高校宿舍热水系统节能分析

1、高校宿舍热水系统节能分析北京清华规划设计院环境与能源研究所 副总工 万家乐热水研究院 顾问李建 E-mail:前言中美气候变化联合声明2014.11.12美国2025年比2005年减排26%-28%。中国2030年碳排放达到峰值非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。全球温室气体排放：最新数据揭示中国责无旁贷。环境恶化、经济形势倒逼节能减排2013 上海北京2014 上海北京二月吃霾、三月吃沙、四月吃柳絮、前天吃套餐中午满嘴毛，下午满嘴沙中午满嘴毛，下午满嘴沙 中国未来的能源需求趋势Primary Energy Demand Estimation020406080100120140160

2、1801980199020002010202020302040到2040年达到美国当前人均能源消费水平（人均11.7tce，总需求173亿吨标煤）到2040年达到日本当前人均能源消费水平（人均5.8tce，总需求86亿吨标煤）2000年的水平本世纪中叶我国常规能源的最大供应能力2013年的难！有经验的专业人才匮乏科学的方法缺乏观念障碍7 能源结构不合理 对新技术了解不足； 支持决策者的信息少； 市场了解不足 投入节能风险大，回收期长,节省不显著 激励机制不够难！高校在节能环保中的面临的困难具体的实践经验观察与反思形的概念和原理在新的形势下应用新理念杜威说：一个民族,如果其科学理性的思维缺乏的时

3、候,就只有依靠经验思维来判断,而常常依靠经验思维的民族,也就是缺乏科学思维的民族解决困惑，从问题开始,用数据说话高校行业现状如何技术方案是否可行目前热水是否够用需要多少热水需要安装什么设备系统是否节能太阳能有没有发挥作用热泵什么时候该运行供水温度是否稳定供水时间是否充足供热水量是否充足设备运行是否稳定设备故障后是否影响学生用水设备报修后维修是否及时设备多久应该更换管理方式是否合理学校的烦恼高校热水设备类型现状调查显示，目前学校热水市场上约有63%的热水设备为热泵，16%的热水设备为燃油锅炉，11%的热水设备采用多燃气锅炉，分别有5%的热水系统采用电热水器，另5%设备配套安装了太阳能热水器。数据

4、分析：目前调查区域高校热水普遍采用节能型热水系统，逐渐放弃高能耗、存在安全隐患的传统锅炉及电热水器，但太阳能覆盖率较少。空气能全年平均能效可达3.8以上，远超过锅炉0.8-0.9的能效数值。数据来源：中国高校热水使用现状调研报告高校热水设备使用年限现状调查显示，目前学校市场约有56%的热水系统使用年限在5年以上，约有11%的热水系统使用年限在4-5年，约有11%的热水系统使用年限在3-4年，约有3%的热水系统使用年限在2-3年，约有19%的热水系统使用年限在1-2年。数据分析：目前学校热水行业的热水设备有将近一半以上使用年限在5年以上，热泵热水设备使用年限约8年，设备运行时间过长后，会导致设备

5、运行能效下降，运行故障频发，造成运行费用增高，供水稳定性下降，。数据来源：中国高校热水使用现状调研报告高校热泵热水能耗现状调查显示，目前学校热水采用热泵的呢能耗普遍较高，27%的热水设备每吨热水耗电在21度电以上，45%的热水设备每吨热水耗电在18-21度电，14%的热水设备每吨热水耗电在15-18度电，9%的热水设备每吨热水耗电在12-15度电，5%的热水设备每吨热水耗电在12度电以下。数据分析：根据研究调查报告及实际运行经验，广东地区合理的热水设备耗电为12-15度/吨，中部地区为15-18度/吨。从以上调查数据可知，目前这些热水系统耗电普遍较高，这与设备能效、控制方案及设备老化有很大关系

6、。数据来源：中国高校热水使用现状调研报告高校热水系统热水用途现状调查显示，目前学校热水系统的主要用途为洗澡、烧开水、食堂应用及餐具的洗涤，分别占到调查总量的100%、63%、24%、20%。数据分析：从以上调查数据可知，目前部分热水学校热水使用管理比较粗放，采用锅炉的高校不同需求的热水（洗澡、烧开水）集中供应，先将冷水加热至高温，在采用换热器换热至需求水温，极大的浪费了能源。20%24%63%100%7%5%12%0%20%40%60%80%100%洗澡 烧开水饭堂洗餐具洗床单、被单 洗衣服其它数据来源：中国高校热水使用现状调研报告高校热水舒适性人均热水使用量现状调查中，我们对有热水使用计量的

7、高校进行统计分析，发现热水人均使用量中部地区偏少，南部及北部地区相应较多。数据分析：广东地区几乎天天洗澡，北部地区冬季洗澡频次较低，但由于气温低，单次洗澡用水量很大。但无论哪个区域，实际用水量与建筑给排水标准给定用水量都有较大差距，参照标准设计的制热水量会导致热水量冗余，造成大量剩余热水散热损失热量。数据来源：中国高校热水使用现状调研报告高校热水舒适性热水等待时间现状调查显示，目前学校热水系统出热水时间在5秒以内的占到59%，5-10秒内的占到23%，10-15秒内占到5%，15-20秒内占到5%，20秒以上占到8%。数据分析：从以上调查数据可知，高校普遍关注热水等待时间，系统存在预热设计，只

8、有部分学校热水系统的热水等待时间在10s以上，约占本次调查总量的18%。采用预热设计后，不仅可以降低学生用热水等待时间，还能减少等待期间的冷水浪费。数据来源：中国高校热水使用现状调研报告高校热水舒适性热水流量现状调查显示，目前学校热水系统中有10%存在经常性热水流量偏小的现象，68%存在用水高峰期流量偏小的现象，22%的热水系统流量正常。数据分析：从以上调查数据可知，高校热水系统在供水管网分区设计、供水水泵选型及供水时间上存在设计不合理问题，不能满足学生同时用水流量需求，导致用水不适。数据来源：中国高校热水使用现状调研报告高校热水舒适性热水温度现状调查显示，目前学校热水系统中有5%供水温度为4

9、8，63%供水水温为50，32%的供水温度为53及以上。数据分析：供水温度过低，在热水输送过程中热量损耗，会造成末端水温不足，供水温度过高，会造成系统能耗增加，通过实验测试，采用空气能热泵系统，供水温度超过50以后，每提高1能耗会增加3-5%，根据外界环境及管网保温情况，合理设置供水温度，能有效降低运行能耗。数据来源：中国高校热水使用现状调研报告高校热水系统收费管理模式现状调查显示，目前高校热水收费管理主要有按流量收费、按时间收费、按次收费三种计费方式，部分学校在住宿费中扣除了热水费用，热水使用不再额外收费。数据分析：目前高校热水系统的用水管理方式大多采用计量收费模式，有利于学生的主动节能。少

10、数学校在使用热水时不收费，经调查，此类不收费的学校学生单位用热水量约为收费学校的2倍，甚至有采用热水洗衣、拖地等浪费现象，造成早用的有热水，晚用的没有热水，不仅运行费用高，同时不利于学校管理。数据来源：中国高校热水使用现状调研报告结论综述关键词热水系统最突出的问题能耗高、舒适度差、管理难、噪音大设备使用现状燃油锅炉：16%空气热泵：63%太阳能：5%电热水器：5%燃气锅炉：11%优先考虑的热水设备多能源复合设备、空气能热泵及燃气热水设备能耗舒适管理噪音服务稳定热水使用现状不变的关键词购买热水设备优先考虑因素节能、稳定性、价格和使用寿命、智能化热水用途洗浴：100%饮用：63%餐饮使用：24%洗

11、涤：20%设备使用年限5年：56%，35年；22%，13年；22%品牌多，且杂乱品牌特征高校热水系统结论综述宿舍人数多，用水集中，短时间用水量大，水不够用？安装、运行、维护成本高？不环保？安全得不到保障？冬天温度不高，夏天很烫?热水流量太小了，洗起来不过瘾？位置不够，还得排队？水阀，花洒不经用？水不够用？晚一点就没水了？预留的洗澡时间很短，等热水还得等很久？了解到高校目前存在以上问题-亟待解决设备太吵，影响休息?广东高校热水存在的问题是业主管理部门的是业主管理部门的“智囊团智囊团”，审核、优化各单位方案，审核、优化各单位方案，保证建筑性能（提升建筑环境品质保证建筑性能（提升建筑环境品质+降低资

12、源消耗）降低资源消耗）校方专业团队提高环境品质降低资源消耗 用户： 感受俱佳的体验, 校方： 高端时尚、经济效益、社会效益、节能环保、运行安全、品牌效应。 设计： 从设计策划到规划、 建筑、机电、设备选型高校节能生活热水系统高校行业现状如何技术方案是否可行目前热水是否够用需要多少热水需要安装什么设备系统是否节能太阳能有没有发挥作用热泵什么时候该运行供水温度是否稳定供水时间是否充足供热水量是否充足设备运行是否稳定设备故障是否影响学生用水设备报修后维修是否及时设备多久应该更换管理方式是否合理设计施工运营维护热水系统占总热水系统占总投资的投资的1/1/1010热水系统寿命热水系统寿命期内，期内，2-

13、32-3年的年的运维成本超过运维成本超过初投资初投资前期的设计与施工减少浪费投资减少浪费投资；后期的运营与维护阶段关注节能及稳定性，减少费用支出。减少费用支出。高校节能生活热水系统专业的设施技术-安全1、远离用电和用火的危害，洗浴无忧2、智能控温+杀菌，自动解除安全危害3、全面强化保护系统，适应多变的恶劣环境4、产品生产安全可靠安全接地保护 调电保护 高压保护 进水过滤保护 高温保护 电流保护压缩机过载保护低压保护自动泄压保护电机过热保护过流保护排气保护防冻保护节能热水方案要素一1、我们拥有最全最新的热水使用数据库，通过实况调查和分析，为你设计出最合理的热水使用量，最大限度的做到物尽其用，节省

14、运营成本。2、我们拥有丰富的系统规划经验，通过精细的实地勘察，收集环境数据，分别根据当地日照、天气、安装位置和环境，设计出最优化的设备配比，让全组设备利用率最大化。3、安装太阳能设备会依据纬度及当地的日照情况选择合适的安装角度，最大限度吸收太阳能，同时考虑投入产出比，节能同时考虑经济性。4、热水系统具有环境自适应技术，能够根据当天的日照、环境温度、天气变化等因素，及时并自动调整控制策略，保证舒适的同时节约能源。5、供热产品应用广泛，有空气能、太阳能、燃热、电热等产品，本身具备高热效率和安全耐用的优点，均应用清洁能源，能耗低无污染。专业的设施技术-节能节能热水方案要素二多能源云热水远程控制系统通

15、过ECO技术智能管理能源系统，实现运行监控、能耗分析、环境自适应等功能，可满足当前市场对生活热水的“节能”、“舒适”、“智能化”的需求。云服务主要优点：l从反馈-解决，提高效率l远程监测，随时实地可控制l实时准确反馈，安全性加分l自动监测，降低管理和维护难度l问题及时解决，学生满意度高云服务终端操作平台主要优点：l无需人工抄表或手工调节水位、水温l实时有效的分析成本，节省不必要的浪费l全方位监控到机组运作，掌握第一时间的真实情况l运行数据齐全，可以实现精细化管理专业的运维技术-云服务节能热水方案要素三学生用热水量与制热水量是否匹配？学校的节能关注点每日冗余制热水量为272.5吨，冗余热水散热量

16、（每天温降8）为9156MJ，相当于2543度电的电量！热泵系统是否运行在高效区？学校的节能关注点多数热水系统不对运行时间进行控制，学生晚上用完热水后，系统开始补水，由于补水温度低，热泵启动加热，加热时段多在凌晨，工作至早上，加热完成。空气源热泵运行最高能效时段在中午和下午气温高时段，凌晨能效最低，此时启动加热，运行能效相差可达20%以上，耗电量也会高出20%。太阳能系统是否发挥了作用？某高校太阳能和热泵热水系统，热泵在早上已经将热水加热至53，太阳能由于温差循环加热，当天天气晴朗，至下午5时，太阳能仅少量时间启动，将热水加热至62，太阳能利用率仅达到设计值的40%。学校的节能关注点有没有看不

17、见的损耗？学校的节能关注点现场观察几个水箱先后出现溢流现象，溢流损失流量为2m左右，占据当天用水量的40%！。热水系统优化方式采用高能效的产品，采用合理的建设布局。锅炉房宿舍二区宿舍三区热损失热损失热损失热损失热水供应宿舍一区 空气源热泵产品全年能效可达3.8以上，运行成本低，节能环保，配合太阳能，可控制每吨热水全年平均能耗在12度电左右。 热水加热设备临近用水点，避免热水远距离输送兜圈子，大量浪费能源。宿舍一区宿舍三区热水设备没有外网管路热损失“点对点”供热和生活热水系统分解用热需求，精确热输出，不让您浪费一分钱！宿舍二区热水系统优化方式采用合理的设备运行控制方案 合理分配太阳能与空气源热泵工作时间，采用时间-温度控制函数，系统白天工作，太阳能优先启动，太阳能不足时热泵补充加热，既保证太阳能有效利用，又避免临近用水时间时，热泵来不及加热造成无热水可用。控制精确，减少热量过冲。 控制热水系统变频运行，需求热量少时，启动少量台数及功率加热，防止供应过度，造成热量过冲浪费。 热水系统优化方式采用先进的供水运营管理方案 根据季节不同，学生用热水量及用水温度不同，在不同模式下自动根据学生用水需求量制备热水并设定供水温度，减少每日制备热水的冗余量，降低制备耗电量，防止散热损耗。 采用可监控的管理方法，远程监控设备运行状态，及时发现系统故障及运行隐患，减少看不见的浪费。流程