节电解决方案

一、综述：

随着国民经济的快速发展和社会进步，高等教育受到了全社会的关注与重视，办学规模也随着受教育者数量的增加而不断扩大。为使学生有良好的学习环境，校方在校园的教学设施、公寓条件等方面作出了十分的努力，但由于大学校园开放式的管理模式，不少高校节能措施只注重行为管理和节能宣传教育，在强化采用人性化新技术的应用方面较为欠缺，再加之不少学生的节能意识淡薄，导致浪费现象比较严重。随着高校规模的不断扩大，校园面积、学生人数、教职员工人数急剧增多，各高校公共费用支出相比过去有了大幅度的提高。其主要表现在电能源的浪费和水资源的浪费。

水电的费用是高校财政费用中一笔巨大的支出，常规情况下约占高校财政支出的1/4，其生活区的能源耗用，除了公共区域，基本采用了政策性支出和合理的回收模式；而教学区的能源消耗那就是直接耗用，没有回收可言，能源费用支出占学校水电耗用总比例的40%左右。但在运行中存在浪费现象，特别电耗浪费较为严重。主要表现为教室的长明灯节能；水的浪费表现为卫生间使用传统的高位水箱、T型雨淋管冲洁、洗漱间的长流水。校方的后勤部门、物业部门、节能办公室、动力管理部门对水和电的浪费也十分重视，每个高校都针对自己学校的具体情况，制订了不少的管理条例，譬如：加强节能意识的宣传，以提高节能意识，加强人员管理和奖惩制度以提高管理力度，在明确的使用范围内，管理员对教室照明进行专人管理。在一定程度上是有所控制、有所节约、有所改善，但对于更大面积的公共部位的细化管理还是不能进行有效的控制。譬如：教室照明的白天亮灯，教室只有少数学生而开启全部照明，空调设备的无效运行等等。这些都是校方后勤部门管理上头痛的问题。针对这些问题，我们认为除了后勤部门在采取的软件管理和行为管理，还应采取先进的控制技术来进行节能细化改造，实现无人化智能管理，以达到最佳的节约效果。

二、用电现状分析

教室照明方面：高校的教室，在白天室内照度很高的情况下，仍然普遍存在开灯作业现象，即使室内无人或人很少，也是全部开启室内照明，晚自习时间，许多教室即使仅有几个学生，但室内照明全部开启，绝不会因为只有少数人而只开几盏灯，长明灯比比皆是，人走不熄灯的现象普遍存在。依照国家相关标准规定，教室照度不低于350LUX。从保护视力健康角度出发，在低于150LUX和高于600LUX照度下长时间看书，有损于眼睛的健康。而我国大部分高校的照度都高于此标准。在对高校教室照明的调研中，我们看到，为让大学生有一个好的学习环境，学校对于教室的照度都非常重视，晚间照度都在350LUX以上。以一般普通标准教室为例，至少装配22支40W(用电感镇流器时其功耗还增加5W)日光灯管照明，每小时电耗为1KWh，每天工作时间普遍达16小时，日间为10小时左右，夜晚为6小时左右，全天耗电量为16×22×45=15kwh，若以0.8元/kwh电费计算，每间教室日支出电费为12元，每学年以9个月计算，则每间教室每年电费耗用为3400元。

另一方面是中央空调：由于中央空调在配置时都是按最大负荷设计的，且留有15%以上的余量，由于季节和室外温度的原因，实际使用中往往空调处于最大负荷运行，存在着“大马拉小车”的现象。不少学校办公室空调存在着温度不合理的使用现象：夏季空调温度设置得很低，冬季会设置得很高，致使空调长时间的运转，导致了不必要的能源浪费。

用水方面：学校的洗漱间和卫生间是用水的最大消耗，也是节水的重点。在洗漱间内，主要是跑冒滴漏，其中现象表现为：第一，普通水龙头损坏后不及时更换，使水龙头成为长流水。第二，有不少学生的节水意识淡薄，洗衣服时，人离开时依然开启水龙头，冲洗衣服或冲洗清洁用具，致使水资源大量浪费。

三、高校用电耗能高的原因

近些年来，高校用电耗能一直在呈上升趋势，这其中不可避免地受到市场经济发展的客观因素影响，由于市场电价和用电耗材价格上涨，造成电费增加。但是整体来看，还包含以下几个因素：

1、用电管理粗放，浪费严重

高校用电管理过程中，管理职能不突出，在用电过程中主要强调保证学校正常教学科研和生活用电，在节约用电方面工作力度不大。教学、生活用电和办公用电等浪费较大，教室无人开灯、宿舍楼内人走灯不灭、办公室的电脑常开，甚至不办公或人离开办公室不关电脑等现象非常普遍。

2、有些用电设施陈旧、电能损耗大

有些高校由于资金紧缺或其他原因，不能及时对陈旧老化设备实行改造维修，致使该部分设备出现带病或超负荷运行状态，存在着严重的安全隐患。如，有的学校仍在使用的老式高能耗变压器，不仅维护起来不方便，而且这些陈旧设备空载损耗也很大，这些耗能设备有很大的节能改造空间。

3、节能意识淡薄

节能减排思想未能深入人心，多数学生节约用电意识薄弱。觉得节电不节电与个人关系不大，认为用电育人关系不大或毫无关系。其实不然，加强学生用电的管理和教育，培养大学生的节约意识和社会责任感，正是管理育人与服务育人的具体体现。

四、节电节能措施

(一)加强节约能源宣传，提高节能意识，达成全员节电共识

动员广大师生从自己、从身边、从点滴做起，加大节能宣传教育工作的力度，使全校广大师生员工自觉成为节电管理工作的宣传者、实践者、受益者。采取校园网、广播、宣传栏、校报等宣传媒体广泛宣传节能知识和节电措施。开展节能讲座、节能征文、节能知识竞赛、节电宣传月等活动。增强师生员工的节电意识，促进节电活动的有效开展，树立起全校师生“节约能源人人有责”的社会责任感。另外要将节能节电融入教学中，培养学生掌握节能知识，提高节能意识，养成良好的节能节电习惯，为社会做贡献。

(二)采用切实可行的节电技术措施

1.照明节电措施

高校照明用电约占总用电量的50%左右，因此，提高照明的效率、节约照明用电是节电中的重要任务。节约照明用电的基本措施是降低照明系统的无功损耗，提高灯的发光率，并且及时关闭不需要的电灯。采用普通照明用LED低功耗高照度来代替镇流荧光。在教室、自习室等场所加装智能控制器，实现人走灯灭。注意保持照明工作电压正常的额定值，以保证灯的发光率并延长使用寿命。给灯安装上高效能的反光罩，使电灯的光投射到指定部位，使其有效的利用。及时更换过期使用的灯泡灯管和及时关闭不需要的电灯；公共区域可安装节能性好的声光控开关等。在照度要求不太高的公共场所，可以适当降低LED灯的照度，既能节省用电量又能延长灯泡的使用寿命，使照明灯具节能达到30%以上。

加装节电器，保证照明设备的节电率，在不影响照明时间和照明亮度的情况下达到节能节电的效果，雷奇优路明路灯、照明、市政节电设备是专门针对照明系统节电的高科技智能节电装置，主要应用于路灯照明、市政、学校、超市、广场等场所。

节电装置采用最新的电磁补偿、微电脑参数优化控制、电力电子控制等技术而完成，电磁补偿是依靠雷奇节能专利技术，利用高性能进口铁磁材料完成的电磁转换器装置，其自身损耗在千分之几以内，而变压器在百分之几以内，在微电脑集数电路的控制下，通过无级定点调整和高阻态降压原理，根据用电参数的变化自动调整负载的输入电流，通过内部的高阻态电抗调压，从而做到完成减少谐波的产生，抑制浪涌电流及瞬变，降低多余的无功损耗，提高用电效率，优化供电参数，提高电力品质，吸收、抑制配电线路中产生的谐波、杂波，抑制线路当中以及负载工作过程中的高频浪涌高能瞬变。平衡三相电压、电流，降低线路中的无功损耗，提高负载的用电效率，实现节电的目的，延长设备的使用寿命，让设备节约电费支出。

照明系统应尽可能采用三相四相制供电。尽量采用电阻率低的铜质导线，因为它比铝材料的损耗要小得多，并且连接电阻较小，也不存在意外的接触电阻。还要通过科学的计算及时注意照明负荷的变化，对于较长线路在满足载流量、热稳定及电压降的前提下，选定线截面时确保足够的线路截面积。

2.通过技术措施降低其它电力损耗

不管是利用自供水源井抽水或是自来水加压抽水的水泵用电，还是中央空调、分体空调，都是用电量较大的设备之一，可以改变水泵电机定速拖动为变速拖动节电。在校内锅炉房的风机、水泵、循环泵上采用自动控制技术和变频调速等先进技术，使设备处于经济高效运行状态，通过智能控制做到实时调整空调的运行状态，改善三项电流不平衡、部分负载功率因数偏低等现象。避免“大马拉小车”和“小马拉大车”等不经济运行现象和设备长时间处于低效状态而浪费电能。

在空调、泵机、中低压电动机前加装节电装置，达到节能降耗的目的，通过加装节电装置可以在更好的保证电源质量、延长使用寿命的基础上达到良好的节电效果。

可以在不缩短运行时间的基础上，很好的解决学校空调、水泵、风机等设备的节能节电问题，节电率达15—35%。

（三）引进先进的能耗监测平台系统

采用计算机或单片机实施的教学区用电分时控制。仅解决了课余时间的长明灯现象，但在教学时间内不能解决不合理用电的浪费现象，其中包括：白天在室内照度很好的情况下开灯现象；教室内生员很少的情况下全部开启所有照明。

既然上述方法不能从终端细化处理，就必须考虑启用新的终端控制技术思路来解决这一浪费问题。通过大量的社会调研、现场考察，决定采用网络化智能监控系统来解决用硬性设备不能解决的问题。对用电设备进行智能化控制，是目前最为有效的控制方法。目前，网络化智能监控系统在中共中央党校、清华大学、浙江大学、同济大学、天津大学等十二所节约型校园示范高校已取得良好效果，照明节电率超过40%。实现了白天室内照明度达标不开灯，按需分配的原则对于路灯、室内灯进行硬性加人性的控制，实现高校照明终端的无人化自动控制管理，真正杜绝了照明用电浪费现象。

网络化智能节电监控系统，解决了监控不到位的问题，对于校园的用电设备根据需要对目标区域进行全方位、全天候的24小时实时，任何不符合正常运转的设备进行声光报警。此节能监控系统包括节能、智能监控、防盗报警三个部分。此系统配合节电装置，可以实现在节电装置控制下的电力设备的有功功率、无功功率、电流、电压等工作状态数据，通过自动传输系统传输数据。让节能做到智能化、自动化和标准化。

1、用电监视控制系统简介：

是采用数据管理器作为整个系统的中心，管理整个系统的运行。学生先在用电管理电脑上进行设置，然后将数据输入数据管理器，数据管理器将设置参数传输到房间，实行用电房间用电自动管理。在这种模式中。用电管理电脑中安装管理软件，可进行用户卡进行参数设置，并有相应的报表统计和打印功能，可对每个房间的用电情况进行实时监控。监控学生房间当前的用电数据（学生房间的当前电流、剩余电量、用电情况等）。

智能监控电示意图

智能用电监控系统功能：

1) 房间用电计量：当用户在房间里面用电时，机柜中的计量模块会通过采集其脉冲来进行计量（自动累减），我公司计量模块的精度达0.2级。

2) 短路保护：在标柜中，系统分路断路器采用正泰（空开品牌和型号均可选），分路短路时，分路断路器能自动跳闸，及时切断电路，只有当用户单元的短路状态解除之后，重新推上分路断路器，用户单元才可以继续用电。

3）漏电保护：当用户房间、分路断路器或总控制器任何一处有漏电保护功能时，系统会对用户进行漏电保护（分路断路器和总控制器型号均可选）。

4) 定时控电：学校可以根据自身管理需求，对学生用电时间进行定时控制，系统共有20个定时器，定时类型多样，可按不同的日期和不同的用户组别分别进行控制其开、关，还可在不同的定时段内选用不同的单路限流值。

5) 负载限制：使用单位根据自身管理上的要求，可对用户单元的最大负荷进行统一、分组、单独设置不同限流值。当某单元实际用电负荷超过设定的用电负荷时，系统将自动切断该单元供电，只有当管理员对该单元进行过流复位时，用户单元才可以继续用电，各单元的限流值从0到单路最大负荷电流值（最大为40A）可选。

6) 单元用电情况查询：在系统软件和数据管理器上，用户可随时查询用户房间当时的用电情况，也可在系统软件上查询用电单元前十年的所用用电情况。

7) 故障自动报警：当系统检测到系统中有中位机不通讯，或计量模块控制错误时，系统会采用蜂鸣器报警。

8) 支持中途更换操作员：软件系统可有多个操作员或管理员并能对其进行权限分配，只有当操作员用正确的用户名和口令登录时才能得到自己相应的权限。

9) 系统操作日志、账户操作日志和追踪审计：系统将把每个操作员所做的每一步操作都记录在数据库中，对其所有的操作都有可追溯性。

10）对账户的各项操作可批量或个别进行：系统允许对用户进行分组，默认为4组，最大可扩展到9组，当对用户进行各项操作时，均可按组进行操作。

11) 掉电数据保护、断电恢复功能：当电脑因非正常关机而引起数据库损坏时，系统软件会自动对数据库进行修复，绝对保障数据的安全。

12）用电数据统计分析功能：系统软件中含有报表打印功能，报表形式多样灵活，统计准确快速。

13）欠压运行模块：计量模块在欠压的情况下也能正常运行，电压范围在170-240V

14) 恶性负载识别：当房间使用违规大功率电器或纯阻性负载（如：电炉，热得快等）时，系统将自动识别为恶性负载，并自动切断其电源，只有当管理员在监控电脑上对其进行复位后，用户才可继续用电，有效地避免了发生用电事故。

15) 实时监控：对每个学生房间的用电情况进行实时监控，实时监控的刷新速度是6秒一次，只要在6秒钟内就可以直观显示学生房间当前的用电数据（当前电流、剩余电量、已用电量、用电情况等）。

16) 一进两出控制【选用】：实行一表计量，两路控制，输出两个回路（主回路为电脑插座，可常供，从回路为照明，可定时控制）。

17) 用电数据采用电脑、数据管理器、中位机三重备份，当电脑关机或不正常时，电柜会在数据管理器的控制下正常运行。

18) 公用部分全压、半压转换功能【选用】：根据学校要求，在设计中，公用部分采用大功率可控硅来实现全压半压转换（用于公共照明部分）。

2、控制方式：

1）、教室节能控制管理

教室由于每天使用的时间相对确定，按照时间表来进行管理。

控制对象：照明、风扇、多媒体教学设备

常用功能：

根据具体课程时间表进行自动控制：

● 每天在教室开始使用前15-30分钟，所有设备自动开始供电，可以正常使用；

● 根据具体课程安排输入对应数据后，在教室没有使用安排，例如下课、午休、晚上暂停开放等情况下，教室内所有设备会自动停止供电，防止人为疏忽造成电能浪费；

●教室所有电器设备都可以接入该系统，通过控制其供电达到节能控制管理，学校应该充分结合实际使用的时间表进行编排。

● 同样，灯光、风扇等其他设备如果出现漏关，管理员确定该教室今天不会再使用的话，发送“关闭”，就达到管理目的了。

2）、图书馆节能控制管理

特点：

A．图书馆使用面积大，属于高耗能区域，普遍存在电能浪费现象

B．使用设备数量多，使用人数多

C．实际使用不确定，可能整个区域只有几个学生

控制对象：照明、风扇、中央空调等

常用功能：

根据具体课程时间表进行自动控制：

● 每天在图书馆开始使用前15-30分钟，所有设备自动开始供电，可以正常使用；

● 根据图书馆各个楼层和各个区域的具体使用安排输入对应数据后，在图书馆没有使用安排，例如每周全校例会、晚上暂停开放后等情况下，图书馆内暂停使用的区域内所有设备会自动停止供电，通过管理和合理分配，把学生集中到开放的区域，防止造成电能浪费；

● 图书馆所有电器设备都可以接入该系统，通过控制其供电达到节能控制管理，学校应该充分结合实际使用的时间表进行编排；

● 图书馆在正常使用的时候，基本照明和学生读书使用的区域可以照常开启，不会造成影响。

对设备进行分区管理：

● 由于进入图书馆的人数不确定，，每个楼层的使用率不同，例如晚上学生大多集中在自习室进行自习，有很多区域大部分时间只有十几人在使用而开启了整层楼的灯光和空调，针对这种情况，适合使用分区管理；

● 例如把图书馆的自习室平均分成A、B、C、D四个区域，每个区域保证达到足够照度和温度要求后，如果学生人数较少，就把他们集中到靠近讲台的A、B区，此时只需开启A、B区的电器设备；同样，图书馆的借书区同样通过划分区域进行管理，需要使用的区域或者人数较多的时候，图书馆管理员就可以合理开启区域的设备使用，学生自己是不能擅自控制的。

● 当图书馆进入准备暂停使用的时间，例如10：20，公共广播将会进行提醒，让学生做好离开准备，“同学们，图书馆将于15分钟后关门，请做好离开准备，谢谢合作！”，当时间到了晚上10：30，馆内除了工作人员的使用区域外，其他教室所有区域的设备都停止供电。

3）、办公室节能控制管理

特点：

A．办公室使用面积小，属于私人使用区域；

B．普遍存在因认为疏忽而造成的电能浪费现象。

针对办公室的使用特点，按照时间表结合红外感应节能控制进行管理。

控制对象：照明、风扇、办公电脑、排风扇等

常用功能：

● 当用户进入办公室，灯光自动打开，空调进入准备工作状态；

● 用户在室内停留超过5分钟，系统确认后，空调自动开启，把温度调到日常使用最佳状态；

● 当人需要离开15分钟左右，在第5分钟，感应器确认室内无人，灯光先自动关掉，温度会自动调高2-3℃，风速会降低到低风，人在15分钟内回来，灯光开启，空调自动调整到原先正常最佳温度状态；

● 当人离开超过15分钟甚至不再回到办公室，灯光和空调都会自动全部关闭。

4）、饭堂节能控制管理

特点：

饭堂使用时间相对确定，便于管理。

常用功能：

按照饭堂使用时间表进行管理：

● 按照学校时间表，饭堂的使用时间为早餐、午饭和晚餐；

● 饭堂灯光和风扇在进入正常使用时间的时候才会供电；

● 白天会根据实际亮度判断灯光是否应该开启；

● 晚上10点后除了基本照明灯光工作外，饭堂的全部灯光和风扇都会自动关掉。

进行分区分档控制：

● 对饭堂的灯光、风扇进行合理分组后，每个区域都可以通过管理员进行控制；

● 譬如吃饭高峰时使用“全开”，高峰期过了，饭堂只有零散的学生在用餐，管理员可以把用餐学生集中在A区吃饭，其他区域灯光和风扇都不会开；

● 当然，根据长期的使用想象总结人多人少的大概时间后，进行区域给灯光和风扇的工作可以通过时间表进行自动管理。

5）、公共区域节能控制管理

常用功能：

按照区域使用时间表管理：

● 白天楼梯和走道的灯都不会开；

● 到了晚上大概六点天黑的时候，楼梯和走道的灯光就会自动开；

● 到了第二天7点的时候天亮就自动关闭。

根据亮度判断公共照明是否开启：

当白天遇到雨天或者天气阴沉，实际照度不能作为基本照明的时候，通道和楼梯的灯光会自动开启。

红外感应控制照明系统：

● 有人走进该区域时灯光开启；

● 系统感应到2分钟后灯光关掉。

6）、洗手间节能控制管理

常用功能：

1、红外感应控制照明系统：

● 有人进入洗手间，灯光开启；

● 系统感应到5分钟内洗手间都没有动作时，灯光全部关掉。

2、通过时间表控制排风扇的工作：

● 洗手间排风扇必须定期开启，保证空气清新；

● 通过把整栋楼的所有排风扇连接到时间表系统，所有排风扇将自动运作，例如每隔一小时开启一次，每次15分钟；

● 也可以按照学校下课的时间编排工作周期，例如每次下课前10分钟开启排风扇，如果下课时间为20分钟，则排风扇每次开启35分钟。

3、 根据亮度判断公共照明是否开启：

当白天遇到雨天或者天气阴沉，实际照度不能作为基本照明的时候，洗手间的灯光会自动开启。

“阶梯式”管理型节能系统

●时间表功能:应用于教室、图书馆和饭堂等公共空间，根据实际对灯光、风扇、动力、自来水和空调等进行分组、分时段，按照逻辑自动运行，定时开启关闭，自动设定节能温度、风量等,防止人为疏忽浪费。

●感应控制:红外感应、亮度感应和超声波控制管理在办公室、洗手间、楼梯和通道等区域，可以做到“人来灯亮，人走灯灭”;人离空调自动关；当白天外面的亮度足够的时候，系统可以自动关掉相应的灯光，避免浪费。

●一个管理人员管理整所学校

五、经费预算：

节电方案