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淺談高校能效管理中智能照明的實(shí)施方案

更新時(shí)間：2023-05-29

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摘要：高校教學(xué)樓照明在用電管理和設(shè)備上存在的現(xiàn)狀，通過改善管理方式，更換節(jié)能燈具和智能設(shè)備，有效控制照明用電，達(dá)到節(jié)能環(huán)保效果。文中也針對(duì)高校節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)給出了建議，希望為綠色校園建設(shè)起到積極的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：有效管理；節(jié)能燈具；智能設(shè)備

0 引言

如今社會(huì)越來越重視能源管理，節(jié)能是必須堅(jiān)持的方向，在高校管理中，能源管理是一個(gè)重要的組成部分。作為教學(xué)的保障，教學(xué)樓的照明是重要的，照明用電的管理，不僅要滿足學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的光亮度的要求，還要做到節(jié)約能源。現(xiàn)本文就對(duì)教學(xué)樓照明用電中的節(jié)能問題做出一些探討。

1 用電管理的現(xiàn)狀

大多數(shù)的高校教學(xué)樓的照明用電，基本上是粗線條式的管理：（1）用供電時(shí)間進(jìn)行管理，有 24 小時(shí)全天送電，由學(xué)生自主管理，也就是說理想的管理方式是學(xué)生到教室后自己開燈，學(xué)習(xí)結(jié)束后離開教室前自己關(guān)燈；有定時(shí)送電，根據(jù)教學(xué)樓的運(yùn)作時(shí)間，早上開啟總電源，晚上關(guān)閉總電源；（2）通過專人進(jìn)行管理，管理人員分層或分樓進(jìn)行送電。

2 改善管理方式，節(jié)能燈具與智能設(shè)備的使用

可以看出，第一種的管理方式在能源上是*浪費(fèi)的，現(xiàn)在的學(xué)生真正能做到隨手關(guān)燈的，電能資源就這樣白白消耗，第二種相對(duì)于第一種的管理方式，一定程度上做到了節(jié)能的效果，但人為因素的風(fēng)險(xiǎn)依舊存在，分層分樓的送電，全靠人為操作，難免出現(xiàn)漏洞，同樣有燈亮而無人的現(xiàn)象。有效的合理的用電管理，在人員的要求和用電規(guī)范上，都提出了更高的要求。管理人員在教室的使用上實(shí)時(shí)跟蹤，從使用教室到結(jié)束，時(shí)間上要精確掌握，同時(shí)也提出了教室的使用安排上要有完整的周期計(jì)劃安排。管理人員通過各個(gè)教室的安排時(shí)間表，清楚詳細(xì)地控制每間教室的照明開關(guān)情況。在人力無法精確控制教室是否需要開啟或關(guān)閉照明的時(shí)候，用更為節(jié)能的燈具，在一定程度上也是節(jié)約能源的方式。現(xiàn)在社會(huì)大眾普遍接受的 LED 燈就是很好的選擇，LED 燈與白熾燈、節(jié)能燈相對(duì)比，所用的能耗是后者的 1/10 和 1/4，而在使用的壽命上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后者。 LED 燈耗電非常低，之所以能得到大力推廣，不僅僅在能源的消耗上有很大的優(yōu)勢(shì)，而且同樣的瓦數(shù)，LED 燈的光亮度也要比白熾燈和節(jié)能燈要亮很多，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是沒有輻射，所以在高校的照明系統(tǒng)中，使用 LED 燈是*佳選擇。

舉個(gè)例子，若教學(xué)樓的照明總負(fù)荷為 680KW，每天按 2 小時(shí)無人使用而處于長(zhǎng)明的狀態(tài)，那么一天消耗的電能是 1360KW.H，再按上海地區(qū)高校電費(fèi)以學(xué)生用電的標(biāo)準(zhǔn) 0.636 元 /KW.H，1 天的電費(fèi)為864.96 元。全年扣除寒暑假的時(shí)間，按 9 個(gè)月的在校時(shí)間進(jìn)行推算，一年浪費(fèi)在照明電上的能源費(fèi)用就是 233539.20 元，浪費(fèi)國(guó)家能源36.72 萬(wàn) KW.H，如果加上線路上的損耗和燈具由于長(zhǎng)時(shí)間的使用造成的過度損耗，這個(gè)費(fèi)用還要再增高。這種粗放的管理帶來的浪費(fèi)顯而易見。以上海為例，上海有 32 所高校，每年在此浪費(fèi)的電能和費(fèi)用可見一斑，若推算至全國(guó)的高校，費(fèi)用可用驚人二字形容。

節(jié)能不僅僅是把薄弱的觀念意識(shí)和管理進(jìn)行改進(jìn)，很大一部分是要在設(shè)備使用上進(jìn)行節(jié)能。從高校的整體資源到全社會(huì)的能源環(huán)境，節(jié)能設(shè)備的大力推廣和使用是必須邁出的一步，所以高校教學(xué)樓照明燈的智能化管理也是大勢(shì)所趨。

關(guān)閉教學(xué)樓中無人使用的教室電源，在沒有更多的人力實(shí)施的情況下，用紅外感應(yīng)開關(guān)，這一智能設(shè)備，就能完成這一任務(wù)。紅外感應(yīng)開關(guān)，從字面上就可以理解到是通過感應(yīng)紅外熱量來實(shí)現(xiàn)對(duì)控制開關(guān)的開啟，能夠快速開啟燈具、自動(dòng)門、防盜報(bào)警器等各種電器設(shè)備。超低功耗設(shè)計(jì)，可以串聯(lián)在燈具照明回路，單極性控制。紅外感應(yīng)開關(guān)的感應(yīng)區(qū)域有一定的范圍，一般為 120 度，距離 7-10 米，在延時(shí)時(shí)間上可以進(jìn)行額外設(shè)定，為 5-120 秒內(nèi)。紅外感應(yīng)開關(guān)的原理在于人體都有恒定的體溫，正常的人體溫度一般在 37 度，所以會(huì)發(fā)出特定的紅外波線，紅外探頭就是探測(cè)人體發(fā)射出 10UM 左右的紅外波長(zhǎng)，通過特定的接收器聚集到紅外感應(yīng)源上，接收到人體紅外輻射溫度的變化，熱釋電元件會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)過檢測(cè)處理后就觸發(fā)開關(guān)動(dòng)作。按照各個(gè)教室的大小，感測(cè)范圍和距離，計(jì)算所需安裝紅外感應(yīng)開關(guān)的數(shù)量及位置，通過感應(yīng)范圍內(nèi)的波動(dòng)變化，開關(guān)自動(dòng)接通負(fù)載，從而打開教室內(nèi)的照明設(shè)備；當(dāng)此范圍內(nèi)的人員不離開并且處于活動(dòng)狀態(tài)，紅外感應(yīng)開關(guān)就一直處于接通負(fù)載的狀態(tài)；一旦人員離開，開關(guān)的延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載，*終達(dá)到人到燈亮，人走燈熄這種安全節(jié)能的控制方式。在自然采光的情況下，南北教室存在自然光線明暗的差距，可通過光亮度的采集器，結(jié)合自動(dòng)控制開關(guān)，達(dá)到照明的效果。

從各個(gè)方面看，高校教學(xué)樓的照明無論從能源的消耗數(shù)量還是從經(jīng)濟(jì)的角度上，都是有節(jié)能的潛力。無論管理方式還是設(shè)備的改善，不僅有效地減少了照明的用時(shí)，還可以提高照明的質(zhì)量，從而改善學(xué)生和教師的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高了學(xué)習(xí)效率。只有不斷地完善管理制度，不斷地淘汰老舊費(fèi)電設(shè)備，使用綠色環(huán)保設(shè)備，才能在節(jié)約能源方面不斷地做出成績(jī)。

3 安科瑞電氣針對(duì)高校能源管理推出能效管理解決方案--AcrelEMS -EDU校園綜合能效管理平臺(tái)

3.1 平臺(tái)概述

AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理解決方案針對(duì)校園能源統(tǒng)計(jì)、后勤計(jì)費(fèi)管理、校園運(yùn)維管理等提供高校的信息化管理平臺(tái)。從“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充"多個(gè)角度解析高校當(dāng)下及未來的用能問題及用能需求，在統(tǒng)一的需求下“實(shí)現(xiàn)能源互補(bǔ)、信息互通"等管理模式。助力學(xué)校管理智能化、數(shù)字化、綜合化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能校園、綠色校園、低碳校園。

3.2 平臺(tái)組成

AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺(tái)采用開放的分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由設(shè)備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層組成。AcrelEMS-EDU高校綜合能效平臺(tái)提供校園用能實(shí)時(shí)在線監(jiān)控、能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、空調(diào)智能管理、用能排名、節(jié)能評(píng)估、宿舍惡性負(fù)載監(jiān)管等功能。

3.3 平臺(tái)架構(gòu)

圖1 安科瑞能效管理方案架構(gòu)拓?fù)?/span>

4 高校綜合能效解決方案

4.1 校園電力監(jiān)控與運(yùn)維

集成設(shè)備所有數(shù)據(jù)，綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運(yùn)行，集中調(diào)控，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢，移動(dòng)運(yùn)維，班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置。

4.2 后勤計(jì)費(fèi)管理

采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)抄表付費(fèi)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計(jì)費(fèi)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、費(fèi)率設(shè)置、賬單統(tǒng)計(jì)匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設(shè)置補(bǔ)貼方案。通過能源付費(fèi)管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識(shí)。

4.2.1 宿舍用電管理

針對(duì)學(xué)生宿舍用電進(jìn)行管理控制：可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時(shí)通斷功能；

可進(jìn)行惡性負(fù)載識(shí)別，檢測(cè)違規(guī)電氣，并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄。

4.2.2 商鋪水電收費(fèi)

針對(duì)校園超市、商鋪、食堂及其他針對(duì)個(gè)體的水電用能進(jìn)行預(yù)付費(fèi)管理

4.2.3 充電樁管理平臺(tái)

充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充"信息能源結(jié)構(gòu)中是必*。充電樁應(yīng)用管理同樣是校園生活服務(wù)中必*一部分。

4.2.4 智能照明管理

通過對(duì)高校路燈的全局監(jiān)測(cè)，提供對(duì)路燈靈活智能的管理，實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)任一線路，任一個(gè)路燈的定時(shí) 開關(guān)、強(qiáng)制開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)，以及定時(shí)控制方案靈活設(shè)置，確保路燈照明的智能控制和高效節(jié)能。

4.3 能源管理系統(tǒng)

針對(duì)校園水、電、氣等各類接入能源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包含同比分析、環(huán)比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。

按校園建筑的分類進(jìn)行采集和統(tǒng)計(jì)的各類建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類建筑耗電、教學(xué)類建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等，對(duì)數(shù)據(jù)分門別類的分析，提供領(lǐng)導(dǎo)決策，提高管理效能。

構(gòu)建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求的數(shù)據(jù)庫(kù)，能自動(dòng)完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動(dòng)生成各種形式的報(bào)表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計(jì)報(bào)告，能夠監(jiān)測(cè)能耗設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置控制策略，達(dá)到節(jié)能目的。

4.4智慧消防系統(tǒng)

智慧消防云平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測(cè)器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識(shí)別、定位，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集消防信息，通過云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災(zāi)預(yù)防，到火情報(bào)警，再到控制聯(lián)動(dòng)，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺(tái)內(nèi)運(yùn)行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺(tái)直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行狀況，并能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時(shí)間內(nèi)，相關(guān)報(bào)警和事件信息通過手機(jī)短信、語(yǔ)音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達(dá)相關(guān)人員。

5 平臺(tái)部署硬件選型

5.1 電力監(jiān)控與運(yùn)維平臺(tái)

5.2 后勤計(jì)費(fèi)管理

5.2.1 宿舍/商業(yè)預(yù)付費(fèi)平臺(tái)

5.2.2 充電樁管理平臺(tái)

5.2.3 智能照明管理

5.3 能源管理系統(tǒng)

5.4 智慧消防系統(tǒng)

5.4.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

5.4.2 消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

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5.4.3 防火門監(jiān)控系統(tǒng)

5.4.4 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

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6 結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)有2800多家高校，每所高校都有大大小小不同的教學(xué)樓，在保證學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的光亮度的前提下，必要的能源節(jié)約是非常有重要的，每年所節(jié)約的電費(fèi)是高校一筆相當(dāng)可觀的數(shù)字，對(duì)整個(gè)國(guó)家能源來說，也是一個(gè)小小的貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張配玉.談節(jié)能管理在高校教學(xué)樓照明中的實(shí)施[J].上海商學(xué)院,2018,15(4):229-234．

【2】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版

【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)選型手冊(cè)2021.10版