某機(jī)關(guān)辦公節(jié)能技術(shù)措施效益分析

馬龍，黃茵，謝漢生

(中國鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

我國各級(jí)機(jī)關(guān)辦公每年都要消耗大量的水、電、油等資源，由于管理、技術(shù)等方面的原因，辦公能耗存在一定的浪費(fèi)現(xiàn)象。國家各級(jí)機(jī)關(guān)積極響應(yīng)國家節(jié)能政策要求，在辦公節(jié)能方面投入了大量資金，對(duì)機(jī)關(guān)辦公用水、用電等進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造并制定了相關(guān)節(jié)能管理措施。但由于大部分改造是分期、分批進(jìn)行的，至今仍然很少有對(duì)機(jī)關(guān)辦公能耗狀況、節(jié)能措施投入、節(jié)能效果進(jìn)行全面系統(tǒng)的總結(jié)，因此對(duì)有代表性的機(jī)關(guān)辦公能耗及節(jié)能措施、效果進(jìn)行分析，對(duì)進(jìn)一步降低機(jī)關(guān)辦公能耗具有重要意義。

1 我國辦公節(jié)能相關(guān)法規(guī)及節(jié)能措施

我國先后開始施行《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》，國家發(fā)展改革委發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃的通知》，國務(wù)院機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、中共中央直屬機(jī)關(guān)事務(wù)管理局下發(fā)了《關(guān)于中央和國家機(jī)關(guān)進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)油節(jié)電工作和深入開展全民節(jié)能行動(dòng)具體措施的通知》。法規(guī)中要求“十一五”期間政府機(jī)構(gòu)節(jié)能工作的重點(diǎn)是對(duì)建筑物及采暖、空調(diào)、照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，按照建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)改造的政府機(jī)構(gòu)建筑面積要達(dá)到政府機(jī)構(gòu)建筑總面積的20%;推廣使用高效節(jié)能產(chǎn)品，將節(jié)能產(chǎn)品納入政府采購目錄。

為響應(yīng)國家政府機(jī)構(gòu)節(jié)能號(hào)召，中央國家機(jī)關(guān)率先試點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)2010年中央國家機(jī)關(guān)單位建筑面積能耗和人均能耗在2002年基礎(chǔ)上降低10%的目標(biāo)。在國務(wù)院機(jī)關(guān)事務(wù)管理局統(tǒng)籌安排下，自2007年8月至10月底，中央國家機(jī)關(guān)已全部完成辦公區(qū)所有非節(jié)能燈具的更換改造，實(shí)現(xiàn)節(jié)能燈使用率100%。據(jù)國管局測算，中央國家機(jī)關(guān)辦公區(qū)節(jié)能改造后，每年可節(jié)電約1246.3×104kW·h，折合電費(fèi)約872.4萬元，1年半就可收回改造投資［1］。這對(duì)于全國節(jié)能減排工作來說無疑具有重要的示范作用。

2 某機(jī)關(guān)辦公能耗分析

2.1 現(xiàn)狀

該機(jī)關(guān)辦公樓照明光源共計(jì)約8 500套，用于特殊場合裝飾照明和部分公共場合的照明光源共計(jì)約600套，照明用電量占整個(gè)用電負(fù)荷的45% ～50%左右。

該機(jī)關(guān)全部采用集中空調(diào)制冷，其制冷設(shè)備為螺桿式冷水機(jī)組。每年夏季制冷期間空調(diào)用電負(fù)荷占機(jī)關(guān)用電總負(fù)荷的55% ～60%左右。其中機(jī)關(guān)主樓空調(diào)系統(tǒng)配3臺(tái)冷凍水泵電機(jī)各30 kW，3臺(tái)冷卻泵電機(jī)各22 kW;附樓空調(diào)系統(tǒng)3臺(tái)冷凍水泵電機(jī)各37 kW，3臺(tái)冷卻泵電機(jī)各30 kW。

每年非夏季制冷期間計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等辦公設(shè)備用電量占整個(gè)用電負(fù)荷的20%～30%左右。

根據(jù)年用電量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在非夏季制冷期間，該機(jī)關(guān)平均月用電量為122×104kW·h，在夏季6月至9月制冷期間平均月用電量為 187×104kW·h，比非制冷期每月增加用電量 65×104kW·h，4個(gè)月制冷期占全年總用電量的43%。

根據(jù)用水量統(tǒng)計(jì)，該機(jī)關(guān)平均月用水量為17 000 m3，其中 5月至 10月平均月用水量為18 000 m3，明顯高于其他季節(jié)。辦公樓用水量占機(jī)關(guān)總用水量的63%

2.2 節(jié)能技術(shù)措施及效益分析

近年來該機(jī)關(guān)通過節(jié)能技術(shù)改造，淘汰老舊高耗能辦公設(shè)備，制定辦公節(jié)能管理措施，加強(qiáng)節(jié)能耗宣傳，提高工作人員節(jié)能意識(shí)等措施，使機(jī)關(guān)辦公節(jié)能工作取得了顯著的成績。

該機(jī)關(guān)照明燈具、計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等辦公設(shè)備數(shù)量大，并且工作時(shí)間長，在非空調(diào)制冷季節(jié)照明、計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等辦公設(shè)備用電量幾乎是用電負(fù)荷的全部。該機(jī)關(guān)通過對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行智能節(jié)電改造，使辦公耗電量有了明顯的減少。在供電系統(tǒng)中，考慮到輸電過程中線路的電能損耗，配電室要提供較高的供電電壓確保用電設(shè)備達(dá)到額定工作電壓，因此在輸電距離較短的用戶端，實(shí)際電壓可能會(huì)高于用電設(shè)備的額定電壓。該機(jī)關(guān)中心配電室送出的電壓一般維持在230～235V之間，而照明燈具及辦公電器設(shè)備的額定工作電壓為210～220V，較高的供電電壓不僅不能讓燈具光效增加，反而使大量的電能轉(zhuǎn)化為無用的熱能，同時(shí)也加快了設(shè)備的老化，縮短了設(shè)備的使用壽命。

該機(jī)關(guān)投資96萬元，對(duì)辦公樓供電系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)電改造，安裝了智能節(jié)電設(shè)備。通過使用智能節(jié)電設(shè)備，使配電室供電電壓降低到210V左右，并且可以根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)調(diào)整輸出功率，在保證辦公用電設(shè)備正常工作的同時(shí)，節(jié)約了電能，同時(shí)還使維修部門更換日光燈管的數(shù)量大幅減少。根據(jù)實(shí)際測量，該智能節(jié)電設(shè)備的節(jié)電率平均為19%。機(jī)關(guān)內(nèi)年照明負(fù)荷用電量為537× 104kW·h，如果按該裝置節(jié)電率19%計(jì)算，每年僅照明可節(jié)約電量102×104kW·h，加上通過延長燈具的使用壽命節(jié)約的費(fèi)用，每年節(jié)約的費(fèi)用超過80萬元，改造投資的96萬元1.5年內(nèi)就可收回。

隨著照明技術(shù)的發(fā)展，T5熒光燈已經(jīng)成為先進(jìn)的第三代照明產(chǎn)品，與T8熒光燈具相比，T5熒光燈的使用壽命是T8熒光燈的3倍，平均壽命在10 000 h以上，T5熒光燈的光效為90～95 lm/W，T8熒光燈的光效為50 lm/W左右，加上T5熒光燈不需要電感鎮(zhèn)流器，在相同照度可下比T8熒光燈節(jié)電50%，并且顯色指數(shù)大大優(yōu)于T8熒光燈，可提高至85%以上。同時(shí)T5熒光燈還具有無毒、發(fā)熱量低、無頻閃等優(yōu)點(diǎn)，工作時(shí)眼睛不容易疲勞。可見 T5熒光燈從節(jié)能、環(huán)保角度明顯優(yōu)于T8熒光燈。

該機(jī)關(guān)辦公區(qū)原有照明光源為T8電感式熒光燈，光源燈具8 500套。將T8電感式熒光燈更換成節(jié)能的T5電子式熒光燈，共投資120萬元。在相同照度可下T5比T8熒光燈可節(jié)電50%，每盞燈節(jié)可省功率30W，按平均每天照明4h計(jì)算，每年可節(jié)約電量37.2×104kW·h，節(jié)約電費(fèi)28.6萬元，4年內(nèi)可收回投資120萬元。

該機(jī)關(guān)辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)按最大冷負(fù)荷確定設(shè)備的額定容量，然而實(shí)際出現(xiàn)最大冷熱負(fù)荷的時(shí)間每年不超過10%，而平時(shí)空調(diào)水泵電機(jī)也是在50Hz電源頻率下滿負(fù)荷運(yùn)行，這就造成了電能的極大浪費(fèi)，而且各水泵組長期處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，機(jī)械磨損大，維護(hù)費(fèi)用高，使用壽命相應(yīng)縮短［2］。該機(jī)關(guān)在辦公樓冷凍系統(tǒng)的集水器管壁和總回水管壁上安裝溫度傳感器，反饋溫度信號(hào)給控制設(shè)備，通過軟件判斷，根據(jù)對(duì)空調(diào)負(fù)荷的動(dòng)態(tài)跟蹤，實(shí)時(shí)輸出控制信號(hào)給變頻器調(diào)節(jié)水泵輸出功率，使其隨負(fù)荷同步變化，用最低頻率保證制冷系統(tǒng)的最低壓力，實(shí)現(xiàn)滿足系統(tǒng)正常需要的前提下，將系統(tǒng)始終保持在最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)電目的，同時(shí)延長了設(shè)備的使用壽命。

該系統(tǒng)改造費(fèi)用為120萬元。經(jīng)過一個(gè)制冷期的運(yùn)行，通過實(shí)測該空調(diào)水泵智能變頻系統(tǒng)共節(jié)電53×104kW·h，綜合節(jié)電率達(dá)到54.1%，折合人民幣40.8萬元，該空調(diào)水泵智能變頻系統(tǒng)改造3年可收回投資。

該機(jī)關(guān)辦公用水由4臺(tái)18.5 kW的水泵提供自來水壓力。傳統(tǒng)水泵完全靠電能把自來水提升到所需的高度，然而自來水管網(wǎng)本身有大約2kg的供水壓力，在用水量較小時(shí)，這個(gè)壓力有可能會(huì)更高，傳統(tǒng)水泵無法有效利用這部分壓力，即使是底層建筑也需要水泵提供自來水壓力，造成了這部分電能的浪費(fèi)。無負(fù)壓供水設(shè)備采用水泵與自來水管網(wǎng)直接相連，用壓力調(diào)節(jié)罐作為水泵進(jìn)水儲(chǔ)水裝置，采用真空消除器消除管網(wǎng)內(nèi)所產(chǎn)生的負(fù)壓，在充分利用自來水管網(wǎng)的原有壓力的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了供水的二次增壓。在同樣供水需求的情況下，可以選用功率相對(duì)較小的水泵及控制設(shè)備，同時(shí)在夜間小流量用水的情況下，利用自來水水壓直接供水而無需起動(dòng)水泵，可實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水。相比較于傳統(tǒng)的帶水池的供水設(shè)備，可節(jié)約30%以上電能［3］。該機(jī)關(guān)投資50萬元對(duì)原有水泵進(jìn)行更換，使用無負(fù)壓供水設(shè)備后節(jié)能效果明顯，節(jié)電率可達(dá)30%以上，每年可節(jié)約電能19.4 ×104kW·h，節(jié)約電費(fèi)15萬元，3年內(nèi)就可收回投資成本。

綜合以上節(jié)點(diǎn)技術(shù)措施，該機(jī)關(guān)每年可節(jié)電211.6×104kW·h，節(jié)約電費(fèi)164.4萬元，節(jié)電改造措施的投資成本在短期內(nèi)均可收回，見表1。

表1 節(jié)電技術(shù)措施效益匯總表

普通水龍頭的流量都大于0.20 L/s，即出水量在12 L/min以上。節(jié)水龍頭流量一般僅為0.046 L/s，即出水量只有2.76 L/min。由于裝了起泡器，節(jié)水龍頭可以讓流經(jīng)的水和空氣充分混合，讓水流有發(fā)泡的效果，在保證水沖刷力的前提下，可有效減少用水量。同時(shí)節(jié)水龍頭采用陶瓷閥芯，提高密封性，可以開合數(shù)十萬次不漏一滴水，與舊式水龍頭相比，可以節(jié)水30% ～50%。該機(jī)關(guān)結(jié)合日常的維修、改造工程，將原有的普通水龍頭全部更換成了節(jié)水龍頭，同時(shí)安裝了感應(yīng)開關(guān)，杜絕了“長流水”現(xiàn)象，使辦公用水的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象基本消除。該機(jī)關(guān)辦公年用水量約為10×104m3，更換了節(jié)水龍頭和感應(yīng)開關(guān)，按30%的節(jié)水效果，機(jī)關(guān)每年可節(jié)水3×104m3，節(jié)約資金16.8萬元，這在水資源日益緊張的今天具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3 結(jié)束語

隨著機(jī)關(guān)辦公節(jié)能工作日益引起社會(huì)重視，特別是《節(jié)約能源法》出臺(tái)以后，部分機(jī)關(guān)成立了節(jié)能工作領(lǐng)導(dǎo)小組，認(rèn)真落實(shí)國家的各項(xiàng)辦公節(jié)能要求，制定相應(yīng)的辦公節(jié)能管理辦法，積極對(duì)高耗能辦公設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，保證節(jié)能改造資金投入，積極采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，取得了良好的辦公節(jié)能效果，對(duì)全社會(huì)的節(jié)能工作，產(chǎn)生了示范作用和推動(dòng)力。

［1］ 新華網(wǎng).中央國家機(jī)關(guān)完成照明系統(tǒng)節(jié)能改造［DB/ OL］.2007-11-01.

［2］ 陳璽.淺談辦公建筑中央空調(diào)設(shè)計(jì)節(jié)能措施［J］.中國科技信息，2005(13):144－145.

［3］ 水浩然，柳兵.再談管網(wǎng)疊壓(無負(fù)壓)給水設(shè)備增壓水泵的選用與節(jié)能判別［J］.給水排水，2007(12):99－102.