淺談高校能效管理中智能照明的實施方案

發(fā)布時間： 2023-06-02　　點擊次數(shù)： 380次

0 引言

如今社會越來越重視能源管理，節(jié)能是必須堅持的方向，在高校管理中，能源管理是一個重要的組成部分。作為教學的保障，照明用電的管理，不僅要滿足學生學習時的光亮度的要求，還要做到節(jié)約能源。現(xiàn)本文就對教學樓照明用電中的節(jié)能問題做出一些探討。

1 用電管理的現(xiàn)狀

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

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*浪費的，現(xiàn)在的學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，但人為因素的風險依舊存在，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時跟蹤，從使用教室到結(jié)束，時間上要精確掌握，同時也提出了教室的使用安排上要有完整的周期計劃安排。管理人員通過各個教室的安排時間表，清楚詳細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?，F(xiàn)在社會大眾普遍接受的 LED 燈就是很好的選擇，LED 燈與白熾燈、節(jié)能燈相對比，所用的能耗是后者的 1/10 和 1/4，而在使用的壽命上遠遠高于后者。 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，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，還有一個優(yōu)點是沒有輻射，所以在高校的照明系統(tǒng)中，使用 LED 燈是*佳選擇。

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

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

關(guān)閉教學樓中無人使用的教室電源，在沒有更多的人力實施的情況下，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)紅外熱量來實現(xiàn)對控制開關(guān)的開啟，能夠快速開啟燈具、自動門、防盜報警器等各種電器設(shè)備。超低功耗設(shè)計，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，在延時時間上可以進行額外設(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，所以會發(fā)出特定的紅外波線，紅外探頭就是探測人體發(fā)射出 10UM 左右的紅外波長，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，熱釋電元件會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)過檢測處理后就觸發(fā)開關(guān)動作。按照各個教室的大小，感測范圍和距離，計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)的波動變化，開關(guān)自動接通負載，從而打開教室內(nèi)的照明設(shè)備；當此范圍內(nèi)的人員不離開并且處于活動狀態(tài)，紅外感應(yīng)開關(guān)就一直處于接通負載的狀態(tài)；一旦人員離開，開關(guān)的延時自動關(guān)閉負載，*終達到人到燈亮，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)合自動控制開關(guān)，達到照明的效果。

從各個方面看，高校教學樓的照明無論從能源的消耗數(shù)量還是從經(jīng)濟的角度上，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，還可以提高照明的質(zhì)量，從而改善學生和教師的學習環(huán)境，提高了學習效率。只有不斷地完善管理制度，不斷地淘汰老舊費電設(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。

3 安科瑞電氣針對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

3.1平臺概述

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

3.2平臺組成

AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺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高校綜合能效平臺提供校園用能實時在線監(jiān)控、能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、空調(diào)智能管理、用能排名、節(jié)能評估、宿舍惡性負載監(jiān)管等功能。

3.3平臺架構(gòu)

圖1 安科瑞能效管理方案架構(gòu)拓撲

4 高校綜合能效解決方案

4.1校園電力監(jiān)控與運維

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

4.2后勤計費管理

采用先進的網(wǎng)絡(luò)抄表付費管理技術(shù)，實現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計費，實現(xiàn)遠程抄表、費率設(shè)置、賬單統(tǒng)計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設(shè)置補貼方案。通過能源付費管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識。

4.2.1宿舍用電管理

針對學生宿舍用電進行管理控制：可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時通斷功能；

可進行惡性負載識別，檢測違規(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

針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個體的水電用能進行預付費管理。

4.2.3充電樁管理平臺

充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲、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

通過對高校路燈的全局監(jiān)測，提供對路燈靈活智能的管理，實現(xiàn)校園內(nèi)任一線路，任一個路燈的定時開關(guān)、強制開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)，以及定時控制方案靈活設(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)

針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統(tǒng)計分析，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行采集和統(tǒng)計的各類建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類建筑耗電、教學類建筑耗電、學生宿舍耗電等，對數(shù)據(jù)分門別類的分析，提供領(lǐng)導決策，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，能自動完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計報告，能夠監(jiān)測能耗設(shè)備的運行狀態(tài)，設(shè)置控制策略，達到節(jié)能目的。

4.4智慧消防系統(tǒng)

智慧消防云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動報警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對這些設(shè)備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災(zāi)預防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，相關(guān)報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關(guān)人員。

5 平臺部署硬件選型

5.1電力監(jiān)控與運維平臺