合同能源項(xiàng)目改造通信局點(diǎn)空調(diào)節(jié)能量計(jì)量探討

李開蕊

（中國電信股份有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510660）

0 引 言

應(yīng)用社會各種渠道資金，通過合同能源項(xiàng)目，實(shí)施節(jié)能改造，是較流行的解決企業(yè)資金不足的有效節(jié)能模式。一個(gè)通信局點(diǎn)，空調(diào)用能場景包括通信機(jī)房、辦公區(qū)、營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)等，環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，節(jié)能量計(jì)算非常龐雜，有必要找出一個(gè)參與節(jié)能項(xiàng)目雙方都可以接受的節(jié)能計(jì)量模式[1]。

1 影響節(jié)能計(jì)量因素

影響項(xiàng)目節(jié)能計(jì)量的因素包括地區(qū)氣候因素，局點(diǎn)用能環(huán)境因素。

1.1 地區(qū)氣候因素

局點(diǎn)空調(diào)用電，與地區(qū)氣候因素有關(guān)。相同通信能力的局點(diǎn)，處在不同區(qū)域地點(diǎn)，能耗存在差別，甚至差別相當(dāng)大；中國南方局點(diǎn)用能比北方就大得多。同一個(gè)省的不同地區(qū)，相同通信能力的局點(diǎn)用能也存在差異。地區(qū)氣候的用能差異，自然影響到項(xiàng)目的節(jié)能差異[2]。

1.2 局點(diǎn)用能環(huán)境因素

局點(diǎn)空調(diào)用電量,與局點(diǎn)內(nèi)用電因素有關(guān)。目前，通信局點(diǎn)種類有機(jī)樓、接入局點(diǎn)、移動基站、一體化局點(diǎn)等。用能場景，機(jī)樓最復(fù)雜，接入局點(diǎn)、基站相對簡單，一體化最簡單。機(jī)樓，除有通信機(jī)房外，還可能有辦公區(qū)、營業(yè)點(diǎn)、出租區(qū)、飯?zhí)脜^(qū)等，用能環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜；接入網(wǎng)局點(diǎn)、移動基站，只有機(jī)房用能；一體化局點(diǎn)，是機(jī)柜用能[3]。

如果解決了機(jī)樓場景節(jié)能計(jì)量，其他類型局點(diǎn)就仍刃而解。

2 機(jī)樓空調(diào)合同能源項(xiàng)目節(jié)能量計(jì)量

節(jié)能計(jì)量，首先要明確節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施前用能，建立沒有采取節(jié)能措施時(shí)用能基準(zhǔn)，才能保證采取措施后節(jié)能計(jì)量準(zhǔn)確。

2.1 用能基準(zhǔn)

節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施前空調(diào)設(shè)備用能，一方面與氣候有關(guān)，另一方面與局點(diǎn)的用能場景有關(guān)。用能基準(zhǔn)確立，也必須考慮此兩個(gè)方面。機(jī)樓各用能場景，因業(yè)務(wù)發(fā)展而變化，如機(jī)房舊設(shè)備退網(wǎng)或新設(shè)備增加。

機(jī)樓不同場景，用能方式不同，應(yīng)根據(jù)各類場景建立用能基準(zhǔn)。用能基準(zhǔn)必須有利于用能負(fù)荷變化下的節(jié)能量計(jì)算。

2.1.1 非機(jī)房場景用能基準(zhǔn)

非機(jī)房場景包括辦公區(qū)、營業(yè)點(diǎn)等，涉及項(xiàng)目空調(diào)供冷，必需確定它們的空調(diào)用能基準(zhǔn)。非機(jī)房區(qū)域，按使用空調(diào)面積及使用時(shí)間確定。非機(jī)房區(qū)域，不同地區(qū)空調(diào)用能不同，需根據(jù)實(shí)際計(jì)算。廣州地區(qū)，辦公區(qū)、營業(yè)廳基準(zhǔn)，按公式（1）計(jì)算。

式中，B為月用電量kW·h；S為使用空調(diào)區(qū)域面積m2；K為月用系數(shù)，1月—2月為0，3月為0.5，4月為0.8，5月—11月為1，12月為0.6。K是根據(jù)使用統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。

如中央空調(diào)供冷辦公場地面積300 m2，1月份辦公空調(diào)用電量0（廣州通常1—2月不開空調(diào)），3月空調(diào)用電量=300×29.768×0.5=4 465 kW·h，6月用電量=300×29.768×1=8 930 kW·h。

2.1.2 機(jī)房場景用能基準(zhǔn)

機(jī)房通信設(shè)備數(shù)量，根據(jù)業(yè)務(wù)需求而變化。業(yè)務(wù)需求旺盛，通信設(shè)備快速增加；業(yè)務(wù)縮減，通信設(shè)備縮減。機(jī)房通信設(shè)備變化，導(dǎo)致熱負(fù)荷變化；同時(shí)，氣溫變化，也會影響機(jī)房熱負(fù)荷變化。機(jī)房熱負(fù)荷變化，供冷需求量也變化。機(jī)房用能基準(zhǔn)確定，必須有效解決熱負(fù)荷變化下節(jié)能的計(jì)算問題[4]。

（1）基準(zhǔn)選定

空調(diào)節(jié)能項(xiàng)目，考慮通信設(shè)備負(fù)荷變化、氣溫變化對節(jié)能量影響，為降低節(jié)能量計(jì)算復(fù)雜程度，以月度計(jì)算節(jié)能量，選取M=[空調(diào)用月用電量-供冷非機(jī)房場地空調(diào)月用電量]÷[機(jī)房通信設(shè)備月用電量]作為月計(jì)算基準(zhǔn)。

（2）2月基準(zhǔn)測量推算

根據(jù)使用電費(fèi)按月繳交，以月用能建立基準(zhǔn)。用能基準(zhǔn)，以測量加計(jì)算方法確定。

基準(zhǔn)確定，必須考慮氣溫變化影響，一年不同月份氣溫影響[5]。

機(jī)房設(shè)備的熱負(fù)荷，與設(shè)備的用電量有關(guān)，設(shè)備用電量按實(shí)際測量確定。節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施前一個(gè)月，掛表測量被改造空調(diào)月用電量、機(jī)房通信設(shè)備月用電量（如圖1所示），合同能源項(xiàng)目雙方確認(rèn)通信設(shè)備用電量、機(jī)房空調(diào)總用電量，計(jì)算機(jī)樓測試月M值,定為Mc。其他各月M值，按公式（2）推算。

圖1 改造前空調(diào)設(shè)備、通信設(shè)備用電量測量

式中，Mn為第n月基準(zhǔn)值；Mc為測試月基準(zhǔn)值；Kn為第n月系數(shù)；Kc為測試月系數(shù)。

各月系數(shù)Kn，不同的地區(qū)不同，通過在用機(jī)樓統(tǒng)計(jì)確定。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，通信設(shè)備負(fù)荷不變情況下，廣州地區(qū)，1月份空調(diào)用電量最少，7月份用電量最大，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1 廣州地區(qū)某機(jī)樓的月系數(shù)表

如廣州某機(jī)樓，節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施前的5月份，測試出機(jī)樓空調(diào)用電量38萬kW·h，通信設(shè)備用電量40萬kW·h，與機(jī)房同一空調(diào)供冷的辦公室面積335.93 m2,根據(jù)公式（1）計(jì)算出辦公空調(diào)用電量1萬kW·h，則5月份[空調(diào)用電量-供冷非機(jī)房場地空調(diào)用電量]÷[機(jī)房通信設(shè)備用電量]基準(zhǔn)Mc=（38-1）/40=0.925； 根 據(jù) 公 式（2），推 算出 6月 基 準(zhǔn) 值 =0.925×（1+1.239-1.172）=0.987，7月基準(zhǔn)值=0.925×（1+1.4-1.254）=1.015 7。通過測量計(jì)算，得出此機(jī)樓各月的基準(zhǔn)Mn值如表2所示。表2合同能源項(xiàng)目甲乙雙方簽名確認(rèn)。

表2 廣州地區(qū)某機(jī)樓的月基準(zhǔn)值表

2.2 節(jié)能量計(jì)算

合同能源空調(diào)節(jié)能改造項(xiàng)目實(shí)施后，空調(diào)節(jié)能量，分別按機(jī)房區(qū)節(jié)能量與非機(jī)房區(qū)節(jié)能量計(jì)量，然后合計(jì)空調(diào)節(jié)能量。某月份空調(diào)節(jié)能量，按公式（3）計(jì)算。

式中，△Pn為某年第n月總節(jié)能量；△PJn為某年第n月機(jī)房節(jié)能量；△PFn為某年第n月非機(jī)房節(jié)能量。

2.2.1 機(jī)房節(jié)能量△PJn計(jì)算

項(xiàng)目實(shí)施后，通過掛表，如圖2所示，測量第n月空調(diào)用電量Pkn、機(jī)房通信設(shè)備用電量PIn，機(jī)房節(jié)能量計(jì)算如下：

圖2 改造后空調(diào)設(shè)備、通信設(shè)備用電量測量

[機(jī)房節(jié)能量]=[月基準(zhǔn)-（現(xiàn)時(shí)月空調(diào)用電量-非機(jī)房空調(diào)用電量）/機(jī)房通信設(shè)備用電量]×[機(jī)房通信設(shè)備用電量]

其演變成公式（4）。

式中，△PJn為某年第n月機(jī)房節(jié)電量kW·h；Mn為第n月基準(zhǔn)值；Pkn為某年第n月空調(diào)用電量kW·h；S為某年第n月非機(jī)房空調(diào)供冷面積 m2；K為第n月非機(jī)房月用系數(shù)。PIn為某年第n月通信設(shè)備用電量kW·h。

如廣州某機(jī)樓，6月份{[空調(diào)用電量-供冷非機(jī)房場地空調(diào)用電量]÷[機(jī)房通信設(shè)備用電量]}基準(zhǔn)M6=1.239，采取節(jié)能措施后，次年6月份機(jī)樓空調(diào)總用電量378 000 kW·h，通信設(shè)備用電量410 000 kWh，空調(diào)供冷辦公場地面積300 m2，6月份K6=1。根據(jù)公式（4），計(jì)算出機(jī)房節(jié)電量△P6=47 379.186 kW·h。

2.2.2 非機(jī)房節(jié)能量△PFn計(jì)算

非機(jī)房區(qū)域供冷，來自同一冷站。因此，非機(jī)房區(qū)節(jié)能量與機(jī)房節(jié)能量，同空調(diào)用電量成正比，得出非機(jī)房區(qū)節(jié)電量計(jì)算如公式（5）。

式中，△PFn為某年第n月非機(jī)房節(jié)能量kW·h；S為非機(jī)房空調(diào)供冷面積m2；K為第n月非機(jī)房月用系數(shù)；Pkn為某年第n月空調(diào)用電量kW·h；△PJn為某年第n月機(jī)房節(jié)電量kW·h。

如供冷辦公場地面積300 m2，6月份機(jī)樓空調(diào)總用電量378 000 kW·h，機(jī)房空調(diào)節(jié)電量△PJn為47 379.186 kW·h，則6月份辦公場地節(jié)電量：

2.3 合同能源項(xiàng)目空調(diào)節(jié)能改造計(jì)算案例

中國電信廣州分公司某機(jī)樓，應(yīng)用合同能源項(xiàng)目改造中央空調(diào)系統(tǒng)。機(jī)房中央空調(diào)，除供冷機(jī)房外，還供冷50 m2辦公室。機(jī)樓有8間通信機(jī)房，共5套-48 V直流系統(tǒng)、4套UPS系統(tǒng)為通信設(shè)備供電，每套直流系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)輸入屏裝入電度表，空調(diào)用電總屏安裝電度計(jì)量表進(jìn)行用電量計(jì)量。

2.3.1 用能基準(zhǔn)確定

機(jī)樓中空調(diào)改造前的2020年4月份，測量出空調(diào)用電量477 657 kW·h，通信設(shè)備用電量501 512 kW·h，根據(jù)公式（1）計(jì)算出辦公空調(diào)用電量1 191 kW·h。計(jì)算出4月份的基準(zhǔn)Mc。

Mc=[空調(diào)用電量-供冷非機(jī)房場地空調(diào)用電量]÷[機(jī)房通信設(shè)備用電量]=（477 657-1 191）÷501 512=0.950 1

按公式（2）及表1數(shù)據(jù)，計(jì)算其余各月基準(zhǔn)如表3所示。

表3 機(jī)樓{[空調(diào)用月用電量-供冷非機(jī)房場地空調(diào)月用電量]÷[機(jī)房通信設(shè)備月用電量]}月基準(zhǔn)值表

1月，基準(zhǔn)M1= 0.950 1×（1+1-1.098）=0.857；

2月，基準(zhǔn)M2=0.9501×（1+1.022-1.098）=0.877 6；

3月，基準(zhǔn)M2=0.9501×（1+1.037-1.098）=0.892 5。

2.3.2 節(jié)能量計(jì)算

合同能源項(xiàng)目工程2020年12月完成，2021年1月正式投入運(yùn)營?？照{(diào)節(jié)能改造工程，對空調(diào)設(shè)備用電、通信設(shè)備用電，都安裝了固定的計(jì)量電度表。根據(jù)公式（4），公式（5），公式（3），計(jì)算出1至4月，通信機(jī)房節(jié)電量，辦公室節(jié)電量，以及總節(jié)電量如下文所述。

2021年1月，據(jù)電表讀數(shù)計(jì)量，空調(diào)設(shè)備用電量338 239 kW·h，通信設(shè)備用電量524 668 kW·h；經(jīng)計(jì)算，機(jī)房節(jié)電量111 427 kW·h，辦公室節(jié)電量0 kW·h，總節(jié)電量111427 kW·h。

2021年2月，據(jù)電表讀數(shù)計(jì)量，空調(diào)設(shè)備用電量316 545 kW·h，通信設(shè)備用電量473 160 kW·h；經(jīng)計(jì)算，機(jī)房節(jié)電量98 686 kW·h，辦公室節(jié)電量0 kW·h，總節(jié)電量98 686 kW·h。

2021年3月，據(jù)電表讀數(shù)計(jì)量，空調(diào)設(shè)備用電量306 909 kW·h，通信設(shè)備用電量522 338 kW·h；經(jīng)計(jì)算，機(jī)房節(jié)電量105 805 kW·h，辦公室節(jié)電量219 kW·h，總節(jié)電量106 024 kW·h。

2021年4月，據(jù)電表讀數(shù)計(jì)量，空調(diào)設(shè)備用電量337 484 kW·h，通信設(shè)備用電量510 886 kW·h；經(jīng)計(jì)算，機(jī)房節(jié)電量148 742 kW·h，辦公室節(jié)電量537 kW·h，總節(jié)電量149 269 kW·h。

從表4可以看出，機(jī)樓交供電局計(jì)費(fèi)電量同比減少（含新增設(shè)備折算電量）與計(jì)算節(jié)電量相當(dāng)接近，說明節(jié)能計(jì)算方法是可靠的，驗(yàn)證了改造空調(diào)合同能源項(xiàng)目計(jì)算方案的可行性。

表4 機(jī)樓項(xiàng)目實(shí)施前后用電量同比減少與計(jì)算節(jié)電量對比

此節(jié)能計(jì)算方案，較好地解決了機(jī)樓業(yè)務(wù)設(shè)備負(fù)荷不斷變化下的節(jié)能量計(jì)量問題。

3 結(jié) 論

利用合同能源改造通信機(jī)樓空調(diào)節(jié)能項(xiàng)目，節(jié)能量計(jì)算較為復(fù)雜。統(tǒng)計(jì)建立地區(qū)氣候變化對機(jī)樓用能影響月系數(shù)，劃分機(jī)樓內(nèi)機(jī)房用能及非機(jī)房用能，應(yīng)用月計(jì)算基準(zhǔn)參數(shù)，對比空調(diào)改造前后參數(shù)變化計(jì)算節(jié)能量，大大簡化節(jié)能量計(jì)算，保證了節(jié)能量計(jì)算準(zhǔn)確性。此節(jié)能量計(jì)算方案，需要考慮當(dāng)?shù)貧夂蛟伦兓瘜C(jī)樓用能影響，提前統(tǒng)計(jì)好氣候?qū)C(jī)房用能及非機(jī)房用能的月變化，是保證計(jì)量準(zhǔn)確的重要前提。