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浅谈高校能效管理中智能照明的实施方案

更新时间:2023-05-25点击次数:567次
浅谈高校能效管理中智能照明的实施方案

摘 要:高校教学楼照明在用电管理和设备上存在的现状,通过改善管理方式,更换节能灯具和智能设备,有效控制照明用电,达到节能环保效果。文中也针对高校节能监管平台建设给出了建议,希望为绿色校园建设起到积极的促进作用。

关键词:有效管理;节能灯具;智能设备

0 引言

如今社会越来越重视能源管理,节能是必须坚持的方向,在高校管理中,能源管理是一个重要的组成部分。作为教学的保障,教学楼的照明是不可少的,照明用电的管理,不仅要满足学生学习时的光亮度的要求,还要做到节约能源。现本文就对教学楼照明用电中的节能问题做出一些探讨。

1 用电管理的现状

大多数的高校教学楼的照明用电,基本上是粗线条式的管理;:(1)用供电时间进行管理,有 24 小时全天送电,由学生自主管理,也就是说理想的管理方式是学生到教室后自己开灯,学习结束后离开教室前自己关灯;有定时送电,根据教学楼的运作时间,早上开启总电源,晚上关闭总电源;(2)通过专人进行管理,管理人员分层或分楼进行送电。

2 改善管理方式,节能灯具与智能设备的使用

可以看出,第一种的管理方式在能源上是*浪费的,现在的学生真正能做到随手关的很少电能资源就这样白白消耗,第二种相对于第一种的管理方式,一定程度上做到了节能的效果,但人为因素的风险依旧存在,分层分楼的送电,全靠人为操作,难免出现漏洞,同样有灯亮而无人的现象。有效的合理的用电管理,在人员的要求和用电规范上,都提出了更高的要求。管理人员在教室的使用上实时跟踪,从使用教室到结束,时间上要精确掌握,同时也提出了教室的使用安排上要有完整的周期计划安排。管理人员通过各个教室的安排时间表,清楚详细地控制每间教室的照明开关情况。在人力无法精确控制教室是否需要开启或关闭照明的时候,用更为节能的灯具,在一定程度上也是节约能源的方式。现在社会大众普遍接受的 LED 灯就是很好的选择,LED 灯与白炽灯、节能灯相对比,所用的能耗是后者的 1/10 和 1/4,而在使用的寿命上远远高于后者。 LED 灯耗电非常低,之所以能得到大力推广,不仅仅在能源的消耗上有很大的优势,而且同样的瓦数,LED 灯的光亮度也要比白炽灯和节能灯要亮很多,还有一个优点是没有辐射,所以在高校的照明系统中,使用 LED 灯是*佳选择。

举个例子,若教学楼的照明总负荷为 680KW,每天按 2 小时无人使用而处于长明的状态,那么一天消耗的电能是 1360KW.H,再按上海地区高校电费以学生用电的标准 0.636 元 /KW.H,1 天的电费为864.96 元。全年扣除寒暑假的时间,按 9 个月的在校时间进行推算,一年浪费在照明电上的能源费用就是 233539.20 元,浪费国家能源36.72 万 KW.H,如果加上线路上的损耗和灯具由于长时间的使用造成的过度损耗,这个费用还要再增高。这种粗放的管理带来的浪费显而易见。以上海为例,上海有 32 所高校,每年在此浪费的电能和费用可见一斑,若推算至全国的高校,费用可用惊人二字形容。

节能不仅仅是把薄弱的观念意识和管理进行改进,很大一部分是要在设备使用上进行节能。从高校的整体资源到全社会的能源环境,节能设备的大力推广和使用是必须迈出的一步,所以高校教学楼照明灯的智能化管理也是大势所趋。

关闭教学楼中无人使用的教室电源,在没有更多的人力实施的情况下,用红外感应开关,这一智能设备,就能完成这一任务。红外感应开关,从字面上就可以理解到是通过感应红外热量来实现对控制开关的开启,能够快速开启灯具、自动门、防盗报警器等各种电器设备。超低功耗设计,可以串联在灯具照明回路,单极性控制。红外感应开关的感应区域有一定的范围,一般为 120 度,距离 7-10 米,在延时时间上可以进行额外设定,为 5-120 秒内。红外感应开关的原理在于人体都有恒定的体温,正常的人体温度一般在 37 度,所以会发出特定的红外波线,红外探头就是探测人体发射出 10UM 左右的红外波长,通过特定的接收器聚集到红外感应源上,接收到人体红外辐射温度的变化,热释电元件会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经过检测处理后就触发开关动作。按照各个教室的大小,感测范围和距离,计算所需安装红外感应开关的数量及位置,通过感应范围内的波动变化,开关自动接通负载,从而打开教室内的照明设备;当此范围内的人员不离开并且处于活动状态,红外感应开关就一直处于接通负载的状态;一旦人员离开,开关的延时自动关闭负载,*终达到人到灯亮,人走灯熄这种安全节能的控制方式。在自然采光的情况下,南北教室存在自然光线明暗的差距,可通过光亮度的采集器,结合自动控制开关,达到照明的效果。

从各个方面看,高校教学楼的照明无论从能源的消耗数量还是从经济的角度上,都是有节能的潜力。无论管理方式还是设备的改善,不仅有效地减少了照明的用时,还可以提高照明的质量,从而改善学生和教师的学习环境,提高了学习效率。只有不断地完善管理制度,不断地淘汰老旧费电设备,使用绿色环保设备,才能在节约能源方面不断地做出成绩。

3 安科瑞电气针对高校能源管理推出能效管理解决方案--AcrelEMS -EDU校园综合能效管理平台

3.1平台概述

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。

3.2平台组成

AcrelEMS-EDU高校综合能效管理平台采用开放的分层分布式网络结构,主要由设备层、传输层、数据层、应用层组成。AcrelEMS-EDU高校综合能效平台提供校园用能实时在线监控、能耗数据统计分析、空调智能管理、用能排名、节能评估、宿舍恶性负载监管等功能。

3.3平台架构

图1 安科瑞能效管理方案架构拓扑

4 高校综合能效解决方案

4.1校园电力监控与运维

集成设备所有数据,综合分析、协同控制、优化运行,集中调控,集中监控,数字化巡检,移动运维, 班组重新优化整合,减少人力配置。

4.2后勤计费管理

采用先进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。

4.2.1宿舍用电管理

针对学生宿舍用电进行管理控制:可批量下发基础用电额度和定时通断功能;

可进行恶性负载识别,检测违规电气,并可获取违规用电跳闸记录。

4.2.2商铺水电收费

针对校园超市、商铺、食堂及其他针对个体的水电用能进行预付费管理

4.2.3充电桩管理平台

充电桩在“源、网、荷、储、充"信息能源结构中是必不可缺的。充电桩应用管理同样是校园生活服务中必不可缺的一部分。

4.2.4智能照明管理

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高效节能。

4.3能源管理系统

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,提供领导决策,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行状态,设置控制策略,达到节能目的。

4.4智慧消防系统

智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术,将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络,并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位,实时动态采集消防信息,通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析,帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防,实现智慧消防“自动化"、“智能化"、“系统化"需求。从火灾预防,到火情报警,再到控制联动,在统一的系统大平台内运行,用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况,并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下,在几秒时间内,相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段,就迅速能够迅速通知到达相关人员。

5 平台部署硬件选型

5.1电力监控与运维平台

5.2后勤计费管理

5.2.1宿舍/商业预付费平台

5.2.2充电桩管理平台

5.2.3智能照明管理

5.3能源管理系统

5.4智慧消防系统

5.4.1电气火灾监控系统

5.4.2消防设备电源监控系统

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5.4.3防火门监控系统

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5.4.4消防应急照明和疏散指示系统

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6 结束语

中国有2800多家高校,每所高校都有大大小小不同的教学楼,在保证学生学习时的光亮度的前提下,必要的能源节约是非常有重要的,每年所节约的电费是高校一笔相当可观的数字,对整个国家能源来说,也是一个小小的贡献。

【参考文献】

【1】张配玉.谈节能管理在高校教学楼照明中的实施[J].上海商学院,2018,15(4):229-234.

【2】安科瑞高校综合能效解决方案2022.5版

【3】安科瑞企业微电网选型手册2021.10版


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