校園綜合能源平臺建設關鍵技術分享

2024/6/301節(jié)約型校園節(jié)能監(jiān)管平臺建設

所面臨的關鍵問題教授/博導所長張吉禮節(jié)能監(jiān)管平臺建設的意義從節(jié)能看平臺建設的要求當前平臺建設存在的問題國外成功經驗節(jié)能監(jiān)管平臺建設關鍵技術基于commissioning的校園節(jié)能改造技術可再生能源在校園節(jié)能中的應用合同能源管理帶動綠色校園建設主要內容2024/6/302一、節(jié)能監(jiān)管平臺建設的意義2024/6/303我國當前能源總形勢嚴峻2009年產能總量：27.5億噸標煤，煤炭占77%2009年能耗總量：30.6億噸標煤，煤炭占70.4%能源缺口：3.1億噸標煤；運力不足，加劇煤炭短缺一、節(jié)能監(jiān)管平臺建設的意義2024/6/304我國能源利用過程的環(huán)境問題突出我國單位GDP的CO2排放強度是世界平均水平的3倍，CO2排放總量占全球的13%溫家寶總理向世界宣布：以2005年為基準到2020年我將保證碳減排45%，我國將長期面臨巨大的節(jié)能減排壓力大學校園節(jié)能有利于促進節(jié)約型校園文化的建設，有利于增強大學生節(jié)能環(huán)保的社會責任感，有利于培養(yǎng)高素質節(jié)約型人才一、節(jié)能監(jiān)管平臺建設的意義2024/6/305大學校園節(jié)能有利于促進節(jié)約型校園文化的建設，有利于增強大學生節(jié)能環(huán)保的社會責任感，有利于培養(yǎng)高素質節(jié)約型人才能耗總量高：至2010年，我國2600多所高校的能耗總量占全國總能耗的10%人均能耗高：人均能耗是城鎮(zhèn)人均的5倍1.57.713.1社會意義大：校園是人才培養(yǎng)和文化傳播的場所，校園節(jié)能有利于培養(yǎng)學生節(jié)約意識，社會輻射作用大資源利用資源利用一、節(jié)能監(jiān)管平臺建設的意義2024/6/306節(jié)能監(jiān)管平臺是新形勢下進一步推動高校后勤推行細節(jié)服務、實行精細化和信息化管理、提升服務質量和管理水平的重要手段節(jié)約型高校后勤建設要求漸進性長效性約束性可行性保障性有償性減量性增效性復雜性系統(tǒng)性制度保障制度保障節(jié)能監(jiān)管平臺有利于實現(xiàn)校園資源增效利用，有利于建立節(jié)約型后勤管理長效機制一、節(jié)能監(jiān)管平臺建設的意義2024/6/307節(jié)能監(jiān)管平臺有利于提高校園能源系統(tǒng)運行效率、降低運行費用，有利于發(fā)現(xiàn)和降低系統(tǒng)運行故障、保證運行安全圍護結構采暖供熱空調制冷油氣供應給水排水照明辦公動力設備電梯電氣水電煤氣油熱汽校園能源種類因此，校園節(jié)能監(jiān)管平臺的建設，對促進節(jié)約型校園文化建設，提高校園精細化管理水平，促進校園、能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意義重大！二、從節(jié)能看平臺建設的要求2024/6/308校園節(jié)能目標分解二、從節(jié)能看平臺建設的要求2024/6/309節(jié)能監(jiān)管節(jié)能改造校園節(jié)能目標分解二、從節(jié)能看平臺建設的要求2024/6/3010暖通空調：總數(shù)45%30%，自身節(jié)34%照明：總數(shù)18%9%，自身節(jié)52%

插座：總數(shù)15%12%，自身節(jié)20%動力：總數(shù)8%7%，自身節(jié)10%暖通空調：節(jié)能改造照明：監(jiān)管+換節(jié)能燈（改造）

插座：監(jiān)管動力：監(jiān)管可見，監(jiān)管平臺的建設應考慮平臺建成后能夠滿足上述監(jiān)管節(jié)能和改造節(jié)能的需求！以建筑節(jié)能為主體的校園節(jié)能量大面廣二、從節(jié)能看平臺建設的要求2024/6/3011墻體保溫(隔熱)幕墻(窗)遮陽節(jié)能窗(Low-E)

建筑熱工模擬

節(jié)能建筑設計暖通空調系統(tǒng)給排水系統(tǒng)照明辦公系統(tǒng)

電梯電氣系統(tǒng)

動力設備系統(tǒng)

建筑BA系統(tǒng)集中供熱系統(tǒng)

集中供冷系統(tǒng)

建筑冷熱源

電力供應系統(tǒng)

油氣供應系統(tǒng)

用水供應系統(tǒng)太陽能

風能

生物質能

城市污水熱能

地表水熱能

土壤熱能可見，監(jiān)管平臺的建設應考慮校園建筑節(jié)能的系統(tǒng)性要求！2024/6/3012二、從節(jié)能看平臺建設的要求建筑全壽命過程對平臺建設的要求規(guī)劃設計施工建設使用過程建筑產品建筑全壽命過程：50年、100年、1000年建設費用維修費用+能耗費用可見，監(jiān)管平臺的建設應考慮校園建筑全壽命過程節(jié)能的長效性和減量增效要求！三、當前平臺建設存在的問題2024/6/3013重視儀表、設備和軟硬件的招標，但對平臺建設起到關鍵作用的系統(tǒng)集成、功能實現(xiàn)和后期數(shù)據(jù)分析等技術環(huán)節(jié)重視不夠，技術實施方案論證不足平臺建設過程是高校后勤管理水平提升的過程，但目前與后勤的結合不夠密切數(shù)據(jù)分析普遍不足、深度不夠、缺乏依據(jù)后續(xù)的節(jié)能工作、節(jié)能重點和發(fā)展方向，許多高校缺乏清晰的發(fā)展思路三、當前平臺建設存在的問題2024/6/3014四、國外成功經驗2024/6/3015四、國外成功經驗2024/6/30162006年美國綠建委面向校園建筑頒布綠色校園標準四、國外成功經驗2024/6/3017國外技術措施—校園能源系統(tǒng)的運行調試（Commissioning）技術1992年：美國德州農機大學啟動校園節(jié)能TexasLoanSTAR計劃項目，開始校園建筑節(jié)能技術開發(fā)工作1996年：開始在農機大學啟動校園進行技術改造實施工作，并取得成功到2006年：已完成300棟校園建筑節(jié)能改造，總節(jié)能量7500萬美元四、國外成功經驗2024/6/3018國外技術措施—能源系統(tǒng)的Commissioning目標1：發(fā)現(xiàn)能源系統(tǒng)運行過程存在的問題目標2：改善建筑室內環(huán)境的舒適性目標3：實施節(jié)能技術改造目標4：降低能源運行費用，并保證其持續(xù)性目標5：提高運行人員技術管理水平四、國外成功經驗2024/6/3019國外技術措施—能源系統(tǒng)的CommissioningSouthSatelliteIIIWestIWestIIWestIVCentralUtilityPlant(CUP)四、國外成功經驗2024/6/3020國外技術措施—能源系統(tǒng)的Commissioning空氣品質分析儀套帽式風量罩多參數(shù)通風表燃燒效率分析儀超聲波流量計電能質量分析儀FLUKE測溫儀Agilent示波器TVOC速測儀四、國外成功經驗2024/6/3021國外技術措施—能源系統(tǒng)的Commissioning節(jié)能量：28棟校園建筑平均值為8.25~330萬元RMB/年，平均為75萬元RMB/年各類校園建筑節(jié)能量7棟醫(yī)療研究中心：110元/m2

年6棟醫(yī)院建筑：30.5元/m2

年5棟教學辦公樓：44.9元/m2

年7棟行政辦公樓：22元/m2

年2棟附屬學校建筑：16元/m2

年五、節(jié)能監(jiān)管平臺建設關鍵技術2024/6/30222024/6/3023五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術構成2024/6/3024五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—網絡架構2024/6/3025五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—軟件架構2024/6/3026五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—指標體系安全設計物理設計需求分析概念設計模式優(yōu)化分類分項能耗模型序號指標名稱單位符號備注1建筑總用電量kWhE01000建筑總用電量2照明與插座總用電量kWhE01A00建筑照明與插座用電分項總用電量3暖通空調總用電量kWhE01A00建筑暖通空調用電分項總用電量4動力總用電量kWhE01C00建筑動力用電分項總用電量5特殊總用電量kWhE01D00建筑特殊區(qū)域總用電量6峰時總用電量kWhEpeak建筑用電峰時總用電量7谷時總用電量kWhEvalley建筑用電谷時總用電量8平時總用電量kWhEflat建筑用電平時總用電量序號指標名稱單位符號數(shù)學模型備注1建筑總耗水量tW—通過監(jiān)測或能耗統(tǒng)計得到的建筑(逐月、季、年)自來水總用量2單位面積用水量t/m2WAW為建筑總耗水量；A為建筑面積。3人均用水量t/人WSW為建筑總耗水量；N為建筑用水人數(shù)。2024/6/3027五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—指標體系2024/6/3028五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—指標體系評價方法與步驟建筑基本信息調研計算分類分項能耗指標能耗指標對比能耗指標分析指標評價結果及節(jié)能措施評價依據(jù)評價過程原因分析評價結果信息準備評價依據(jù)評價過程原因分析信息準備2024/6/3029五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—指標體系模式優(yōu)化分項用電總量指標分項用電比例指標8月份空調分項用電指標8月份動力分項用電指標冷源設備用電量指標冷源設備用電比例指標2024/6/3030五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—指標體系模式優(yōu)化設備名稱臺數(shù)型號制冷(熱)量(kW)電機功率(kW)每天運行時間(h)全年運行時間(h)平均負載率%制冷機組3YSDACAS35CGE11186872050%板式換熱器2M15—MFGL2360—16240050%設備名稱臺數(shù)型號冷卻水量(m3/h)電機功率(kW)每天運行時間(h)全年運行時間(h)平均負載率%冷卻塔3CTA-320UFWS26011872030%設備名稱臺數(shù)型號流量(m3/h)揚程(m)電機功率(kW)每天運行時間(h)全年運行時間(h)冷凍泵3K75211E4GPC20032309810冷卻泵3K85211E4GPC30030379810熱水循環(huán)泵3K75211E4GPC1902822162400補水泵2CR5—155.71022.246002024/6/3031五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—指標體系制冷機組能效分析安全設計物理設計需求分析概念設計模式優(yōu)化2#COP4.03#COP3.6溫差2.5℃正常冷負荷工況兩臺同時運行3#COP3.9溫差1.3℃單臺運行最大冷負荷工況兩臺機組不間斷運行8小時。1#COP4.03#COP3.3溫差2.2℃最小冷負荷工況一臺機組運行2#COP2.5溫差1.5℃2024/6/3032五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—精度保障用電能耗精度允許相對誤差總有功功率用熱能耗精度用熱能耗精度水泵輸送效率2024/6/3033五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—通訊儀表設備可尋址：每棟建筑、每個設備、每個傳感器、每個智能網關、每個控制器都有地址編碼可通訊：“傳感器-智能網關-控制器-數(shù)據(jù)中心-管理員”5點之間可實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，即“物-物、人-物、人-人”相連可控制：對感知層每個機電設備(若需要)、控制器可實現(xiàn)反饋控制智能化：智能網關、數(shù)據(jù)中心可實現(xiàn)云計算和智能化管理2024/6/3034五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—信息匯聚管理五、節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術完成了太原理工大學建筑能耗監(jiān)測平臺建設，該項目為國家住建部節(jié)約型校園示范項目，重點監(jiān)測建筑13棟，一般監(jiān)測建筑87棟，建筑總面積100多萬平米2024/6/3035校園節(jié)能監(jiān)管平臺關鍵技術—示范應用項目已通過國家住建部驗收，數(shù)據(jù)分析表明，已實現(xiàn)：2011較2009年節(jié)電280萬度,人均值下降10.5%；節(jié)水40萬噸，人均值下降18.9%六、基于commissioning的

校園節(jié)能改造技術2024/6/3036六、基于commissioning的節(jié)能改造技術能效診斷仿真模擬平臺2024/6/3037室內溫度模型濕度模型房間模型相對濕度模型墻體動態(tài)傳熱門的動態(tài)傳熱窗的動態(tài)傳熱室外溫度太陽輻射鄰室溫度六、基于commissioning的節(jié)能改造技術能耗模擬技術—仿真平臺2024/6/3038六、基于commissioning的節(jié)能改造技術暖通空調系統(tǒng)能耗模擬技術—仿真平臺2024/6/3039六、基于commissioning的節(jié)能改造技術暖通空調系統(tǒng)智能控制技術2024/6/3040七、可再生能源在校園節(jié)能中的應用2024/6/3041七、可再生能源在校園節(jié)能中的應用太陽能熱水供應技術—學生生活和洗浴用水2024/6/3042七、可再生能源在校園節(jié)能中的應用污水源熱泵技術—解決校園采暖、空調和學生生活洗浴熱水2024/6/3043煤石油和天然氣大氣污染冬季采暖模式夏季空調模式室外環(huán)境城市熱島問題:>1~5oC,甚至高10oC增加了建筑空調負荷冬季采暖模式:利用熱泵從城市污水提取熱量進行采暖夏季空調模式:利用熱泵將建筑內熱量提取出來釋放到城市污水中七、可再生能源在校園節(jié)能中的應用污水源熱泵技術—解決校園采暖、空調和學生生活洗浴熱水2024/6/3044七、可再生能源在校園節(jié)能中的應用污水源熱泵技術—解決校園采暖、空調和學生生活洗浴熱水2024/6/3045位置：大連市馬蘭廣場功能：住宅、商場面積：20萬元平米需求：冬季采暖、

夏季空調設備：熱泵機組能源：污水熱能七、可再生能源在校園節(jié)能中的應用污水源熱泵技術—解決校園采暖、空調和學生生活洗浴熱水2024/6/3046初投資費污水熱泵：1.4元/w電制冷+鍋爐房：1.5元