現(xiàn)代教育裝備在創(chuàng)建節(jié)約型校園中的具體實(shí)踐

張成苗

現(xiàn)代教育裝備在創(chuàng)建節(jié)約型校園中的具體實(shí)踐

張成苗

創(chuàng)建節(jié)約型校園是學(xué)校后勤管理中的重要課題，節(jié)約型校園不僅僅在后勤常規(guī)管理中建立節(jié)約型的管理運(yùn)行機(jī)制，提高管理和服務(wù)的效率，更為重要的是以節(jié)約資源和合理利用資源為重點(diǎn)，在學(xué)校的建設(shè)與發(fā)展過(guò)程中要不斷完善與利用現(xiàn)代化教育裝備，以校園一卡通為主線，建立以節(jié)能減排為主的現(xiàn)代化教育裝備綜合平臺(tái)。這種平臺(tái)的建立不僅為創(chuàng)建節(jié)約型生態(tài)校園提供了硬件環(huán)境，同時(shí)學(xué)校德育管理也通過(guò)此平臺(tái)在全校范圍內(nèi)廣泛開(kāi)展有關(guān)資源節(jié)約的宣傳和教育，讓廣大師生員工樹(shù)立起資源節(jié)約的理念，在人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約，從而達(dá)到環(huán)境育人的目的。

創(chuàng)建節(jié)約型的綠色校園，必然要借助各種節(jié)能的教育裝備或技術(shù)，完成這種節(jié)能的教育裝備與技術(shù)要由各種從事節(jié)能產(chǎn)品生產(chǎn)研發(fā)的企業(yè)來(lái)做。因此，建設(shè)節(jié)約型校園必然離不開(kāi)企業(yè)，二者是相互依存的關(guān)系。依據(jù)學(xué)校的管理模式讓企業(yè)針對(duì)性地提供設(shè)備與技術(shù)研發(fā)，走多元化的校企合作之路，互利互惠，是高效創(chuàng)建節(jié)約型校園的前提，也是現(xiàn)代教育管理模式的新創(chuàng)思路。

我校新校區(qū)占地面積300畝，校園綠化面積占校園面積的40%，全校師生3 000余人，全封閉管理。老校區(qū)占地60畝，住校學(xué)生700人左右，自2008年9月搬入新校區(qū)以來(lái)，水電費(fèi)用同老校區(qū)相比呈4到5倍的增長(zhǎng)，校園面積的增大、住宿學(xué)生的增多是一方面，但主要原因在于學(xué)生的不規(guī)范使用造成巨大的浪費(fèi)，這給校管理層造成很大的壓力，德育處也曾在全校范圍內(nèi)開(kāi)展節(jié)能減排的宣傳，但效果甚微。后經(jīng)學(xué)校多部門(mén)商議、決策：全校各部門(mén)多管齊下，主要通過(guò)現(xiàn)代化教育裝備硬件在源頭、用戶端同時(shí)著手。通過(guò)幾年的實(shí)踐，能源利用率明顯提高、學(xué)生浪費(fèi)現(xiàn)象大大減少、各項(xiàng)費(fèi)用也成比例地遞減，取得了良好的效果。

一、依靠政策，校企合作開(kāi)發(fā)校園屋頂太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)

二、智能電表，有效控制學(xué)生使用大功率電器

封閉式管理學(xué)校，學(xué)生公寓用電管理是后勤管理體系的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，特別是中學(xué)生宿舍管理中漏電、偷電、超負(fù)荷用電、違規(guī)用電現(xiàn)象一直困擾后勤管理，同時(shí)也存在嚴(yán)重的安全隱患。我校新校區(qū)學(xué)生宿舍750間，每個(gè)房間安裝有空調(diào)，學(xué)生剛住進(jìn)來(lái)不久，常常發(fā)現(xiàn)宿舍空調(diào)24小時(shí)不關(guān)機(jī)，學(xué)生在宿舍燒電爐，違規(guī)使用電熨斗等大功率電器，學(xué)校一個(gè)月的電費(fèi)是原來(lái)的十幾倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出學(xué)校的預(yù)算范圍。為了從根源上解決電能?chē)?yán)重浪費(fèi)現(xiàn)象，學(xué)校給每個(gè)宿舍安裝智能電表。因?yàn)槠胀姳硇枰ㄆ谂蓪Ｈ松祥T(mén)抄表催收電費(fèi)，工作量大，而且不易實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)違章電器并采取措施，給宿舍供電集中管理帶來(lái)很多不便。如將眾多的電表集中安放到一個(gè)專門(mén)的房間要占用很大的空間，此外，其工程的復(fù)雜性及后續(xù)結(jié)構(gòu)、電器的配置等費(fèi)用也比較昂貴，同時(shí)仍需派專人催收電費(fèi)，特別是很難界定學(xué)生過(guò)量用電問(wèn)題。用戶在電量即將用盡時(shí)能夠通過(guò)智能電表自助購(gòu)電，并且集電能計(jì)量、收費(fèi)管理、用電過(guò)程管理等功能于一體，便于設(shè)施有效集中管理，大大減少了日常工作。用戶可隨時(shí)通過(guò)語(yǔ)音、網(wǎng)絡(luò)、觸摸屏等自助設(shè)施查詢自己的用電情況。系統(tǒng)出現(xiàn)故障可自動(dòng)報(bào)警，還可以自動(dòng)識(shí)別運(yùn)行中的純電阻性用電器(如電爐、熱得快、電熱杯等違章電器)，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定采取相應(yīng)措施，便于管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)以盡快解決。

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

所有房間智能電表采用集中式電能計(jì)量控制系統(tǒng)，主要由電控管理PC機(jī)、購(gòu)電管理機(jī)、自助購(gòu)電POS機(jī)、電控柜和發(fā)卡器組成，對(duì)每個(gè)用電單元實(shí)行用卡管理，智能電表的負(fù)載只包括宿舍的空調(diào)與常用插座(如圖2所示)。

圖2

在校園一卡通系統(tǒng)中，為了方便管理和學(xué)生的使用方便，使用自助購(gòu)電解決方案，在每個(gè)宿舍樓中設(shè)置自助購(gòu)電機(jī)，當(dāng)公寓宿舍的預(yù)置用電量用完后，任何時(shí)間，用戶只需要到設(shè)置在公寓樓大廳的自助購(gòu)電機(jī)上購(gòu)買(mǎi)所需電量，即可將電送到指定的宿舍。通過(guò)這種自助式的功能，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無(wú)值守不間斷服務(wù)，可大大提高后勤服務(wù)效率，提升服務(wù)質(zhì)量，充分體現(xiàn)出一卡通的優(yōu)越性和方便性。

2.依據(jù)需要設(shè)置功能

電費(fèi)預(yù)置功能：學(xué)校在學(xué)期的開(kāi)始對(duì)每名學(xué)生收取的宿舍管理費(fèi)用中包括日常用電費(fèi)，所有智能電表只對(duì)空調(diào)與插座管理，在學(xué)期開(kāi)始依據(jù)學(xué)校規(guī)劃，給每個(gè)宿舍電表中預(yù)置一定的費(fèi)用，超出預(yù)制的電費(fèi)，學(xué)生自己依據(jù)需要自行充值，這樣能有效地控制學(xué)生電能浪費(fèi)現(xiàn)象。負(fù)載管理功能及惡性負(fù)載識(shí)別功能：負(fù)載管理是指用電宿舍可根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)任意設(shè)定房間的最大負(fù)載值。也可對(duì)同一樓內(nèi)的不同房間根據(jù)需要設(shè)置不同的負(fù)載值，并可根據(jù)需要隨時(shí)對(duì)負(fù)載值進(jìn)行調(diào)整，超負(fù)荷將自動(dòng)斷電?？杉皶r(shí)識(shí)別房間使用的惡性負(fù)載(電爐、電熱杯、熱得快等純電阻性用電設(shè)備)，并根據(jù)設(shè)定由系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)處理(n次通、斷電告警，n次后若違章用電設(shè)備還在系統(tǒng)中運(yùn)行則斷電，此時(shí)只能通過(guò)電控管理機(jī)或軟件手動(dòng)送電，并在電控管理機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄)。補(bǔ)助電量功能：學(xué)?？梢罁?jù)實(shí)際情況，對(duì)家庭條件比較困難的學(xué)生設(shè)置一定額度的補(bǔ)助電量，供用戶免費(fèi)使用。其他功能：宿舍調(diào)換功能等。

學(xué)校自安裝了智能電表后，每個(gè)宿舍4名學(xué)生，學(xué)校依據(jù)管理費(fèi)分配給每個(gè)宿舍電表里一定額度的公用電，主要用于空調(diào)及常用電器使用，超額度的自負(fù)電費(fèi)，學(xué)生之間起到相互監(jiān)督的作用。大功率電器使用，電表自動(dòng)斷電，學(xué)校對(duì)違規(guī)的學(xué)生給予一定的處罰。學(xué)校的電費(fèi)也大大減少。

三、空氣能熱水供應(yīng)系統(tǒng)，讓學(xué)生洗浴更安全、更實(shí)惠

1.學(xué)校學(xué)生洗浴途徑

學(xué)生洗澡通常有如下途徑：(1)外出去浴室洗澡，費(fèi)用一般在5～7元；(2)去學(xué)校公共浴室洗澡，通常依靠學(xué)校鍋爐提供蒸汽，不管人多人少每天定時(shí)提供，浪費(fèi)嚴(yán)重；(3)一些學(xué)生私自在宿舍用“熱得快”等工具燒水洗澡。以上途徑存在的缺點(diǎn)有：給學(xué)生帶來(lái)較重經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)洗澡極不方便，存在重大的安全隱患。

2.空氣源熱水機(jī)組系統(tǒng)工作原理

空氣源熱水機(jī)組通過(guò)高效壓縮機(jī)做功，把從蒸發(fā)器吸收的熱量通過(guò)冷媒傳到高溫水冷凝器中釋放給被加熱的水，從而實(shí)現(xiàn)“熱水”的目的，機(jī)組選型的原則，在冬天氣溫0 oC時(shí)，機(jī)組連續(xù)工作時(shí)間應(yīng)小于18個(gè)小時(shí)。制熱循環(huán)：控制器根據(jù)T1采集到的溫度信號(hào)，與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，如果溫度小于設(shè)定值，空氣源熱水機(jī)組和循環(huán)泵同時(shí)啟動(dòng)進(jìn)行制熱，達(dá)到設(shè)定值自動(dòng)關(guān)閉。進(jìn)水控制：采用定時(shí)和恒溫系統(tǒng)自動(dòng)雙重進(jìn)水控制，在進(jìn)水時(shí)段，當(dāng)水箱的水溫高于設(shè)定值時(shí)，電磁閥自動(dòng)打開(kāi)，進(jìn)行補(bǔ)水。當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電磁閥自動(dòng)控制關(guān)閉。管道循環(huán)：為使管道中保持一定溫度的熱水，可對(duì)用水管道進(jìn)行循環(huán)。根據(jù)實(shí)際情況可采用定時(shí)循環(huán)。

如果宿舍樓工程均需要用水約為17噸/天，按冬天陰雨天氣配置空氣源熱水機(jī)組。需要熱量為：Q=CM?T=1×17 000×(50-10)=680 000(大卡)，冬天空氣源熱水機(jī)組COP值為2.48左右(氣溫0 oC)，工作時(shí)間按1 6小時(shí)計(jì)算。機(jī)組需要輸入功率：P=680 000÷860÷2.48÷16=19.9(kW)，需要用電：680 000÷860÷2.48=318.8(度)。機(jī)組的配置選型應(yīng)配置CDRB-92W機(jī)組2臺(tái)。

夏天COP值最佳，為4.8～5.3。需要熱量為：Q=CM?T=1×17 000×(45-25)=340 000(大卡)，需用電：340 000÷860÷5.3=74.6(度)。

春秋兩季，根據(jù)該地區(qū)的氣候特點(diǎn)，機(jī)組COP值平均3.8。需要熱量為：Q=CM?T=1×17 000×(50-20)=510 000(大卡)，需要用電：510 000÷860÷3.8=156.1(度)。經(jīng)核算，學(xué)生使用熱水0.03元/升。

3.方便學(xué)生使用

每個(gè)宿舍浴室安裝有電子閥水控，學(xué)生只要插入IC一卡通卡便能出熱水，洗一次澡不超過(guò)1.2元。方便、安全，深受學(xué)生與家長(zhǎng)的好評(píng)。

2011-10-28

張成苗，本科，中教一級(jí)，主任。

浙江省臺(tái)州市黃巖中學(xué)。

建設(shè)節(jié)約型社會(huì)是黨中央和國(guó)務(wù)院的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略決策，2009年3月23日，國(guó)家財(cái)政部與建設(shè)部聯(lián)合出臺(tái)了財(cái)建[2009]128號(hào)文件《關(guān)于加快推進(jìn)太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用的實(shí)施意見(jiàn)》，提出要實(shí)施“太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”，大力支持開(kāi)展光電建筑應(yīng)用示范；同時(shí)發(fā)出財(cái)建[2009]129號(hào)文件《太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》，把“太陽(yáng)能光伏組件應(yīng)與建筑物實(shí)現(xiàn)構(gòu)件化、一體化”列作“補(bǔ)助資金支持項(xiàng)目應(yīng)滿足”與“優(yōu)先支持”的五個(gè)條件之一。2009年7月16日，國(guó)家財(cái)政部、科技部、國(guó)家發(fā)改委能源局聯(lián)合發(fā)出財(cái)建[2009]397號(hào)文件《關(guān)于實(shí)施金太陽(yáng)示范工程的通知》，除對(duì)“太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”繼續(xù)給予補(bǔ)貼外，還提出要對(duì)光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力建設(shè)項(xiàng)目給予貼息補(bǔ)助。我校是省重點(diǎn)中學(xué)，在新校區(qū)建設(shè)之時(shí)，正值國(guó)家財(cái)政部和建設(shè)部聯(lián)合推出光伏建筑一體化項(xiàng)目，對(duì)學(xué)校等公共建筑建設(shè)光伏建筑一體化工程給予優(yōu)先政策補(bǔ)貼。為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，我校積極響應(yīng)，多次同公元太陽(yáng)能有限公司洽談，并依據(jù)相關(guān)的國(guó)家優(yōu)惠政策，取得當(dāng)?shù)卣块T(mén)的配合，很快達(dá)成協(xié)議：學(xué)校提供場(chǎng)地，由公元集團(tuán)出資建設(shè)并享用相關(guān)補(bǔ)貼(校方場(chǎng)地對(duì)公司的廣告效應(yīng)比較明顯)，太陽(yáng)能發(fā)出的電并入公網(wǎng)，同時(shí)校方優(yōu)惠或免費(fèi)使用，學(xué)校與公司互利互惠。合同簽訂后，于2009年底光伏建筑一體化項(xiàng)目開(kāi)始籌備建設(shè)，2010年10月一期工程竣工。

一期屋頂裝機(jī)容量為50 kW，輸出的400 V交流電接于400 V公網(wǎng)。屋頂采光面積約為100平方米。整套系統(tǒng)共用175 W光伏組件288塊，所有組件采用16串36并的電氣連接方式通過(guò)直流配電柜匯流后，連接到50 kWP并網(wǎng)逆變器，輸出并入400 V公網(wǎng)。系統(tǒng)由光伏組件、直流配電、SG50KWP并網(wǎng)逆變器、交流柜組成(如圖1所示)。

圖1 我校50 kW并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)物圖片

50 kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)預(yù)期每年能發(fā)電5萬(wàn)度，減少二氧化碳排放45噸，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤17噸。為我校學(xué)生在節(jié)能減排方面提供很好的教育素材，同時(shí)為物理學(xué)科提供了科研數(shù)據(jù)，也提供了實(shí)物參觀實(shí)踐基地，教育意義深遠(yuǎn)。