山师历山学院 微排放校园 介绍

山师历山学院微排放校园介绍

高能效、微排放是创建绿色校园的根本！

中央提出“倡导低碳环保生活，创建绿色和谐校园”。绿色校园包含两部分含义：（ 1 ）环境绿色；（ 2 ）更重要的是生活环保 ，也就是我们提倡的低碳生活。

第一节 创建绿色校园的必要性

创建绿色校园的重要意义

大学校园是教书育人的圣地，精神的传承影响国家未来； 绿色校园建设是倡导节能减排，实现可持续发展的强大生力军； 绿色校园是实践节能减排和生态文明的重要课堂。 传播理念，“先环保后省钱”，为了省钱破换了环境，几倍的投

资也换不回碧水蓝天。

改变传统用能模式，大学责无旁贷！ 近年来，北方雾霾天气愈演愈烈，几近引起全

民恐慌，党和政府高度重视。 为社会服务是国家对大学的基本要求，

大学不应只站在理论的高度评论此事，而应作为实践领路人，率先垂范，引领全社会改变传统用能方式，提高清洁能源利用率，大规模利用太阳能，逐步减少对煤、石化能源的依赖，承担社会责任，回报国家及社会对大学的巨额投资。

分布式能源系统是创建绿色校园的最佳选择！

分布式能源系统是先进的供能方式； 校园的用能特点适合大规模利用太阳能等清洁能源； 多数校园远离市政管网，分布式能源是最佳选择。 尽量追求环保、经济，两全其美。

分布式能源简介

分布式能源是分布在用户端的能源综合利用系统，以直接满足用户多种用能需求以实现能源梯级利用的供能方式。

显著优点：（ 1 ）灵活性、独立性 ；

（ 2 ）清洁，可最大限度地利用太阳能、空气能等清洁能源；

（ 3 ）能效高，实现温度对口供能，能源梯级利用。

（ 4 ） 经济性好；

（ 5 ）告别燃煤，尽量减少用电，天然气高效利用。

历山学院微排放校园的主要特点

（ 1 ）大规模利用太阳能光热系统；（ 2 ）校园路灯全部利用太阳能光伏发电和 LED 光源；（ 3 ）雨水收集系统，建设若干雨水蓄水池；（ 4 ）利用分布式能源站，从根本上告别传统用 能方式。

第二节 历山学院分布式能源系统建设总体规划

历山学院概况

历山学院位于青州市文化产业园区，占地 1000 余亩，建筑面积20 余万 m2 ，建有适应现代教学需要的教学楼、实验楼、图书馆、室内外体育场馆、实习实训中心、太阳能研究所、国学研究院、花卉研究所等教学科研设施和住宿、就餐、洗浴、医疗、购物、银行等生活服务设施。

历山学院分布式能源系统总体布局图

历山学院分布式能源系统基本情况表序号

建筑名称 能源站 面积 /m2 设计供暖负荷 /W/m2 供暖总负荷 /kW

1 行政楼 1# 5300 30 159

2 图书馆 18000 50 540

3 活动中心 6200 30 186

4 综合楼 3600 30 108

5 实验楼 6500 30 195

6 沿街房 3280 30 98.4

7 餐厅 2# 7000 30 210

8 宿舍楼群 52000 30 1560

9 大学堂 3# 2150 50 107.5

10 文昌楼 3206 30 96.18

11 求是楼 3143 30 94.29

12 正大楼 4# 5867 30 176.01

13 光明楼 5867 30 176.01

14 西校区 5# 38000 30 1140

历山学院分布式能源系统建设进度计划 根据在校生规模制定建设计划，避免闲置浪费。 2013年在校师生 1500 人； 2014年建成 1# 能源站和 2# 能源站满足在校师生

6000 人使用，到 2015年分布式能源系统完全建成后可满足在校师生 1 万人使用。

一期建设 到 2013年底，完成 3# 、 4# 能源站建设。 二期建设， 到 2014 年 8 月份，完成 1# 能源站建设。 安装 6000m2的太阳能集热器，配一台 500kW 的冷热电联供机组，为图书馆、行政楼、行知

楼、综合楼、生化楼的办公、教学和实验提供电力、供暖和制冷。 三期建设 2014年底，完成 2# 能源站。 再安装 3000m2的能集热器，配置空气源热泵，已安装的 2000m2的洗浴中心太阳能集热器，配以天然气真空热水机组进行辅助加热，为各宿舍冬季供暖，满足 4000 人全年洗浴用热水。

四期建设 2015 年 8 月，完成 5# 能源站，安装 5000m2太阳能热管，配一台 200kW冷热电联供机组

，一台天然气真空热水机组为西校区提供冷热。

第三节 具体项目介绍

3.1 大学堂太阳能中央空调系统大学堂屋顶全玻璃热管集热器

太阳能中央空调系统流程图

太阳能中央空调系统特点（ 1 ）太阳能中央空调制造技术是山师历山学院太阳能研究所的代表性成果。（ 2 ）太阳能中央空调机组充分满足了夏季太阳辐射好，太阳能集热器产热多，但热量无处可用的问题，是建筑用能与太阳能转换季节匹配最好的选择，也是实现太阳能集热器全年高效利用的关键设备。

（ 3 ）在阳光强烈时，大学堂利用太阳能中央空调制冷，阴雨天气利用电风扇即可达到相应的舒适性，闷热天气启动冷电联供机组为校区供电、大学堂供冷，节能率达 60%以上。　

（ 4 ）尤其适用于大学校园，白天上课，晚上休息，太阳能空调供能时段与大学作息同步。

3.2 太阳能洗浴系统全玻璃热管集热器

太阳能洗浴系统 太阳能洗浴系统是清洁、节能、经济的供能方式。 历山学院太阳能洗浴系统共安装 2000m2 的太阳能

集热器，日产热水 120t以上，每天可为 2000 人提供洗浴用水 ,目前学校在校师生 1500 人。

当光照不足时，用真空热水机组辅助供热，但很少启用，自 2013 年 8 月 25日开学以来，未燃烧 1 立方天然气。

3.3 3# 能源站

3# 能源站介绍 3# 能源站主要为大学堂，文昌楼，求是楼供暖、制冷，同时为南部

校区教学楼供电。 设计如下：把大学堂、文昌楼的太阳能热水汇集到 3# 能源站，根据

教学区用电负荷配 1 台 200kW冷热电联供机组，备 1 台 60 万 kcal真空热水机组为辅助能源，以实现主要利用太阳能、冷热电联供机组即可提供电力、供暖、制冷等。

大学堂安装 6840支太阳能集热管，集热面积为 957.6m2 ；文昌楼安装 1760支太阳能集热管，集热面积为 246.4m2 ，为 3# 能源站的 40t蓄热水箱集中供给热量。

3# 能源站供能分析供能模式

供能设备 供能量 /kW 能源贡献率

能量需求 /kW

供电 冷热电联供机组供电 ≤200 ≤200 kW

供暖 太阳能供暖 大学堂 114.91

48.5%

大学堂、文昌楼、求是楼设计供暖总负荷 297.97 kW

文昌楼 29.57

求是楼 27.22

冷热电联供机组余热供暖 ≤300

制冷 太阳能制冷 大学堂 150

73%

大学堂设计制冷负荷258 kW

文昌楼

求是楼

冷热电联供机组余热制冷 ≤260

3.4 4# 能源站

4# 能源站介绍 将正大楼、光明楼及求是楼屋面的太阳能热水汇集到 4# 能源站，采用真空热水机组与太阳能制冷机组，实现为正大楼与光明楼供暖制冷之目的。

正大楼安装 3400支太阳能集热管，集热面积为 476m2 ；光明楼安装 3400支集热管，集热面积为 476m2 ，求是楼安装 1620支集热管，集热面积为 226.8m2 ，三套太阳能集热系统收集的热量汇集到4# 能源站 40t 的蓄热水箱中作统一配给。

4# 能源站配置 1台制冷量为 175 kW 的太阳能热水型吸收式制冷机组，辅助能源为 1 台 60 万 kcal 的真空热水机组。

夏季制冷为正大、光明楼阳面教室提供冷冻水，采用地板冷辐射方式供冷，配合电扇，教室舒适度较好。

4# 能源站供能分析供能模式

供能设备 供能量 /kW 能源贡献率

能量需求 /kW

供暖太阳能供暖

正大楼 57.12 40.2% 正大楼、光明楼供暖总负荷352.02 kW光明楼 57.12

真空热水机组辅助供暖 ≤800 ＜ 60%

制冷

太阳能制冷

正大楼 74.3 62.8% 正大楼、光明楼的阳面教室制冷负荷293kW光明楼 74.3

3.5 太阳能路灯 太阳能路灯以太阳能为

能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给 LED 节能灯供电。

太阳能路灯无需复杂的布线，适合地质复杂地区安装。

历山学院路灯配置可满足连续 4个阴雨天可正常照明。

历山学院共安装太阳能路灯 120盏，全部由我院太阳能研究所的师生完成制作、安装、调试等工作。

3.6 LED 节能灯

LED 灯是节能、绿色的环保光源，学院的太阳能路灯光源，走廊、厕所及部分教室的照明都采用 LED 节能灯，并且全部由我院太阳能研究所的师生生产制作完成。

3.7 蓄水池

利用蓄水池收集山地、屋面雨水用于浇灌绿地和园林植被等，学院已建成蓄水池6个，有 360m3

雨水收集能力。

蓄水池

蓄水池

人工湖

学院建设已建成三个人工湖，收集山地雨水，节约用水，美化环境，改善微生态环境。

3.8 历山学院太阳能研究所 太阳能中央空调系统

太阳能研究所太阳能中央空调系统屋顶金属热管式太阳能集热器 太阳能中央空调制冷主机

历山学院太阳能研究所太阳能中央空调系统

历山学院太阳能研究所 1# 、 2# 办公楼均为 5层，建筑面积都是 4000m2 ，两栋办公楼的夏天制冷、冬天采暖都是通过太阳能中央空系统解决的。

具体设计是：分别在每栋楼的屋顶安装 560m2 的太阳集热器，在夏季，集热器收集的热水驱动太阳能制冷机组产生冷冻水给房间降温；冬季时，太阳能集热器产生的热水直接进入房间的地暖管供暖，舒适度良好，节能率在 80% 以上。

3.9 历山学院太阳能研究所 太阳能光伏发电系统

历山学院太阳能研究所的 1# 、 2#车间共计两万平方米的屋顶上已经安装了 1MW 的光伏电站，在天气晴好时，每天可发电 5000kWh ，基本满足太阳能研究所办公、实验、生产等用电需求。光伏电站与市政电网无缝切换，实现了节能的同时，也进一步提高了供电稳定性。

太阳能研究所 1# 车间屋顶光伏发电系统

第四节 分布式能源系统主要设备介绍

历山学院分布式能源系统采用了先进的供能设备，主要包括：

（ 1 ）热管式太阳能集热器 （ 2 ）太阳能热水型吸收式溴化锂冷水机组 （ 3 ）冷热电联供机组 （ 4 ）辅助用天然气真空热水机组

4.1 热管式太阳能集热管集热器

热管式太阳能集热管有两大优势：（ 1 ）不炸管，即使有非常强烈的冲击，有集热管破损，系

统也不会漏水；（ 2 ）荷载小，因为集热管管内不走水，集热系统的阻力更小，集热系统安装增加负荷小≤ 45kg/㎡，建筑安全性能增加。

禄禧新能源科技有限公司的最新产品——热管式太阳能真空集热管最适合用于大型集热工程中。

4.2 冷热电联供机组

冷热电联供机组 冷热电联供机组 (CCHP) 作为分布式能源系统的一种重要形式，以其独

立供能、综合效率高等特点，在能源领域越来越受到重视。 禄禧新能源科技有限公司的最新专利产品冷热电联供机组可将能源利用

效率从单纯发电的 35% 提高到冷热电联供的 85%以上，实现天然气的高效利用，节能效果非常明显。

冷热电联供技术利用高品位的能量进行发电，充分回收发电机做功过程中产生的低品位余热，并采用热 /冷转换设备进行制冷，是实现能量梯级利用的一种有效手段。

大量办公楼和高校利用天然气锅炉，直接燃烧是天然气低级利用，是一种浪费。

4.3 太阳能热水型吸收式溴化锂制冷机

太阳能热水型吸收式溴化锂制冷机

禄禧新能源科技有限公司的 RXZ 与 TX 系列太阳能空调制冷量从 11kw

～ 350kw 可选，是由我公司自主研发并具有多项国家专利。 热水型冷水机组能效可达到 0.7—0.85 ，处于国际领先水平， RXZ 系列太阳能空调燃气与热水无缝切换，节能 60% 。

尤其是禄禧能源科技的小型太阳能空调填补了同行业国内空白，国际领先，是国内独家生产小型太阳能空调的厂家。

禄禧新能源科技的各类太阳能空调机组大量出口欧洲、台湾、新加坡、中东、非洲、印尼等国际和地区，出口占公司业务量的 70%以上。

第五节 效益分析 我院以“节能环保”为责任，投巨资改变传统能源消费方式，从建设节能、科

技节能、行为节能三大方面开展工作，积极建设分布式能源系统，加强节能监管平台，做好师生宣传工作，让各项节能措施起到实效，充分利用我院在中高温太阳能集热技术、太阳能中央空调技术、冷热电联供技术等分布式能源技术方面取得的最新成果，最大限度地节约能源、杜绝浪费、减少用电、用水量。投资把天然气清洁能源低级利用改变为高效利用，这是一种负责的理念。

历山学院分布式能源系统建设步伐与在校生增长同步，提早建设会造成资源浪费， 2013年在校师生 1500 人； 2014年建成 1# 能源站和 2# 能源站满足在校师生 6000 人使用，到 2015年分布式能源系统完全建成后可满足在校师生 1 万人使用。

5.1 经济效益分析 以 3# 能源站为例进行分析 3# 能源站为大学堂、文昌楼、求是楼供暖、制冷及供电，

大学堂为阶梯教室，设计制冷 / 供暖负荷为正常教室的 2 倍，故以2 倍建筑面积进行计算，则总面积为 10650m2 。

经济分析先比较初次投资有差异部分，由于室内部分相同，不纳入计算。

初次投资比较（ 1 ）分布式能源系统的初期投资： a 、玻璃热管太阳能集热管 8600支，玻璃热管 58 元 /支，支架、管道、水 箱、保温等及施工费 96 元 /支，则总共 132 万元； b 、 60 万大卡辅助用天然气热水机组， 9 万元； 总投资 141 万元。 注意： 200kW冷热电联供机组是给整个南部校区供电，投资和收益都不参与同集中供暖模式比较，在计算投资回报时冷热电联供机组同市电和天然气锅炉进行比较。

（ 2 ）现在普通大学新校区大多是直接燃烧天然气取暖，我们就以这种供能方式进行对比，夏季制冷为电制冷，则初期投资： a 、 90 万大卡天然气锅炉， 13 万； b 、 258 kW 电制冷机组的价格 15 万元。 总投资 28 万。（ 3 ）分布式能源系统比燃气供暖 + 电制冷模式初次投资新增 113 万元。

运行费用比较（ 1 ）分布式能源系统的运行费用 集热系统循环泵电费： 0.7 万元； 供暖辅助燃气费用： 6.5 万元； 合计 6.5 万元。（ 2 ）燃气供暖 + 电制冷模式的运行费用 采暖： 29.65 万元； 制冷：电费 5 万元； 合计 34.65 万元 烧天然气采暖费用详细计算过程： 10650m2 供暖所需总热量： 10650m2×30W/m2×(24h×3600s) ×120d=3312576MJ 天然气热值为 36MJ/m3 ，天然气锅炉效率为 90% ； 天然气用量： 3312576MJ/ （ 36MJ/m3×90% ） =102240m3 供暖燃烧天然气费用： 102240m3 ×2.9 元 /m3=29.65（万元）

（ 3 ）分布式能源系统比燃气供暖 + 电制冷模式每年的运行费用节省 28.15 万元 , 更重要的是利用清洁能源、能源高效利用，节能环保。

新增投资回收年限

N= 113 万元 / 28.15 万元 = 4( 年 )

相比设备有 15年以上的寿命，投资回收期仅为 4年，经济效益很好！

3# 能源站太阳能节能减排量计算

1 、计算过程（ 1 ） 8600支太阳能集热管的集热面积 S=1200m2,（ 2 ）青州市年总太阳辐照量为 J=4809.78 MJ/m2 ，（ 3 ）年总节能量

Q= 4809.78 MJ/m2×1200m2×0.5×0.85 =2452987.8MJ

（太阳能集热器效率为 0.5，系统循环热损失为 0.15）（ 4 ） 1吨标煤的热值为 29295MJ ，则节约的标煤为：

2452987.8MJ/ 29295MJ/0.65=128.8( 吨 )（ 5 ）减排二氧化碳： 321吨2 、即 3# 能源站 8600支太阳能集热管每年节省标煤

128.8吨，减排二氧化碳 321吨。

冷热电联供机组经济效益分析 潍坊市学校用天然气价格是 2.9 元 / 立方米； 学校用电平均在 0.65 元 / 度电； 利用冷热电联供机组， 1 立方天然气可以发 3 度电，热电转换效率在 35%左右，另外天

然气 50% 的热值通过机组回收，这部分热量按照天然气价格折算收益为 1.45元；每方天然气的经济效益为 :

0.65 元 / 度电 ×3 度电 + 1.45 元 -2.9 元 =0. 5元 对于一台额定发电量 200kW 的冷热电三联供机组，按平均用气量 65 立方 /小时，一天

发电 24小时，一年只有 260 天（寒暑假除外）计算，一年可节省的费用为：65 立方米 /小时 × 0.5 元 / 立方 × 24小时 × 260 天 =20.28（万元）

200kW冷热电三联供机组的价格为 105 万元，则投资回收期： 105 万元 /20.28 万元 =5.18年

社会效益 目前我院已建成的分布式能源系统： 3# 能源站每年节约标煤 301.3吨（太阳能集热管 128.8

吨， 200kW冷热电联供机组 172.5吨）， 4# 能源站每年节约标煤 126.6吨，太阳能研究所光伏发电系统和太阳能中央空调系统每年节省标煤 341吨，太阳能浴室每年节约标准煤214.7吨，合计每年节省 983.6吨标准煤，减排 2452吨二氧化碳。

到 2015 年 8月份，学院的 5个分布式能源站完全建成，经测算，每年可节约标准煤 3090.7

吨，减排二氧化碳 7705.1吨。 历山学院的分布式能源系统在全国高等学校中具有首创性和开拓性，可推动校园节能步伐，具有良好的社会效益。

响应中央号召，节能减排是社会责任，让在校大学生接受新的理念。

总结 分布式能源供能模式是清洁、高效、经济、灵活的供能方式，可在

高校广泛推广； 利用太阳能、冷热电联供机组基本上满足历山学院南部校区供电、

供暖、制冷等需求。 太阳能在冬季供暖中的贡献率高于 40% ，夏季制冷的贡献率高于

70% ，节能效果显著。 太阳能供暖特别适合校园使用，冬季极端天气北方日照时间短，光线不好，但校园处于放寒假时段，不依赖太阳能。

本方案实现了太阳能热量全年充分利用，光照时段与采暖需求时段基本一致的目标。

冷热电联供机组有良好的经济效益和节能减排效果。

谢谢大家！

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