家居采暖 高等院校供热系统能耗占学校综合能源消耗量的比例大,是北京市供热能耗大户。因此供热系统节能是高校节能工作的重点领域。通过分析高校供热系统节能潜力、针对能源消费过程中出现的问题提出解决对策,为学校降低供热系统能源消耗、提高能源利用效率提供参考。
一、前言
“十二五”期间,北京市节能减排目标为年均GDP能耗下降17%,北京市发展改革委已制订全市各行业主管部门节能减排指标,并将其纳入政府考核体系。全市节能减排工作的重点放在建筑节能方面,北京市的供热能耗占建筑能耗的一半以上,节能减排指标要求供热能耗指标为下降12%。
北京市聚集了近两百所高等院校,根据资料显示,高等院校供热系统能耗占学校综合能源消耗量的比例平均在60%~70%左右,是北京市供热能耗大户。因此供热系统节能是高校节能工作的重点领域。分析高校供热系统节能潜力、针对能源消费过程中出现的问题提出解决对策,对我市加快建设资源节约型、环境友好型城市,实现可持续发展具有重要的现实意义。
近两年,我们对北京市部分高校开展了供热系统节能潜力调研工作。全面了解高校供热系统能源管理水平及用能状况、排查在能源利用方面存在的问题和薄弱环节、挖掘节能潜力、并提出切实可行的节能措施,为学校降低供热系统能源消耗、提高能源利用效率提供参考。
二、高校供热系统现状
1、能源使用特点
(1)能源使用具有周期性、阶段性
高校的特点决定了其能源消耗呈现出较强的周期性、阶段性。
从全年各月能耗水平来看,固定的寒、暑假使得每年的7月~8月、1月~2月为学校的用能低谷期。
从全天能耗水平来看,不同类型功能建筑全天用能差异较大,如宿舍楼和教学楼用能时间就截然不同。
(2)单位能耗呈现明显差异性
从相关调研数据来看,各高校在单位面积、人均能耗等方面呈现出明显的差异性。将同样提供教学、科研、住宿、餐饮等功能的学校相对比,年单位面积能耗在14.1~56千克标准煤之间,www.china-heating.com高低相差近4倍;人均年能耗为356.2~799.4千克标准煤,高低相差2倍多;在用水方面也同样呈现明显的差异,单位面积年耗水量为1.01~2.82吨,高低相差近3倍。究其原因,一是由于采用的供暖方式不同,如锅炉集中供热或市政热力采暖等供暖方式,本身在能源利用效率上有一定的差距;二是由于不同类型学校用能需求、特点存在明显的差异性,导致人均能耗差别较大。
(3)供热系统能源消耗比重大
按照调研的多家高校的能源消耗数据显示,高校的供热系统能耗占学校综合能源消耗量的比例,平均约在60%~70%左右。
(4)供热系统的负荷差异性
高校供暖系统的负荷与普通居民采暖负荷存在明显的差异性,其主要体现在如下两方面:
深寒期供热负荷低,初寒、末寒供热负荷高:从高校供热系统的整体能耗水平来看,供暖初期(初寒期)和末期(末寒期)是学校的供暖高峰,在供暖深寒期(一般在1月~2月份),此时正值学校寒假期间,反而是供暖系统的供热负荷低谷时间。
从全天能耗水平来看,我们根据调研,对高校不同类型功能建筑全天的供热指标负荷的变化进行了测试,给出不同类型的建筑的热负荷变化,详见表1、图1。
根据上述指标可知,学生宿舍在学生白天上课期间可低温运行,办公/综合楼在夜间可低温运行;食堂、礼堂由于其高大空间的原因热指标较高,但是由于使用频率较低,仍可在一个较低的温度下运行;实验楼的实验设备较多,但使用频率也较低,夜间可低温运行。
2、供热系统能耗指标及分析
北京市高校供热系统热源以天然气为燃料的锅炉所占比例最大,达到90%以上,以燃煤为燃料的锅炉供暖所占比例为6%左右,其余4%为电锅炉、燃油锅炉与外购市政热力等热源形式。
由于高校的建筑类型存在多样性和复杂性,且在高校供热领域中未统计分类建筑等供热指标,因此我们采用了与北京市市政市容管理委员会提出的北京市居民采暖供热能耗指标进行了对比。
在今后的工作中应当建立更为适合高校供热系统的分类供热能耗热指标。
(1)指标现状
根据对部分高校供暖系统的能耗数据进行分析,各高校由于节能管理水平的差异性造成供暖系统的能耗指标也是参差不齐。
(2)指标分析
将上述表中高校供热系统单位面积能耗指标与北京市市政市容委关于供暖系统的节能目标进行对比分析,结果如下:
①燃煤消耗指标
北京市燃煤锅炉每采暖季的单位面积煤耗不应大于18.7千克标准煤/平方米(相当于25千克混煤/平方米),节能目标值为12.5千克标准煤/平方米(相当于17.5千克混煤/平方米)。
本次抽样的燃煤锅炉能耗指标达到了上述指标。
②天然气消耗指标
北京市燃气锅炉每采暖季的单位面积气耗不应大于12立方米/平方米,节能目标值为8立方米/平方米。
本次抽样的天然气锅炉房能耗指标参差不齐,有的甚至差异巨大。下面将20家高校的天然气能耗指标进行了汇总比较。详细情况见下表:
20家高校中,3家单位能耗指标接近甚至好于公布的节能目标值8Nm3/m2,15家单位能耗指标低于限额值12Nm3/m2,2家单位超出了限额值。
③电资源消耗指标
每万平方米循环水泵功率:间接供暖系统的一次水管初、末寒期为1.1~2kW,严寒期为2~3kW;间接供热系统的二次水管或直接供热系统为3.5~4.5kW;直接供热混水系统为4.2~5.2kW。
本次所调研高校的一次每万平米循环水泵功率在2.54~5.3kW之间,二次每万平米循环水泵功率在2.05~6.77kW之间。可见在各个高校的供暖系统中,由于供暖规模、设备水平、技术水平的差异,使得每万平米配用的循环水泵功率也差距较大。但总体水平高于公布的目标值,在辅助供暖设备方面仍然存在一定的节能空间。
