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基于节能减排的校园用电特性分析与优化

2017-03-14张子涵朱志莹廖德利钱程廖炜骏

科技视界 2016年27期
关键词:节能减排

张子涵 朱志莹 廖德利 钱程 廖炜骏 陈行 朱金 胡丽超

【摘 要】建设节约型学校是国家教育发展的重要战略,我国高校目前普遍存在人数多、能源消费大,节能意识淡薄现象,高校节能建设还有待加强。为此,论文以南京工程学院为例,分析了校园用电特性,给出高校节电方案,并通过实践得到了较好的经济、社会和环境效益,具有一定的实践性和推广价值。

【关键词】节约型校园;节能减排;校园节电

建设“资源节约型、环境友好型社会”是我国的一项基本国策。习近平主席在在中央财经领导小组会议上提出能源技术革命,将能源安全提升到国家战略。高校是构成社会的重要部分,也是资源能源消费的大户,“建设节约型学校”作为国家教育发展的战略之一已被写入《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》。我国目前有2700多所高校、3000多万在校生,并以每年1.3%-1.6%速度扩招,高校集中消费面广而且消费量大,也是重要的耗电大户。以学校照明为例,学校照明用电量己占学校总用电量的30%-40%以上。由于学校照明灯具数量多、分布广、管理粗放,再加上学生节能意识的淡薄,往往存在教室里白天在照度充足的情况下,仍普遍开灯学习的现象,造成巨大的能源浪费。以我校南馆教学楼为例,粗略估计约有照明灯3000盏,每盏灯36W,每天工作8h,每个教务年度按270天计,一年照明用电量大概为32.76万度,依照现行电价0.56元渡计,每年在一栋教学楼上就要耗资18.306万元。若按照每天只浪费2h,则白白流失的就有9.94万度电。若将此数据扩大到全校、市省乃至全国3000余所高校,则浪费电量巨大。而照明节电,就是在保证照明质量的前提下采取有关节电措施,可以减少电能浪费,降低学校的开支,提高师生以及全社会的节能意识,从而达到节能减排、保护环境的目的。

本文针对南京工程学院校园用能特性的具体分析,以我校15-16年的能源消耗数据和问卷调查的统计数据作为出发点,进行分析,提出了教学楼和宿舍节能方案尝试优化教学楼教室灯具的布局,以及宿舍节电建议。为学校节能建设提供了一种新思路。

1 高校电能使用现状与分析

1.1 我国高校用能现状

目前,我国各大高校积极开展节能工作,采取了许多行之有效的节能措施。一方面,完善管理制度和加强管理。2010年6月,由北京大学、清华大学等百余所国内著名高校参与的“全国高校节能联盟”在北京成立,并迅速在全国开展“十百千万”工程,旨在开展高校节能减排工作,促进节约型、绿色校园的建设。江苏省、山东省一些高校都设立有能源管理专业委员会。浙江、四川、上海等省市也成立有更大范围的高校后勤协会;另一方面,推广应用节能技术。节能技术的推广应用是实现节能目标的根本保证,据《中国教育报》报道:同济大学用节能灯替换校园草坪周边普通照明灯,实现节电20%;将自行开发的路灯节能器应用于校园内的路灯上,设置每天开启5小时,凌晨后部分路灯自行关闭,实现节电。

1.2 南京工程学院电能使用现状

南京工程学院学校占地面积近3000亩,各类建筑面积80多万平方米,办公教学(行政楼、教学楼、图书馆、体育馆)34.38万平方米、附属设施(门诊部、食堂)9.2万平方米、学生宿舍28.9万平方米。现有全日制在校生2.5万多人,教职员工1800多人。

经查找资料及实地调查得知,学校总教室总面积约1.28km2,共有灯具2.4×104盏,基本为30WYZ30RR26型双端直管荧光灯,2015年度总耗电量为22683871.51kWh,总电费支出为1200万元,校园照明插座用电约占35%,灯具布局符合国家《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)规定学校教室照明功率密度值不应大于 10W/㎡,照度不低于 300lux的要求。

1.3 已有基础条件

作为节约型校园建设的重要基础及标志的“校园能源监管平台”建设工作于2012年在学校启动,并于2013年内完成超过20幢建筑的分项计量设备的安装和高试,并还逐步建成校园能耗数据中心。以下为学校现有能耗管理特点:

1)设备方面:有载调压的变压器;图书馆湖水源空调;LED照明(图书馆部分使用,现正逐步推广);空气源热泵;小范围太阳能发電。

2)管理方面:用水定额(年人均40吨);用电超额惩罚性收费;设备及时更换,定期维护;部门用电超过2000W要及时上报,不能私接用电器。

2 校园用电优化方案

2.1 教学楼照明用电优化

1)采用新型节能技术,以点带面分析:以南馆A座一楼教室为例,统计其教室内灯具数量、使用型号、排列方式等基本信息;统计学校教室总数量、灯具数量;优化方案中,每间教室70盏30W荧光灯可替换成40盏28W的T5型三基色荧光节能灯,计算两间教室的用电差值, 得出节能灯的节电效率,同时考虑其舒适程度与经济效益, 得到节电率为46.7%.

2)节能灯具节能计算:TZ型荧光灯寿命约为8000小时,单价5元;T5型荧光灯寿命为10000小时,单价10元。以40000小时为一个周期,一个周期内(约4.5年),TZ型荧光灯更换5次,而T5型荧光灯更换4次。经计算,考虑节电效率,T5型荧光灯一个周期内可节约91.4万元,灯具及维护费用高出TZ型荧光灯7.2万元,所以得一个周期内可节约84.2万元,平均年收益18.7万元。

3)学校教室照明用电节能管理的建议:目前本校大一新生要求晚自习,故周日至周四共五日使用教学区大部分教室,共占用60间教室。一方面,将其他不用的自习教室分区开放,将其余自习的学生集中起来安排到指定的教室。另一方面,更换普通照明灯具,积极采用节能照明灯具。

2.2 学生宿舍用电优化

图1给出了学校宿舍楼用电数据统计结果,由图1可以看出,插座用电占了总用电比重的三分之二,而根据问卷调查的结果可以看出宿舍楼插座的用电主要在于电脑用电。

1)学生电脑使用节能建议:平常用电脑建议关闭后台软件,提升系统流畅度;改进散热风路或水路来提高散热效率,降低能耗。

2)学生宿舍空调节电:通过计算,一台空调优化后的效率为原来的115%,本校空调装机数约为5000台,夏季每台空调的运行功率大约为1000kW,根据电费0.53元/kWh,一天大约能节约5172元,一年理论上可以在空调方面节约95万元。以下给出有效空调节能建议:1)出风口保持顺畅。不要堆放大件家具阻挡散热,出风口设计要合理,也可以配合电扇加速室内冷气流通,保持冷气均匀充足。2)出风口调节高度适中。制热时导风板向下,制冷时导风板水平,效果较好。3)过滤网要经常清洗。太多的灰尘会塞住网孔,使空调加倍费力,通风口堵塞容易造成换热过慢,增加空调的使用功率。

3 效益分析

3.1 经济效益分析

优化方案中,每间教室70盏30W荧光灯可替换成40盏28W的T5型三基色荧光节能灯,计算两间教室的用电差值, 得出节能灯的节电效率,同时考虑其舒适程度与经济效益,得到节电率为46.7%。一个周期内可节约84.2万元,平均年收益18.7万元。达到实现综合能效提升10%~15%、年度节能10万元的目标。

3.2 社会效益分析

大多数高校基本上都有水电节能管理人员,但大多数管理人員只是日复一日,年复一年地从事计量抄表和水电收费工作,未能开展更深层次与水电节能更贴近的、更专业的能效分析、节能挖潜、节能监管和督查等全方位的节能管理工作。而基于节能减排的校园建设,能为高校水电管理提供参考。

3.3 环境效益分析

实现环境友好,是构建节约型生态校园的环境目标。环境友好既包括环境美好又包括人与环境和谐共处、协调发展的关系。在构建节约型生态校园过程中,既要重视对原生态自然环境的保护,又要合理配置和安排人工环境资源。在校园范围内还应该倡导有利于环境的生产和消费方式,形成人人关爱环境、人人保护环境的校园风尚和文化氛围,实现人与自然协调发展。通过构建节约型校园,不但节约了资源而且还实现校园环境的优化,人与环境的友好共处,通过节能做到对环境保护。

【参考文献】

[1]柴宜贤.浅谈高校建筑低碳节能技术的应用[J].哈尔滨学院学报,2012(11).

[2]刘志麟,孙刚.节能技术在校园建设中的应用——以日照职业技术学院校区建设为例[J].建筑节能,2013(12).

[3]姜涛,王浩.高校教室节能照明改造与设计[J].照明工程学报,2014(5).

[责任编辑:田吉捷]

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