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节能优化方案

节能优化方案

节能优化方案范文第1篇

【关键词】优化;整流;设计方案;节电能力

自整流装置开始在我国全面使用至今已过去了较长时间,经过近几年对整流装置在消化、引进及吸收方式上的创新,有效地改善了相关技术,但目前我国能源紧缺问题仍愈演愈烈,面对日益严重的能源危机,如何节能已经成为全球关注的话题,人们也从各种层次和角度,通过淘汰、设计、制造、创新等探索出延缓“能源危机”的“节能方法”和“节能措施”等。本文结合实际设计经验,介绍如何优化整流设计方案,为节电提供有利的参考。

一、五个“合理选择”优化整流系统设计

优化整流设计方案,要基于五个“合理选择”方面考虑。合理选择整流站的位置、整流电路、整流相数、调压方式、整流元件的冷却方式等,对于优化整流系统是非常有帮助的。

(一)合理选择整流站的位置

整流站位置的选择应接近负荷中心,交直流网络运行方式要合理,缩短供电半径,减少接触电阻和电压降,降低线损率,实现整流设备经济运行。

(二)合理选择整流元件

整流电路由整流变、主电路和滤波器组成。随着时代的进步和科学技术的发展,整流电路也开始有各种不同的元件和方式。因此,优化整流系统,必须合理选择整流元件。合理选择整流元件有以下几点依据:

1、元件串联数少:元件串联数越少,功率损耗就越低。在多个元件串联的整流器当中,用高反峰电压的元件替换低反峰电压的元件,这样就能够减少串联的元件,从而降低损耗。

2、整流臂并列支路电流平均:整流臂中并列支路电流分配不均,会在整流设备满负载运行的时候出现支路电流过载的情况,与此同时,支路电流过载的话也会导致整流设备功率损耗,这样就会造成电损耗。因此,整流臂并列支路电流平均可以起到节电的作用。

3、元件正向压降小,反向泄漏电流小的硅整流元件:如果元件正向压降小,反向泄漏电流小,功率损耗就会随之降低,所以也可以节电。

4、尽量选择大电流的元件,以减少元件的并联。

(三)合理选择整流相数

合理选择整流相数,可以基本消除幅值较大的低次谐波,是一种很好抑制谐波的手段。通过增多整流相数,可以起到节电的功效。

在整流过程中,整流电压的脉动率减少会相应减少连接系统高次谐波的干扰,这样就降低了电能损耗。同时,整流变电抗会使整流的电流和电压间出现角位移,角位移是相数变换时在变压器内部产生的无功损耗的表现。相数增多,整流的角位移随之降低,功率因数会增高。

但与之相反的,整流相数增多会使变压器绕组的利用率降低,增大整流变的体积,同时也会增大整流的损耗。

因此,整流设备相数有多少,要从正反这两方面仔细斟酌,然后再根据项目的具体情况而定。

(四)合理选择调压方式

对于容量较大的整流装置,可采用带有有载调压装置的整流变压器,此种方案接线比较简单,效率也高。

(五)合理选择整流元件的冷却方式

一般情况下,常用的整流元件的冷却方式有风冷、水冷、油冷和自冷四种。其中,风冷、水冷需要增加电力消耗,油冷、自冷无需增加电力消耗。因此,用油冷和自冷方式降温比风冷和水冷降温节电。与此同时,在这里也要注意一点,用自冷方式虽然降温效果最好,但是它比油冷用的元件数量多,这样投资就会增大,所以选择的时候要进行技术经济比较。

二、一“旧”二“新”重新认识整流系统

所有的事物,都在“旧”和“新”中不断进化、发展。随着科学技术的进步,整流系统也在不断创新,也在经受着“旧”和“新”的变化。所以,对于目前整流系统中比较典型的“旧”和“新”,也要重新认识清楚,这样才能找到更好的节电方法。

(一)改变整流电压设计过高的旧习惯

目前,旧有整流电压的设计值都偏高,可是整流电压偏高会有一些不良的后果,而这些后果,恰恰会造成能源浪费。具体的不良后果有以下几条:

1、浪费容量,增高成本:整流设备的容量与直流电压成正比,容量增大,直流电压就会增高,也就是说直流电压的百分数增高,设备容量的百分数也会增加。而设备容量的百分数增加就意味着价格也随之增高。

2、运行费用增加:整流设备容量大,运行时耗电量增大。姑且不论这样的损失大不大,但是浪费的是日益减少的能源,这样对于可持续发展是非常不利的。所以,了解了整流电压设计过高的弊端,就必须想方设法解决这个问题。

3、有损整流设备的经济运行

整流效率、功率因数和谐波状况是衡量整流设备经济运行的指标。一般情况下,整流效率在额定电压输出的时候最高,输出电压偏离额定值越大,相对效率就越低,损耗就越大。

假如用整流变额定输出时效率的98%作为参考标准,当运行电压偏离额定电压5%的时候,4000kVA的整流变损耗就会增加15000kW·h/a。

整流电压设计过高跟历史、设计思想、设计方法和设计经验等都有一定的关系,所以,在改进、完善整流电压的过程中也要综合考虑这些问题。

(二)认识新的整流电路接线方式

随着科技进步,整流电路的接线方式有很多种,应根据负荷的容量、电压、电流以及对整流电压波纹系数的要求,通过技术经济比较,合理选择整流装置的接线方式。一般应以三相桥式整流和带平衡电抗器的双反星行整流电路为优选方案。目前,除了对电压要求较低的整流设备采用双反星行接线方式外,新制造的整流设备大都采用三相桥式的接线方式。

相对于双反星行接线方式来说,三相桥式接线方式具有减少有功和无功功率损耗的优点。但是同时,这种接线方式本身也是存在一定缺陷的。如果直流电压比较低的时候,用双反星式的接线方式接线时,每个整流臂中的串联元件就只有一支;如果采用三相桥式的接线方式接线时,每个整流臂中电流会增加一倍,元件的数量也会相应的增加一倍,电能损耗也会成倍增加。

这时要通过三相桥式整流器投资和功率损耗的增加,变压器功率损耗和无功率损耗的下降以及容量的增大等来计算技术经济,比较之后再合理选择接线方式。也就是说,理论结合实际分析之后,得出的结论是:整流电压大于400V采用三相桥式接线方式比较好;整流电压小于400V则应该计算两种接线方法的经济效果后再选择。

(三)认识新的整流变压器设计

目前较新型的整流变压器是三相五柱整流变压器。它是用新型的五芯柱取代传统的平衡电抗器,以此使整流发生变化,但是性能不变的设计。这样的设计具有节省材料、时间和电力等优点,能够从根本上降低总损耗。

三、通过改变电阻来优化整流系统

电阻的主要功能是将电能变化成热能,属于耗能元件。对于整流系统来说,改变电阻也可以起到优化的作用。具体做法有下面两点:

(一)取消均压电阻功率损耗

如果所用的三相桥式整流电路的电压等级在800V以上,那么每个整流支路会由两支串联元件组成。以前的元件多采用均压电阻强制均压,这样容易产生功率耗损。现在元件特性有所提高,如果能根据元件进行匹配,就可以取消均压电阻功率损耗。

(二)用耗损率小的压敏电阻

整流机组操作的时候,内部过电压会导致元件损耗,为了防止这种损耗,在整流器阀侧和直流侧装上交流阻容和直流阻容的保护装置。阻容保护装置装上后会产生功率损耗,这时用压敏电阻来替换阻容保护装置,不仅能够保护操作过的电压,还能够减少功率的损耗,达到双赢的效果。之所以会产生节电的效果,是因为压敏电阻的漏电量很小,功率损耗和阻容保护装置产生的功率损耗相比的话几乎可以忽略不计。

总结

综合以上几方面可以看出,优化整流设计方案的途径很多。在生产力和科学技术提高的基础上,积极研究、完善整流装置。整流装置日益完善对于节电而言是非常重要的。这样既可以减缓能源危机,降低生产成本,又可以优化经济结构,提高经济效益等。

参考文献

[1]廖秀华.优化整流设计方案 挖掘装置节电潜力[J].氯碱工业,2006(12)

节能优化方案范文第2篇

关键词:扶手电梯;节能改造;方案 优化

目前,我国乃至全世界正处于能源紧张时期,能源枯竭是我们面临的巨大挑战。过度开发以石油为主的不可再生石化能源,不但面临不可持续发展的问题,带来的环境恶化也极大地威胁着我们的生存环境,因此,节能减排成了各级政府日益重要的工作,持续运行的扶手电梯的节能改造也有巨大的潜力可挖。

一、扶手电梯在节能方面的可挖掘性

相对于本来就间歇工作的普通垂直电梯,扶手电梯由于具有连续运载、方便快速、运力大的特点,在许多公众场合具有直梯无可替代的作用,发展十分迅速。但也正是由于它连续运行,在空载率较高时,浪费电力和机械磨损高的缺点也十分突出。因此,节能改造的前景广阔,市场巨大,经济效益和社会效益将十分巨大。国内北京、上海、深圳等地的许多单位对其这个先天缺点进行了技术改造,并在许多公众场合投入了使用,其中规模最大的当属深圳地铁已投入的200多台扶手电梯。

二、目前国内在用的扶手电梯自动感应节能改造案例特点及优缺点分析

由于电梯属于特种设备,直接关系到乘员的人身安全,在目前的技术标准中,并没有自动感应启停方面的规定,因此,目前国内在用的扶手电梯自动感应节能改造项目,大多是业主提出需求,委托原生产厂家进行技术改造,以确保安全。根据其特点,技术方案主要有以下两种:

(一)进出口处设红外线探头,使用人靠近进口时,电梯自动启动全速运行;进出口处探头一段时间没有感应信号,表示梯上已无人,电梯停止进入待命状态,直至有人靠近重新启动。这种模式在无人乘坐时电梯完全停止,节省电力,同时也减少机械磨损,主要适用于人流很不均匀,电梯空载率较高的场合。

采用这种方式,存在以下弊病:

1、运行方向控制如设计为人工设定运行方向时,使用人进入处于待机状态的红外感应区,电梯从停止状态启动,如设定运行方向与使用人需求运行方向相同,则使用正常,安全方面也不存在问题;

2、如设定运行方向与使用人需求运行方向相反时,会出现明显的安全问题。

例如使用人本欲向上,电梯设定是向下运行,那么当他进入下端的感应区时,电梯是不启动的,如果使用人以为电梯没开,拾级而上,从上面出口出来时,触发上端的感应器,电梯会启动这时如果仅仅是一人还好,因为他触发上端感应器时,人已经离开梯板,一般不至于发生危险;但如果是两个或两个以上的人,那后面的人仍在梯板上,电梯突然启动,就可能会发生危险,违反了“人在梯上,电梯不得启动或停止”的安全规定。

如设计成“先入定向”,即上下任何一个感应器受触发,那么运行方向就以受触发的方向为准,即如果下端的感应器受触发,那么系统就认为使用人是欲向上的,启动向上运行,与使用人的要求一致,那么,上述的安全矛盾就不存在,也非常方便使用人,无需顾及电梯的运行方向。但是这会带来另一个明显的使用矛盾:如果两个或以上的人使用电梯,而又几乎同时分别进入了两部电梯,那么两部电梯就会同向运行,这时开始的一段时间内,欲使用另一运行方向的使用人就会“望梯兴叹,无梯可用”,无法满足基本的使用要求。

所以,设计能自动启停待机的系统,要考虑的情况比较复杂。

(二)进出口处设红外线探头,安装电机交流变频装置。电梯开启后一段时间无人乘坐时,电梯变降频(降频为25赫兹左右)慢速运行;有人进入入口时,电梯快速进入全速运行状态;进口和出口处探头一段时间没有感应信号,表示梯上已无人,电梯重新进入变频运行状态。这种方式适合人流稍多,无需完全停机的场合。

但这种方式显然并不适用于人流不均或人流很少的场合,因为节能效果要大打折扣,而且减小机械磨损效果亦不理想。

这种只降频不停机的运行方式,由于电梯始终处于全速或慢速运行状态,给使用人以明显直观的方向提示,辅以导向箭头等,一般就不会发生上述逆行进入的问题,一般也就不至于产生由于节能改造而带来明显的安全问题,所以深圳地铁就采用了这种方式,多年来运行都很正常,没有发生安全事故。

三、技术方案优化

综上所述,以上两种方案均有明显的弊病,使用效果与适用场合都有局限性。找到一种可行的优化方案,对这个新兴的领域有着现实的借鉴作用。

扶手电梯由于一个时间只能向一个方向运行持续输送人流,所以一般都是成对安装,运行时两部运行方向相反,但空间布置上,有紧挨一起安装的,也有相距较远位置安装的。根据这个特点,对扶手电梯的感应启停节能改造,主要的矛盾有:

1、电梯的设定运行方向与人流需求运行方向的矛盾;

2、从停止状态转换为运行状态的安全矛盾。

因此,方案优化的目标是找到一种既完全满足使用要求,又能满足安全要求的停机运行方式。

根据以上的分析,在深圳某完全开放的大型公用事业场所,我们设计了一种全新的模式,并付诸实践,改造了共16台电梯并投入实际运行。

根据扶手电梯具体的使用要求和安全规定之间的矛盾特点,我们设计了一种以“先入定向”和“联机运行”为最大特点的技术方案。

具体方案为:

1、每台电梯系统控制采用成熟可靠的进口PLC编程控制方式,简单、成熟、可靠;

2、采用简单可行的上下端各一对红外感应器获得使用人进入信号的方式;

3、采用“先入定向”这种最人性化的运行方向确定方式,即任一端感应器被触发,即确定该端为运行方向始端,与使用人需求完全一致;

4、配对的两部电梯之间设置联动控制,任一部电梯启动时,同时自动启动另一部反向运行,很好地解决了这个比较棘手的运行方向矛盾;

5、触发启动运行后,连续一段时间无人使用(时间间隔可根据需要通过PLC编程调整),电梯转为降频(25HZ左右,采用额定容量比电机高一级的交流变频器)运行状态;如相隔一段时间再无人使用,则自动停机;

6、包括手工启动,任何一部电梯运行方式改变时(包括启动、降频、停机待机等),另一部同时自动同步改变,以同时满足使用要求和安全要求;

7、各种技保和安全停机信号完全采自电梯原有信号,原有所有保护功能任何时候都正常有效,符合厂家安全设计规范;

8、采用并联控制方式,不改动电梯原控制线路;

9、设置自动手动转换开关,确保电梯原有功能不受任何影响;在自动控制发生故障时,可以快速屏蔽自动控制,恢复手动控制。

具体的线路根据电梯厂家的具体资料和以上的方案进行设计,并没有多大的难度,而且技术都很成熟,没有新技术的风险,所以,技术方案的优化是改造是否合理和成功的关键。

节能优化方案范文第3篇

【关键词】节能坡;效益;仿真;优化

1 进行节能坡设计的意义

地铁系统是一个多专业综合的复杂系统,地铁各子系统间往往互相渗透、互相影响。线路纵断面的方案差异往往会影响到地铁系统的能耗甚至供电系统的方案,还可能对将来的列车运行带来影响。因此,在设计阶段,如果能够提出比较优化合理的纵断面方案将对整个地铁工程带来可观的经济效益。本文仅从列车运行能耗的角度,对线路纵断面节能坡设计应用的经济效果进行简单的分析。

2 合理纵断面设计的含义

地铁线路纵断面直接影响地铁列车的运行效果,并对地铁运营的长期的运营成本产生长久的影响。那么,如何设计出合理的的纵断面呢?它将受以下几方面的约束:

2.1 要保证列车运行功能指标的要求

地铁列车的运行首先要保证安全、迅速、舒适的要求,这就要求线路纵断面能与线路的平面设计要求相协调,不能存在“有害坡”,要求列车有一个比较平稳的运行环境,使列车在惰行过程中不致超速而危及列车运行安全。

2.2 要保证列车的加速性能

应用于地铁系统的动车组一般采用较大功率的电机,其目的是尽量缩短列车加速时间,从而有效提高列车商业旅行速度,满足地铁列车快速、便捷的要求。合理科学的纵断面能够有效地缩短列车加速时间和制动时间,从而提高列车平均旅行速度。

2.3 要受到地质条件、已存的建构筑物和土建工程造价的限制

合理纵断面的设计应在工程造价与运营效果间找到最佳结合点,不应只考虑运营效果而不顾工程造价,应在合理的工程投资的基础之上确定出相对合理的线路纵断面。

2.4 应能够有效降低运营成本

地铁的土建线路工程是一次性永久工程。它的方案好坏将决定开通后运营效果的好坏,并对将来长期的运营成本造成影响。据统计,地铁能源消耗的费用一般要占地铁运营支出的20%~30%。因此,节能坡的研究对整个地铁系统的设计具有重要的意义。

3 节能坡研究的方法与工具

地铁线路合理纵断面列车运行模拟设计方法是根据城市规划及客流分布进行选线后,按地面建筑物、地下管线、其他建筑物现状与规划以及工程地质、水文地质等条件而确定出地铁线路埋设深度、以及车站中心高程,再考虑列车重量、长度、动车特性、信号布置、行车组织等因素后,通过模拟仿真,对各种可行性纵断面进行比选、优化,确定出相对科学的线路纵断面方案。

进行多方案比选的主要工具是列车运行模拟软件,根据预定的列车属性对不同的纵断面方案进行运行效果比较,对能耗、运行效果和工程投资进行综合分析,最终确定最优的合理纵断面。

4 利用仿真模拟进行纵断面优化的优点

(1)将地铁工程在设计阶段就置于系统工程的控制之下。由于从工程设计开始就考虑了综合运营目标的协调,使整个工程尽可能优化,避免了各专业间由于孤立设计而造成的工程浪费。

(2)由于线路纵断面是在列车运行仿真模拟的条件下设计出来的,这样可以最大限度地接近运营后列车的实际运行情况,能够更好地达到地铁系统远期的功能目标。

(3)能耗问题是一个长期的运营支出问题,地铁的能量消耗费用一般要占地铁运营支出的20%~30%。一个比较优化的纵断面设计,将在很大程度上影响地铁的长期运营支出,而且节能问题也是国家的一项重要国策。

(4)由于在初期就考虑了列车运行要求,这样不仅增加了安全可靠性,同时简化了司机操纵过程,为自动驾驶简化了控制程序。

5 案例纵断面方案比较

为更直观体现节能坡设计的实际工程意义,我们对某线路的一个区间(A—B)进行纵断面方案的具体比较分析,其中方案一为工可设计方案,方案二为基于节能坡理念的优化方案。该区间长度1310米,A、B站高程差5.77米。考虑一般远期列车编组不大于6辆,列车长度小于180米,在节能坡比较过程中,站台范围的坡坡段按照坡度不大于3‰、长度不小于200米设置。在模拟计算时,是从车站中心作为列车质点中心计算,因此在下面的优化断面中,区间的第一个计算坡段为半个车站坡段长度(按照100米设置)。

5.1 方案I(初始)

线路纵断面的初始方案表图示意如下:

站名 A B

高程(m) -9.646 -11.896 -15.896 -15.416

里程(m) 0 750 1150 1310

坡度() -3 -10 3

坡长(m) 750 400 160

通过列车运行仿真模拟,I方案的模拟结果如下:

走向 技术速度km/h) 运行时分(s) 能耗(kWh)

正向 67.8 69.59 42.1

反向 68.4 68.94 41.3

5.2 方案II(优化)

基于节能坡理念,按照地铁设计规范规定“地下车站站台计算长度段线路坡度已采用2‰,在困难条件下,可设在不大于3‰的坡道上”,因此上图中的断面优化考虑车站有效站台区的坡度为3‰。考虑一般地铁列车编组不大于8列,半个站台长度不大于100米,故优化方案的车站端头断面按照100米(计算至车站中心)计算,A-B区间的优化纵断面方案如下:

站名 A B

高程(m) 0 100 400 700 1000 1210 1310

里程(m) -9.646 -9.946 -18.946 -19.846 -18.946 -15.716 -15.416

坡度(‰) -3 -30 -3 3 15.38 3

坡长(m) 100 300 300 300 210 100

通过列车运行仿真模拟,II方案的

模拟结果如下:

走向 技术速度(km/h) 运行时分(s) 能耗(kWh)

正向 67.7 69.61 31.8

反向 68.4 68.92 29.3

5.3 方案比较

以上两个方案中,以I方案为标定方案,II方案为比较方案,通过分析,两个方案在相同技术速度条件下,能耗比较如下:

正向 I方案 II方案

能耗 42.1 31.8

节能 基准 24.47%

反向 I方案 II方案

能耗 41.3 29.3

节能 基准 29.06%

综合 I方案 II方案

能耗 83.4 61.1

节能 基准 26.74%

以第I方案为准,每天200对列车用电16680度,每年用电608.82万度,每度电按0.74元计算,每年耗电450.53万元。按此标准计算, II方案每年可以节能162.798万度、节省运营费120.47万元;分别按30年和50年(比较电价上涨因素)进行运营支出比较,各方案节省支出情况见下表:

II方案(节能)

30年 3614.1万元

50年 6023.5万元

说明:以上比较分析不考虑列车再生能量被相邻列车吸收的部分。

6 结论

由以上关于某线路的典型纵断面分析可以看出,在达到相同的运行效果的前提下,不同的纵断面方案会对地铁系统未来长期的运营支出造成很大的影响。以典型的地面——地下区间为例,I、II两方案在30年后的运营支出相差数千万元,如果地铁线路广泛推广这种理念,其经济效益相当可观。因此,在地铁系统的设计过程中应该把节能坡的研究放到重要的位置上来。

本文主要在能耗方面进行了分析研究,节能坡的研究是一个综合系统的研究,还应该结合土建的工程可行性进行综合比较分析研究,充分分析线路纵断面走向的工程可行性和投资可行性。

节能优化方案范文第4篇

《优化》是新北师大版小学四年级下册“数学好玩”单元第三节的教学内容。优化问题是人们经常会遇到的问题,本课以“烙饼”的生活素材为背景,通过讨论烙饼时如何合理安排操作最节省时间,让学生体验在解决问题中优化思想的利用。

四年级的学生已经有了一定的解决问题的能力和基础。在日常学习生活中,学生很容易找到解决问题的方法,而且还会找到解决问题的不同策略,但这节课的关键是让学生理解优化的思想,能从解决问题的多种方案中寻找最优方案,体会合理安排时间的重要性,这部分知识对学生来说比较抽象、难以理解,这也是本节课的教学重点和难点,最好的突破方法就是学生在动手操作中经历优化的思想,体会合理安排时间的重要性。烙饼是我们日常生活中常见的一种家务劳动,但学生实际操作的经验比较少。如果让学生在课堂上直接动手操作会比较困难,如果教师先演示再让学生操作,课堂时间又会比较紧张,尤其是在探究烙3张饼的最优方案时会需要大量的时间,而且学习能力较弱的学生可能会跟不上节奏,难以消化理解。

基于这些考量,笔者尝试利用翻转课堂来进行这一课的教学,将本节课制作成微课程,设计了课前自主学习任务单并制作了两段微视频供学生在课前自主学习时使用。

设计

运筹思想是比较系统、抽象的数学思想方法,在课前自主学习任务中,笔者让学生运用操作、实验、猜测等直观手段解决烙饼问题,初步体会运筹思想在解决实际问题中的应用,重在向学生渗透优化思想。因此,根据本节课的教学目标以及重难点,并结合学生的实际认知能力,笔者在课前自主学习任务单中将达成目标设计为:通过观看教学视频和完成课前自主学习任务单规定的任务,总结出烙饼的最优方案以及时间规律,体会合理安排时间的重要性,初步体会优化的思想,并能够在解决问题的多种方案中找出最优方案。

根据本节课的教学目标,笔者将课堂学习的达成目标设计为:①经历从优化的角度解决简单实际问题的过程,能够在解决问题的多种方案中找出最优方案。②通过解决简单的生活优化问题,初步体会运筹思想在解决实际问题中的应用。③在动手实践、自主探索、合作交流等活动中积累数学活动的经验,养成合理安排时间的意识。

为了把达成目标落到实处,笔者精心设计了七个学习任务,它们由以下三个部分组成:①在观看教学视频前的学习任务有两个,分别是准备学具和动手实践。根据“数学教学是数学活动的教学”这一理念,笔者鼓励学生在观看教学视频前先动手操作尝试探究烙饼问题的最优方案,达到在动手操作中体会优化思想的目的。②观看教学视频1需要完成的学习任务有三个,分别是探究新知、提炼新知和理解新知。这三个任务层层推进,可以让学生对优化有比较透彻的理解,从而把握学习重点。③观看教学视频2需要完成的学习任务有两个,分别是“举一反三算时间”和“活学活用・巩固新知”。在“举一反三算时间”任务中,笔者让学生通过计算并观察烙1张、2张、3张、4张、5张、6张饼的时间,猜测、验证烙饼的时间规律;学生在完成任务后,可以在“活学活用・巩固新知”任务中找到与任务难度相当的题目,适当“练练手”,同时检测自主学习的成效。

此外,在课前自主学习任务单中,笔者还设有“困惑与建议”一栏,旨在让学生记录在自主学习过程中遇到的问题以及对微课程的一些建议,以便课堂学习时与教师、其他同学交流。

制作过程

为了帮助学生顺利完成课前自主学习任务单中设置的学习任务,笔者录制了两段教学视频。微视频中用到的图片素材均取自教材和网络,笔者先将本节课的知识制作成PPT,然后使用Camtasia 8.4录屏软件进行录制和配音,然后利用该软件对录制的视频进行后期加工、处理、渲染,最后以MP4的格式生成视频,时长7分51秒。

笔者从实际生活出发,提出在烙饼时遇到的问题,寻求学生的帮助,这种贴近生活的实例更容易激发学生的学习兴趣和求知欲,从而引出本节课主要的探究内容,即“烙饼问题的最优方案”和“烙饼问题的时间规律”。

教学视频1分成两部分,第一部分通过演示烙2张、4张、6张饼的最优方案,引导学生总结出烙双数饼的最优方案,第二部分通过演示烙3张、5张饼的最优方案,引导学生总结出烙单数饼的最优方案,学生通过观看教学视频1,可以完成探究新知、提炼新知和理解新知三个任务。

教学视频2是为了帮助学生完成探究烙饼时间规律的学习任务而设计的,通过观察、猜测、验证的方式,引导学生发现并总结烙饼的时间规律。

这样,笔者通过设计一系列递进性问题引发学生的思考,而学生通过动手操作尝试探究烙饼问题的最优方案,以及观看、分析两段教学视频,体会在解决问题中优化思想的利用以及合理安排时间的重要性,从而顺利达成预先设定的目标。

教学应用过程

学生在课前已经通过观看微视频完成了自主学习,初步体会了优化思想在解决问题中的应用,因此在课堂上就有充裕的时间完成合作探究活动,达到进一步正确理解优化的思想,并能从优化的角度解决简单实际问题的目的。所以,笔者将课堂形式设计为四个环节。

1.第一环节:基础知识检测

在此环节,笔者设计了课始检测和进阶作业两个小环节。课始检测中的题目是为了检测学生通过课前自主学习后对新知识的掌握情况,同时也巩固了已有的学习成果,随后,针对学生“困惑与建议”部分中提出的疑问与建议,师生共同进行讨论,在确认绝大多数学生具有从解决问题的多种方案中找出最优方案的能力后,再让他们完成进阶作业。进阶作业中的题目加深了学生对“优化”的理解,培养了他们从“优化”的角度解决问题的能力。

2.第二环节:小组合作探究

本环节,笔者给出的题目具有一定的难度,学生须以学习小组为单位协作探究寻找到解决问题的最优方案,进一步加深对“优化”的理解。

3.第三环节:班级分享展示

本环节分为三个步骤:①组内成员交流个人学习收获以及存在的困惑,并整理本组协作学习的成果;②各组展示本组协作学习的成果以及困惑,其他组可以对展示提出质疑或帮助解答困惑;③教师引导点拨,解决存在的疑难问题。

笔者希望通过展示质疑的环节,在能够帮助学生正确理解优化的同时培养他们合作交流、逻辑思维以及语言表达的能力。

4.第四环节:师生归纳总结

此环节,笔者给出的建议是利用XMind软件创建思维导图,梳理所学知识,并引导学生利用思维导图构建完整有效的知识网j,整理所学内容。

教学反思

微课的对象是学生个体,因此教师在制作微课的时候要以学生为中心,重视学习情境、资源、活动的设计,在课前要注重学生自主探究能力的培养,在课中要注重学生合作探究能力的培养。关于本节微课程,笔者认为有以下几处设计亮点:①达成目标简明易懂、指向明确。在课前自主学习任务单的“达成目标”的拟定上,笔者始终站在学生的角度,充分考虑学生的年龄和认知结构特点,尽量避免抽象、模糊的字词,采用简明易懂的语句,明确提出总结烙饼的最优方案以及时间规律、能够在解决问题的多种方案中找出最优方案这一目标。这让学生一看就明白自己该做什么、怎么做。②学习任务层次清晰、步步提升。在“学习任务”栏目中,笔者总共设计了七个学习任务。设计学习任务最有效的方法,就是将知识点转化为问题,对于烙饼问题笔者打破课本常规,不是先求1张、2张、3张……而是求完2张之后,接着求烙4张、6张这些双数饼的最优方案,再求烙3张、5张这些单数饼的最优方案,从而突破自主学习任务的重难点。③教学视频思路清晰、简洁鲜明。微课不同于新授课,不是从零开始,它着眼于学生在自学教材基础上的解惑。所以,笔者设计的微课对学生已会的不讲,学生自学教材能学会的少讲,学生易错易混的进行重点讲解。这样的设计有助于学生更好地开展自主学习活动,同时也便于培养他们的自主学习能力。

笔者认为本节微课程的不足之处有以下几点:①视频应该录制得更有趣一些,这样会更容易激发学生的学习兴趣。②在课堂学习任务单中,小组合作探究环节应该选择一些更具有合作探究意义的问题,提出明确的要求,在具体细节上应该处理得更细致一些。

微课正在改变传统的数学授课模式,给小学数学课堂带来了颠覆性的变革,笔者将在今后的教学过程中,继续深入研究学习并不断反思教学,不断地尝试微型课研究,用微课增加数学学科的魅力。

评委印象

赵老师在教学北师大版四年级下册《烙饼问题》时,创新设计了微课程,以烙饼的实际问题为载体,让学生经历数学学习的猜想、操作、验证等过程,使他们在深度的学习体验中,学会解决问题的优化方法,感受运筹思想,体会到数学学习的规律性、趣味性和实用性。本设计主要有以下几方面亮点。

1.实践操作与视频学习互补

学生在进行微课程学习时,先研读课前自主学习任务单,并在教师提供的配套学习视频的帮助下,初步习得了相关知识。赵老师在课前自主学习任务单中,明确要求学生在观看教学视频前,动手实践操作,制作学具,并利用学具对相应问题进行初步的探索;随后,再让学生带着问题观看学习视频,调整自己先前的操作方案。这样的学习方式,让学生在观看视频前,对烙饼问题有了充分的认知基础,在此基础上进行视频学习才显得更有意义。学生通过动手实践操作与观看视频学习互补的方式,把自己的烙饼方法与视频中介绍的方法进行对比,对烙饼优化方法形成更加清晰、深刻的认知,从而走出仅依靠观看视频的被动学习困境。

2.分类学习与突破难点共进

在对烙饼问题的探索中,赵老师巧妙地将饼的数量进行分类:只烙1张饼;烙2、4、6张饼,这些饼的张数都是双数;烙3、5张饼,这些饼的张数都是单数。这样的分类学习由浅入深、由易到难。烙1张饼需要用的时间很容易算出,这不仅能为烙双数张饼打好基础,更能为探索3、5等单数张饼的优化烙法埋下伏笔。烙2、4、6张饼可以充分利用每锅放两张的条件,每次可以烙两个面,不浪费时间,问题也并不复杂。当烙到3、5等单数张饼时,怎样优化烙法,使所用的时间最短呢?这是学习烙饼问题的难点所在。赵老师借助视频及课前自主学习任务单帮助学生,突破这一学习难点,提高他们对优化方案的理解与接受。

3.总结规律与应用实践同步

赵老师通过课前自主学习任务单上的问题引导、任务驱动等方法,引导学生在对烙饼问题的探索中,对烙饼张数、烙饼时间等数量信息进行整理,从而发现烙饼张数与烙饼时间相关联的规律,并在此基础上进一步简化,用一个数量关系式来表示烙饼(1张除外)需要用的总时间。这样使得学生的数学学习过程步步深入、层层递进,在这样的学习过程中,学生经历了逐步抽象、数学化的过程,从烙饼的实际问题中抽象出优化的数学模型,并将抽象出的模型用于解决实际问题,进一步巩固优化方法,充分感受到运筹思想在解决实际问题中的作用。

节能优化方案范文第5篇

1.1规范暖通空调的设计参数

暖通空调的参数设计,能够确保空调具备节能减排的条件,也是空调优化设计的前提。暖通空调中的参数设计应该达到规范的标准,严格配合建筑工程的需求,保障参数设计的可实践性。暖通空调的优化设计中,涉及到大量的参数,如气象参数、环境湿度等,都需要采取规范的设计方式,排除此类因素对暖通空调能耗的影响,强调节能减排的应用效益。暖通空调的参数设计中,需要重点考虑节能减排的应用,深入研究暖通空调系统所处的环境,同时结合暖通空调的供热与制冷运行,优化空调的参数设计。

1.2改进暖通空调的运行方式

传统暖通空调运行的过程中,采用的是非变频的运行方式,增加了暖通空调的能源消耗。随着节能减排的发展,暖通空调优化设计中引入了变频技术,其可根据室内的需要,自主调节暖通空调的运行方式。例如在办公楼、商务类建筑内,暖通空调对变频技术的应用较为广泛,因为变频运行状态的暖通空调,实际消耗的功率远低于传统运行方式,可以节约30%~50%的能耗,所以变频技术普遍应用在公共区域比较大的建筑工程内,目前逐渐推行到民用建筑工程内,目的是通过变频式的运行方式,控制暖通空调的能源消耗,达到节能减排的目的。

1.3控制暖通空调的新风环节

暖通空调的新风供应是能源消耗比较大的环节,如果暖通空调的新风量较大,直接加重了空调运行的负担,促使大量的电能负荷投入运行,但是不能全部转化成新风供应,由此增加了暖通空调的运行电量。暖通空调节能减排优化设计中,应该控制暖通空调的新风环节,主动调整新风与送风的比重,合理安排暖通空调的新风量,避免新风量供应中消耗过度的能源。

1.4提高建筑系统的保温能力

暖通空调系统是根据建筑工程室内的需求进行温度调节,提高建筑系统的保温能力后,能够减少室内的热损失,同时还能防止温度散失过快,有利于暖通空调的节能减排。现代建筑工程施工的过程中,应该遵循节能与减排的要求,将建筑系统的重点放在保温隔热上,致力于提高建筑系统的性能。提高建筑系统的保温能力,能够确保暖通空调具备节能减排的优点,因此,建筑工程设计中需要全面关注建筑系统的保温性能,满足暖通空调节能减排优化设计的需要。

1.5积极推进新能源的应用

新能源是暖通空调节能减排的发展趋势,近几年,越来越多的新能源投入到工程项目中,如太阳能、地热等,而且此类新能源具有可再生的特点。暖通空调节能减排设计中应该积极落实新能源的应用,采取新能源优化暖通空调的设计。建筑工程暖通空调设计中,比较常见的新能源是太阳能,例如:利用太阳能构建热泵系统,用于降低暖通空调对传统电能供热的依赖性,同时体现太阳能资源清洁、无污染的优点,改善暖通空调的运行环境,既可以优化暖通空调的消耗,又可以减少运行中的污染,遵循节能减排的思想。

2暖通空调节能减排设计的改善方式

暖通空调节能减排优化设计中,需要采取科学的改善方式,加强节能减排在暖通空调设计中的控制力度。

2.1优化节能减排的设计方案

暖通空调设计方案与节能减排存在密切的关系,设计人员需要优化节能减排的设计方案,提出多项实施方案,通过比对各项方案节能减排的效益,确定暖通空调的实施方案,提高空调节能设计的标准水平。暖通空调设计方案中要明确运行负荷的设计值,最大程度地降低暖通空调的能源消耗。

2.2推进热能回收再利用理念

暖通空调节能减排优化设计中可以发现,暖通空调的热能可以实现再利用,提高热能资源的利用效率。暖通空调运行中散发出诸多热量,针对此部分热能资源实行再回收设计,重新利用暖通空调的消耗热能,避免暖通空调的热能过度损失。

2.3设计合适的暖通空调模式

暖通空调的模式是改善节能减排中的一类因素,主要是降低暖通空调的消耗,同时还能控制暖通空调的污染排放。暖通空调的模式与能源消耗存在直接的关系,设计合适的空调模式,可以在空调节能减排优化设计中起到辅助作用,环节暖通空调的运行压力,做好暖通空调节能减排的设计工作。

3结语