公共機構節能案例分析孟昭利我國公共機構節能案例分析第一節我國公共機構節能概況1、我國公共機構節能?節能法?和?政府采購法?規定公共機構節能與政府機構相近，它代表公共管理部門，即代表公共利益管理公共事物，并提供公共效勞〔包括公共設施、城市交通、道路照明等〕單位。如：國防部門、政府機關、事業單位、社會團體和公共效勞單位，同時也包括教育，文藝和播送電視，衛生體育、社會福利和科研單位。2021年我國公共機構共有190萬個〔見表1〕部門政府教育衛生社團科技文化體育其他總計數量(萬個)44.6267.6028.1421.9918.951.920.626.6190.44比重（%）23.4335.5014.7811.559.951.000.333.5100表1：2021年我國公共機構統計表2、我國公共機構能源消費量表2：我國公共機構能源消費量與年增長率表3：2021年我國公共機構能源消費結構表年份200520062007200820092010能源消費總量（E）/108tce1.671.741.801.851.891.92年增長率（α）/%

—4.203.402.802.201.60能源煤炭電力汽油柴油、煤油天然氣、石油氣熱力合計比重（%）48.0234.308.541.092.955.101002021年我國公共機構能源消費量到達1.92億tce，占全國能源消費總量6.19%，用水量到達132.54億t。3、公共機構常用能源及用能設備表4：公共機構常用能源及用能設備項目用能部門（項目）能源設備與裝置1空調（通風）.制冷電力風機、制冷器、空調、冷卻塔2采暖、供熱（洗潔、飲事）煤炭、天然氣，液化石油氣、電力鍋爐、換熱器、水泵、電熱器、熱水器3照明電力光源、照明器具4交通、運輸石油制品、電力車輛、船舶5辦公（會議）電力辦公用品（設備）6輸配電電力變電站（變壓器）7發電煤炭、天然氣、石油制品、再生資源鍋爐、汽輪機、水泵、柴油機、發電機、風機，燃氣輪機8供水電力水泵、管道、水池（水箱）第二節公共機構節能參量計算方法1、能耗計算〔1〕綜合能耗Ez=Ei×Ki〔i=1,2…n〕

式中：Ez——公共機構綜合能耗，單位為千克標準煤〔kgce〕Ei——i類能源實物量，實物單位Ki——i類能源折算標準煤系數i——能源種類〔2〕單位建筑面積綜合能耗Ezd=Ez/M式中：Ezd——公共機構單位建筑面積綜合能耗，單位為千克標準煤每平方米〔kgce/m2〕Ez——公共機構綜合能耗，單位為千克標準煤〔kgce〕M——公共機構總建筑面積，單位為平方米〔m2〕〔3〕單位面積綜合電耗Edd=Ed/M式中：Edd——公共機構單位綜合電耗，單位為千瓦時每平方米〔kwh/m2〕Ed——公共機構用電量，單位為千瓦時〔kwh〕M——公共機構總建筑面積，單位為平方米〔m2〕〔4〕人均綜合能耗Erz=Ez/R式中：Erz——公共機構人均綜合能耗，單位為千克標準煤每人〔kgce/人〕Ez——公共機構綜合能耗R——公共機構總人數〔2〕采暖度日數〔HeatingDegreeDays〕是一個反響反映某地氣候寒冷程度的建筑采暖參數。假定某地每天室外溫度可以選取一個平均值T℃，一年365天就會有365個數據。同時我們選擇一個供暖的室內溫度T0℃，比方是T0=18℃，于是我們便有一個每年18℃采暖度日數HDD18〔℃×d/a〕。HDD18=〔18℃－T℃〕i*1d/a其中〔18℃－T℃〕i≤0時，取為零。同理，如果選擇20℃為室內取暖溫度時，每年20℃采暖度日數HDD20〔℃×d/a〕。HDD20=〔20℃－T℃〕i*1d/a其中〔20℃－T℃〕i≤0時，取為零。結論：某地區采暖度日數大者，表示更為寒冷。表6：我國北方城市與德國采暖能耗比較城市北京哈爾濱長春鞍山唐山太原蘭州包頭德國緯度39°45°43°41°39°37°36°40°52.5°采暖度日數HDD269950324642328328533160309440173043能耗kgce/m226.926.125.833.61818.817.42417.6能耗kwh/m2219212209274147153147194145單位度日能耗kwh/m2·HDD0.08110.04210.04500.08350.05150.04840.04750.04830.0477〔3〕采暖期在采暖通風、建筑熱工和建筑節能計算中，常把日平均溫度低于或等于5℃的天數稱為采暖期，采暖期大于90天的地區為采暖地區?！?〕制冷度日數〔CoolingDegreeDays〕與采暖度日數相似的，規定一個室內溫度為基準溫度〔例如26℃〕，CDD26表示一年以26℃為基準溫度的制冷度日數。CDD26=〔T℃－26℃〕i×1〔d〕并且〔T℃－26℃〕≦0時，取為零。〔5〕制冷度時數同理，如果一年8760小時中每個小時選擇一個平均溫度來決定制冷，稱為年制冷度時數CDH。CDH26=〔T℃－26℃〕i×1〔h〕并且〔T℃－26℃〕≦0時，取〔T℃－26℃〕i=0。通常還是取CDD進行計算，雖然CDH更為準確，但數據很難獲取。夏日制冷隨時間變化很大，實際上以制冷的度時數比度日數更為有效；比方夏天最熱時刻，可以在溫度≧30℃才制冷，其制冷時間就更少了。3、節能量、溫室氣體減排量計算△E＝EB－E其中：△E——節能量〔tce〕EB——基準能源消費量〔tce〕E——實際能源消費量〔tce〕〔1〕節能量計算〔2〕節電量計算△Q＝QB－Q其中：△Q——節電量〔kWh〕QB——基準用電量〔kWh〕Q——實際用電量〔kWh〕〔3〕節能率〔ɑ〕計算①定比節能率其中：△E——節能量EB——基準能源消費量，E——實際能源消費量?；颍浩渲校篹B——基準年單位產品能耗〔kgce/單位產品〕e——目標年單位產品能耗〔kgce/單位產品〕注：節電率計算相同②環比節能率，n為統計期年數“十一五〞期間單位GDP能耗下降20%，其每年環比節能率表7：節能率α數據表

圖1.節能率α數據圖能源效率增量α1).國家統計局等?第一次全國污染源普查公告?2021年2月6號β-co2減排系數(4)溫室氣體減排量計算能源煤炭石油天然氣化石能源電力總發電量火電β（kgco2/kgce)2.712.131.652.55β（kgco2/kwh)0.6310.7972).簡便計算β推薦值能源2.5kgco2/kgce2/kwh表8二氧化碳β數據表案例一：賓館節能案例概況

建筑面積：60000m2 制冷面積：54000m2 560間客房能源數量等價值當量值tce%tce%電力500萬kWh168072.6614.549.2柴油400t582.825.2582.546.6液化石油氣30t51.42.251.44.2合計2314.21001248.4100能源消費量182.主要用能設備設備功率數量主要工作參數(1)冷卻水系統制冷機組560kw2制冷量800RT540kw1制冷量750RT（備用）水泵60kw2560m3/h，25m(備用)60kw2水泵60kw2750m3/h，17.5m(備用)60kw2冷水塔15kw3700m3/h(兩備一用)(2)爐燃油鍋爐140萬kcal2直燃式(一備一用)19續前表設備功率數量主要工作參數(3)換熱器板式換熱器（新樓）2換熱面積7m2，并聯熱媒泵6kW2Q＝50m3/h，揚程20m熱水泵2.2kW2Q＝12.6m3/h，揚程20m板式換熱器（舊樓）3換熱面積14m2一用兩備熱媒泵（舊樓）1.5kW3Q＝25m3/h，揚程8m，一用兩備熱水泵（舊樓）1.5kW1Q＝25m3/h，揚程8m循環泵（舊樓）1.5kW1Q＝25m3/h，揚程8m板式換熱器（采暖）2F＝24m3，并聯熱媒泵（采暖）8kW2Q＝84m3/h，揚程21m采暖二次循環泵30kW2Q＝160m3/h，揚程32m采暖二次循環泵30kW1Q＝200m3/h，揚程32m(4)風機新樓大堂風柜3×4kW2風量Q＝36000m3/h西餐廳風柜4×4kW1風量Q＝48000m3/h新樓三樓風機組0.75kW2風量Q＝4000m3/h新樓五一九樓風機組3.6kW5風量Q＝8000m3/h舊樓大堂風柜4×4kW1風量Q＝42000m3/h舊樓二～七樓風機4.4kW64#樓三～四樓風機組4.4kW4案例二：醫院節能改造案例摘自:田偉等，?建筑科學?，2021年4期醫院建筑物比其他公共建筑物如賓館、寫字樓、學校等復雜，耗能較多，是一般公共建筑的倍，主要用能方式有熱水、空調、照明。影響能耗的因素有：1、地域差異2、建筑物新舊3、醫院規模4、后勤管理2021年上海衛生局能耗指標考核計算公式床日耗能量醫院上海市精神衛生中心上海市曙光醫院（東部）上海市公共衛生臨床中心年份200720092007200920082009年床日數341640337623207757217420107902112431年門診量（人數）370475480705430363752750154298186473當量年床日數*465132497860351211648337159335174589年耗電量/kwh456402036329978038022821349884534818962762/tce1492.411882628.42685.82764.32930.8床日耗電量/kwh/床日9.8127.29722.917.553.151.3年耗柴油量/t388.3360————————/tce566.5524.6————————醫院上海市精神衛生中心上海市曙光醫院（東部）上海市公共衛生臨床中心年份200720092007200920082009年耗能總量/tce2059.01712.53829.94032.34769.64923.4當量床日耗標準煤量/kgce/床日4.433.4410.98.629.928.2床日耗柴油量/kg/床日0.840.72————————年耗燃氣量m3/床日————989483110889316514141640954年節電率（%）25.623.43.2年節能率（%）22.321.15.7注：當量〔年〕床日數*=〔年〕床日數+〔年〕門診量/〔人數〕/3案例三：高校照明節電摘自:東北大學，薛必春，劉東生高校照明用電量約占全校用電總量40-50%。1、提高節電意識2、加強照明用電管理3、科學選擇光源與燈具4、合理選擇照度與照明方式〔1〕滿足照明功能的效果要求〔2〕滿足照度要求條件下，選擇一般、局部的混合照明〔3〕充分利用自然光5、正確選擇照明控制系統的節電技術(隨手關燈)〔1〕路燈控制器要選擇專用自動控制儀作為主控制設備，使路燈的開閉隨路面光的照度而自動調整開閉時間，并可選擇單路或雙路控制?！?〕在教室選用智能開關控制器。自動開燈，自動關燈?！?〕推廣使用高科技節電產品。現行的節電器可以有效過濾電網電路中的瞬變浪涌，提高設備運行效率，延長使用壽命。6、對電路進行無功補償，提高功率因數可采用單燈補償和集中補償。單燈補償就是在每盞燈上并聯一個適量的電容器進行補償。集中補償是將電容器集中裝在配電裝置中，其優點是安裝簡單、運行可靠、利用率高、維修保養方便?！?〕提高功率因數可減少功率損耗。如果線路導電電阻為R，線電壓為U，功率因數為cosφ，那么其功率損耗為：在有功功率一定的情況下，cosφ越低，功率損耗越大，設法將功率因數提高，可使ΔP減小?！?〕提高功率因數可減小電力線路的電壓損失?！?〕提高功率因數可提高設備利用率?！?〕提高功率因數可減小電流，有可能使變電設備和配電線路降低容量等級。7、保證三相照明負荷平衡，提高供電效率

(1).三相電流平衡中性點電壓為零,零線的電流為零,設相電流為I,導電電阻為R,那么功率耗損為△P1=3I2R×10-3(kw)(2).三相電流不平衡電流分別為1.0I1.5I0.5I那么功率損耗為△P2=[(1I)2R+(1.5I)2R+(o.5I)2R]=3.5I2R×10-3

8、選擇合理導線和供電方式〔1〕影響照明線路損耗的主要因素之一是供電方式。照明網絡有三相四線、二相三線、單項二線制接線方式。不同的供電方式其線損也不一樣，三相四線式供電比其他供電方式線損小得多，照明系統應盡可能采用三相四線制供電。表1列出了供電距離、導線導體總重量相等時，3種方式的線損比較結果〔設單向二線損耗為100%〕。表1：不同供電方式的線損供電方式損耗/%單相二線兩相三線三相四線10056288、選擇合理導線和供電方式〔2〕優化照明線路的走向及對舊線路進行改造，減少線路上的電能損耗。在負荷不變的情況下，優化線路的供電路徑和換粗導線截面，減少線路電阻可以到達降損節能效果。假定換線前、后的導線電阻分別為R1、R2，那么換線前的功率損耗為ΔP1=3I2R1×10-3換線后的功率損耗為ΔP2=3I2R2×10-3換線后功率降低損耗百分比率為。表2：導線更換前后的電阻及降損率導線換粗前導線換粗后降低損耗型號電阻/Ω·km-1型號電阻/Ω·km-1/%LGJ—251.38LGJ—350.8538.4LGJ—350.85LGJ—500.6523.5LGJ—500.65LGJ—700.4529.2LGJ—1200.27LGJ—1500.2122.29、隨手關燈的節電效益設m——一天需要開燈時數n——一天需要關燈時數α——按時關燈與永不關燈情景的節電率那么m+n=24〔小時〕表3隨手關燈的節電率α〔%〕需開燈時數m（小時）需關燈時數n（小時）節電率α

（%）情景2400地下建筑18625.015937.5121250.091562.5路燈、辦公室61875.0居家024100.010、(表4)照明主要光源技術參數表種類光效（1m/w）顯色指數（Ra）色溫（K）壽命（100小時）1白熾燈10-1310028001-1.52鹵鎢燈2510030002-63普通熒光燈7070全系列104三基色熒光燈9380-100全系列115緊湊型熒光燈6085全系列66高壓汞燈50453300-43006-207金屬鹵物燈75-9565-923000-56006-248高壓鈉燈100-12023-60-851950-25004-89高頻無極燈55-70853000-40004-810低壓鈉燈20017502.811LED燈60-12060-803000-600010-20案例四：變壓器經路運行摘自:上海電機技術高等專科學校周芝峰/張星文獻表1：負荷計算表設備（i）裝機容量Pi

PIw）需要系數αI

cosφtgφPjsi（kw）Qjsi

kvarSjsikvA（1）（2）（3）（4）（5）（6）=（2）×（3）（7）=（6）×（5）（8）1、車（銑）床12700.170.681.332162872、辦公室照明2380.80.80.75102893、教學樓照明3500.70.80.752451834、宿舍照明850.70.80.7560455、閱覽室照明1450.90.80.75131986、食堂1680.50.71.008484合計225683878611481、負荷計算公式有功功率Pjs

=Pi×αi=838kw

無功功率Qjs

=Pjsi·tgφi

=786kvar視在功率Sjs

=

Sjs·i=1148kvA總功率因數cooφ1

=0.73，tgφ1=0.79

2、零功功率補償系統的總功率因數coo?=0.73，要補償到0.9取coo?2=0.9，那么tg?2=0.484即可確定無功功率的補償量為：Qjs－Pjs×tg?2=786－838×0.484=398kvar實際取無功補償的容量為400kvar，那么補償后的計算負荷為

如果再取同時系數為0.8的話，那么實際計算負荷為922×0.8=737kVA。這個數值可以作為選擇變壓器的依據。3、變壓器容量計算〔1〕變壓器的負荷率根據效率〔η〕的定義

假設變壓器的容量為S；功率因數為coo?；負荷率為m；鐵損為Wi；額定負荷下的銅損為Wc。那么〔1〕式可變為

變壓器的效率是隨著負荷率的變化而變化的。當時，效率η呈最大值。通常負荷率在50%-60%之間效率最高。實際選用變壓器時，要考慮初投資等多種因素，一般新建變壓器的負荷率不能高于70%-75%?！?〕變壓器容量選擇該校變壓器的總容量應在800kVA左右即可滿足要求，但是，并不能做到經濟運行。那么選多大容量適宜呢？假設變壓器的負荷率為60%，根據負荷率的公式有：那么：