益分析
通过对学院建筑节能监管平台的建设,和实施有效的节能措施,进行效益分析主要有两部分:经济效益、社会效益。
(一)经济效益分析
1.中央空调节电率
通过对中央空调的有效管控,VRV多联机空调节电率能达到30%以上,水系统中央空调节电率能达到25%以上。
2.分体空调节电率
利用智能插座,将学院的所有分体空调集中管控在一个管理平台界面上,统一管理开启关闭时间,非空调季节的待机能耗,个性化定制每台空调的设置温度等,节能率能达到30%以上。
3.水管网监测
通过能源管理平台,对学院水管网监测,及时发现地下水管网跑冒滴漏现象,可节约用水达到30%-50%。
4.对学生宿舍热水供应的节能控制
我校在6902公寓、工业大学丁家桥校区、虹桥校区已经采取了引入第三方合作的方式,所以基本符合能源节控要求。
5.室外路灯照明等能耗设备节能控制
根据课程表联动,定时开关公共教室的照明,根据人流量控制公共图书馆的开启照明的范围和区域,根据室外光照度结合每天日出日落的时间定时开启和关闭学院路灯,根据红外感应控制车库的照明灯开启的数量,更换LED灯具等一系列控制手段,学院的照明用电量节约60%。
6.对校园开闭所、配电房等进行综合自动化监管通过对开闭所、配电房进行自动化监控,实现变电所无人监管,后勤人员相关配电房值班人员成本大大降低。
六 结束语
随着信息化、智能化时代的发展前进,新技术新设备层出不穷。我们只有不断地实现科学管理,推进技术改造,才能够把学校的能源管控工作做好做细,有效降低水电等能源消耗,把有限的资源用于保障教育教学工作去。在高校节能减排方面,后勤实体单位应强化各部门管理人员进行不同层次的教育培训,加块节能减排新技术、新设备的应用,控索节能工作的新模式和新途经,促进节能机制转换,在保证高效改善学学、科研工作条件的前提下,节约开支,达到降能降耗的目标。
参考文献
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[2]杨成全.高校能源管理体系建设的实践与思考[J].高校后勤研究,2015(06):87-88.
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