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能源系統(tǒng)設(shè)備節(jié)能改造方案論文
摘要：高校作為教育體系的重要組成部分，隨著教育的不斷數(shù)字化，其必須樹立節(jié)能減排的理念，促使資源合理利用，探索能源系統(tǒng)設(shè)備的節(jié)能新途徑以及新方法。同時，充分利用校園網(wǎng)絡(luò)對能源系統(tǒng)的設(shè)備進行節(jié)能改造，對資源消耗進行統(tǒng)一監(jiān)控，實現(xiàn)高校能源系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)字化節(jié)能。
關(guān)鍵詞：高校節(jié)能；能源設(shè)備；節(jié)能改造
高等學(xué)校的能源系統(tǒng)主要由電力系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等組成，如圖1所示。根據(jù)天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)近三年來的統(tǒng)計數(shù)據(jù)（見圖2），以熱力系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)所占總能源費比重最大。因此，建立能源系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)測平臺，可以實現(xiàn)對主要用能系統(tǒng)和用能設(shè)備能耗數(shù)據(jù)的實時采集、監(jiān)測、記錄和儲存，可以實現(xiàn)對各用能系統(tǒng)的分項計量和在線監(jiān)測，為能源系統(tǒng)的設(shè)備節(jié)能改造提供依據(jù)和改進方向。
1高校能源系統(tǒng)的設(shè)備節(jié)能工作中的技術(shù)問題
高等院校大多建校時間較早，有部分校區(qū)、校舍使用年限達到數(shù)十年，能源系統(tǒng)的設(shè)備管理過程中技術(shù)設(shè)備材料較落后，可統(tǒng)計、監(jiān)控程度低，而且計量設(shè)施很難覆蓋能源系統(tǒng)的各個使用部位，能源系統(tǒng)的設(shè)備節(jié)能技術(shù)缺陷還導(dǎo)致不合理的能源供需，造成能耗增加。以天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)為例，該校能源計量系統(tǒng)由天然氣、電力、熱力和自來水四類組成，從現(xiàn)場調(diào)查情況看，在計量儀表配置方面，學(xué)校對外購能源系統(tǒng)的設(shè)備（電、天然氣、水）的計量儀表配置完善，達到標(biāo)準(zhǔn)要求，但對校區(qū)內(nèi)各部門及重點耗能設(shè)備的儀表配置不夠完善，根據(jù)采暖設(shè)計要求，各棟樓熱力入口應(yīng)安裝熱計量表，但現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，未按圖施工安裝熱計量表，給學(xué)院的能源統(tǒng)計和分析帶來一定難度，同時計量器具的不全也不利于學(xué)校自身查找運行過程中各種跑冒滴漏現(xiàn)象。
2高校能源系統(tǒng)的設(shè)備節(jié)能措施
2.1節(jié)能工程的工作原理和實現(xiàn)功能
2.1.1工作原理使用標(biāo)準(zhǔn)化的大型公建能耗數(shù)據(jù)模型作為節(jié)能監(jiān)測分析系統(tǒng)分項能耗數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模型，系統(tǒng)能計算各種能耗評價指標(biāo)，包括單位面積能耗指標(biāo)、人均能耗指標(biāo)、實時能耗指標(biāo)等各種分項能耗指標(biāo)。能源系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)據(jù)信息通過數(shù)據(jù)采集器采集，再通過單位的以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心平臺，并提供標(biāo)準(zhǔn)能耗指標(biāo)和能耗對標(biāo)，提高使用者管理水平并有針對性地進行節(jié)能改造或維修。由于整個設(shè)備節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)通過純Web的應(yīng)用模式提供所有的應(yīng)用功能，各個用戶均可以使用瀏覽器，通過以太網(wǎng)訪問設(shè)備節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)，依據(jù)權(quán)限使用其全部或部分應(yīng)用功能。2.1.2實現(xiàn)功能能源監(jiān)測分析系統(tǒng)可實現(xiàn)三種功能。
�。�1）能耗監(jiān)測。通過對智能電表、燃氣流量計和熱（冷）量表實時采集以及分析，實現(xiàn)各種能耗數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測功能。
（2）能耗查詢。能耗查詢包括能耗數(shù)據(jù)的屬性查詢、分析查詢、對比查詢、表值查詢等。支持分類、分項來查詢設(shè)備的用能情況；用戶可以根據(jù)自己的需要，在權(quán)限范圍內(nèi)自由組合能耗查詢項。
�。�3）能耗對標(biāo)。對標(biāo)管理，指的是在廣泛采集設(shè)備能耗基礎(chǔ)上，先逐漸總結(jié)出設(shè)備的平均能耗，并以此作為普遍參照標(biāo)準(zhǔn)來衡量其他設(shè)備的能耗是偏高還是偏低。
2.2高校能源系統(tǒng)的節(jié)能改造方案
2.2.1實現(xiàn)能源分項計量天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)目前使用的能源品種有電力、熱力、天然氣和自來水。在能源審計和節(jié)能診斷過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)校只對購入的電、熱、氣、水等的總量實行裝表計量，而沒有按照《用能單位能源計量器具配備和管理通則》（GB17167-2006）和《用能單位水計量器具配備和管理通則》（GB24789-2009）的要求對主要功能區(qū)域（辦公、學(xué)生公寓、培訓(xùn)中心等）、用能系統(tǒng)（空調(diào)系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)）、主要用能設(shè)備（制冷機、機械加工設(shè)備、水泵、燃氣鍋爐等）的用電量、用熱量、用氣量和用水量等裝表計量，也沒有根據(jù)《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能源審計導(dǎo)則》等的要求進行分項能耗計量。在用電管理中，由于不能量化各功能區(qū)的用電量，放假期間用電量仍然較大，浪費現(xiàn)象嚴重。供水系統(tǒng)的四套地下管網(wǎng)互相溝通，中水和高壓中水沒有單獨表計量（見圖3），干管、支管沒有水表檢測，一旦發(fā)生地下漏水，無法及時判斷具體漏水位置，只能逐個管路排查，工作量大，時間長。自投用以來，已出現(xiàn)多次水管破裂而長時間不能發(fā)現(xiàn)和處理的情況；衛(wèi)生間經(jīng)常有閥門關(guān)閉不嚴，漏水不止也不能及時發(fā)現(xiàn)，缺少計量儀表和能耗監(jiān)控設(shè)施，造成大量水資源浪費。本次設(shè)備節(jié)能改造制定專門的分項計量解決方案，對改造設(shè)備和重點用能系統(tǒng)、用能設(shè)備配備計量儀表，并加強計量管理工作，保障計量數(shù)據(jù)的全面、完整和準(zhǔn)確，便于在今后的能源管理工作中進行能耗統(tǒng)計和分析，及時發(fā)現(xiàn)和解決存在的問題。
2.2.2培訓(xùn)公寓洗浴熱水供應(yīng)系統(tǒng)改造目前，天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)培訓(xùn)公寓206個房間的洗浴熱水由鍋爐房3#、4#兩臺額定熱功率均為0.48MW的立式燃氣熱水鍋爐提供，由于鍋爐房距離培訓(xùn)公寓較遠，并且公寓培訓(xùn)人員流動大和熱水需要量波動大，每年需要消耗大量的高品質(zhì)天然氣對熱水儲罐進行維溫，造成一定的能源浪費。節(jié)能改造中在培訓(xùn)公寓的屋頂加裝太陽能熱水系統(tǒng)，作為生活熱水的主要熱源，以現(xiàn)有的2臺燃氣鍋爐作為輔助熱源，減少天然氣消耗，優(yōu)化學(xué)校的能源結(jié)構(gòu)，降低能源消耗和費用。節(jié)能改造將充分利用H座5號樓屋頂現(xiàn)有的2000m2空地，安裝300個2.5m2的真空管太陽能集熱器，組成太陽能集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)，作為206個房間生活熱水的主要熱源，在太陽能供熱量不足時啟動兩臺空氣源熱水器和電加熱器。另外，以現(xiàn)有的2臺燃氣鍋爐作為輔助熱源，組成“太陽能-空氣源-電熱器-燃氣鍋爐”復(fù)合熱源生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)。
2.2.3空調(diào)自控系統(tǒng)改造中西培訓(xùn)中心及工業(yè)中心由兩臺約克公司生產(chǎn)的額定制冷量為2110kW的水冷式離心冷水機組提供冷源，由循環(huán)水泵送至空調(diào)末端系統(tǒng)，末端采用風(fēng)機盤管形式向中心內(nèi)供冷。但現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)自動控制裝置和控制功能不全，缺少室內(nèi)溫濕度傳感器、控制器、控制程序等，因此，無法對室內(nèi)溫度、濕度等進行實時監(jiān)測，同時缺少室內(nèi)人體感應(yīng)傳感器，無法對供用能設(shè)備進行及時控制和調(diào)節(jié)，影響設(shè)備的高效和正常運行。針對空調(diào)系統(tǒng)存在的問題，結(jié)合主要耗能設(shè)備的運行情況，對中西培訓(xùn)中心及工業(yè)中心的空調(diào)自動控制系統(tǒng)進行升級改造，具體改造方案如下：完善培訓(xùn)中心及工業(yè)中心室內(nèi)溫度傳感器和濕度傳感器，以便能及時檢測到室內(nèi)溫度和濕度信號，并分析和判斷其是否在合理范圍內(nèi)，增加人體感應(yīng)傳感器開關(guān)；更新和升級改造空調(diào)系統(tǒng)控制程序，為實現(xiàn)控制系統(tǒng)的節(jié)能運行和靈活調(diào)節(jié)，本次節(jié)能改造擬對現(xiàn)有控制程序進行升級，在現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上進行擴充和強化，通過在獨立的風(fēng)機盤管供電線路上安裝溫、濕控和人體感應(yīng)傳感器開關(guān)等方法，檢測室內(nèi)溫度、濕度及是否有人，實現(xiàn)供斷電控制；通過智能控制和管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對主機開關(guān)狀態(tài)、電壓、電流、冷熱媒、溫度、壓力的實時監(jiān)控，掌握主機運轉(zhuǎn)情況，取得監(jiān)測數(shù)據(jù)。這樣可以滿足不斷變化的控制和調(diào)節(jié)功能需求，使得空調(diào)設(shè)備的控制更靈活、調(diào)節(jié)更方便、運行更可靠、整體更節(jié)能�？照{(diào)系統(tǒng)自控邏輯示意圖如圖4所示。多聯(lián)機空調(diào)設(shè)備的節(jié)能原理與中央空調(diào)設(shè)備一樣，通過改造，在現(xiàn)有控制功能的基礎(chǔ)上，增加室內(nèi)人體感應(yīng)傳感器，使系統(tǒng)根據(jù)房間內(nèi)人員密度情況及時合理調(diào)節(jié)空調(diào)負荷，同時加強系統(tǒng)維護和管理，達到節(jié)能目的。
3結(jié)論
大力推進高校能源系統(tǒng)設(shè)備節(jié)能改造，有助于進一步推進節(jié)能減排工作，建設(shè)節(jié)約型校園。在為國家節(jié)約大量能源，創(chuàng)造巨大環(huán)保效益的同時，這也有利于降低學(xué)校辦學(xué)費用，使廣大青年學(xué)生樹立節(jié)能環(huán)保意識，養(yǎng)成珍惜能源的良好習(xí)慣，因此具有重大的研究意義和示范價值。
參考文獻
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