公建节能运行措施的研究

公建节能运行措施的研究1.1、公建节能运行的必要性、可行性供热节能在我国全社会节能中具有十分重要的作用。据统计，全国目前供热采暖耗能全年约为1.3亿吨标煤，占全社会总能耗的10%，北方地区约占总能耗的20%。北方冬季供热采暖消耗的能源比较大，平均耗能是气候相近发达国家的2～3倍，相当于发达国家60至70年代水平。1.1.1、我国依靠公共财政运行的各级政府机关、事业单位和社会团体的能源管理基础差，能耗高，节约潜力大。1.1.2、我国政府机构人均能源消耗和每建筑平方米能耗都比发达国家高出5-7倍，比一般的民用建筑高出10倍，有的地方高出20倍。1.1.3、政府办公楼等公共建筑有相对固定的作息时间，有节假日，在夜间或假期无人上班期间里可实现低温供热，供热运行调整空间很大。1.1.4、实施政府办公楼及公共建筑热计量及节能运行改造是供热体制改革的重要举措之一，是促进供、用热双方励行节约的一项重要措施，是实现国家“十一五”节能减排指标的需要。1.2、公建节能运行技术路线及技术措施实现公建供热节能主要从以下两方面入手：第一，提高用能设备效率，第二，优化设备运行时间。对于公建供热调控系统，在加强楼宇外墙保温的同时，建立节能运行调控平台，合理分配用能时间，从而可以最大限度降低建筑物整体能耗水平。下面重点介绍公建节能调控系统的技术措施及改造方案。1.2.1、技术路线公建节能运行调控平台建立的主要思想是：集中监控、统一调度、远程控制。通过建立远程调度调控系统，利用GPRS或ADSL等远程通讯系统（如图1）实现由调度（管理）中心对现场的实时监测自动控制。实现对此区域内建筑物耗热量的分时分区实时调节，保证整个供热系统的安全稳定节能运行。1.2.1.1、上位机系统采集要求：对现场的运行数据，包括供回水温度、流量、热量、电动调节阀的开度、通过GPRS无线通讯系统利用调控中心的上位机进行采集并显示，通讯要求保证畅通、稳定，以便能够实时监控系统的运行情况。软件要求：保证数据真实完整。调度人员下达的所有操作指令的信息存储到操作日志里面，并且操作日志不可修改和删除，并形成各种分析报表。1.2.1.2、现场控制及通讯系统热计量表：精度等级符合国家相关技术要求，防护等级IP65以上，提供通讯接口及通讯协议。电动调节阀:设计选用线性流开调节阀，不带失电自复位功能，防护等级IP54以上，关断压差0.25-0.4Mpa。电压交流24V,模拟量输入、输出为4～20mA或0～10V。采用GPRS无线数据通讯系统，现场安装GPRS－MODEN及控制箱一套，实现上位机采集数据及远程控制。1.2.1.3、室内温度监控系统楼内按照高、中、低，远、中、近等不同的房间位置安装远程室内温度测温点，实时监测室温变化情况并上传调度中心。按照不同房间的室温曲线，及时调整供热计划，科学指导供热运行。图4-1公建调控通讯系统构成1.2.2、技术措施（见图4-2）1.2.2.1、在公建楼前供热井室内或管道井中的供水管道上安装热计量表，为便于热表损坏维修更换，热表两端加装手动阀门。1.2.2.2、在回水管路安装电动调节阀门，同时安装控制器及通讯装置，根据用户用热习惯和室外温度情况随时调节用户室内温度。1.2.2.3、对具备条件的双管系统建筑安装温控阀；对单管串联系统在条件成熟时进行室内采暖系统改造后安装温控阀，实现对室内温度的手工调节。1.2.2.4、在每个公建单位选择供暖效果较差的房间，安装无线室温监测仪，及时了解房间温度变化情况。1.2.2.5、设立集中调控中心，建立虚拟VPN网络，安装服务器、路由器及B/S结构上位机专业调控软件，对所有改造的公建单位进行数据实时采集和调节。图4-2公建改造安装示意图1.3、公建节能运行调节方式研究调控系统建立后，所有站点并入调控中心统一进行管理，调度人员需要针对不同建筑物的用能特点，制定详细的调控运行计划，实行有效的需求侧管理，按“所需即所供”的原则，帮助用户提高能源使用效率，从而实现节能降耗，节约能源成本开支、保护环境的目标。1.3.1、科学制定需热量计划为使节省的热量真正返回到热源，调度人员需根据公建单位收费面积、次日室外平均气温、能耗指标，确定瞬时热量并上报供热公司。在供热公司下达整网热量计划前，对公建所在换热站热量计划进行核减。1.3.2、分时段精细化调控调控中心严格按照热量计划对公建单位进行供热，以瞬时耗热量或流量作为调节曲线。根据用户实际需求，在不同的时间段内设定需要的热量。主要分为工作时间、休息时间、周末、节假日，同时在一天内分为成几个时间段进行细化调整（如图4-3所示）。图4-3分时段调控1.3.3、引入室温实时监测机制在公建系统中选取具有代表性的房间位置，安装无线室温设备并定时上传至调控中心，实时监测室温变化情况（如图4-4所示），及时调整运行调控方案。图4-4室内测温曲线1.4、公建节能的运作模式实施公建节能运行需要对供热系统进行节能改造，安装自动调节装置及数据远传系统，同时需建立调控中心实时调整。但由于系统改造需要一定量的资金投入，公建单位也没有专业部门和技术人员进行管理，项目实施比较困难。因此建议公建节能改造委托能源服务公司并采用合同能源管理机制运作。合同能源管理（图4-5）（EPC—EnergyPerformanceContracting）是一种新型的市场化节能机制。其实质就是以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能业务方式。图4-5合同能源管理概念示意图能源公司首先对政府办公楼和公共建筑进行初步能源审计，及时掌握用户的建筑能耗，并做出节能项目评估，与用户谈判签订公建热计量改造合同，由能源公司负责项目的全部投入，项目实施后，能源公司与用户共同分享节能收益。本项目可以极大地推进用户主动行为节能，能源公司则根据用户的用热性质和气候状况合理调整用热量，达到合理用热，最终实现系统节能。具体运作模式如图4-6所示：图4-6：系统节能运作模式图由于项目采用合同能源管理模式运作，能源公司负责出资，用户不用掏一分钱、没有任何风险、免操心还能获得节能受益，也就使用户愿意与能源公司合作，同意并积极配进行公建的节能运行改造工作。而公建单位用户需要做的就是配合能源公司做好本部门的用热管理，避免不必要的热能浪费，积极主动地进行自身的行为节能。1.5、公建节能运行实例分析以承德市区公建单位的热计量及节能运行改造实施情况为例。承德市在2007年下发了《承市政办（2007）76号文件》，承德市公用资产管理局为项目的责任部门，具体负责组织协调实施政府办公楼热计量改造工作，监督改造工作的落实。承德热力集团组建普瑞能源管理公司为项目的实施主体，采用合同能源管理机制通过市场化运作改造项目的实施。公建产权单位与能源管理公司签订节能管理合同。1.5.1、项目实施情况介绍自2007年以来，普瑞能源公司连承担了承德热力集团近40万平方米的大型政府办公楼和公共建筑的供热计量节能改造项目，累积总投资460余万元。年平均节能率达21%。项目由普瑞能源公司利用自有资金、股民集资等方式全部投资。终端热用户包括政府机关办公楼、大型商业用户、大中专院校、银行等各类公共建筑，按承德市物价局制定的热计量两部制收费标准，按面积收费为30元/m2，按热量收费为125.74元/Mwh。通过对这些大型公共建筑进行的热计量节能改造，使热能供应商承德热力集团公司、终端热用户、节能项目实施主体普瑞能源公司以及社会多方受益。1.5.2、实例分析以一个政府办公楼、一个学校和两个大型商场为例进行效果分析。1.5.2.1、采取的措施普瑞能源公司在公建单位楼前井室安装超声波热计量表、电动调节阀门，就地安装了远程调控箱，室内选择性的布置了测温点。调度人员通过调度中心上位机，在节假日实施低温供热，工作日把每天分成4个时段，分别是上午、中午、下午、夜间，设定不同的供水温度，在保证供热质量的前提下最大限度实现了系统节能。1.5.2.2、效果分析公建单位按两部制热价进行结算：两部制结算热费=按面积收费额/2+耗热量×按热量收费价格；计量价格125.74元/MWH、面积价格30元/m2；普瑞能源节能收益=按面积收费额－两部制结算热费-用户分成。表4-1收益分析表公建名称收费面积/万m2实际耗热量/万GJ面积收费/计量收费/总收益/用户收益/能源公司收益/万元万元万元万元万元承德商城3.80.9113.788.821.96.418.5承德国税局1.10.432.130.91.20.30.9承德蓝岛大厦1.20.336.427.88.62.26.4承德卫校8.41.9243.2190.352.913.539.4公建热用户不用任何投入而且节省了一定的取暖费；能源服务公司通过专业化的节能技术服务和管理服务，来降低用户的能源消耗，用节能收益与用户进行分享，逐步收回前期投资并获得利润，以滚雪球的方式自我生存发展。热力企业通过节能也减少了购热成本或燃煤消耗，扩大供热面积。1.6、结论实施供热节能运行及供热计量改造，可以明显的提高供热质量，促进供热管理水平的提高；可以明显提高热用户行为节能的积极性；可