高校能耗问题突出,节能潜力巨大,倘若能有的放矢,以点带面,各个击破,将会协助节约型校园建设取得理想的节能、降耗、减排效果。就上海地区某高校情况,结合有关数据,对电功率通过多元统计分析法和上门访问问卷调查法,就生活热水能耗现状以及节能潜力做综合分析与评估,探寻学生宿舍高能耗源头,量化热水节能潜力。相关研究将对上海地区以及长三角及长江流域高校学生宿舍生活热水节约能源改造提供参考依据,推动夏热冬冷地区区域节能科学性、可持续发展。
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上海属于夏热冬冷气候区,四季分明,除去每年*热的7月、8月(平均*高气温31.6℃,平均气温27.8℃)外,其余时间洗澡皆需要热水,热水的使用量较大,在热水器的选择上需要考虑安全、投入及运营成本。
截至2005年,全国普通高校共1794所,建筑面积达到5.08亿m2;在校学生数超过2300万人,教职工数189.1万人,占全国城镇总人口数的4.4%,而且人均能耗高。经统计,全国45所高校人均生活用水量是145.2t,是全国人均用水量的1.95倍。45所高校的人均年能耗折算为0.775吨标准煤,相当于人均能耗用电折算为2152kW·h,是全国人均生活用能的4.32倍。实际电耗占总能耗26.8%。人均电耗2152×26.8%为576kW·h,是2003年全国人均电耗(173kW·h)的3倍;是上海(484kW·h)、北京(483kW·h)人均电耗的1.2倍;是2006年全国生活能源电力人均消费量(3252亿kW·h÷13亿人=250kW·h)的2.3倍。
能耗如此高,如此集中,节能、节地、节水、节材的节约型校园需求势在必行。上海地区生活水平较高且高校云集,各高校新校区及部分老校区基本实现宿舍附带独立卫生间,大部分的学生宿舍都安装有电加热器,每年校方以及学生本人在此处的电费支出较大,与使用集中浴室的学生相比,高出几倍。但集中浴室大多在宿舍外,洗澡不方便,这跟日益提高的生活水平相矛盾,慢慢的变多的学生已经感觉到不适应,迫切希望足不出户即能解决洗澡问题,并且教育部、教委也在积地推动提高学生生活品质的政策与部署,显然集中浴室也非长时之计。目需要寻求一种既能符合高校学生日渐增长的物质文化生活需求,又具有安全、节能的宿舍热水系统。本文就传统热水加热方式之电加热器能耗现在的状况进行分析,探寻学生宿舍高能耗源头,量化热水节能潜力,将为下一轮的校园节能改造点提供依据。
恰逢上海某高校学生宿舍洗澡使用电加热器和使用公共浴室兼而有之,从能源中心拿到了2010年7#~15#楼以及16#~20#楼两组宿舍组团电耗,两个组团内都混合了使用电加热器的和未使用电加热器的楼栋,通过多元统计分析法和上门访问问卷调查法对以下数据做多元化的分析,分离出有无电加热器两种情况的实际电耗。
用电设备包含:电热水器、电脑、照明、风扇、插座。2月、7月、8月正值假期,用电量为留校生产生,因人数不确定,地点不集中,不足以衡量所有学生用电情况,暂不参与分析。3月~7月、9月~1月为学习期间,1月、3月、4月、10月、11月、12月这几个月用电量从图1中可看出远高于9月,根据上海气候以及生活习惯,除了7月、8月会洗冷水澡外,其余月份基本洗热水澡,较冷的3月、4月、11月、12月尤为突出,从表1中看到用电量明显高于其余月份。以12月为例,其耗电量甚至是9月的2倍,7月份的3倍。通过图1、表1分析,可初步判断,电热水器耗电量在学生宿舍电耗中的比例远高于其他电器的电耗。
在16~20#楼内,其中16#~18#楼无电加热器,洗澡依赖公共浴室;19#、20#楼有电热水器,如果能将这两种情况进行拆分,即可得到本研究想要的数据。
16#~18#楼宿舍类型一致,用电设备包含:电脑、照明、风扇、插座,现对宿舍各种电器通过电功率以及每天使用运行时间做多元化的分析。
通过对这3栋公寓120个宿舍、235人的随机调研得知,电脑的普及率为94%,笔记本占到了97%,在计算中可视为人均1台笔记本电脑,笔记本电脑的功率(P)平均为0.04kW/h,每天工作从18:00-23:00,上班时间(H)为5h,每年上班时间为270s(D),3栋公寓一共1696人(N)。
每个宿舍2个节能灯管,每个灯管的功率(P)平均为0.03kW/h,每天工作从17:00-23:00,上班时间(H)为6h,每年上班时间为270d(D),3栋公寓一共848间宿舍(B)。
每个宿舍1台吊扇,每台吊扇的功率(P)平均为0.08kW/h,每天工作从18:00-6:00,上班时间(H)为12h,每年上班时间为60d(D),3栋公寓一共848间宿舍(B)。
在对这3栋公寓120个宿舍、235人的随机调研的过程中,有82个宿舍明确告知了每个月的电费缴费情况,总和平均之后,算得每个人月均缴纳电费(M)10元。
功率多元统计分析法*终算得2010年T1总电费为137478元,上门访问问卷调查法*终算得2010年T2总电费为152640元。两种算法相差15162元。由于功率多元统计分析法在计算过程中,插座无规律可循,暂未考虑在内,可将两种算法的差价定义为插座电耗,因此,16~18#学生公寓楼2010年总电耗为247390kW·h,电力总消费为152640元(不含寒暑假)。
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。
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采用新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。
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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节能。
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,自动生成各种各样的形式的报表、图表以及系统性的能耗审计报告,能够监测能耗设备的运作时的状态,设置控制策略,达到节能目的。
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相间电流速断保护,相间电流速断保护(可带低压闭锁),相间过电流保护(可带低压闭锁),两段式零序过流保护,反时限相间过流保护(可带低压闭锁),零序反时限过流保护,过负荷保护,控制回路异常告警。
分合闸位置、手车工作/试验位置、接地刀闸位置、硬接点信号(保护跳闸、装置告警、控制回路断线、装置异常、未储能、事故总等)、报文(过流、过负荷、超温报警、过温报警、装置告警、PT断线、CT断线、对时异常等)、遥控开关、故障波形分析(故障录波、故障波形、故障记录、跳闸、故障电流电压)等。
一次回路动态模拟图、弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、验电、核相、自动温湿度控制及显示(标配一路强制加热)、远方/就地旋钮、分合闸旋钮、储能旋钮、人体感应、柜内照明控制、RS485接口、高压柜内电气接点无线kV传感器
合金片固定,CT感应取电,启动电流大于5A,测温范围-50-125℃,测量精度±1℃;无线kV
相电压电流+零序电压零序电流,电压电流不平衡度,有功无功功率及电能、事件告警及故障录波,谐波(电压/电流63次谐波、63组间谐波、谐波相角、谐波含有率、谐波功率、谐波畸变率、K因子)、波动/闪变、电压暂升、电压暂降、电压瞬态、电压中断、1024点波形采样、触发及定时录波,波形实时显示及故障波形查看,PQDIF格式文件存储,内存32G,16D0+22D1,通讯
全电量测量,四象限电能,复费率电能,仪表内部温度测量,总有功、总无功、总视在电能脉冲输出、脉冲等可选。三相电流、有功功率、无功功率、视在功率实时需量及*大需量(包含时间戳)。电流、线电压、相电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、电流总谐波、电压总谐波的本月值和上月值(包含时间戳)。中文显示,有功电能0.2s。通讯方式:RS485,Prifibus-DP、以太网
3、4路16A磁保持继电器输出,输出可通过按钮手动控制,输出状态液晶屏显示。
3、4路16A磁保持继电器输出,输出可通过按钮手动控制,输出状态液晶屏显示。
7、IP地址设置连接、ALIBUS系统组网扩容、ALIBUS通讯软件连接
DIN35mm导轨式安装结构,体积小巧,能测量电能及其他电参量,可进行时钟、费率时段等参数设置,精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术方面的要求,并且具有电能脉冲输出功能;可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。
通过CAN转光纤中继实现把CAN总线传输转换至光纤传输延长通讯距离增加方案多样性。
监控主机通过总线网络实时监控各个终端,在险情发生时,自动将信息指令发布到每个终端,终端收到指令之后自动开始工作,如频闪、变向、开、灭灯等工作,实时指示*佳、*安全的疏散路线结束语
本文通过电器功率多元统计分析法和上门访问问卷调查法对上海地区高校学生宿舍生活热水能耗现状数据量化,并进行节能潜力综合分析与评估,得到包括电脑、照明、风扇、插座、电热水器的学生宿舍电耗,电热水器占到了总电耗的74%能耗指标(见图2),是其他4种电耗总和的2.8倍(见图3),电加热器电耗过高,在总电耗中比例大,如果能通过切实有效的方法消除或降低此处电耗,将会从根本上大幅度降低宿舍高能耗问题。并且通过人均热水器电耗,可推算出人均热水使用量,对以后学生公寓热水水量设计提供参考依据。