建築電氣節能最佳化設計研究論文
一、供配電系統的節能
供配電系統的節能主要透過減少線路損耗.提高功率因數.平衡三相負荷.抑制諧波等措施實現。根據使用者的建築性質.負荷等級.用電容量.工程特點.系統規模,合理設計供配電系統,使系統在最佳狀態下執行? 1.根據用電負荷的容量及分佈,將變配電所設計在靠近負荷中
心的位置,以縮短供電半徑,降低線路損耗,減少電壓損失,滿足供電質量的要求。供電幹線半徑應控制在200m
,當供電容量超過500kW(計算容量),供電距離超過250m時,宜考慮增設變電所。
2.供配電系統應儘量簡單可靠,同一使用者,高壓配電級數不宜多於兩級,變壓器二次側至用電裝置見得低壓配電級數不宜超過三級,儘量減少變電級數過多產生的電能損耗?由兩路電源進線供電的系統,宜採用兩路電源同時執行的方式,以減少正常執行時的線路損耗?
3.合理選擇供電電壓?同等情況下,電壓越高,損耗越小。城鎮的高壓配電電壓優先採用10kV,特殊情況下,可採用6kV,低壓配電電壓應採用220V/380V。當用電裝置功率在250kW及以上或需用變壓器在160kVA及以上者,宜採用10kV供電。對於大型公用建築的冷水機組,條件許可時,應儘量採用10kV(或6kV)冷水機組,以利節能?
4.減少線路能量損耗,合理選擇電纜?導線截面?在滿足允許載流量?執行電壓損失等各種技術指標前提下,應按經濟電流密度合理選擇導線截面,並應從降低電能損耗.減少投資和節約有色金屬等方面綜合考慮?
5.合理選擇變壓器?電力變壓器應選用S11型及以上非晶合金等節能環保.低損耗和低噪聲的變壓器?注重提高裝置執行的負荷率,儘可能使變壓器處在經濟執行狀態?部分對供電質量要求高的工程專案採用有載調壓變壓器?在選擇變壓器容量和臺數時,應根據負荷變化情況,綜合考慮投資和年執行費用,選取容量與電力負荷相匹配的變壓器?
6.降低電動機電能損耗,提高電動機效率。根據負荷特性選擇合理高效的電動機,提高電動機工作效率和功率因數。功率較大的電動機殼採用變頻調速器(消防裝置除外),減少電機輕載和空載執行。採用軟起動器,使電機啟動平穩,減少對電網電壓的衝擊。
7.合理提高供配電系統中的功率因數。正確合理的選擇電動機.變壓器的容量及照明燈具的鎮流器,降低線路感抗,採用正確的電線?電纜敷設方式,提高用電單位的'自然功率因數?若自然功率因數達不到接入電網要求時,應進行無功功率補償,提高功率因數,減少能耗?
8.諧波治理?配電系統的合理設計.用電裝置的正確選型對於提高電能使用效率至關重要?選用Dyn11變壓器,設定濾波或隔離濾波裝置?合理選擇中性線截面等措施抑制諧波,提高電能質量?
二、動力系統的節能措施
在建築中,家電和電力裝置的使用都離不開電動機,它的能耗相當大,提高它的工作效率可以有效地減少電動機的能耗。具體可以採用以下幾種方法:
1.根據電動機的負荷大小合理地選擇電動機的型號,這就要求對電動機的負荷需求事先進行評估。
2.儘可能地使用高效率的電動機,以減少電動機的空載消耗和負載消耗,提高電動機的工作效率。
3.對電動機的控制方式加以改進,提高其執行效率。另外,還要注意發動機的質量,保證電能消耗的計算的準確性。
三、照明系統的節能措施
照明系統節能的關鍵就是在不降低照明質量的情況下,力求減小照明系統中損耗的光能。可以考慮使用以下幾種方法:
1.充分利用自然光。自然光是綠色環保的清潔能源,在設計中要充分加以利用,比如增加靠近室外部分的門窗尺寸等,保證建築物在白天利用自然光可獲得穩定的照明條件。這樣一來,可以很大程度的節約照明能耗,也利於提高室內的溫度,進一步降低建築的能耗。
2.根據建築的各個部分照明的需求,合理選用照明燈具,採用各種節能開關。
3.嘗試性地使用太陽能技術及相關產品。太陽能技術的開發利用,可節約資源.保護生態環境,在節能減耗方面具有重大的意義。
四、暖通空調控制系統的最佳化設計
公共建築暖通空調系統的能耗至少佔建築總能耗的 50%以上,系統節能潛力巨大。目前,暖通空調系統的自動控制基本上採用建築裝置自動化系統。BA 系統是智慧建築的特徵之一,也是建築節能的有效途徑之一。
1.BA系統 簡介。BA系統是透過中央計算機系統的網路,將分佈在各監控現場的區域智慧分站連線起來,集中完成分散的操作和綜合監控。系統中各子系統或裝置應採用相同的通訊介面,使用公開的通訊協議,使系統具備整合和互操作能力。 2.節能控制最佳化設計。BA系統控制方案的最佳化應將節約能耗和提高控制水平放在首位,對系統的結構
和引數進行最佳匹配,使整體效能最佳。從整體上講,暖通空調系統的自動控制應考慮下列策略:(1)機電裝置啟停最佳化控制;(2)變風量.變流量系統最優控制;(3)冬夏季部分負荷時水泵分設控制;(4)與冰蓄冷相結合的低溫送風系統控制;(5)引數設定節能控制,包括溫度標準設定.焓值控制.利用室內CO2濃度控制新風量等。
3.使用者管理系統。使用者管理系統主要用於以下幾個方面:(1)高壓監測功能。監視10kV 高壓配電櫃進線.出線和母聯斷路器的開關狀態及故障報警;(2)低壓監測功能。實時檢測迴路的電流.電壓.有功功率.無功功率.功率因數.頻率.有功電能.無功電能等電引數;(3)裝置維修功能。根據歷史記錄.實際執行狀況和檢修條件,為裝置檢修提供建議;(4)預警記錄功能。設定各電量引數的上下限值,在事故發生前提前報警,並根據不同型別的報警訊號發出不同聲音;(5)節能增效功能。透過調整尖峰谷平用電時間,最佳化電費成本;均衡負載,最佳化能耗分配。
五、建築裝置自動化管理控制系統的應用
隨著計算機網路.資訊通訊.自動化控制.顯示及計算機軟體等技術的發展,建築裝置的自動化管理控制系統的效能日趨優異,逐漸成為建築控制能源損耗的有效手段。透過建築裝置自動化管理控制系統的應用,可以對建築物內部的採暖通風.給排水和熱水供應等系統的執行進行能效管理,確保各個裝置系統安全穩定的執行,在正常發揮建築物功能的情況下最大限度地降低能源消耗。我國智慧建築設計時經常將整個專案交由整合商負責,而他們並不瞭解智慧建築設計程式和全過程,沒有太多的經驗和專業知識,設計的東西經常不符合建築要求,有些甚至有很大危險。這樣的執行環境下,電氣自動化這一安全性要求極高的專案在智慧建築中的應用定會受到嚴重阻礙。
六.結論
對於電氣設計人員而言,在工程設計中要不斷總結經驗,深入調查研究,把握成熟的新技術.新裝置資訊,逐步加以推廣應用。既要採用高科技的.聯動控制的節能技術,也應重視行之有效的傳統的.分立的節能方案;既重視大範圍.大容量的節能大戶,也不應忽視區域性.點滴的節能功效。將電氣節能技術充分運用到建築電氣設計中,真正達到提高效率,節約能源的目的。
參考文獻:
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