吳廣劍

江蘇省是教育大省，共擁有普通高等學(xué)校、獨(dú)立學(xué)院和成人高校 160多所，近年來，隨著高校擴(kuò)招和辦學(xué)條件的迅速改善，教育資源需求持續(xù)增加，隨之產(chǎn)生的能源消耗量在不斷地增加。如何在建設(shè)節(jié)約型社會中實(shí)現(xiàn)高校的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為高校乃至社會各界廣泛關(guān)注的重要研究課題，實(shí)現(xiàn)節(jié)約節(jié)能，應(yīng)充分挖掘節(jié)能降耗潛力，構(gòu)建“節(jié)約型校園”，是高校實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的應(yīng)有之義和路徑選擇。

1 高校能源消耗及節(jié)能減排現(xiàn)狀

節(jié)能減排是指節(jié)約物質(zhì)資源和能量資源，減少廢棄物和環(huán)境有害物(包括三廢和噪聲等)排放。目前，眾多高校普遍存在供水、供電、供暖等基礎(chǔ)設(shè)施陳舊老化現(xiàn)象嚴(yán)重，加上年久失修，跑、冒、滴、漏現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，能源浪費(fèi)現(xiàn)象非常嚴(yán)重。有關(guān)資料顯示，隨著高等教育的迅猛發(fā)展，我國高校年電力消耗總量占全國總消耗量的 5%，能源費(fèi)用超過800億元，單位面積的電耗是普通居民家庭單位面積電耗的4倍以上，單位建筑面積能耗超過世界頭號耗能大國——美國[1]。

2 強(qiáng)化技術(shù)節(jié)電的措施

2.1 高校新建筑節(jié)能

高校新建筑應(yīng)考慮整體及外部環(huán)境設(shè)計，在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設(shè)計，使建筑獲得一個良好的外部微氣候環(huán)境，達(dá)到節(jié)能的目的。并且要考慮合理的空間設(shè)計，在充分滿足建筑使用功能要求的前提下，對建筑空間進(jìn)行合理分隔(平面分隔和豎向分隔)，以改善室內(nèi)保溫、通風(fēng)、采光等微氣候條件，達(dá)到節(jié)能目的。

另外，合理選用建筑節(jié)能材料也是全面建筑節(jié)能的一個重要方面。建筑材料的選擇應(yīng)遵循健康、高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的原則。一方面，隨著科技的發(fā)展，大量的新型高效材料不斷被研制并應(yīng)用到建筑設(shè)計中去，更好地起到節(jié)能效果。另一方面，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，發(fā)掘出一些地方節(jié)能材料，更好地應(yīng)用到建筑節(jié)能中去。

2.2 高?？照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能[2]

對于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造，較為成熟的主要是運(yùn)用變頻技術(shù)。根據(jù)實(shí)際負(fù)荷需要，對系統(tǒng)內(nèi)的冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵、送風(fēng)機(jī)等電動機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，以降低電機(jī)功率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。在空調(diào)系統(tǒng)中，送風(fēng)機(jī)保持長時間運(yùn)轉(zhuǎn)，用電量約占空調(diào)用電量的15%～30%。

空調(diào)系統(tǒng)的動力設(shè)備主要有泵和風(fēng)機(jī)，它們一般采用交流電機(jī)，在不使用變頻技術(shù)的情況下，只有在額定轉(zhuǎn)速下才能達(dá)到最大效率，這個問題就關(guān)系到頻率，此外，電機(jī)在啟動時的啟動電流一般為正常情況下的 7倍，即使使用軟啟動器等技術(shù)，啟動電流也有平時的 2.5倍～3倍，因此頻繁啟動的非變頻空調(diào)也是耗電的因素。

由流體力學(xué)可知，泵消耗的軸功率:

其中，γ為流體密度，kg/cm3;η為泵的效率;Q為泵的流量;H為揚(yáng)程。對于一個特定的泵來說，η，γ均為固定值，那么P與 Q，H的乘積有關(guān)。

由流體力學(xué)理論可知，泵消耗的軸功率 P與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，即:

采用變頻調(diào)速時，變頻器消耗的功率PB=(Q/QC)3?Pe，采用閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)時，電動機(jī)消耗的功率近似為:

采用變頻調(diào)速時的節(jié)電率為:

其中，α為水泵的實(shí)際流量與額定流量的比值。

針對空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造，將變頻技術(shù)應(yīng)用于變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，降低風(fēng)機(jī)的功率。

2.3 綠色照明節(jié)電[3]

提高整個照明系統(tǒng)每個環(huán)節(jié)的效率是照明節(jié)能的主要途徑，高校推行綠色照明尤其重要。

隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，高效照明產(chǎn)品趨于向小型化、高光效、長壽命、無污染、自然光色的方向發(fā)展。新型節(jié)能燈具比傳統(tǒng)燈具有很大的節(jié)電空間，如T8熒光燈管與傳統(tǒng)的T12熒光燈相比，節(jié)電量可達(dá)10%;28W的T5熒光燈管光效約比T12熒光燈提高40%，比T8熒光燈提高18%;緊湊型熒光燈比普通白熾燈能效高、壽命長;用高壓鈉燈替代目前使用較多的高壓汞燈，在相同照度下，可節(jié)電 37%;用金屬鹵化物燈替代高壓汞燈，在相同照度條件下，可節(jié)電 30%等。另外，照明節(jié)電控制系統(tǒng)應(yīng)克服電壓波動對道路照明和照明產(chǎn)品壽命的影響，以達(dá)到較好的照明及節(jié)能效果。在室內(nèi)照明控制中，主要采用聲控、光控、紅外等智能化的自動控制系統(tǒng)，減少照明用電和延長照明產(chǎn)品壽命。

2.4 高校洗浴用水水源熱泵系統(tǒng)節(jié)能分析

蒸汽壓縮式制冷熱泵一般采用定溫相變的循環(huán)工質(zhì)，即其在蒸發(fā)制冷和冷凝制熱過程中溫度基本不變。定溫冷熱源之間效率最高的理想制冷熱泵循環(huán)是逆卡諾循環(huán)，如圖 1中 1，2，3，4，1所示，其中，TH為高溫?zé)嵩礈囟?TL為低溫?zé)嵩礈囟?。過程1，2為等嫡壓縮過程，過程2，3為等溫放熱過程，過程3，4為等嫡膨脹過程，過程 4，1為等溫吸熱制冷過程。熱泵按該循環(huán)運(yùn)行時，其效率指標(biāo)為:

由此可見，ε熱＞1，因此，熱泵能提高系統(tǒng)的熱效率，若采用熱泵，空調(diào)和鍋爐聯(lián)合循環(huán)，在夏季，根據(jù)逆卡諾循環(huán)定理，機(jī)組的制冷系數(shù)ε冷=TL/(TH-TL)，可知通過降低TH可以提高系統(tǒng)的ε冷值。在冬季，同樣根據(jù)逆卡諾循環(huán)定理，機(jī)組的制熱系數(shù)ε冷= TH/(TH-TL)，通過提高TL可以提高系統(tǒng)的制熱系數(shù)。

3 結(jié)語

節(jié)能減排是我國一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略決策，也是深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，堅持走可持續(xù)發(fā)展道路的必然要求，是構(gòu)建和諧社會的重大舉措，高等院校肩負(fù)著培養(yǎng)人才、科學(xué)研究、社會服務(wù)和文化引領(lǐng)等多重任務(wù)，因此，高校在建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會進(jìn)程中，理應(yīng)成為引領(lǐng)社會的先行者。

[1] 劉發(fā)明，谷 坤.基于節(jié)能減排的高校節(jié)約型校園建設(shè)[J].節(jié)能技術(shù)，2010，5(3):92-93.

[2] 蘭永紅，孟長在.空調(diào)系統(tǒng)采用變頻調(diào)速技術(shù)后的節(jié)能性分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2010，13(215):35-38.

[3] 伍偉華.談?wù)勂髽I(yè)節(jié)電的幾個途徑[J].科技資訊，2009 (20):30.