淺談高校能效管理中智能照明的實施方案

發布時間： 2023-06-02　　點擊次數： 688次

0 引言

如今社會越來越重視能源管理，節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，還要做到節約能源。現本文就對教學樓照明用電中的節能問題做出一些探討。

1 用電管理的現狀

大多數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，學習結束后離開教室前自己關燈；有定時送電，根據教學樓的運作時間，早上開啟總電源，晚上關閉總電源；（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，節能燈具與智能設備的使用

可以看出，第一種的管理方式在能源上是*浪費的，現在的學生真正能做到隨手關燈的，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，難免出現漏洞，同樣有燈亮而無人的現象。有效的合理的用電管理，在人員的要求和用電規范上，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情況。在人力無法精確控制教室是否需要開啟或關閉照明的時候，用更為節能的燈具，在一定程度上也是節約能源的方式。現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勢，而且同樣的瓦數，LED 燈的光亮度也要比白熾燈和節能燈要亮很多，還有一個優點是沒有輻射，所以在高校的照明系統中，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，那么一天消耗的電能是 1360KW.H，再按上海地區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備使用上進行節能。從高校的整體資源到全社會的能源環境，節能設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，用紅外感應開關，這一智能設備，就能完成這一任務。紅外感應開關，從字面上就可以理解到是通過感應紅外熱量來實現對控制開關的開啟，能夠快速開啟燈具、自動門、防盜報警器等各種電器設備。超低功耗設計，可以串聯在燈具照明回路，單極性控制。紅外感應開關的感應區域有一定的范圍，一般為 120 度，距離 7-10 米，在延時時間上可以進行額外設定，為 5-120 秒內。紅外感應開關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，所以會發出特定的紅外波線，紅外探頭就是探測人體發射出 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，后續電路經過檢測處理后就觸發開關動作。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開關的數量及位置，通過感應范圍內的波動變化，開關自動接通負載，從而打開教室內的照明設備；當此范圍內的人員不離開并且處于活動狀態，紅外感應開關就一直處于接通負載的狀態；一旦人員離開，開關的延時自動關閉負載，*終達到人到燈亮，人走燈熄這種安全節能的控制方式。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，結合自動控制開關，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量還是從經濟的角度上，都是有節能的潛力。無論管理方式還是設備的改善，不僅有效地減少了照明的用時，還可以提高照明的質量，從而改善學生和教師的學習環境，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備，使用綠色環保設備，才能在節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、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，在統一的需求下“實現能源互補、信息互通"等管理模式。助力學校管理智能化、數字化、綜合化，實現節能校園、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絡結構，主要由設備層、傳輸層、數據層、應用層組成。AcrelEMS-EDU高校綜合能效平臺提供校園用能實時在線監控、能耗數據統計分析、空調智能管理、用能排名、節能評估、宿舍惡性負載監管等功能。

3.3平臺架構

圖1 安科瑞能效管理方案架構拓撲

4 高校綜合能效解決方案

4.1校園電力監控與運維

集成設備所有數據，綜合分析、協同控制、優化運行，集中調控，集中監控，數字化巡檢，移動運維，班組重新優化整合，減少人力配置。

4.2后勤計費管理

采用先進的網絡抄表付費管理技術，實現電、水、氣等能源綜合計費，實現遠程抄表、費率設置、賬單統計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設置補貼方案。通過能源付費管理方式，培養用能群體和部門的節能意識。

4.2.1宿舍用電管理

針對學生宿舍用電進行管理控制：可批量下發基礎用電額度和定時通斷功能；

可進行惡性負載識別，檢測違規電氣，并可獲取違規用電跳閘記錄。

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、荷、儲、充"信息能源結構中是必*。充電樁應用管理同樣是校園生活服務中必*一部分。

4.2.4智能照明管理

通過對高校路燈的全局監測，提供對路燈靈活智能的管理，實現校園內任一線路，任一個路燈的定時開關、強制開關、亮度調節，以及定時控制方案靈活設置，確保路燈照明的智能控制和高效節能。

4.3能源管理系統

針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統計分析，包含同比分析、環比分分析、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計的各類建筑耗電數據。如辦公類建筑耗電、教學類建筑耗電、學生宿舍耗電等，對數據分門別類的分析，提供領導決策，提高管理效能。

構建符合校園節能監管內容及要求的數據庫，能自動完成能耗數據的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及系統性的能耗審計報告，能夠監測能耗設備的運行狀態，設置控制策略，達到節能目的。

4.4智慧消防系統

智慧消防云平臺基于物聯網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監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備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關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人員。

5 平臺部署硬件選型

5.1電力監控與運維平臺