莫新強 陳木蘭

摘 要:建筑電氣設(shè)計在不影響使用要求的前提下,應(yīng)遵行厲行節(jié)約的原則。隨著國家綜合國力的增強和人民物質(zhì)文化生后水平的不斷提高,建筑電氣設(shè)計得到了更多人的關(guān)注,同時也得到了飛躍的發(fā)展。因此,建筑電氣的節(jié)能成為重要的熱門話題。本文將圍繞“節(jié)能”的話題進行分析和研究。

關(guān)鍵詞:節(jié)能設(shè)計供電系統(tǒng)照明設(shè)計

中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號1672-3791(2012)05(a)-0068-01

1 供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

1.1 變壓器節(jié)能設(shè)計

變壓器作為供電系統(tǒng)的主設(shè)備,它的節(jié)能設(shè)計至關(guān)重要。

首先,變壓器應(yīng)選擇節(jié)能型的變壓器,若S11和S10系列變壓器,這類變壓器專門是為節(jié)能而設(shè)計的,節(jié)能的效果顯著。另外在設(shè)計時,要選擇合理的變壓器接線方式,并想盡辦法平衡三相負載,使用時降低變壓器的環(huán)境溫度。其次,變壓器應(yīng)盡可能選在負荷的中心,這樣可以節(jié)約大量的電力電纜,而且由于供配電距離短,電壓降也會相對小很多,提高了有功功率和電能質(zhì)量,這樣不僅節(jié)省了大量電力資源,而且也降低了電力線路的投資成本。最后,變壓器應(yīng)選擇合適的數(shù)量和容量。一般變壓器的容量選擇,都是根據(jù)用電總功率來確定的,變壓器的容量不要超過用電總功率太多,一般工廠要求有20%的冗余,而建筑電氣有10%的冗余就可以了,但是也要充分考慮到以后擴容的需要。否則,由于容量不夠在進行投資,就不經(jīng)濟了。對于中型建筑場所,一般應(yīng)選擇兩臺以上的變壓器,變壓器可以通過聯(lián)絡(luò)柜進行切換,可以根據(jù)負載的情況選擇經(jīng)濟的運行方式,不讓變壓器在輕載的條件下運行。

1.2 提高系統(tǒng)的功率因數(shù)

功率因數(shù)與節(jié)能是直接掛鉤的,控制好功率因數(shù),系統(tǒng)的能量損耗就小,系統(tǒng)保持優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟的運行。提高功率因數(shù)有以下幾種方法:一是可以提高用電負載率,由于照明負載比較穩(wěn)定,而且不受人為控制,不在重點考慮范圍內(nèi)。這里主要談電機的負載,在電機的選型上,在保證轉(zhuǎn)速和設(shè)備穩(wěn)定運行的前提下,可以選擇極數(shù)較少的電機,在控制方式上可以選擇變頻控制,這樣會使電機在負載很小時的功率因數(shù)提高。一般來說,負載率大于0.7的時候,變壓器一次側(cè)的功率因數(shù)會最高。二是采用無功補償,一般在低壓配電室室的末端放置電容柜(并聯(lián)電容器),電容柜的無功功率一般按主變壓器容量的20%～30%來計算,無功功率選擇適當了,功率因數(shù)才能保持0.9以上,并且維系穩(wěn)定。

2 照明節(jié)能設(shè)計

2.1 選擇合理的配電箱和開關(guān)

照明的電源一般引自照明配電箱,而配電箱的規(guī)格很多,配電箱一般是按照照明回路的個數(shù)來選擇的,所以照明回路的系統(tǒng)設(shè)計,必須要考慮到節(jié)約,不要留有太多的預(yù)留,開關(guān)盡可能選擇節(jié)能型的。

2.2 合理選擇光源

在選擇光源上要選取高效能的光源,因為這種光源的發(fā)光效率比一般的照明燈要高出很多,節(jié)約大量的電能。

1)居住建筑光源的選擇,對于衛(wèi)生間、樓梯間適合選取節(jié)能效果較好的吸頂燈。對于家庭起居的場所,照明設(shè)計宜選用緊湊型的熒光燈。

2)商業(yè)建筑光源的選擇,在教室、辦公室以及化驗室等需要較強、較集中照明的場所,宜選用細管徑的直管形狀的熒光燈;象銀行、證劵交易所等商業(yè)場合,也特別適合選用這種熒光燈。

3)室外光源的選擇,一般的商業(yè)和住宅小區(qū)及廠區(qū)的路燈,按照節(jié)能要求應(yīng)首選高壓鈉燈。

2.3 燈具選擇方面

辦公類首先金屬隔柵燈具;樓梯間和過道推薦選取透光率較高的吸頂燈;對于熒光燈所使用的鎮(zhèn)流器一般選擇節(jié)能好的電子型鎮(zhèn)流器。

2.4 采用有利節(jié)能的控燈方式

一般說公共場合宜選集中控制,賓館、旅店的電源應(yīng)推薦選用節(jié)能控制型總開關(guān)。公司的會議室和員工的多功能活動室,應(yīng)選擇燈具和講臺距離比較遠的分組控制。

3 電動機節(jié)能設(shè)計

電動機的節(jié)能設(shè)計主要是針對電動機的功率因數(shù)和工作效率。在選型上可以選擇機械效率高的電機。在用電負荷上,盡量避免電機在空載和輕載方式下運行,有的地方選用變頻器,依靠變頻器的自動調(diào)速來提高電動的輕載,但是變頻器也不要選擇太多,它對電源電壓的波形產(chǎn)生很大失真,而且還干擾一些弱電裝置。電動機的節(jié)能需要工藝人員在運行中和操作中得到控制,所以,這對工藝操作人員提出了較高的技術(shù)要求。

4 建筑電氣(電動機)節(jié)能實例

中央空調(diào)是現(xiàn)代高層建筑中耗能高(功率大)的電氣設(shè)備,每年支付的電費也是非?！翱捎^”的。隨著各種環(huán)境的變化(季節(jié)、人流量),都將導(dǎo)致空調(diào)對室內(nèi)熱源控制的變化,另外,在空調(diào)系統(tǒng)中,冰凍水泵電機和冷卻水泵的容量的設(shè)計都有很大的空間,是節(jié)能項目的一個很好的途徑。

因為,冷卻水泵和冷凍水泵的電機功率都是根據(jù)系統(tǒng)的最大的熱負荷來制定的,所以應(yīng)有較大的設(shè)計的余量和空間。

在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時,冷凍水泵、冷卻水泵的電機容量是根據(jù)建筑物的最大設(shè)計熱負荷選定的,都留有一定的設(shè)計余量。一般來說,制冷實際需要的冷卻水和冰凍水都要小于設(shè)計的流量,這樣中央空調(diào)工作在小負荷、大流量和溫差極低的場合。在進行設(shè)計之前,水泵通常會全速運行。這樣,管道中的實際供水容量必須通過儀表閥門來進行調(diào)節(jié),這樣勢必引起大量的損失,同時也給電極的運行帶來很大的挑戰(zhàn),而且還做了許多無用功,浪費了電能。中央空調(diào)中的水泵電機的實際耗電量要站整個系統(tǒng)耗電量的30%～40%,這樣電氣的設(shè)計及改造就會產(chǎn)生很大的節(jié)電效果。

4.1 電氣控制設(shè)計方案

中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水泵和冷卻水泵改造設(shè)計結(jié)構(gòu):它是基于下面的方案和思路考慮:首先分別在主機的蒸發(fā)器回水處、冷凝器出水和回水處共安裝3支溫度傳感器,然后通過溫度傳感器的實時檢測,測出管網(wǎng)內(nèi)的實際溫度,并以模擬信號(4～20mA標準信號)輸出,反饋給系統(tǒng)的變頻器內(nèi)置PID、或空調(diào)控制器,輸出對應(yīng)的頻率信號,最后由變頻器驅(qū)動、自動調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速,即調(diào)節(jié)各循環(huán)水的熱交換的速度,最終實現(xiàn)對室內(nèi)的恒溫控制。

4.2 電氣控制原理

對于冷凍水的循環(huán)系統(tǒng),冷凍水的出水溫度在正常情況下是由主機的制冷的效果來決定,一般來說都會比較穩(wěn)定,這樣冰凍回水的溫度反映的是熱負荷的情況。對于冷凍水泵的控制節(jié)能改造,可以取回水的溫度來作為控制的目標,通過設(shè)計的變頻器對冷凍水泵的流量來自動調(diào)節(jié),實現(xiàn)對室內(nèi)的溫度控制。

建筑電氣的節(jié)能設(shè)計意義深遠,它是電氣設(shè)計人員的神圣職責,既要考慮到用戶需求又要考慮到經(jīng)濟、節(jié)能運行,如何處理好這個矛盾,具體問題具體分析,是一個深入探討。令人深思的話題。如果在節(jié)能設(shè)計領(lǐng)域得到更深一步的提高,對于國家、企業(yè)甚至普通百姓和員工來說都是一件雙贏的大好事。