現代教育裝備在創建節約型校園中的具體實踐

張成苗

現代教育裝備在創建節約型校園中的具體實踐

張成苗

創建節約型校園是學校后勤管理中的重要課題，節約型校園不僅僅在后勤常規管理中建立節約型的管理運行機制，提高管理和服務的效率，更為重要的是以節約資源和合理利用資源為重點，在學校的建設與發展過程中要不斷完善與利用現代化教育裝備，以校園一卡通為主線，建立以節能減排為主的現代化教育裝備綜合平臺。這種平臺的建立不僅為創建節約型生態校園提供了硬件環境，同時學校德育管理也通過此平臺在全校范圍內廣泛開展有關資源節約的宣傳和教育，讓廣大師生員工樹立起資源節約的理念，在人與自然協調發展的基礎上實現資源節約，從而達到環境育人的目的。

創建節約型的綠色校園，必然要借助各種節能的教育裝備或技術，完成這種節能的教育裝備與技術要由各種從事節能產品生產研發的企業來做。因此，建設節約型校園必然離不開企業，二者是相互依存的關系。依據學校的管理模式讓企業針對性地提供設備與技術研發，走多元化的校企合作之路，互利互惠，是高效創建節約型校園的前提，也是現代教育管理模式的新創思路。

我校新校區占地面積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。老校區占地60畝，住校學生700人左右，自2008年9月搬入新校區以來，水電費用同老校區相比呈4到5倍的增長，校園面積的增大、住宿學生的增多是一方面，但主要原因在于學生的不規范使用造成巨大的浪費，這給校管理層造成很大的壓力，德育處也曾在全校范圍內開展節能減排的宣傳，但效果甚微。后經學校多部門商議、決策：全校各部門多管齊下，主要通過現代化教育裝備硬件在源頭、用戶端同時著手。通過幾年的實踐，能源利用率明顯提高、學生浪費現象大大減少、各項費用也成比例地遞減，取得了良好的效果。

一、依靠政策，校企合作開發校園屋頂太陽能光伏發電系統

二、智能電表，有效控制學生使用大功率電器

封閉式管理學校，學生公寓用電管理是后勤管理體系的一個重要環節，特別是中學生宿舍管理中漏電、偷電、超負荷用電、違規用電現象一直困擾后勤管理，同時也存在嚴重的安全隱患。我校新校區學生宿舍750間，每個房間安裝有空調，學生剛住進來不久，常常發現宿舍空調24小時不關機，學生在宿舍燒電爐，違規使用電熨斗等大功率電器，學校一個月的電費是原來的十幾倍，遠遠超出學校的預算范圍。為了從根源上解決電能嚴重浪費現象，學校給每個宿舍安裝智能電表。因為普通電表需要定期派專人上門抄表催收電費，工作量大，而且不易實時發現違章電器并采取措施，給宿舍供電集中管理帶來很多不便。如將眾多的電表集中安放到一個專門的房間要占用很大的空間，此外，其工程的復雜性及后續結構、電器的配置等費用也比較昂貴，同時仍需派專人催收電費，特別是很難界定學生過量用電問題。用戶在電量即將用盡時能夠通過智能電表自助購電，并且集電能計量、收費管理、用電過程管理等功能于一體，便于設施有效集中管理，大大減少了日常工作。用戶可隨時通過語音、網絡、觸摸屏等自助設施查詢自己的用電情況。系統出現故障可自動報警，還可以自動識別運行中的純電阻性用電器(如電爐、熱得快、電熱杯等違章電器)，并根據系統設定采取相應措施，便于管理者及時發現以盡快解決。

1.系統結構

所有房間智能電表采用集中式電能計量控制系統，主要由電控管理PC機、購電管理機、自助購電POS機、電控柜和發卡器組成，對每個用電單元實行用卡管理，智能電表的負載只包括宿舍的空調與常用插座(如圖2所示)。

圖2

在校園一卡通系統中，為了方便管理和學生的使用方便，使用自助購電解決方案，在每個宿舍樓中設置自助購電機，當公寓宿舍的預置用電量用完后，任何時間，用戶只需要到設置在公寓樓大廳的自助購電機上購買所需電量，即可將電送到指定的宿舍。通過這種自助式的功能，實現24小時無值守不間斷服務，可大大提高后勤服務效率，提升服務質量，充分體現出一卡通的優越性和方便性。

2.依據需要設置功能

電費預置功能：學校在學期的開始對每名學生收取的宿舍管理費用中包括日常用電費，所有智能電表只對空調與插座管理，在學期開始依據學校規劃，給每個宿舍電表中預置一定的費用，超出預制的電費，學生自己依據需要自行充值，這樣能有效地控制學生電能浪費現象。負載管理功能及惡性負載識別功能：負載管理是指用電宿舍可根據需要在一定范圍內任意設定房間的最大負載值。也可對同一樓內的不同房間根據需要設置不同的負載值，并可根據需要隨時對負載值進行調整，超負荷將自動斷電。可及時識別房間使用的惡性負載(電爐、電熱杯、熱得快等純電阻性用電設備)，并根據設定由系統自動進行相應處理(n次通、斷電告警，n次后若違章用電設備還在系統中運行則斷電，此時只能通過電控管理機或軟件手動送電，并在電控管理機和數據庫中記錄)。補助電量功能：學校可依據實際情況，對家庭條件比較困難的學生設置一定額度的補助電量，供用戶免費使用。其他功能：宿舍調換功能等。

學校自安裝了智能電表后，每個宿舍4名學生，學校依據管理費分配給每個宿舍電表里一定額度的公用電，主要用于空調及常用電器使用，超額度的自負電費，學生之間起到相互監督的作用。大功率電器使用，電表自動斷電，學校對違規的學生給予一定的處罰。學校的電費也大大減少。

三、空氣能熱水供應系統，讓學生洗浴更安全、更實惠

1.學校學生洗浴途徑

學生洗澡通常有如下途徑：(1)外出去浴室洗澡，費用一般在5～7元；(2)去學校公共浴室洗澡，通常依靠學校鍋爐提供蒸汽，不管人多人少每天定時提供，浪費嚴重；(3)一些學生私自在宿舍用“熱得快”等工具燒水洗澡。以上途徑存在的缺點有：給學生帶來較重經濟負擔；對于學生來說洗澡極不方便，存在重大的安全隱患。

2.空氣源熱水機組系統工作原理

空氣源熱水機組通過高效壓縮機做功，把從蒸發器吸收的熱量通過冷媒傳到高溫水冷凝器中釋放給被加熱的水，從而實現“熱水”的目的，機組選型的原則，在冬天氣溫0 oC時，機組連續工作時間應小于18個小時。制熱循環：控制器根據T1采集到的溫度信號，與設定溫度進行比較，如果溫度小于設定值，空氣源熱水機組和循環泵同時啟動進行制熱，達到設定值自動關閉。進水控制：采用定時和恒溫系統自動雙重進水控制，在進水時段，當水箱的水溫高于設定值時，電磁閥自動打開，進行補水。當達到設定值時，電磁閥自動控制關閉。管道循環：為使管道中保持一定溫度的熱水，可對用水管道進行循環。根據實際情況可采用定時循環。

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)，冬天空氣源熱水機組COP值為2.48左右(氣溫0 oC)，工作時間按1 6小時計算。機組需要輸入功率：P=680 000÷860÷2.48÷16=19.9(kW)，需要用電：680 000÷860÷2.48=318.8(度)。機組的配置選型應配置CDRB-92W機組2臺。

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，根據該地區的氣候特點，機組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)。經核算，學生使用熱水0.03元/升。

3.方便學生使用

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

2011-10-28

張成苗，本科，中教一級，主任。

浙江省臺州市黃巖中學。

建設節約型社會是黨中央和國務院的一項重大戰略決策，2009年3月23日，國家財政部與建設部聯合出臺了財建[2009]128號文件《關于加快推進太陽能光電建筑應用的實施意見》，提出要實施“太陽能屋頂計劃”，大力支持開展光電建筑應用示范；同時發出財建[2009]129號文件《太陽能光電建筑應用財政補助資金管理暫行辦法》，把“太陽能光伏組件應與建筑物實現構件化、一體化”列作“補助資金支持項目應滿足”與“優先支持”的五個條件之一。2009年7月16日，國家財政部、科技部、國家發改委能源局聯合發出財建[2009]397號文件《關于實施金太陽示范工程的通知》，除對“太陽能屋頂計劃”繼續給予補貼外，還提出要對光伏發電關鍵技術產業化和產業基礎能力建設項目給予貼息補助。我校是省重點中學，在新校區建設之時，正值國家財政部和建設部聯合推出光伏建筑一體化項目，對學校等公共建筑建設光伏建筑一體化工程給予優先政策補貼。為響應國家節能減排的號召，我校積極響應，多次同公元太陽能有限公司洽談，并依據相關的國家優惠政策，取得當地政府部門的配合，很快達成協議：學校提供場地，由公元集團出資建設并享用相關補貼(校方場地對公司的廣告效應比較明顯)，太陽能發出的電并入公網，同時校方優惠或免費使用，學校與公司互利互惠。合同簽訂后，于2009年底光伏建筑一體化項目開始籌備建設，2010年10月一期工程竣工。

一期屋頂裝機容量為50 kW，輸出的400 V交流電接于400 V公網。屋頂采光面積約為100平方米。整套系統共用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直流配電柜匯流后，連接到50 kWP并網逆變器，輸出并入400 V公網。系統由光伏組件、直流配電、SG50KWP并網逆變器、交流柜組成(如圖1所示)。

圖1 我校50 kW并網光伏發電系統實物圖片

50 kW光伏并網發電系統預期每年能發電5萬度，減少二氧化碳排放45噸，節約標準煤17噸。為我校學生在節能減排方面提供很好的教育素材，同時為物理學科提供了科研數據，也提供了實物參觀實踐基地，教育意義深遠。