校园能耗（通用6篇）
校园能耗 篇1
天津科技大学是中央和地方共建、天津市重点建设的以工为主, 工、理、文、经、管、法等学科协调发展的多科性大学。天津科技大学现建有河西、泰达两个校区, 总占地面积110.78万平方米, 总建筑面积62.03万平方米, 其中教学建筑17.2万平方米, 实验室建筑面积13万平方米, 生活区建筑面积20.84万平方米。2008年以前, 学校用电、水的管理模式仍然是比较落后, 还大多数采用人工管理。随着规模的扩张与教学科研工作快速发展, 用电负荷持续增长, 用水量急剧增加。由于缺乏必要的管理手段, 学校用电、用水管理松散, 造成了水电能源的严重浪费, 学校每年水电费开支巨大, 且逐年上升。利用科学高效的能源资源监测管理手段来计量、控制、管理水电消耗势在必行。为此学校于2008年5月制订了校园节能工作建设计划, 以能耗监测与管理平台建设为核心, 以节能节水为突破口, 提高资源利用效率, 实现可持续发展的节约型高校建设目标。
一、校园能耗监测与管理平台建设的目的
校园能耗监测管理平台建设目的是:倡导崇尚节能降耗理念, 树立师生绿色、环保与低碳意识, 实现育人的社会责任;降低高校办学成本, 提高办学效益, 杜绝“跑、冒、滴、漏”现象的发生, 实现能源消耗动态实时监测, 将精益管理落到实处;建立有效的能耗评价体系与动态预警管理机制, 落实能耗目标责任制, 提高高校能耗综合管理水平。
二、校园能耗监测与管理平台的系统架构
天津科技大学校园能耗监测管理平台本着“分布采集、集中管理、分类/分项考核”的设计理念, 实现“互联网、物联网、传感网”三网合一。建立接口、延伸数字化校园的OA、学生工作、公寓管理、校舍管理、地下管网管理等相关子系统。经多系统协调, 实现节能降耗目标最大化。基于校园网络, 通过对管理对象安装具备通讯功能的数字式能源计量设备, 先将各校区内建筑能源消耗数据汇集到中转站, 再上传到能源监测数据中心, 然后借助管理平台软件对能耗数据进行整理、统计和分析, 并对能源动态趋势变化进行预测评估, 为校园能源消耗评价与预警管理提供信息支持。实时能耗监测平台具体由数据的分项计量与监测系统、数据传输与存储系统、报表体系和数据处理与分析系统等模块构成。
1. 数据的分项计量与监测系统
该系统是由计量表具、数据采集及转换装置、数据传输网络组成。主要是对科大校园能耗的实际用量进行自动采集、实时计量。为了确保能耗数据能够进行计算机或人工识别和处理, 保证数据有效的管理和高效率的查询服务, 实现数据的整理、存储及交换的一致性, 有必要制定统一的编码规则, 以区分建筑类别 (教学建筑、科研建筑、图书馆等) 、能耗类别 (水、电等) 、能耗项目 (照明、动力等) 等信息, 并按照编码规则对能耗数据进行编码。
2. 数据传输与存储系统
该系统是由网关设备、科大校园网络、数据转换、数据中心组成。主要实现对不同采集点计量的数据, 通过计量设备与数据网关的对接, 借助科大校园网络, 将科大校园能耗数据传输到数据中心, 实现资源共享, 为确保数据的真实性、有效性和准确性, 应对数据进行校验与防护, 为用户进行进一步的能耗分析做准备。
3. 报表体系
该系统主要由数据库组成。主要是对能耗数据进行统计, 包括分类、分项统计;耗能责任单位统计;日常统计等。为了便于查询与分析, 将统计之后的信息按照能耗类别形成统一的报表。
4. 数据处理与分析系统
该系统是由数据库、操作系统、平台软件、统计软件组成。主要根据用户需要, 将统计软件的处理功能嵌入到平台软件中, 除了实现对科大校园能耗数据行分类分项分部门分用途统计之外, 还可以预测能源消耗趋势, 并定期进行异常分析和能耗指标的考核与分析, 以评价其节能的能力与潜力。
5. 指标管理与预警系统
该系统是由数据库和平台软件组成。主要是根据系统调研和相关节能规定, 确定不同能耗责任单位、不同能耗项目的能耗标准, 并通过“数据处理与分析”子系统的运行, 对能耗数据按照月、季、年;峰、平、谷值的变化规律, 对数据进行离散趋势分析、对数据未来的变化进行预测, 建立预警机制, 并以此为依据, 为下一步校园节能措施的制定提供决策支撑。
三、校园能耗数据采集对象与分类方法
1. 建筑分类
建筑分类参照已经公布的大型公共建筑分类方法, 结合天津科技大学校园特点进行修订。即在大型公共建筑的关于建筑分类的“学校建筑”编码后增设子项编码, 以对应科大校园建筑的不同使用功能和用途。子项编码分为以下13类。
2. 建筑基本信息数据
根据建筑规模、建筑功能、建筑用能特点将建筑信息划分为基本项和附加项。
(1) 基本项。基本项为建筑规模和建筑功能等基本情况信息, 13类建筑对象的基本项均包括建筑名称、建设年代、建筑层数、建筑功能、建筑总面积、空调面积、能源经济指标 (电价、水价、气价、热价等) 。
(2) 附加项。附加项为区分建筑用能特点情况的建筑信息, 13类建筑对象的附加项分别包括:
a行政办公建筑:办公人员人数、建筑等级 (如智能化等级。如:AAA级) 。
b图书馆建筑:藏书量, 阅览室面积 (或座位数)
c教学楼建筑:建筑等级、容纳学生人数
d科研楼建筑:学科类别
e综合楼建筑:建筑等级
f场馆类建筑:座位数 (礼堂) 、场地规格 (体育馆)
g食堂餐厅:就餐人数、餐厅类型 (学生餐厅/教工餐厅/商业餐厅)
h学生集中浴室:洗浴人次
i学生宿舍:入住人数
j大型或特殊科研实验室:学科类别、试验属性
k医院:医院等级、床位数
l交流中心 (包括招待所、宾馆) :客房数
m其他:
3. 能耗数据分类
(1) 分类能耗。为统一统计分类标识, 《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》参照大型公共建筑相关导则的规定, 并增加可再生能源类别共分为13类。其中可再生能源利用中涉及与其它能源使用的重叠, 难以单独统计, 主要用于可再生能源利用率的统计。供热、供冷量统计适用于城市集中热力网或区域集中供热供冷系统。
分类能耗分类为:电、水、燃气 (天然气或煤气) 、集中供热量、集中供冷量、煤、液化石油气、人工煤气、汽油、煤油、柴油、可再生能源、其它。
(2) 分类建筑能耗。在学校建筑分类下按在科大校园中的用途细分为13类, 分类统计各类建筑能耗 (包括分类能源消耗和一次能源换算值) 。
(3) 分项能耗。科大校园建筑分类能耗中电耗比例大, 是校园建筑节能监管的重点, 因此导则对建筑用能设备的分项能耗主要针对电耗部分, 按用电系统分类将电量分为以下4项实施分项电耗数据采集。 (1) 照明插座用电; (2) 空调用电; (3) 动力用电; (4) 特殊用电。
特殊区域用电是指不属于建筑物常规功能的用电设备的用电, 特殊用电的特点是能耗密度高、占总电耗比重大的用电设施及设备。特殊用电设施一般包括信息中心、厨房餐厅、游泳池、实验室或其它特殊用电设施, 特殊用电设备指科大校园内大型高耗电科研专用设备。
4. 校园能耗监测等级
根据天津科技大学的实际情况, 能耗监测主要分为四个等级:
(1) 校级监测:主要分为河西、泰达两个校区的能耗监测系统, 授权人员:分管校领导、后勤分管领导以及其他授权工作人员。
(2) 二级单位监测:对各学院、公寓、经营单位级用能情况进行监测;授权人员:分管校领导、学院分管领导、后勤分管领导以及其他授权工作人员。
(3) 主要功能建筑监测:主要功能建筑的监测, 比如教学楼、实验室、办公楼及图书馆等。授权人员:后勤和总务分管领导、管理人员以及其他授权领导或专家。
(4) 重点用能设备监测:根据《民用建筑能耗数据采集标准》, 对各重点用能设备进行监测。授权人员:后勤分管领导、物业管理人员以及其他授权工作人员。
四、校园能耗监测与管理平台建设的步骤
1. 能耗数据采集点设计
首先摸清科大校园建筑的分布情况, 走访各能耗责任单位耗能使用情况, 重点调查能源消耗、资金分布与使用、人员数量等, 并在此基础上, 对科大校园能耗数据采集点进行设计。
2. 监测平台的设计与设备购置
在整理、汇总、分析调研数据的基础上, 以“节能降耗”、“节本降耗”为目的, 以建设“节约型校园”为要求, 规划设计科大校园能耗监测管理平台。并依照设计要求购置计量表具、传输设备、网关设备等。具体要求如下:
(1) 计量表具。计量表具为能源消费、水资源消费的计量装置, 包括电能表 (单功能、多功能电表) 、水表等。其中, 电能表的精确度等级应不低于1.0级。多功能电表应符合《多功能电能表通信规约》中的有关规定。水表的精确度不低于B级。
(2) 传输设备。计量装置与网关设备之间应采用符合相关有线或无线的物理接口和通信协议。
(3) 网关设备。网关设备承担能耗数据的采集及转换任务, 将来自计量表具的数据进行数据转换并接入科大校园网、传输至数据中心。网关设备应使用基于IP协议的有线或者无线方式接入网络。数据网关应支持根据数据中心命令启动数据采集和时刻启动数据此埃及两种命令数据收集模式。
3. 工程安装
(1) 设备安装。按照规划设计方案, 对科大校园能耗数据采集点进行设备安装与调试, 以满足平台的数据要求。
(2) 平台软件安装。平台软件是科大校园能耗监测系统的核心, 充分反映了科大校园能源管理的需求。
4. 监测软件验收调试
一方面, 对监测软件进行运行调试, 以检验软件功能实施的有效性, 并发现设计中的漏洞与不足, 并不断完善;另一方面, 进行监测软件、硬件对接调试, 以检验数据传输与转换的有效性。
5. 能耗监测平台系统验收
按照学校的工作部署, 2008年5月, 学校成立了能耗监测管理平台建设项目工作小组, 由学校后勤集团、网络中心、财务处、审计处等部门联合, 并与天津市维恳索芙特科技发展有限公司进行合作, 就系统的整体设计、自动化控制构成、管理平台的功能等方面进行了全面的研发工作, 2009年完成了对泰达校区“经营单位、6个学院、十栋学生公寓及重点部位 (设备) ”进行能耗跟踪监测, 先期安装了水电表329块, 实现了监测点的监测数据实时上传, 2010年, 在完善原有工作的基础上, 进行了河西校区的建设, 最终实现了对我校能耗监测管理平台的应用。
五、校园能耗监测与管理平台建设的效果
通过2008年5月-2011年12月的建设工作, 目前已经基本建成了覆盖河西、泰达两个校区的校园能耗动态监测与管理平台, 并实现了以下功能:
1. 建筑信息管理
录入和管理各栋建筑的基本信息, 提供人工录入历史能耗数据的功能, 也可以把没有安装楼宇数据采集处理系统的建筑纳入监测范围。
2. 能耗数据监测
收集各栋建筑的能耗数据并作实时监测。落实能耗目标管理责任制, 设定每一块水、电表监控数据直接落实到责任者, 并随时掌握责任范围内水电消耗的各种数据, 包括责任者的管理目标以及实时数据偏离情况。
3. 能耗统计分析
对历史能耗数据进行统计, 得出不同能耗类别的用能统计结果, 多方面反映建筑用能情况、能耗排名及用能趋势。
4. 能耗情况对比
即不同建筑、不同片区的用能情况对比。通过对能耗的用途、归属分类, 提供水电用户的能耗指标横向比较, 历史数据的纵向比较。
5. 能耗情况显示和报表输出
统计建筑或片区能耗的时用量、日用量和年用量, 以曲线图、柱状图等不同方式显示, 支持报表输出。实施超前预测, 通过对人数、建筑面积、大型设备等多因素荷载增减, 预测能耗变化曲线, 及时修订节能目标, 高级管理者实现随时掌握全校能耗情况以及责任者的工作状况。
配合校园能耗监测管理平台建设, 学校还实施了一系列技术及管理节能措施, 取得了很好的效果。
从上表可以看出, 以2007年为基数基数, 伴随着校园能耗监测管理平台建设与技术、管理节能措施的实施, 校园人均电耗呈现不断下降的趋势, 人均水耗也呈波动下降的趋势。
摘要：天津科技大学根据学校规模扩大而引发的水、电等能耗急剧攀升, 资源浪费严重的现状, 以建设节约型高校为目标, 以现代信息管理手段为支撑, 以建设分项计量与监测、数据传输与储存、数据处理与分析、招标管理与预警等系统为主要内容的校园能耗监测与管理平台, 取得了人均电耗、水耗不断下降的良好效果。实证表明, 此平台建设不仅为高校能源管理提供了可行的路径, 也为建设资源节约型、环境友好型社会做出了有益探索。
关键词：校园能耗,监测与管理,平台建设
参考文献
[1]闫学元.关于天津科技大学泰达校区管理体制机制建设问题的调研报告[J].中国轻工教育, 2009
[2]孟庆新.天津科技大学能耗管理平台建设[J].建设科技, 2010
[3]王丽丽.后勤数字化在节约型校园建设中的作用——浅议天津科技大学能耗监测管理平台建设[J].中国轻工教育, 2010
校园能耗 篇2
关键词：能耗监测,安全预警,能源管理
早在20世纪70年代许多西方国家就开始采用统一的方法在全国范围内进行公共建筑能耗统计。我国因信息化起步较晚, 能耗统计及监测的意识相对滞后, 这一领域的技术存在各种不足, 如功能单一、数据采集实时性差、管理制度不够完善等。
随着经济及信息化各方面的飞速发展, 我国目前已经是世界第二大能源生产国和消费国, 统计显示, 我国建筑能耗约占全国总能耗的28%, 在我国每年新建的20亿平方米建筑中, 其中99%是高能耗建筑;而既有的建筑中, 仅有4%采取了节能措施。大型公共建筑不但能耗密度高, 而且能源浪费非常严重, 具有巨大的节能空间, 能耗监测已经势在必行, 节能降耗, 计量先行。
建设部、财政部颁布的《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》, 明确提出了“要求在全国范围内逐步建立部级、省级、市级、区级能耗监测平台, 最终建立起全国联网的能耗监测平台的工作目标。
如果说20世纪初是信息化的时代, 那么在现在信息化发展已经相对成熟的时期, 节能环保将成为未来的时代主题。我国一线二线城市中许多企、事业单位已逐步实现建筑能耗监测平台的构建, 高校是带动社会发展的领头羊, 大学生对新生事物有着不可替代的前瞻性并起着重要的导引作用。
校园能耗监测及安全预警系统的建立, 有助于排除校园安全隐患, 例如当供热管网破裂时, 如不能及时发现并确认泄水点, 会出现锅炉短时间内严重缺水, 最终导致爆炸危险的出现。监测预警系统可24小时监测水电暖管网运行状态, 第一时间发现并确认故障点, 通过声光报警并短信发送至负责人手机中。除此之外, 可以有效监测能耗运行状态, 实时分析并有效管控, 减少能源浪费现象。
校园能耗监测及安全预警系统的建立将重新定位能耗管控及安全保障上的管理方式, 在此基础上还可以提高高校学生的节能意识, 促进大学生的素质全面发展。
校园能耗监测及安全预警系统由计量表具、各种探测报警装置、各种数据采集及转换装置、数据传输网络、数据中转站、数据服务器、管理软件组成。软件系统基于互联网技术、采用B/S软件构架。系统具备能耗数据实时采集和通讯、报警、远程传输、自动分类统计、数据分析、指标比对、图表显示、报表管理、数据储存、数据上传等功能。其中解决的关键技术:
(1) 各种数据的实时采集 (需要监测及报警设备支持) ;
(2) 建立完善的数模转换系统;
(3) 编制合理完整的管理软件;
(4) 设备与系统的无缝对接。
采用的技术路线如下:
(1) 各种数据的实时采集。
将来自各种探测报警装置、计量表具的数据以分散或集中采集形式进行数据转换并接入系统网络、传输至数据中心。
网关设备应使用基于IP协议承载的有线或者无线方式接入网络。数据采集方式有如下两种:
a人工采集方式;
b自动采集方式。
(2) 建立完善的数模转换系统。
探测报警装置、数字式计量器具采集的数据通过网关设备进行通讯协议转换后接入校园网传输系统。数模转换设备包括单一种类数据 (报警信息、电耗、热耗、水耗) 采集和多种类数据综合采集设备, 后者为支持同时对不同计量表具的各类能源或资源消耗数据的采集, 一台数模转换设备应支持多种设备进行数据采集。数模转换设备应支持周期方式数据采集、固定时刻数据采集和当前时刻数据采集, 并可接受数据中心通过数据管理平台下达的命令及相关设置。
(3) 管理软件。
校园能耗监测及安全预警系统由一套包含操作系统、数据库系统软件、具备数据收集、统计、分析、报警及管理的应用软件组成, 其中数据收集和分析策略是软件的核心内容。
以笔者所在学院来说, 作为吉林省西部唯一一所本科院校, 白城师范学院多年来致力于发展建设数字化新型校园, 随着校园数字化程度的加大, 各个方面的能源消耗也随之增大, 楼宇之间管网密布, 能耗管控上的缺漏导致的能源浪费现象越来越明显。教室、文体中心、图书馆等学生密集的场所长明灯现象严重, 整个校区水暖管线故障检修误时误工现象频发, 学生安全用电、用水、节能意识不强。节能成为越来越需要重视的一个问题, 以新一代信息技术改善学院的能耗管理现状, 构建数字化同时也使节约型的和谐校园成为了学院发展的必然趋势, 校园能耗监测及安全预警系统除了可以为学院节省能源消耗成本、带来巨大的节能效益之外, 还有利于促使广大学生树立起节能环保的意识, 增强校区安全保障, 共建合谐校园。
参考文献
校园能耗 篇3
国务院发布的《节能减排“十二五”规划》中规定, 到2015年, 全国万元国内生产总值能耗比2010年下降16% (比2005年下降32%) , SO2排放总量减少8%, 《国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》、《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》国发[2007]1号, 都要求抓好建材等重点耗能行业和企业节能。对于烧结墙体材料工业, 国务院和有关部委就墙改工作颁布了多项国家和部门的政策法规、行政规章及技术规范, 建立了相互配套的法规体系, 为了达到国家及主管部门对烧结墙体材料行业节能减排的目标, 决定制定《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》标准。为国家和主管部门出台节能的相关政策和淘汰落后产能提供强有力的支撑, 对烧结墙体材料工业能耗进行有效限制, 对生产过程中的各环节的节能提出技术原则, 使烧结墙体材料企业能源管理和节能工作不断向高层次推进。同时可引导烧结墙体材料工业向健康的方向发展。
近两年来, 国家对高能耗行业, 如钢铁、电力和水泥的准入条件和相关生产技术指标提出了新的更高要求, 国家对烧结墙体材料工业调控也进一步加强。因国家尚无制定烧结墙体材料“限额”标准, 在制定相关“准入”政策时, 依据的充分性还有缺陷, 以至于出台不了更有力度带针对性的有效性措施。我国现行的行业标准JC/T 713-2007《烧结砖瓦能耗等级定额》是一项推荐性标准, 该标准对烧结砖瓦单位产品的热耗、煤耗、电耗划分了一级、二级、及格三个等级, 而目前建材行业中水泥、玻璃、陶瓷等行业均有相应的单位产品能耗限额标准, 浙江省于2009年颁布了《烧结砖瓦单位综合能耗限额及计算方法》的地方标准, 广西也颁布了《烧结砖单位产品能耗限额》的地方标准, 这些能耗限额标准中将单位产品综合能耗限额值划分现有企业、新建或改建企业的不同限定值, 一些标准还列出了综合能耗先进值。这些单位产品能耗限额标准对引导地方相应行业调整产业结构, 加强节能减排起到了积极的作用。
1《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》的标准制定
在低碳时代到来之际, 在绿色建筑遍地开花的背景下, 节能环保必将是未来的发展趋势, 新型烧结墙材将抢占制高点, 是未来建筑节能的重要保障。
改革开放30多年来, 烧结墙体材料企业结构发生了重大变化。20世纪70年代, 在全国大家办建材的大形势下, 烧结墙体材料工业异军突起, 企业数量快速上升, 20世纪50年代初期全国仅有近千家, 到20世纪90年代中期, 最高时达到了12万家。目前在国家产业政策的推动下, 烧结墙体材料用原料也已从原来单一的黏土向资源综合利用方向发展:利用页岩、煤矸石、粉煤灰、江河淤泥、各种工业废弃物等。产品从单一的黏土实心砖发展成有多孔砖、空心砖、空心砌块、保温砖、保温空心砌块、复合保温砖、复合保温空心砌块、装饰砖、路面砖及烧结装饰瓦等。
目前, 我国烧结墙体材料企业普遍存在节能观念和意识不强, 节能管理薄弱, 单纯追求数量增长的粗放式发展模式尚未转变, 而大多数企业只是设法提高产量来追求效益, 主要面临以下几方面的问题:
首先, 我国年生产各类墙体材料约1万亿块 (折普通砖) , 其中近80%的企业分布在广大农村, 因此, 整体能源浪费比较严重, 对节能认识不足, 亟待进一步提高;
其次, 由于前些年“井喷式”发展, 多数企业生产规模小、起步水平低, 能耗高, 浪费严重。经济实力表现出严重不足, 因而制约着企业的节能技术进步;
第三, 我国现还有很大一部分烧结墙体材料企业到目前为止还处于自由生产阶段, 均是在违规运行中, 无人监管, 政策、法规无法落实, 亟待改善;
第四, 企业技术装备落后, 创新能力不强, 先进产能置换落后产能的难度大, 新建项目与节能减排、等量或减量置换落后产能相衔接制度亟待落实;
第五, 烧结产品销售价格偏低, 部分企业仍然出现资金紧张, 出现工程材料压款现象, 企业资金周转缓慢, 企业经济效益受到影响, 无法实施节能改造。
我国的烧结墙体材料行业近十几年来取得了长足的进步, 科技进步与发展十分瞩目, 一批烧结墙体材料工业发展的技术瓶颈问题已取得重大突破, 一批具有自主知识产权的技术、产品和装备蓬勃发展, 装备生产出JZK70/70-25 (小时生产能力25 000~30 000块) 、JZK 75Y-35型大型挤出机, 还配套研制生产了大破碎机、挤出搅拌机、湿式轮碾机、切、码、运设备和自动上 (下) 架机组系统、自动化机器人码坯系统、自动化机械装卸系统等设备, 而且具有较高的水平。焙烧窑炉也随之研发有3.3 m、4.6 m、6.9 m、9.2 m、9.4m、10.4 m平吊顶宽断面节能隧道窑, 节能技术 (干燥余热利用技术、焙烧窑炉保温技术、电机无功就地补偿技术、电机变频调速技术、内掺燃料均匀供给技术、隧道窑余热利用及发电技术等) 已在行业已开始推广实施。
总之在国家的相关产业政策的引导下, 目前我国烧结墙体材料工业的产业结构、能耗水平以及技术发展水平都有了明显改善。从我们长期对烧结墙体材料企业运行情况的跟踪情况来看, 还有许多中小型企业在生产过程中造成能源浪费和能耗偏高, 存在能源消耗控制基本上处于缺乏监管状态。因此, 在这种情况下制定《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》强制标准, 对烧结墙体材料生产能耗实行标准化、规范化管理, 最大限度地降低烧结墙体材料生产的综合能耗。通过标准的实施将调整优化产业结构, 加快淘汰部分高能耗的落后生产线, 抑制高耗能, 进一步提高行业准入门槛, 强化节能、环保等指标约束, 促进烧结墙体材料企业采取措施降低生产能耗, 促进我国烧结墙体材料工业可持续健康发展。
通过制定能耗标准, 使烧结墙体材料行业培育和发展大型骨干企业, 形成一批生产规模大、技术装备先进、节能环保、经济效益好的领军企业;实施龙头带动, 发挥大型优势企业在技术、资金、管理等方面的优势。鼓励建材行业或相关行业的大企业、大集团进入烧结墙体材料行业, 提升产业经营管理水平;促进烧结墙体材料行业生产企业集团化发展;促进产业结构调整和全面提升。使节约能源、减少污染、能源的再利用成为今后行业可持续发展的战略重点。为实现“十二五”节能减排目标尽到应有的责任。
2 标准主要技术内容
《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》国家强制标准是国家新修订的《节能法》的重要配套内容。标准强调了烧结墙材企业单位产品综合能耗, 提出了三级能耗指标, 即能耗限额先进值、能耗限额准入值和能耗限额限定值。其中“能耗限额限定值”是对现有企业提出的最低要求, 未能达到此值要求的生产线将被强行整改或停产。该能耗标准的颁布实施, 为烧结墙材企业进行节能升级改造, 淘汰落后工艺, 节能降耗等提供了必要的技术措施和政策手段, 也将为烧结墙材企业提高能效水平提供了依据。
国家强制标准的主要内容及第4条技术要求如下:
本标准的第4.1条和第4.2条为强制性的, 其余为推荐性的。
本标准由国家发展和改革委员会资源节约和环境保护司、工业和信息化部节能与综合利用司提出。
2.1 范围
本标准规定了烧结墙体材料单位产品能源消耗 (能源消耗以下简称能耗) 限额的技术要求、统计范围和计算方法、修正办法。
本标准适用于生产烧结多孔砖和多孔砌块、烧结空心砖和空心砌块、烧结保温砖和保温砌块、烧结实心制品的能耗计算、考核, 以及对新建项目的能耗控制。
2.2 技术要求
2.2.1 烧结墙体材料单位产品能耗限定值
现有的烧结墙体材料产品生产企业单位产品能耗限定值应符合表1的规定。
注:a烧结实心制品包括烧结装饰砖、烧结路面砖、烧结瓦及烧结普通砖。
2.2.2 烧结墙体材料单位产品能耗准入值
新建烧结墙体材料产品生产企业的单位产品能耗准入值应符合表2的规定。
注:a烧结实心制品包括烧结装饰砖、烧结路面砖、烧结瓦及烧结普通砖。
2.2.3 烧结墙体材料单位产品能耗先进值
先进烧结墙体材料产品生产企业的单位产品能耗先进值应符合表3的规定。
注:a烧结实心制品包括烧结装饰砖、烧结路面砖、烧结瓦及烧结普通砖。
2.3 统计范围和计算方法
2.3.1 统计范围
2.3.1. 1 烧结墙体材料综合能耗统计范围
烧结墙体材料综合能耗统计范围包括从原料制备到成品堆放的全部生产过程中各种能源消耗量, 不包括生活能源消耗。
2.3.1. 2 统计方法
对统计期内消耗的能源数量和产品产量进行测算统计时, 配备符合GB 17167要求的能源计量器具, 不得重计或漏计, 具体在统计中各种能源折标煤进行计算, 各种能源折标准煤参考系数和耗能工质平均折算热量见附录A。
计算方法:产品综合能耗的计算应符合GB/T 2589的规定。
2.3.2 烧结墙体材料产品综合能耗的计算
烧结墙体材料产品统计综合能耗应按式 (1) 计算:
式中E—统计期内用于烧结墙体材料产品生产所消耗的各种能源总和, kgce;
Ea—统计期内用于烧结墙体材料产品生产所消耗的燃煤量折算为标准煤, kgce;
Eb—统计期内用于烧结墙体材料产品生产所消耗的电力折算为标准煤, kgce;
Ec—统计期内用于烧结墙体材料产品生产所消耗的燃气折算为标准煤, kgce;
Ed—统计期内用于烧结墙体材料产品生产所消耗的燃油折算为标准煤, kgce。
2.3.3 烧结墙体材料单位产品综合能耗的计算
烧结墙体材料单位产品综合能耗应按式 (2) 计算:
式中Ez—统计期内烧结墙体材料单位产品综合能耗, kgce/t;
E—统计期内烧结墙体材料综合能耗, kgce;
P—统计期内生产符合GB 13544、GB 13545、GB5101、GB 26538、GB/T 26001、GB/T 21149标准的合格产品产量, t。
2.4 修正办法
2.4.1 硬质原料破碎修正
产品采用需要破碎的硬质原料的生产工艺, 综合能耗修正按式 (3) 计算:
式中EC—综合能耗修正值
η—需要破碎原料占产品原料的比例。
2.4.2 海拔高度修正
烧结墙体材料生产企业所在地海拔超过1 000 m时进行海拔修正, 综合能耗修正按式 (4) 计算:
式中P0—海平面环境大气压, Pa;
PH—当地环境大气压, Pa。
2.4.3 烧成温度修正
产品最高烧成温度在1 080℃以上时, 综合能耗修正按式 (5) 计算:
式中T—烧结墙体材料产品烧成温度, ℃。
2.4.4 修正方法
凡具备上述修正条件的企业, 综合能耗按修正后的值判定。
3 关于能耗限额值、能耗计算及修正办法的说明
《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》标准是新制定的, 能耗限额分为现有烧结墙体材料企业单位产品能源消耗限额限定值、新建烧结墙体材料企业单位产品能源消耗限额准入值和烧结墙体材料企业单位产品能源消耗限额先进值三个等级。烧结墙体材料企业单位产品能耗限额限定值、准入值和先进值指标都针对国内烧结墙体材料生产情况, 具体单位产品能耗限定值是按照烧结墙体材料企业生产的产品种类为四类, 烧结多孔砖和多孔砌块、烧结空心砖和空心砌块、烧结保温砖保温砌块、烧结实心制品。其中烧结实心制品包括烧结装饰砖、烧结路面砖、烧结瓦制品及烧结普通砖。另外作为产品来说还可按照强度等级、原料种类及产品的吸水率来分类。烧结墙体材料工业“十二五”发展规划中提出以发展发展能适应建筑工业化需要的复合、多功能、绿色、智能及装配式产品为重点, 大力发展集保温与装饰于一体、承重与保温于一体的承重、非承重墙体材料产品、烧结装饰砖和砌块、复合保温砖和砌块、大型自保温砌块等自保温墙体材料, 因此, 以产品种类分类更为合理。
另外, 还应按照国家的墙改政策和各地的墙改政策在全国范围内淘汰部分企业, 如淘汰耗能高的小立窑、地沟窑、开口窑及不符合规定的轮窑、采用自然干燥生产、规模在年产1500万块以下占地面积大的小企业等, 这些企业均不适用于本标准的能耗计算、考核。
3.1 烧结墙体材料单位产品能耗限定值
最近几年我国烧结墙材企业对于生产过程中的能耗成本控制越来越重视, 在国家政策趋势与各地行业主管部门的引导和企业的积极参与下, 烧结墙材企业大力采取各种措施降低生产能耗, 企业的生产管理水平也得到很大的进步, 企业生产线的能耗与前几年相比明显下降。因此, 我们将能耗限额值设立三个值, 其中烧结墙体材料单位产品能源消耗限额值的确定是在调查和测试了国内多个生产企业的情况后、根据实际调研情况和测算制定的, 由于本标准实施后将根据标准中的指标淘汰能耗较高的烧结墙材企业, 因此指标定的较严, 以达到预期淘汰落后生产线的目的。烧结墙体材料单位产品能源消耗限额值的确定能淘汰国内一大批生产线达不到限额值的要求, 在经过一定的技术改造后生产线仍达不到限额值的企业, 具体限额值指标见表1。
3.2 新建烧结墙体材料单位产品能源消耗准入值
近几年来我国烧结墙材工业工艺及装备技术水平和企业生产管理水平取得了一些进步, 新建烧结墙材生产线的能耗明显下降。根据最近几年采用最新技术投产的生产线实际运行情况以及目前国内各种规模的生产线设计的能耗指标, 我们确定了新建烧结墙体材料单位产品能源消耗准入值, 保证采用比较先进的工艺技术和装备才能达到要求, 该指标的确定是在目前只有少数较先进企业能达到该指标要求, 其指标具体见表2。
3.3 烧结墙体材料单位产品能源消耗先进值
经过最近几年来烧结墙材工业生产及生产管理水平的提高, 部分烧结墙体材料生产企业的能耗指标到达国际先进水平, 先进值的确定, 国内已有个别较先进的企业能够达到该指标, 其具体指标见表3。
3.4 综合能耗的统计范围
烧结墙体材料综合能耗的统计范围包括从原料制备到成品堆放的全部生产过程中各种能源消耗量, 不包括生活能源消耗。
烧结墙体材料煤耗统计或检测范围包括从原燃材料进入生产厂区开始, 到产品出厂的整个生产过程消耗的煤量, 包括原材料处理、成型、坯体加热处理和产品干燥、焙烧的煤耗等, 当采用废弃物作 (如污泥等) 为原料时, 烘干废弃物消耗的煤量不计入产品煤耗, 采用工业废弃物作为替代燃料时, 废弃物带入的热量应折算成标煤计入烧成煤耗。
烧结墙体材料电耗统计范围包括从原燃材料进入生产厂区开始, 到产品出厂的整个生产过程消耗的电量, 包括原材料破碎、输送的电耗, 产品包装的电耗等。采用废弃物作 (如污泥等) 为原料时, 烘干废弃物消耗的电量不计入产品电耗。
可以看出, 对于烧结墙体材料综合能耗及电耗的统计范围, 标准对于废弃物二次回收利用的企业单位是鼓励的, 其目的意义在于鼓励烧结墙体材料这类高能耗、高损耗的企业进行能源二次利用, 从而达到节能减排的目的, 贯彻国家提出的低碳环保理念。
3.5 标准能耗计算方法
3.5.1 烧结墙体材料产品综合能耗的计算
对于烧结墙体材料产品综合能耗的计算, 按照能源计算公式ΣE=Ea+Eb+Ec+Ed进行计算, 其中∑E为综合能耗, 即统计期内用于烧结墙体材料产品生产所消耗的各种能源, 用标准煤表示, ∑E即为产品统计期内综合能耗, Ea、Eb、Ec、Ed分别代表产品在统计期内的煤耗、电耗、气耗、油耗, 在工作组对大量的生产企业进行调查统计后, 得出烧结墙材生产用于机械等方面的油耗和气耗等其他消耗之和普遍在电耗的26%~30%左右, 因此我们在综合能耗中将这部分消耗直接按电耗的30%折算计入, 方便在测试期内无法统计出油耗、气耗的企业考核。
3.5.2 烧结墙体材料单位产品综合能耗的计算
对于烧结墙体材料单位产品综合能耗的计算, 按照公式进行计算, 即用∑E (综合能耗) 除以P (合格产品产量) 即可得出Ez (统计期内单位产品综合能耗) , 要注意P为统计期内生产符合GB13544、GB13545、GB5101、GB 26538、GB/T 26001、GB/T 21149标准规定的合格产品产量, 单位为吨。
3.6 烧结墙体材料单位产品能耗限额修正办法
3.6.1 硬质原料破碎修正
当烧结墙体材料产品采用需要破碎加工的硬质原料的企业, 因为在生产过程中可能要用到破碎机、球磨机等设备进行粉碎加工, 对于电耗受破碎率影响会更大些, 因此, 标准对其进行修正:综合能耗修正值=综合能耗+1.2×破碎率, 其中破碎率即需要破碎原料占产品原料的比例。
3.6.2 海拔高度修正
烧结墙体材料生产企业所在地海拔超过1 000 m时进行海拔修正, 煤耗修正下式计算:
式中P0—海平面环境大气压, 其值取101 325 Pa;
PH—当地环境大气压, P。
3.6.3 烧成温度修正
对于某些烧结墙体材料产品如装饰砖、路面砖等由于其产品性能要求需要在高温下烧制的, 标准设立了烧成温度修正, 当最高烧成温度在1 080℃以上时, 修正公式为
公式主要是考虑不同烧成温度对能耗的消耗不同, 烧成温度越高能源消耗越大, 现举例如下:
某企业主要生产烧结装饰砖, 其最高烧成温度达到1 300℃, 按修正系数计算公式可算出修正系数为1.33, 其标煤耗修订值=48.5×1.33=64.5 kgce/t, 即这家企业只要达到修订值即满足能耗限额。
如另有一家企业生产烧结路面砖, 其烧成温度达到1 100℃, 正系数公式9可计算出修正系数仅为1.12, 其标煤耗修订值=48.5×1.12=54.32 kgce/t, 相比第一种烧成温度达1300℃的产品修正, 其修正系数要小很多, 其主要因为烧成温度低于第一种产品, 说明温度修正公式反映出烧成温度与温度修正系数的关系, 温度越高, 修正系数越大。
3.7 企业生产能耗检测和考核
标准中能耗限额指标应为年度统计值或检测值, 因此在标准的实施过程中, 国家和地方主管部门必须在烧结墙体材料工业内建立能源报表的有关制度, 要求生产企业定期提交烧结墙体材料产品质量、生产电耗、煤耗等方面的报表, 并定期对部分烧结墙体材料生产企业的能源消耗情况及产品质量进行抽查, 对提交假数据的企业采取严厉的惩罚措施。
此外, 有关地方墙体材料工业主管部门可以委托具有计量检测认证资质的检测机构对烧结墙体材料企业的能耗进行检测和计算, 根据检测的结果对烧结墙体材料企业的能耗进行考核。
对于能耗指标达不到标准中规定的单位产品能耗限额指标的企业, 国家和地方墙体材料工业主管部门应要求企业在一定期限内对生产线采取技改等整改措施, 降低生产能耗, 对于连续两年达不到标准中规定的限额指标要求的生产线, 主管部门可以要求企业停产整改。
4 烧结墙材能耗面临新门槛企业应及早准备
为促进我们企业开辟节能思路;促进行业升级与进步, 2015年1月1日《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》强制性国家标准 (以下简称“能耗标准”) 正式实施, 该标准是烧结墙材行业第一次设置能耗限额, 被定义为强制性标准, “能耗标准”将对我国烧结墙材业产生重大的影响, 将全面提高我国烧结墙材行业的能耗要求。而且作为烧结墙材行业的能耗准入门槛, 预计新“能耗标准”标准实施后, 将有一批达不到能耗标准的烧结墙材企业被淘汰。烧结墙企业应及早准备。
“能耗标准”有利于中国烧结墙材产品市场的发展。推出新标准恰逢我国着手解决一些城市日益严重的大气污染问题和国家《绿色建筑行动方案》贯彻落实之际。人们把大气污染的恶化归罪于工业企业数量的增加, 最近北京市就出台了关停200多个工业企业的规定, 其中就包括烧结墙材生产企业。新标准的实施将抬高烧结墙材生产企业的门槛, 带动墙材行业转型升级。
5 标准实施的经济和社会效益
目前, “节能减排”正在变成一场全民运动, 降低消耗、保护环境已成为各行各业的共识, 通过标准的实施, 以淘汰的落后产能, 新建隧道窑生产线可最大限度地降低隧道窑热能损失, 提高隧道窑的热效率, 与淘汰落后生产线相比较, 节能20%以上, 按每万块产品最少节能200 kg标准煤计算, 估计每年至少节约320万t标准煤 (按新改建产能1 600亿块生产线考虑) , 同时能节省大量电能, CO2排放量也会大幅度降低, 社会效益显著。
我国现有烧结墙体材料生产企业6万~7万家, 年产约1万亿块 (折普通砖) , 分布在广大的乡镇, 这些落后企业绝大多数装备落后, 还有使用小轮窑, 地沟窑、开口窑甚至土窑。这种技术结构造成能源消耗高, 污染严重, 煤耗和电耗费用已占到企业生产成本的一半以上。落后的产业结构和传统的经营理念, 单纯追求经济效益, 不顾社会效益和环境效益。标准实施的前几年, 按最保守估计至少每年新建2000座大型隧道窑生产线, 年产烧结砖1600亿块, 以平均新建每条生产线费用为3000万元计, 则需要投入资金600亿元以上。此外部分规模以上的生产线由于投产时间不长, 生产工艺和装备技术较落后, 导致能耗偏高, 需进行相应技术改造, 估计这部分生产线数量为上万家。以平均每条生产线节能技改费用为500万元计, 则需要投入资金500亿元以上。
烧结墙体材料工业虽然算不上一个大行业, 但产量巨大, 分布广泛, 因此在能源消耗总量、减少CO2气体排放方面的影响和作用不可小视。烧结墙体材料工业又与能源、资源、环境和土地问题密切相关, 能耗准入值一定要成为我国各级政府及行业主管部门审批、核准烧结墙体材料工业项目项目和备案的强制性门槛。全国烧结墙体材料企业数以万计需要改造升级, 需要规模化、集约化、集团化的大型集团型的现代化企业, 为促进烧结墙体材料工业结构调整和资源整合, 有利于节约能源和技术进步, 最大限度地提高能源使用效率、降低能源消耗, 使我国墙体材料生产技术有一较大的发展, 并可为节能减排作出较大的贡献。
《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》强制性国家标准出台背景很简单, 就是因为我们国家的工业企业能耗太高, 我们烧结墙材行业的能耗更高, 目前我国每百万美元能耗是世界平均水平的近2倍, 烧结墙材行业属于资源型、高耗能和高污染行业, 烧结墙材行业作为耗能大户, 已经成为我国宏观调控的重点行业。每生产1t烧结墙材, 平均耗电约15 k Wh, 55 kg标煤, 原料和燃料成本约占烧结墙材制品的40%以上, 此外, 还对空气造成严重污染。由于我国节能减排形势严峻, 因此, 为解决我国烧结墙材行业能耗严重的问题, 实施《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》强制性国家标准, 国家及有关部门要求抓紧落实和实施, 《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》强制性国家标准将对我国烧结墙材业产生重大的影响, 新标准将全面提高我国烧结墙材行业的能耗要求。
摘要：由中国建材检验认证集团西安有限公司主起草的《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》强制性国家标准已批准发布, 定于2015年1月1日起正式实施。该标准是烧结墙材行业第一次设置能耗限额, 被定义为强制性标准, “能耗标准”将对我国烧结墙材业产生重大的影响。为此介绍了标准的制定、标准的主要内容及第4条技术要求、能耗限额值、能耗计算及修正办法的编制说明等。新“能耗标准”实施后, 将全面提高我国烧结墙材行业的能耗要求, 遏制低水平重复建设, 卡住高能耗, 淘汰落后工艺装备和低劣产品, 促进技术先进的优质墙材产品发展, 将带动和提升行业的整体水平, 引领行业的转型升级。
校园能耗 篇4
铝型材生产企业属能源成本占总运营成本比例较高的行业,并通常被列为各级政府重点能源消耗监控单位。为了保证熔铸生产稳定、经济地运行,对铝型材生产能耗进行实时监测以及能耗异常检测,是实现制造自动化和清洁生产的发展趋势[1,2]。此外,以机组、车间为单位对生产节能情况进行评估,可以有效地减少能源泄露、待机时间过长、参数不恰当等能耗异常现象[3,4,5]。
但目前大多数特种工业铝型材生产企仍停留在无数据—粗放式的能源管理阶段,只有总的能耗数据(月账单、年账单),对工艺及设施的能耗数据不了解。少数企业有基础的能耗数据,有安排员工进行人工抄表,并对抄表数据进行汇总、制表,有简单的抄表和电力监测系统,缺乏对海量数据进行统计、整理和分析。因此,面向生产过程的系统性有效的全面能源监控并将能耗数据进行反馈,动态指导生产调度等决策过程,也已成为铝型材生产企业数字化升级的重要需求之一。樊龙等提出一种基于MODBUS的智能电表数据采集传输系统,提高了数据采集传输的实时性和可靠性[6]。杨文人对基于能耗预测模型的能源管理系统进行了研究,建立了基于BP神经网络的能耗异常监测模型,并成功应用于轮胎硫化工序[7]。
此外目前采用的节能评估手段是采用未采用节能措施的单位产品的能耗与采用节能措施后的单位产品的能耗进行对比。然而这一方法存在严重的滞后性,随着生产时间的不同、机组工作人员的不同、生产产品的不同,这种评估方法会产生较大的误差。文献[7]利用BP神经网络根据当前生产参数进行能耗预测,与实际能耗值进行比较的节能评估方法,可以有效地避免数据的滞后性。
为此,该文提出一种铝型材熔铸实时能耗监测及能耗预测方法及系统,不仅可以实时地监测熔铸生产中的能耗数据,并可以根据能耗预测发现熔铸生产中的能耗异常现象。
2 系统结构组成
系统分为实时能耗监测及能耗预测两部分,实时能耗监测部分由硬件部分和数据采集部分组成,能耗预测部分由训练回归型支持向量机模块,预测能耗区间模块和评估节能效果模块三部分组成。
实时能耗数据采集部分如图1所示:硬件部分由数字仪表、采集服务器、网关机和监控服务器组成。底层数字仪表与交换机通过RS-485接口相连,使用ZIGBEE通讯协议进行数据通信,采集服务器与交换机相连,使用TCP/IP协议进行数据通信,各个交换机通过局域网与监控服务器相连。
数字仪表包括智能电表和智能天然气表,智能电表安装于熔铸机用电线路上,用于采集用电量、电压、电流、视在功率、有功功率、无功功率、功率因数、频率等参数,该参数又分为A、B、C三相和汇总;智能天然气表:安装于辅助加热炉供热管道上,主要采集用量、温度、压力、流量等4个参数;
采集服务器:安装于车间,连接智能电表、智能天然气表和交换机之间,主要用于在网络设备中传输数据,实现数据双向透明传输;
网关机负责从各个设备控制系统采集数据,送到监控服务器中;同时充当管理网络与控制网络之间的网关。采集器与监控服务器之间的网络出现问题时,数据会先保存在网关机上,当故障网络恢复正常时,保存在网关机上的数据会自动上传到实时数据库服务器上,保证所采集数据的完整性。
监控服务器:用于接收和记录交换机传输的负载能耗数据以及运行回归型支持向量机方法;以回归型支持向量机算法计算单位产品能耗的预测值Xp;
软件部分有数据采集模块和服务器控制模块,数据采集模块运行于采集服务器,其工作内容是从监控服务器收到配置参数后,生成标准的数据命令帧,并发送给智能数字仪表,收到智能数字仪表返还的应答数据帧后,将数据帧中的内容打包为TCP/IP所用的数据包,通过网络接口转发到交换机网关中。节能评估模块运行于监控服务器,采用微软公司开发的软件开发平台VC++6.0进行开发,使用封装的Mscomm控件进行串口传输,并将硬件采集到的数据传输到上位机界面中实时显示以及存储到SQL数据库中。
3熔铸生产能耗预测
基于回归型支持向量机的熔铸异常能耗预测由三个模块组成:训练模型模块、预测能耗区间模块、评估节能效果模块。
训练模型模块用于训练基于回归型支持向量机的节能评估模型,如图2所示。以某铝型材制造企业熔铸车间为例,原始的能耗时间序列数据,包括日、月和年等不同时间维度的能耗数据已经由能耗监测系统预先存储于监控服务器的SQL数据库中。从监控服务器的SQL数据库中读取某一熔铸机组于2013.42013.8每生产1吨铝棒的耗电量和燃气量作为训练数据,输入数据x有熔铸质量、环境温度、熔铸温度、熔铸时间、操作工人工龄等,使用MATLAB训练基于回归型支持向量机的回归函数) ;根据回归函数计算该熔铸机组于2013.9所每熔铸1吨铝棒的耗电量和燃气量为373.74度/吨、36.68立方米/吨。
预测能耗区间模块,其特征在于使用统计分析方法计算单位产品能耗的置信区间。设单位生产铝棒的预测耗电量为X1, X2,…Xn服从样本分布( μ , σ2),和S2分别表示预测耗电量的样本均值和样本方差,则随机变量,对于给定的置信度,则预测耗电量的均值μ的置信区间为以某铝型材制造企业熔铸车间为例,2013.7月中5天的耗电量分别为345.24度/吨、343.82度/吨、354.05度/吨、346.44度/吨、353.26度/吨,则置信度为0.99的耗电量置信ˉ区间为:,则预测耗电量的置信区间为[348.56-9.77, 348.56+9.77]。
评估节能效果模块,其特征在于根据每熔铸1吨铝型材的能耗预测值Xp和每熔铸1吨铝型材能耗的实际值Xt,根据公式-计算所述单位产品的节能效果η。
4 系统测试及讨论
以某铝型材制造企业熔铸车间为例,从数据库中选取其2011.12012.9每生产1吨铝棒的耗电量为训练数据,结合软件MATLAB,训练基于回归型支持向量机的节能评估模型,数据如表1所示
根据训练好的回归型支持向量机模型去获取单位铝型材耗电量预测值。如图3所示,该企业2012年9月-2012年12月中每月的每生产1吨铝棒的耗电量的预测值分别为1100千瓦时、1083千瓦时、1055千瓦时和1092千瓦时。
最后根据每生产1吨铝棒的能耗预测值Xp和每熔铸1吨铝型材能耗的实际值Xt,根据公式计算所述单位产品的节能效果η。图4所示是置信度为99%的某熔铸机组日节能能效图,图中可以看出多个能耗异常情况。
5 结论及未来工作
本文针对铝型材熔铸过程能源使用较多,传统人工采集能耗数据频率低,采集速度慢等问题,提出了一种包括智能电表、智能天然气表、采集服务器、交换机以及监控服务器,智能电表和智能天然气表等构成的熔铸能耗监测和能耗预测系统,负载通过RS-485总线与采集服务器相连接,采集服务器将RS485串口转换为TCP/IP网络接口,实现RS-485串口到TCP/IP网络接口的数据双向透明传输,监控服务器实时监测负载能耗数据并记录不同负载的能耗数据,并用历史能耗数据以回归型支持向量机方法计算单位铝棒能耗的正常检测区间,还可以根据预测能耗数据与实际记录能耗数据进行比较,对熔铸生产进行节能评估。实验证明该系统不仅可以实时地采集车间内熔铸机组的能耗数据,还可以通过对历史能耗数据的分析,检测生产中的能源泄露、待机时间过长、生产参数不恰当等能耗异常现象。
摘要：针对铝型材生产过程中能耗较大,传统人工采集能耗数据频率低,采集速度慢等问题,该文提出一种铝型材熔铸炉生产实时能耗监测及能耗预测系统。该系统一方面使用基于zigbee协议的无线传输通讯方式将生产现场电表、燃气表与交换机相连接,并通过网络接口数据发送至服务器,实现对生产能耗数据的实时监测;另一方面采用回归型支持向量机对历史生产数据进行学习,得到预测能耗模型,用于对当前生产能耗数据预测,及时发现生产中的能源损失、生产参数不当等异常现象。
校园能耗 篇5
公共建筑能耗定额对于促进建筑节能工作具有重要的意义。“十一五”期间,我国提出了“能耗统计、能源审计、能效公示、能耗定额以及超定额加价”的公共建筑节能监管体系。根据国务院节能减排综合性工作方案的统一部署,财政部、住建部在全国范围内开展国家机关办公建筑和大型公共建筑的能耗统计、能源审计、能效公示工作,并取得了良好效果。在此基础上,建立能耗定额制度成为下一步节能工作的重点。
公共建筑能耗定额是对建筑用能的重新分配,建筑能耗分配的不合理,不仅会阻碍建筑节能事业的发展,甚至会影响社会和谐与经济社会发展。因此,为保证能耗定额的科学合理性,公共建筑能耗定额标准应遵循以下基本原则:
(1)鼓励节约,反对浪费;在保障合理的建筑用能需求的前提下,鼓励节约用能,反对浪费。
(2)方法科学、合理;公共建筑能耗定额标准制定方法应科学、合理、易于掌握,确定的能耗定额指标应具有可比性。
(3)具有可操作性;编制的公共建筑能耗定额标准应具有可操作性,编制建筑能耗定额所需的基础数据应易于获得。
(4)适时修正;应根据建筑能耗水平的变化和发展趋势,适时对建筑能耗定额标准进行修订。
2研究基础
公共建筑能源消耗定额的标准计算方法,对于不同的建筑,由于建筑形式、空调形式、使用方式的不同,导致建筑分项能耗的构成、数量和比例都不同。因此,将特定的定额能耗用于所有的建筑是不合适的。需要研究不同种类建筑,不同空调形式、不同使用方式下的分项能耗。然后再通过分项能耗定额的相加,就能得到建筑的基础能耗定额M,公式如下:
Mj=M1i+M2i+M3i+M4i
上式中,Mj代表基础能耗定额;M1代表空调能耗定额;M2代表照明能耗定额;M3代表办公能耗定额;M4代表公共服务能耗定额。
通过以上分析,就可将基础的分项能耗定额建立起来了。将分项基础能耗定额相加后,就得到了办公建筑基础能耗定额。
3能耗定额
3.1计算前必备的基础数据
江苏省邮电设计大厦的建筑类型、空调形式、外墙平均传热系数、照明功率密度、外窗传热系数、窗墙比、办公设备功率密度数据等参数的实测数据如下:
(1)建筑类型——办公建筑;
(2)空调形式——集中风冷热泵;
(3)外墙平均传热系数(单位:W/m2K)——0.68;
(4)照明功率密度(单位:W/m2)——9:
(5)外窗传热系数(单位:W/m2K)——取平均值为2.73;
(6)窗墙比(南北向均值)——取南北向平均值为0.32;
(7)办公设备功率密度(单位:W/m2)——30W/m2。
3.2基础能耗定额
按照《机关办公建筑和大型公共建筑运行能耗模型和定额方法课题研究报告(10.12)》中的计算方法,采用85%概率下的基础能耗定额作为依据,如表1所示。
然后根据邮电设计大厦为办公建筑及空调类型为集中风冷热泵,得到基础能耗定额,如表2所示。
3.3空调能耗定额计算
办公建筑暖通空调能耗比例如表3所示。
围护结构对空调耗能的修正系数总表如表4所示。
根据邮电设计大厦的外墙传热系数为:0.68,外窗传热系数为:2.73,窗墙比为:0.32,所采用的空调耗能调整系数如表5所示。
则根据此修正系数,得到邮电设计大厦的空调能耗定额如下:
修正后的空调能耗定额=空调基础定额×(输送能耗占比+新风能耗占比+人员能耗占比+围护结构占比×围护修正系数)=37.5×(0.30+0.14+0.14+0.42×0.82)=34.665kWh/m2。
3.4照明能耗定额计算
照明修正系数与窗墙比及照明功率密度有关,与办公建筑相关的照明能耗修正因子总表如表6所示。
邮电设计大厦的照明功率密度为:9W/m2,窗墙比为:0.32,由此得到的照明能耗修正系数如表7所示。
修正系统恰好为1,则邮电设计大厦的修正后的照明能耗定额跟基本定额一致,也是24.5kWh/m2。
3.5办公能耗定额计算
根据报告所述,办公能耗定额修正跟办公配置功率和单位面积人员密度有关,总表如表8所示。
邮电设计大厦的办公配置功率为:30W/m2,单位面积人员密度未提供,估算邮电设计大厦人员密度为0.04人/m2,则修正系数如表9所示。
则修正后的办公能耗定额为24.5×1.5=36.75W/m2。
3.6其他能耗定额计算
根据报告所述,其他能耗定额系数均取1,则得到修正后的其他能耗定额为11.9W/m2。
3.7整体建筑能耗定额
整体建筑能耗定额即为各个分项能耗定额之和,则最终的邮电设计大厦能耗定额基准值为:
34.665kWh/m2+24.5kWh/m2+36.75W/m2+11.9W/m2=107.815W/m2。
4能耗定额的分解
照明能耗、办公能耗、其他能耗年能耗定额除以12得到月能耗定额。
暖通空调能耗定额需要根据启停时间分解到月份,同时需要考虑制冷与制热耗电量系数,依据主要是根据空调系统历史数据获取,根据能耗定额计算平台计算得到的暖通空调定额为:34.665kWh/m2,根据历史能耗数据计算得出平均制冷与制热耗电量比值为1:1.2,冬天开启空调时间为12月20日～3月10日,夏天开启空调时间为6月15日～9月10日,根据日历计算得到制热开启天数为80天(12月20日～3月10日),制冷开启天数为88天(6月15日～9月10日),其他时间空调系统耗电量为0,再考虑到冷热耗电比值系数,得到制冷制热每天能耗定额值如下:
制冷每天耗电量定额=34.665kWh/m2÷(88+80×1.2)≈0.1884kWh/m2
制热每天耗电量定额=制冷每天耗电量定额×1.2≈0.2261kWh/m2
根据上面计算得到的制冷制热每天能耗定额值计算得到每月的暖通空调能耗定额如下:
(1) 1月:制热每天耗电量定额×31天≈7.01kWh/m2;
(2) 2月:制热每天耗电量定额×28天≈6.33kWh/m2;
(3) 3月:制热每天耗电量定额×10天≈2.26kWh/m2;
(4) 6月:制冷每天耗电量定额×16天≈3.01kWh/m2;
(5)7月:制冷每天耗电量定额×31天≈5.84kWh/m2;
(6) 8月:制冷每天耗电量定额×31天≈5.84kWh/m2;
(7) 9月:制冷每天耗电量定额×10天≈1.88kWh/m2;
(8) 12月:制热每天耗电量定额×11天≈2.49kWh/m2;
(9)其他月份为0。
5定额的修正
5.1总体思路
用能定额不是固定不变的数值,可以随着技术水平的提高不断地进行修正。
(1)基于实测数据,获得不同功能建筑不同系统的大致能耗水平,但是能耗数据参差不齐;
(2)采用模拟手段,理解和解释实际数据,摒弃其中的不合理的设计和运行因素,得到建筑的合理用能定额;
(3)需要根据建筑不同的使用状况,如使用时间等,对用能定额进行合理修正。
5.2实际能耗值对标及偏高原因分析
邮电设计大厦的用能管理系统实际监测到的年均能耗值为:
(1)空调年均能耗:39.473kWh/m2;
(2)照明年均能耗:28.7kWh/m2;
(3)办公年均能耗:42.97W/m2;
(4)其他年均能耗:12.26W/m2;
(5)整体建筑年均能耗:123.403W/m2。
从上面的数据我们可以发现实际监测的能耗值要明显高于3.7章节中我们计算出来的能耗基准定额,分别高出的百分比分别为:
(1)空调年均能耗:39.473kWh/m2=(空调能耗定额:34.665kWh/m2)×114%;
(2)照明年均能耗:28.7kWh/m2=(照明能耗定额:24.5kWh/m2)×117%;
(3)办公年均能耗:42.97W/m2=(办公能耗定额:36.75W/m2)×117%;
(4)其他年均能耗:12.26W/m2=(其他能耗定额:11.9W/m2)×103%;
(5)整体建筑年均能耗:123.403W/m2=(整体建筑能耗定额:107.815W/m2)×114%。
邮电设计大厦是绿色建筑,其能耗值应低于公共建筑能耗定额值才是合理的,但实际能耗值却是偏高。
经过分析,主要有以下一些原因导致能耗值偏高:
(1)邮电设计大厦与一般的办公建筑相比,办公人员的工作时间较长,晚上及周末有较多的办公人员加班,这是导致能耗上升的主要原因;
(2)邮电设计大厦与一般的办公建筑相比,本身有一个较大规模的网络机房,上文的计算方法中网络机房用电归属在办公用电和空调用电中,所以导致办公用电及空调用电高于一般的办公建筑。
由于存在以上的原因,如果按照标准的能耗定额计算方法,得出的能耗定额值对于邮电设计大厦是不合理的,需要考虑邮电设计大厦自身的特点对其能耗定额进行修正。
5.3定额修正
5.3.1建筑物运行时间的影响及修正方法
经过全年跟踪统计(主要依据考勤记录),邮电设计大厦办公人员平均加班时间为2.2小时,计算标准为一般办公建筑运行时间为9小时(含中午1小时休息时间),邮电设计大厦办公人员加权平均后为11.2小时(含晚饭时间以及加权平均掉不加班的人员),即比一般办公建筑加权平均工作时间多2.2÷9≈24.44%。这个影响因子对于暖通空调和照明定额都会产生影响,因此,我们对邮电设计大厦的空调和照明定额进行了修正。
空调修正定额计算方法:
空调能耗定额×(1+24.44%)=34.665k Wh/m2×1.2444≈43.137kWh/m2;
照明修正定额计算方法:照明能耗定额×(1+24.44%)=24.5kWh/m2×1.2444≈30.488kWh/m2。
其他能耗定额受工作时间影响因素相对较少,按平均工作时间增加值的一半进行计算,得到修正后的其他能耗定额为:
其他能耗定额×(1+24.44%/2)=11.9kWh/m2×1.1222≈13.354kWh/m2。
5.3.2网络机房的影响及修正方法
办公修正能耗定额,除了工作时间外,机房耗电因素需考虑在内,经实际监测对比,机房设备功率与其他办公设备功率比值约为1:16.5,同时其他设备用电时间基本与办公时间相当,而机房设备用电为24小时开机运行(含周末),即经计算后实际能耗值比值约为1:5.5,则修正后的办公能耗定额值为:
办公能耗定额×(1+24.44%)×(1+1/5.5)=36.75kWh/m2×1.2444×1.182≈54.046kWh/m2。
空调修正能耗定额,邮电设计大厦的网络机房的PUE值是1.73。
修正后的整体建筑能耗定额为上述分项修改能耗定额之和:141.025kWh/m2。
5.3.3修正后的能耗定额与实际能耗值对比
经过修正后的能耗定额基本接近合理水平,与邮电设计大厦的实际能耗进行对比如下:
空调实际能耗/修正后的空调能耗定额=39.473kWh/m2/43.137kWh/m2≈91.5%。
照明实际能耗/修正后的照明能耗定额=28.7kWh/m2/30.488kWhm2≈94.1%。
办公实际能耗/修正后的办公能耗定额=42.97kWh/m2/54.046kWh/m2≈79.5%。
其他实际能耗/修正后的其他能耗定额≈12.26kWh/m2/13.354kWh/m2≈91.80%。
整体实际能耗/修正后的整体能耗定额=123.4 03kWh/m2/141.025kWh/m2≈87.5%。
通过以上对比,实际能耗值均低于修正后的能耗定额值,也基本反映了绿色建筑与普通办公建筑的差别。
6结束语
校园能耗 篇6
据介绍, “中挪被动式低能耗示范项目”是国家科技部和挪威相关机构合作建设的示范项目, 建筑面积2 400m2, 共4 层, 是宁夏第一座被动式超低能耗建筑。该项目由宁夏建筑科学研究院等5家单位联合实施。被动式超低能耗建筑, 是一种运用高效节能手段实现“近零能耗”的绿色建筑, 充分利用创新的墙体、门窗结构, 达到高效的保温隔热性能, 并采用太阳能新风系统回收利用室内的热量。宁夏建造的这栋示范建筑, 大部分材料和技术来自宁夏本土, 由宁夏绿色建筑工程技术研究中心提供技术支撑。项目建成后, 将按挪威的技术标准进行测试验收。
据自治区住建厅总工程师郑德金介绍, 在宁夏首座超低能耗绿色建筑的建造过程中, 将着力研究适合宁夏建筑节能与绿色建筑技术发展的关键问题, 探索适合低能耗绿色建筑的技术应用示范。