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北京工業大學的洗浴余熱回收系統和其他節能減排措施
案例摘要：
北京工業大學將節能減排知識納入學校教育培訓體系，列為大學生政治思想教育的重要內容，倡導以制度建設為保證，以技術應用為依托，搭建技術、教育促進管理節能實施效益的能源管理體系，形成校園節能風尚。近幾年，學校實施了建筑物圍護結構改造、太陽能光熱系統、洗浴污水余熱回收系統、雨水收集利用系統、中水管線改造、無負壓供水系統改造、光伏發電系統、節能型中央空調系統改造等項目，不斷提高建筑物和設備設施的節能效益。進一步細化能源監控節點分布，在已具備實時監測、分析預測功能的基礎上，增加管控功能，實現系統主動巡檢、自動判斷、自動執行的智能化管理，優化資源配置。2016年按照《能源管理體系》（GB/T 23331）的要求，學校建立了能源管理體系和碳排放體系認證。在建筑面積、用能設備、師生人數不斷增長的情況下，學校能耗總量沒有增加，用水總量逐年減少，由2012年的63萬噸減少到2015年的54萬噸，單位建筑面積能耗、人均能耗、人均用水量呈下降趨勢，其節能實踐對全面、系統提升高校節能工作具有借鑒意義。
一、單位概況
北京工業大學創建于1960年，是一所以工科為主，理、工、經、管、文、法相結合的多科性市屬重點大學。1981年成為國家教育部批準的第一批碩士學位授予單位，1985年成為博士學位授予單位，是國家“211工程”項目建設高校。學校一直秉承“不息為體，日新為道”的校訓，努力提高核心競爭力，全面推進育人質量的提高，努力建成展現北京市屬高校發展建設成果的示范窗口。學校本部位于北京市朝陽區，另有三個分校區，總占地面積90.65萬平方米，建筑面積116.43萬平方米。現有全日制學生20505人，國際學生1014人，在職教職工3020人。
二、案例實施
（一）建章立制，落實管理節能
1.健全組織機構。學校成立了副校長任組長的節能工作小組，作為學校能源使用管理的決策機構。節能工作小組下設節能管理辦公室，設置專職管理和技術人員，負責推進校園節能的具體工作；在此基礎上，進一步組建由各二級單位“節能管理員”組成的節能管理隊伍，配合學校節能管理部門做好所在單位節能工作的檢查落實。形成了以學校為主導、職能部處為主體、全校師生員工共同參與和推進的工作格局。
2.完善管理制度。學校將節能工作納入學校年度計劃，并進行年度考核。制定了《北京工業大學校園綠色消費行為規范》、《北京工業大學水電管理辦法》、《校內公共教室、辦公等公共區域的節能管理辦法》等管理制度，并通過了能源管理體系認證。推行二級單位用電公示制度，推動了全校師生員工用電習慣的改進、工作責任的落實和節能意識的建立。
3.建設監控平臺。學校已建成數字化能源監控平臺，實現對全校水、電等能源的實時監測與計量，以及多聯機空調、低壓變配電、學生宿舍預付費空調、校園路燈的智能控制，實現對學校用能的精細化管理。一是通過校園全覆蓋的電能監測網絡獲取了全校用電實時數據與統計數據。基于完整的數據支持，學校已實施對二級單位的用電公示制度，為能源指標分解打下基礎。二是對VRF空調系統的智能控制。實現了對空調開關狀態、運行模式、溫度的管控，保證運行溫度符合國家要求，避免下班后忘記關閉空調造成電能浪費，有助于師生形成節能習慣。三是路燈的遠程控制。根據時間控制電路的接通或者斷開，輔以光照控制，彌補時間控制無法根據天氣條件自動調節的缺點，從而實現路燈的分時分路控制，減少不必要的電能消耗，夜間關閉部分路燈后，單路路燈每晚可節電5.1度。四是對用水瞬時流量的持續性監測，發現地下管線“跑冒滴漏”問題，年節省水費60萬元。五是為學生的生活帶來便捷。完成了學生宿舍預付費空調系統與校園一卡通系統的對接，實現了學生宿舍空調用電的全時段自助充值，節約了人力資源。
（二）科技引領，開展技術節能
近年來，學校共開展節能技術改造共計30余項，涵蓋水、電、氣、暖等多個領域。
1. 浴池洗浴廢水余熱回收系統
建設洗浴廢水余熱回收系統
學校安裝3臺洗浴廢水余熱回收機組系統，該系統從洗浴廢水中提取熱量，用來預熱洗浴用水。同時，增加了冷源利用，為學校綜合商店、實驗廠房生產車間、浴池更衣室等部門2000m2建筑面積提供夏季制冷。該系統實現了能量的階梯利用，比原有天然氣鍋爐節能60%以上。
投資回收期：項目總投資99萬元，年節約經費24萬元，投資回收期4.1年。
北京工業大學洗浴廢水余熱回收系統
2.建設浴室太陽能光熱+空氣源熱泵熱水系統
在學校奧運餐廳樓頂安裝了太陽能重力集熱管207組，集熱面積828m2，每天可提供55℃熱水70噸。陰天時，采用7臺空氣源熱泵輔助加熱；冬季時，采用自然回流方式防凍；節假日期間，水箱采用表冷器強制散熱實現高溫保護。在12號學生宿舍樓頂安裝了太陽能光熱系統，集熱面積384平方米，每天可提供55℃熱水40噸。兩套系統的熱水實現連接共用，提高了熱水的使用效益。
投資回收期：項目總投資520萬元，年節約天然氣量約為871372m3，節省經費247.9萬元，投資回收期為2.1年。
圖2 太陽能供熱系統及南區公共浴室
3. 空調系統節能改造
（1）第三教學樓更換新型水源熱泵空調系統
學校第三教學樓建筑面積20080平方米。改造前，教學樓原空調系統夏季制冷最大功率為861KW，冬季制熱最大功率為784KW，能效比約為3.71。學校采用新型水源熱泵空調系統替換原空調系統，新空調系統制熱能效比達到5.88，制冷能效比達到5.0。同時，新空調系統運行更加穩定，機房噪音降低，保證了教學正常進行。
投資回收期：項目總投資518.83萬元，年節電150.2萬度，節約電費76.6萬元，投資回收期6.77年。
（2）信息中心更換新型風冷模塊機組
信息中心原空調系統僅用于夏季制冷，運行時間為5月-9月（共153天），每日24小時運行。改造前空調系統能效比為2.6，改造后能效比達到3.5。
投資回收期：項目總投資93.02萬元，年節電16.83萬度，節約經費8.58萬元，投資回收期9.22年。
2016年，學校將知新園、第一教學樓、第二教學樓等建筑內的T8日光燈和部分路燈更換為LED燈，共計更換LED燈32550支，實現節電率59.57%。改造后，年節電約157.73萬度，節省經費80.44萬元。
4.建設電動汽車群充電系統
2015年，學校建設了電動汽車群充電系統。一期工程配置1臺630kVA箱式變電站、40個車擋式交流充電終端、10個落地式直流充電終端，可同時滿足10輛小客車直流快充和40輛電動車交流慢充的充電需求。二期工程配置2臺純低壓箱體、4套交流充電終端、3套落地式直流充電終端、12套落地式直流充電終端，可同時滿足3輛大巴車、12輛乘用車直流快充以及4輛乘用車交流慢充的充電需求。對車輛和充電終端進行實時監控，包括車輛行駛狀態、充電電壓、電流等，通過對數據信息進行分析處理，提供故障診斷、報警功能，延長車輛使用壽命，保障車輛安全運行。
5.安裝光伏發電系統
在學校奧林匹克體育館南廣場安裝了光伏發電系統，年發電量約8500度,為場館周邊照明路燈供電；博雅路全部路燈使用太陽能路燈，利用太陽能電池板為路燈供電。
6.食堂節能改造
更換節能燃氣灶51臺并購置25臺新型燃氣灶，節氣率達到34%，減少了污染物排放量。購置3臺節水洗菜機，節水率達到30%。購置13個節水洗地龍頭，相比傳統的人工沖水方式，節水率達到50%；購置2條自動米飯生產線，實現標準化、規范化的米飯烹飪，不僅節約了能源資源，還減少了食品安全隱患。購置2套超聲波洗碗機、10臺蒸汽機和1座蒸汽消毒庫，實現了餐具的自動清洗、消毒、配送流水作業。其中，1座蒸汽消毒庫的效率相當于20余臺傳統消毒柜，節電率達到90%。通過多種節能節水設備的投入使用，不僅減少了能源資源消耗，降低了人工成本，還大幅提高了炒菜、售飯服務的效率與質量。
投資回收期：購置蒸汽機、自動米飯生產線、超聲波洗碗機、蒸汽消毒庫、洗地龍頭等設備設施總投資160.73萬元，預計年節省經費80萬元，回收期2年。
7.其他高耗能系統節能改造
2015年，學校對電動機、變壓器進行了普查，淘汰了高耗能變壓器1臺，高耗能電動機14臺，有效減少了電能消耗。2016年，學校將金工樓、數理樓和環能樓的3部老舊電梯更換為新型電梯，降低了電梯能耗，同時保證了電梯運行的安全性。
8.建設雨水收集利用系統
學校建設了雨水收集利用系統，實現對北校區13萬m2匯水面積雨水的收集、處理、儲存，年收集雨水量7000m3；位于東南校區的月亮湖可實現對周邊路面雨水的收集、儲存，年收集雨水量3000m3。收集的雨水用于綠地澆灌、道路噴灑降塵、沖廁、景觀用水、回補地下水等，不僅節約了水資源，而且對防洪排洪起到緩沖作用。
9.引入市政中水
學校在綠地澆灌、環境景觀、沖廁等的用水引進使用市政中水，使用市政中水的范圍覆蓋了學校近95%的建筑。近三年共使用市政中水約100萬噸，累計節約自來水費約500萬元。
投資回收期：中水管道建設投資369萬元，年節約自來水30余萬噸，節約自來水費150余萬元，投資回收期2.46年。
10.安裝無負壓供水系統
對人文樓、交通樓、基礎樓、10號學生宿舍樓和11號學生宿舍樓的水泵房進行改造，更換了無負壓供水設備。通過加壓供水機組直接與市政供水管網聯接，在市政管網剩余壓力基礎上串聯疊壓，為高層用戶供水；取消了水箱，避免水質受到二次污染，保證了供水衛生和安全。
（三）持續發展，重在教育節能
1.課堂教育。一是將節能減排納入大學生專業教育體系。學校開設了《能源戰略和科技發展》、《信息與能源新技術》等課程。建筑、環能、交通等專業在教學過程中，結合學科特點和專業課程進行節約資源、保護環境的教育；2015年，學校成立了京津冀地區首家交通節能減排實驗室。二是將節能減排列為思想政治教育的重要內容，在學生思想道德教育切實體現節能環保理念和要求。馬克思主義學院院長做了《堅持綠色理念，保持永續發展》的專題報告。
二是宣傳教育。借助節能宣傳周、節水宣傳周、地球一小時、進高校等主題活動，讓廣大師生面對面地了解學校的節能技術。通過展板、海報、公益廣告、宣傳標語的形式，倡導節能減排、綠色生活理念。借助PPT演示、有線廣播、電視、校園網、微信，開展經常性的節能宣傳。鼓勵學生代表走進后勤，體驗節能工作者的日常工作，使節能真正深入到師生的日常生活中。
三是實踐教育。組織學生參加各類節能活動和比賽，增加學生的親身體驗，從內心去感知節能。學校本科生參加全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽，2010年獲特等獎1項、二等獎1項、三等獎4項，2011年獲二等獎1項、三等獎6項，2013年獲三等獎3項，學校連續兩年獲得優秀組織獎。2015年，環能學院博士研究生獲得“北京市節能環保低碳創業大賽”團隊組冠軍；2016年，學校參賽隊獲得“丹佛斯杯”第十屆華北地區大學生制冷空調科技競賽（北京賽區）一等獎。建規學院本科生運用綠色創新理念設計的老舊民宅改造作品獲得“2016年北京市大興區綠色建筑創新創業設計大賽”一等獎。
三、綜合收益
（一）節能效益
通過一系列的節能管理、改造、宣傳工作，極大地推動了學校節能工作的開展和節能指標的落實。在建筑面積、用能設備、師生人數不斷增長的情況下，學校能耗總量沒有增加，用水總量逐年減少，由2012年的63萬噸減少到2015年的54萬噸。單位建筑面積能耗、人均能耗、人均用水量呈下降趨勢。按照2015年能源價格計算，學校年節約資金667.52萬元，總投資收益率達到18.8%。
（二）社會效益
學校履行了大學在節能方面的社會責任，培養具有節能意識、掌握節能技術的人才，為社會提供先進的節能產品和技術，并發揮示范輻射作用，近3年接待70多家單位來校學習調研節能工作。