公共机构节能案例分析

1. 公共机构节能案例分析 孟昭利

2. 我国公共机构节能案例分析 第一节 我国公共机构节能概况 1、我国公共机构节能 《节能法》和《政府采购法》规定公共机构节能与政府机构相近，它代表公共管理部门，即代表公共利益管理公共事物，并提供公共服务（包括公共设施、城市交通、道路照明等）单位。 如：国防部门、政府机关、事业单位、社会团体和公共服务单位，同时也包括教育，文艺和广播电视，卫生体育、社会福利和科研单位。 2012年我国公共机构共有190万个（见表1） 表1：2012年我国公共机构统计表

3. 2、我国公共机构能源消费量 表2 ：我国公共机构能源消费量与年增长率 2010年我国公共机构能源消费量达到1.92亿tce，占全国能源消费 总量6.19%，用水量达到132.54亿t。 表3 ：2010年我国公共机构能源消费结构表

4. 3、公共机构常用能源及用能设备 表4：公共机构常用能源及用能设备

5. 第二节 公共机构节能参量计算方法 1、能耗计算 （1）综合能耗 Ez = Ei× Ki （i=1,2…n） 式中： Ez——公共机构综合能耗，单位为千克标准煤（kgce） Ei——i类能源实物量，实物单位 Ki——i类能源折算标准煤系数 i ——能源种类 （2）单位建筑面积综合能耗 Ezd = Ez/M 式中： Ezd——公共机构单位建筑面积综合能耗， 单位为千克标准煤每平方米（kgce /m2） Ez——公共机构综合能耗，单位为千克标准煤（kgce） M——公共机构总建筑面积，单位为平方米（m2）

6. （3）单位面积综合电耗 Edd = Ed/M 式中： Edd——公共机构单位综合电耗，单位为千瓦时每平方米（kwh/ m2） Ed——公共机构用电量，单位为千瓦时（kwh） M——公共机构总建筑面积，单位为平方米（m2） （4）人均综合能耗 Erz = Ez/R 式中： Erz——公共机构人均综合能耗，单位为千克标准煤每人（kgce/人） Ez ——公共机构综合能耗 R ——公共机构总人数

7. （5）人均综合电耗 Erd = Ed/R 式中： Erd——公共机构人均综合电耗，单位为千瓦·时每人（kwh/人） Ed——公共机构用电量，单位为千瓦时（kwh） R ——公共机构总人数 （6）公务车百公里综合油耗 Eby = Ey/S 式中： Eby——公共机构公务车百公里综合能耗，单位为升每百公里（L/100km） Ey——公共机构公务车总耗油量，单位为升（L） S——公共机构公务车行驶总里程，单位为百公里（100km）

8. 2、公共机构能耗限额指标 （1）公共机构单位综合能耗、电耗、油耗限额限定值 表5：公共机构单位综合能耗、电耗、油耗限额限定值 2013年4月15日《深圳节能》报道《深圳市公共建筑能耗限额标准》规定政府办公建筑人均年电耗限额为2000kwh/人·年，单位建筑面积年电耗限额为90kwh/ m2·a。

9. （2）采暖度日数（Heating Degree Days） 是一个反应反映某地气候寒冷程度的建筑采暖参数。 假定某地每天室外温度可以选取一个平均值T℃，一年365天就会有365个数据。同时我们选择一个供暖的室内温度T0℃，比如是T0 =18 ℃，于是我们便有一个每年18℃采暖度日数HDD18 （℃×d/a）。 HDD18 = （18℃ －T℃）i*1d/a 其中（18℃ －T℃）i ≤ 0 时，取为零。 同理，如果选择20℃为室内取暖温度时，每年20℃采暖度日数HDD20（℃×d/a）。 HDD20 = （20℃ －T℃）i*1d/a 其中（20℃ －T℃）i ≤ 0 时，取为零。 结论：某地区采暖度日数大者，表示更为寒冷。

10. 表6：我国北方城市与德国采暖能耗比较 （3）采暖期 在采暖通风、建筑热工和建筑节能计算中，常把日平均温度低于或等于5℃的天数称为采暖期，采暖期大于90天的地区为采暖地区。

11. （4）制冷度日数（Cooling Degree Days） 与采暖度日数相似的，规定一个室内温度为基准温度（例如26℃），CDD26 表示一年以26℃为基准温度的制冷度日数。 CDD26 = （T℃ －26℃ ）i × 1（d） 并且（T℃ －26℃ ） ≦ 0 时，取为零。 （5）制冷度时数 同理，如果一年8760小时中每个小时选择一个平均温度来决定制冷，称为年制冷度时数CDH 。 CDH26 = （T℃ －26℃ ）i × 1（h） 并且（T℃ －26℃ ） ≦ 0 时，取（T℃ －26℃ ）i =0。 通常还是取CDD进行计算，虽然CDH 更为准确，但数据很难获取。 夏日制冷随时间变化很大，实际上以制冷的度时数比度日数更为有效；比如夏天最热时刻，可以在温度≧30℃才制冷，其制冷时间就更少了。

12. 3、节能量、温室气体减排量计算 （1）节能量计算 △E＝EB－E 其中：△E——节能量（tce） EB ——基准能源消费量（tce） E ——实际能源消费量（tce） （2）节电量计算 △Q＝QB－Q 其中：△Q——节电量（kWh） QB ——基准用电量（kWh） Q ——实际用电量（kWh）

13. （3）节能率（ ɑ）计算 ①定比节能率 其中：△E——节能量 EB ——基准能源消费量，E——实际能源消费量。 或： 其中：eB ——基准年单位产品能耗（kgce/单位产品） e ——目标年单位产品能耗（kgce /单位产品） 注：节电率计算相同 ②环比节能率 ， n为统计期年数 “十一五”期间单位GDP能耗下降20%，其每年环比节能率

14. 表7：节能率α数据表

15. 图1.节能率α数据图 α 能源效率增量

16. (4)温室气体减排量计算 • 1).国家统计局等《第一次全国污染源普查公告》2010年2月6号 • β-co2减排系数 表8 二氧化碳β数据表 2).简便计算β推荐值 能源 2.5kgco2/kgce 电力 0.8-1.0kgco2/kwh

17. 案例一：宾馆节能案例 概况 建筑面积：60000m2 制冷面积：54000m2 560间客房 能源消费量

18. 2. 主要用能设备 18

19. 续前表 19

20. 案例二：医院节能改造案例 摘自:田伟等，《建筑科学》，2011年4期 医院建筑物比其他公共建筑物如宾馆、写字楼、学校等复杂，耗能较多，是一般公共建筑的1.6-2.0倍，主要用能方式有热水、空调、照明。 影响能耗的因素有： 1、地域差异 2、建筑物新旧 3、医院规模 4、后勤管理 2009年上海卫生局能耗指标考核计算公式 床日耗能量

22. 注：当量（年）床日数* =（年）床日数+（年）门诊量/（人数）/3

23. 案例三：高校照明节电 摘自:东北大学，薛必春，刘东生 高校照明用电量约占全校用电总量40-50%。 1、提高节电意识 2、加强照明用电管理 3、科学选择光源与灯具 4、合理选择照度与照明方式 （1）满足照明功能的效果要求 （2）满足照度要求条件下，选择一般、局部的混合照明 （3）充分利用自然光

24. 5、正确选择照明控制系统的节电技术(随手关灯)5、正确选择照明控制系统的节电技术(随手关灯) （1）路灯控制器要选择专用自动控制仪作为主控制设备，使路灯的开闭随路面光的照度而自动调整开闭时间，并可选择单路或双路控制。 （2）在教室选用智能开关控制器。自动开灯，自动关灯。 （3）推广使用高科技节电产品。现行的节电器可以有效过滤电网电路中的瞬变浪涌，提高设备运行效率，延长使用寿命。 6、对电路进行无功补偿，提高功率因数 可采用单灯补偿和集中补偿。单灯补偿就是在每盏灯上并联一个适量的电容器进行补偿。集中补偿是将电容器集中装在配电装置中，其优点是安装简单、运行可靠、利用率高、维修保养方便。 （1）提高功率因数可减少功率损耗。如果线路导电电阻为R，线电压为U，功率因数为cosφ，则其功率损耗为： 在有功功率一定的情况下，cosφ越低，功率损耗越大，设法将功率因数提高，可使ΔP减小。 （2）提高功率因数可减小电力线路的电压损失。 （3）提高功率因数可提高设备利用率。 （4）提高功率因数可减小电流，有可能使变电设备和配电线路降低容量等级。

25. (1).三相电流平衡 中性点电压为零,零线的电流为零,设相电流为I,导电电阻为R,则功率耗损为 △P1=3I2R ×10-3(kw) (2).三相电流不平衡 电流分别为1.0I 1.5I 0.5I 则功率损耗为 △P2=[(1I)2R+(1.5I)2R+(o.5I)2R]=3.5I2R×10-3 7、保证三相照明负荷平衡，提高供电效率

26. 8、选择合理导线和供电方式 （1）影响照明线路损耗的主要因素之一是供电方式。照明网络有三相四线、二相三线、单项二线制接线方式。不同的供电方式其线损也不一样，三相四线式供电比其他供电方式线损小得多，照明系统应尽可能采用三相四线制供电。表1列出了供电距离、导线导体总重量相等时，3种方式的线损比较结果（设单向二线损耗为100%）。 表1：不同供电方式的线损

27. 8、选择合理导线和供电方式 （2）优化照明线路的走向及对旧线路进行改造，减少线路上的电能损耗。在负荷不变的情况下，优化线路的供电路径和换粗导线截面，减少线路电阻可以到达降损节能效果。假定换线前、后的导线电阻分别为R1、R2 ， 则换线前的功率损耗为 ΔP1= 3I2R1×10-3 换线后的功率损耗为ΔP2= 3I2R2×10-3 换线后功率降低损耗百分比率为 。 表2：导线更换前后的电阻及降损率

28. 9、随手关灯的节电效益 设m——一天需要开灯时数 n——一天需要关灯时数 α——按时关灯与永不关灯情景的节电率 则 m+n = 24（小时） 表3 随手关灯的节电率 α（%）

29. 10、(表4)照明主要光源技术参数表

30. 案例四：变压器经路运行 摘自:上海电机技术高等专科学校 周芝峰/张星文献 表1：负荷计算表

31. 1、负荷计算公式 有功功率 Pjs= Pi × αi = 838kw 无功功率 Qjs= Pjsi · tgφi=786kvar 视在功率 Sjs=Sjs · i=1148kvA 总功率因数 cooφ1 =0.73，tgφ1 =0.79

32. 2、零功功率补偿 系统的总功率因数cooɕ=0.73，要补偿到0.9 取cooɕ2 =0.9，则 tgɕ2 =0.484 即可确定无功功率的补偿量为： Qjs－Pjs ×tgɕ2 =786 －838 ×0.484 = 398kvar 实际取无功补偿的容量为400kvar，则补偿后的计算负荷为 如果再取同时系数为0.8的话，则实际计算负荷为922 ×0.8 = 737 kVA。 这个数值可以作为选择变压器的依据。

33. 3、变压器容量计算 （1）变压器的负荷率 根据效率（η）的定义 假设变压器的容量为S；功率因数为cooɕ；负荷率为m；铁损为Wi ；额定负荷下的铜损为Wc 。则（1）式可变为 变压器的效率是随着负荷率的变化而变化的。当 时，效率η呈最大值。通常负荷率在50%-60%之间效率最高。 实际选用变压器时，要考虑初投资等多种因素，一般新建变压器的负荷率不能高于70%-75%。

34. （2）变压器容量选择 该校变压器的总容量应在800kVA左右即可满足要求，但是，并不能做到经济运行。那么选多大容量合适呢？ 假设变压器的负荷率为60%，根据负荷率的公式有： 则： =1228kVA， 根据国家标准，变压器的容量应选用1250kVA。 所以，变压器的实际负荷率为： 满足经济运行的变压器容量应选用1250kVA。

35. 4、供电方案 变压器的容量确定后，还要讨论使用几台变压器? 1.安装一台1250kVA的变压器。 优点：现有变压器室可以满足要求，不必增加建筑施工. 缺点：低压线路较长。 2.安装两台630kVA的变压器。 优点:可以使变压器靠近负荷中心，低压线路损耗小；两台变压器相互联络，互为备用，可以灵活调度，更为安全、可靠。 缺点:需要再建发电室。 采用两个变压器可以优化运行,节电效果更好。

36. 5、变压器能耗 变压器的损耗包括铁损Wi和铜损Wc 两部分。其铁损只取决于变压器的材料和制作工艺，与负荷无关，即：Wi=constant。而铜损却和负荷率m的平方成正比。 （1）采用一台1250kVA变压器时的能耗 如果采用一台变压器，只要有一处用电，变压器就要运行，其工作时间是每年365天。1250kVA变压器的损失额定值为： Wi =2kW WC =11.8 Kw 所以，W= Wi + Wc ×㎡ = 2+11.8 × （59%）2 =6.10kVA 一年365天中所耗电能为： N = 6.10 ×365 ×24 =53436kWh （2）采用两台630kVA变压器时的能耗 当变压器满载时，主要是铜损，而在轻载或空载时，铁损是不变的，所占比重就要上升。

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