公建節(jié)能運(yùn)行措施的研究

公建節(jié)能運(yùn)行措施的研究1.1、公建節(jié)能運(yùn)行的必要性、可行性供熱節(jié)能在我國全社會節(jié)能中具有十分重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國目前供熱采暖耗能全年約為1.3億噸標(biāo)煤，占全社會總能耗的10%，北方地區(qū)約占總能耗的20%。北方冬季供熱采暖消耗的能源比較大，平均耗能是氣候相近發(fā)達(dá)國家的2～3倍，相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家60至70年代水平。1.1.1、我國依靠公共財(cái)政運(yùn)行的各級政府機(jī)關(guān)、事業(yè)單位和社會團(tuán)體的能源管理基礎(chǔ)差，能耗高，節(jié)約潛力大。1.1.2、我國政府機(jī)構(gòu)人均能源消耗和每建筑平方米能耗都比發(fā)達(dá)國家高出5-7倍，比一般的民用建筑高出10倍，有的地方高出20倍。1.1.3、政府辦公樓等公共建筑有相對固定的作息時(shí)間，有節(jié)假日，在夜間或假期無人上班期間里可實(shí)現(xiàn)低溫供熱，供熱運(yùn)行調(diào)整空間很大。1.1.4、實(shí)施政府辦公樓及公共建筑熱計(jì)量及節(jié)能運(yùn)行改造是供熱體制改革的重要舉措之一，是促進(jìn)供、用熱雙方勵(lì)行節(jié)約的一項(xiàng)重要措施，是實(shí)現(xiàn)國家“十一五”節(jié)能減排指標(biāo)的需要。1.2、公建節(jié)能運(yùn)行技術(shù)路線及技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)公建供熱節(jié)能主要從以下兩方面入手：第一，提高用能設(shè)備效率，第二，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行時(shí)間。對于公建供熱調(diào)控系統(tǒng)，在加強(qiáng)樓宇外墻保溫的同時(shí)，建立節(jié)能運(yùn)行調(diào)控平臺，合理分配用能時(shí)間，從而可以最大限度降低建筑物整體能耗水平。下面重點(diǎn)介紹公建節(jié)能調(diào)控系統(tǒng)的技術(shù)措施及改造方案。1.2.1、技術(shù)路線公建節(jié)能運(yùn)行調(diào)控平臺建立的主要思想是：集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、遠(yuǎn)程控制。通過建立遠(yuǎn)程調(diào)度調(diào)控系統(tǒng)，利用GPRS或ADSL等遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)（如圖1）實(shí)現(xiàn)由調(diào)度（管理）中心對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測自動控制。實(shí)現(xiàn)對此區(qū)域內(nèi)建筑物耗熱量的分時(shí)分區(qū)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，保證整個(gè)供熱系統(tǒng)的安全穩(wěn)定節(jié)能運(yùn)行。1.2.1.1、上位機(jī)系統(tǒng)采集要求：對現(xiàn)場的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括供回水溫度、流量、熱量、電動調(diào)節(jié)閥的開度、通過GPRS無線通訊系統(tǒng)利用調(diào)控中心的上位機(jī)進(jìn)行采集并顯示，通訊要求保證暢通、穩(wěn)定，以便能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況。軟件要求：保證數(shù)據(jù)真實(shí)完整。調(diào)度人員下達(dá)的所有操作指令的信息存儲到操作日志里面，并且操作日志不可修改和刪除，并形成各種分析報(bào)表。1.2.1.2、現(xiàn)場控制及通訊系統(tǒng)熱計(jì)量表：精度等級符合國家相關(guān)技術(shù)要求，防護(hù)等級IP65以上，提供通訊接口及通訊協(xié)議。電動調(diào)節(jié)閥:設(shè)計(jì)選用線性流開調(diào)節(jié)閥，不帶失電自復(fù)位功能，防護(hù)等級IP54以上，關(guān)斷壓差0.25-0.4Mpa。電壓交流24V,模擬量輸入、輸出為4～20mA或0～10V。采用GPRS無線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，現(xiàn)場安裝GPRS－MODEN及控制箱一套，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)采集數(shù)據(jù)及遠(yuǎn)程控制。1.2.1.3、室內(nèi)溫度監(jiān)控系統(tǒng)樓內(nèi)按照高、中、低，遠(yuǎn)、中、近等不同的房間位置安裝遠(yuǎn)程室內(nèi)溫度測溫點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測室溫變化情況并上傳調(diào)度中心。按照不同房間的室溫曲線，及時(shí)調(diào)整供熱計(jì)劃，科學(xué)指導(dǎo)供熱運(yùn)行。圖4-1公建調(diào)控通訊系統(tǒng)構(gòu)成1.2.2、技術(shù)措施（見圖4-2）1.2.2.1、在公建樓前供熱井室內(nèi)或管道井中的供水管道上安裝熱計(jì)量表，為便于熱表損壞維修更換，熱表兩端加裝手動閥門。1.2.2.2、在回水管路安裝電動調(diào)節(jié)閥門，同時(shí)安裝控制器及通訊裝置，根據(jù)用戶用熱習(xí)慣和室外溫度情況隨時(shí)調(diào)節(jié)用戶室內(nèi)溫度。1.2.2.3、對具備條件的雙管系統(tǒng)建筑安裝溫控閥；對單管串聯(lián)系統(tǒng)在條件成熟時(shí)進(jìn)行室內(nèi)采暖系統(tǒng)改造后安裝溫控閥，實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)溫度的手工調(diào)節(jié)。1.2.2.4、在每個(gè)公建單位選擇供暖效果較差的房間，安裝無線室溫監(jiān)測儀，及時(shí)了解房間溫度變化情況。1.2.2.5、設(shè)立集中調(diào)控中心，建立虛擬VPN網(wǎng)絡(luò)，安裝服務(wù)器、路由器及B/S結(jié)構(gòu)上位機(jī)專業(yè)調(diào)控軟件，對所有改造的公建單位進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和調(diào)節(jié)。圖4-2公建改造安裝示意圖1.3、公建節(jié)能運(yùn)行調(diào)節(jié)方式研究調(diào)控系統(tǒng)建立后，所有站點(diǎn)并入調(diào)控中心統(tǒng)一進(jìn)行管理，調(diào)度人員需要針對不同建筑物的用能特點(diǎn)，制定詳細(xì)的調(diào)控運(yùn)行計(jì)劃，實(shí)行有效的需求側(cè)管理，按“所需即所供”的原則，幫助用戶提高能源使用效率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，節(jié)約能源成本開支、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。1.3.1、科學(xué)制定需熱量計(jì)劃為使節(jié)省的熱量真正返回到熱源，調(diào)度人員需根據(jù)公建單位收費(fèi)面積、次日室外平均氣溫、能耗指標(biāo)，確定瞬時(shí)熱量并上報(bào)供熱公司。在供熱公司下達(dá)整網(wǎng)熱量計(jì)劃前，對公建所在換熱站熱量計(jì)劃進(jìn)行核減。1.3.2、分時(shí)段精細(xì)化調(diào)控調(diào)控中心嚴(yán)格按照熱量計(jì)劃對公建單位進(jìn)行供熱，以瞬時(shí)耗熱量或流量作為調(diào)節(jié)曲線。根據(jù)用戶實(shí)際需求，在不同的時(shí)間段內(nèi)設(shè)定需要的熱量。主要分為工作時(shí)間、休息時(shí)間、周末、節(jié)假日，同時(shí)在一天內(nèi)分為成幾個(gè)時(shí)間段進(jìn)行細(xì)化調(diào)整（如圖4-3所示）。圖4-3分時(shí)段調(diào)控1.3.3、引入室溫實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)制在公建系統(tǒng)中選取具有代表性的房間位置，安裝無線室溫設(shè)備并定時(shí)上傳至調(diào)控中心，實(shí)時(shí)監(jiān)測室溫變化情況（如圖4-4所示），及時(shí)調(diào)整運(yùn)行調(diào)控方案。圖4-4室內(nèi)測溫曲線1.4、公建節(jié)能的運(yùn)作模式實(shí)施公建節(jié)能運(yùn)行需要對供熱系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，安裝自動調(diào)節(jié)裝置及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)，同時(shí)需建立調(diào)控中心實(shí)時(shí)調(diào)整。但由于系統(tǒng)改造需要一定量的資金投入，公建單位也沒有專業(yè)部門和技術(shù)人員進(jìn)行管理，項(xiàng)目實(shí)施比較困難。因此建議公建節(jié)能改造委托能源服務(wù)公司并采用合同能源管理機(jī)制運(yùn)作。合同能源管理（圖4-5）（EPC—EnergyPerformanceContracting）是一種新型的市場化節(jié)能機(jī)制。其實(shí)質(zhì)就是以減少的能源費(fèi)用來支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本的節(jié)能業(yè)務(wù)方式。圖4-5合同能源管理概念示意圖能源公司首先對政府辦公樓和公共建筑進(jìn)行初步能源審計(jì)，及時(shí)掌握用戶的建筑能耗，并做出節(jié)能項(xiàng)目評估，與用戶談判簽訂公建熱計(jì)量改造合同，由能源公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目的全部投入，項(xiàng)目實(shí)施后，能源公司與用戶共同分享節(jié)能收益。本項(xiàng)目可以極大地推進(jìn)用戶主動行為節(jié)能，能源公司則根據(jù)用戶的用熱性質(zhì)和氣候狀況合理調(diào)整用熱量，達(dá)到合理用熱，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。具體運(yùn)作模式如圖4-6所示：圖4-6：系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)作模式圖由于項(xiàng)目采用合同能源管理模式運(yùn)作，能源公司負(fù)責(zé)出資，用戶不用掏一分錢、沒有任何風(fēng)險(xiǎn)、免操心還能獲得節(jié)能受益，也就使用戶愿意與能源公司合作，同意并積極配進(jìn)行公建的節(jié)能運(yùn)行改造工作。而公建單位用戶需要做的就是配合能源公司做好本部門的用熱管理，避免不必要的熱能浪費(fèi)，積極主動地進(jìn)行自身的行為節(jié)能。1.5、公建節(jié)能運(yùn)行實(shí)例分析以承德市區(qū)公建單位的熱計(jì)量及節(jié)能運(yùn)行改造實(shí)施情況為例。承德市在2007年下發(fā)了《承市政辦（2007）76號文件》，承德市公用資產(chǎn)管理局為項(xiàng)目的責(zé)任部門，具體負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)實(shí)施政府辦公樓熱計(jì)量改造工作，監(jiān)督改造工作的落實(shí)。承德熱力集團(tuán)組建普瑞能源管理公司為項(xiàng)目的實(shí)施主體，采用合同能源管理機(jī)制通過市場化運(yùn)作改造項(xiàng)目的實(shí)施。公建產(chǎn)權(quán)單位與能源管理公司簽訂節(jié)能管理合同。1.5.1、項(xiàng)目實(shí)施情況介紹自2007年以來，普瑞能源公司連承擔(dān)了承德熱力集團(tuán)近40萬平方米的大型政府辦公樓和公共建筑的供熱計(jì)量節(jié)能改造項(xiàng)目，累積總投資460余萬元。年平均節(jié)能率達(dá)21%。項(xiàng)目由普瑞能源公司利用自有資金、股民集資等方式全部投資。終端熱用戶包括政府機(jī)關(guān)辦公樓、大型商業(yè)用戶、大中專院校、銀行等各類公共建筑，按承德市物價(jià)局制定的熱計(jì)量兩部制收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，按面積收費(fèi)為30元/m2，按熱量收費(fèi)為125.74元/Mwh。通過對這些大型公共建筑進(jìn)行的熱計(jì)量節(jié)能改造，使熱能供應(yīng)商承德熱力集團(tuán)公司、終端熱用戶、節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施主體普瑞能源公司以及社會多方受益。1.5.2、實(shí)例分析以一個(gè)政府辦公樓、一個(gè)學(xué)校和兩個(gè)大型商場為例進(jìn)行效果分析。1.5.2.1、采取的措施普瑞能源公司在公建單位樓前井室安裝超聲波熱計(jì)量表、電動調(diào)節(jié)閥門，就地安裝了遠(yuǎn)程調(diào)控箱，室內(nèi)選擇性的布置了測溫點(diǎn)。調(diào)度人員通過調(diào)度中心上位機(jī)，在節(jié)假日實(shí)施低溫供熱，工作日把每天分成4個(gè)時(shí)段，分別是上午、中午、下午、夜間，設(shè)定不同的供水溫度，在保證供熱質(zhì)量的前提下最大限度實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)節(jié)能。1.5.2.2、效果分析公建單位按兩部制熱價(jià)進(jìn)行結(jié)算：兩部制結(jié)算熱費(fèi)=按面積收費(fèi)額/2+耗熱量×按熱量收費(fèi)價(jià)格；計(jì)量價(jià)格125.74元/MWH、面積價(jià)格30元/m2；普瑞能源節(jié)能收益=按面積收費(fèi)額－兩部制結(jié)算熱費(fèi)-用戶分成。表4-1收益分析表公建名稱收費(fèi)面積/萬m2實(shí)際耗熱量/萬GJ面積收費(fèi)/計(jì)量收費(fèi)/總收益/用戶收益/能源公司收益/萬元萬元萬元萬元萬元承德商城3.80.9113.788.821.96.418.5承德國稅局1.10.432.130.91.20.30.9承德藍(lán)島大廈1.20.336.427.88.62.26.4承德衛(wèi)校8.41.9243.2190.352.913.539.4公建熱用戶不用任何投入而且節(jié)省了一定的取暖費(fèi)；能源服務(wù)公司通過專業(yè)化的節(jié)能技術(shù)服務(wù)和管理服務(wù)，來降低用戶的能源消耗，用節(jié)能收益與用戶進(jìn)行分享，逐步收回前期投資并獲得利潤，以滾雪球的方式自我生存發(fā)展。熱力企業(yè)通過節(jié)能也減少了購熱成本或燃煤消耗，擴(kuò)大供熱面積。1.6、結(jié)論實(shí)施供熱節(jié)能運(yùn)行及供熱計(jì)量改造，可以明顯的提高供熱質(zhì)量，促進(jìn)供熱管理水平的提高；可以明顯提高熱用戶行為節(jié)能的積極性；可