建筑電氣設(shè)備節(jié)能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用分析

摘 要：對(duì)建筑電氣設(shè)備自動(dòng)化的投資可以較好地改善建筑的能源消耗，節(jié)約能源資源。通過采用現(xiàn)代傳感及時(shí)、控制技術(shù)和通訊技術(shù)，對(duì)建筑照明、空調(diào)等高耗能系統(tǒng)進(jìn)行改造并進(jìn)行集中控制可以較好地實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；節(jié)能技術(shù)；自動(dòng)化；控制技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.156

在目前的建筑物節(jié)能中，最為普遍的方法是對(duì)設(shè)備的節(jié)能。但是在實(shí)際過程中，由于受到建筑設(shè)備自身?xiàng)l件的限制，節(jié)能控制常常難以真正做到。于是，在這種情況下，將計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)、實(shí)時(shí)控制技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)加入其中，將建筑物節(jié)能轉(zhuǎn)化為建筑物的電氣自動(dòng)化節(jié)能，進(jìn)而在節(jié)能上取得理想的結(jié)果。技能確保整個(gè)建筑物的正常運(yùn)行，同時(shí)又能最大限度發(fā)揮電氣自動(dòng)化在建筑節(jié)能方面的作用，滿足國(guó)家對(duì)建筑物的節(jié)能環(huán)保要求。

1 建筑電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 電氣系統(tǒng)基本構(gòu)成

隨著現(xiàn)代建筑功能和效用的多樣化，現(xiàn)代建筑的電氣設(shè)備越來越多，目前，在現(xiàn)代建筑中，電氣系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、給排水設(shè)備、以及電梯設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備等幾個(gè)部分。

1.2 電氣系統(tǒng)能耗組成

在現(xiàn)代建筑中，電氣系統(tǒng)的能耗主要由各類電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生如，空調(diào)系統(tǒng)、電梯、以及通風(fēng)等電氣設(shè)備。對(duì)電氣節(jié)能的產(chǎn)生也主要是建立在對(duì)對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)的處理和設(shè)備的控制上。

1.3 電氣系統(tǒng)技能控制目標(biāo)

首先，經(jīng)濟(jì)目標(biāo)?，F(xiàn)代建筑功能的全面性造成了其相應(yīng)的電氣設(shè)備數(shù)量和種類的多樣化，這就導(dǎo)致了電氣設(shè)備能耗增加。不但使得建筑開發(fā)商的成本增加，同時(shí)也造成購(gòu)買者或使用者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)增加。因此，只有真正實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的節(jié)能，使建筑物的運(yùn)行成本維持在相對(duì)減低的水平上，才能充分發(fā)揮高層建筑的功能，減輕使用和購(gòu)買者的負(fù)擔(dān)，同時(shí)為國(guó)家節(jié)約能源。

其次，技術(shù)目標(biāo)。建筑電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)是一個(gè)專業(yè)化和餓技術(shù)性都相對(duì)較高的綜合性工程技術(shù)問題，其研究涉及到計(jì)算機(jī)專業(yè)、數(shù)學(xué)專業(yè)、材料專業(yè)以及化學(xué)專業(yè)等。對(duì)其進(jìn)行研究，不但可以推動(dòng)本行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，同時(shí)行業(yè)產(chǎn)生巨大的帶動(dòng)作用。

2 建筑電氣設(shè)備節(jié)能自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 供配電系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控

現(xiàn)代建筑的正常運(yùn)行需要消耗大量的水、熱、氣、電等能源，這些能源的消耗量就需要用相應(yīng)的儀表來進(jìn)行監(jiān)測(cè)。以往這些儀表數(shù)據(jù)的抄錄是需要通過人工來完成的，在采用電氣自動(dòng)化技術(shù)以后，可以通過電氣智能化遠(yuǎn)程管理體系來完成這一工作。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)抄表這一工作環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。這一管理體系除了能夠?qū)λ?、電、氣進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、計(jì)量和費(fèi)用顯示以外。還能通過對(duì)系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，從而對(duì)用戶的能源用量提出節(jié)能預(yù)警。

2.2 照明監(jiān)控

在進(jìn)行照明設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，通過專有控制方式對(duì)各系統(tǒng)功能進(jìn)行整合，在設(shè)備中設(shè)計(jì)可進(jìn)行調(diào)控的照明器，通過照明燈自身的固有傳感器對(duì)所需燈光進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，同時(shí)也可以通過遠(yuǎn)程控制簡(jiǎn)化這些操作過程。這種集成設(shè)計(jì)照明的方法不但實(shí)現(xiàn)了能耗的節(jié)約，同時(shí)還確保了光線的柔和程度。通過自動(dòng)化電氣監(jiān)控設(shè)備提供的燈光數(shù)據(jù)，可以根據(jù)環(huán)境控制燈光程度，根據(jù)室內(nèi)或室外光線或燈光來控制照明開關(guān)。

2.3 空調(diào)設(shè)備監(jiān)控

在現(xiàn)代建筑電氣設(shè)備中，空調(diào)系統(tǒng)的能耗是整個(gè)電氣系統(tǒng)能耗組成中最大的一個(gè)部分。對(duì)其進(jìn)行能耗自動(dòng)化控制是整個(gè)建筑電氣節(jié)能自動(dòng)化控制技術(shù)的關(guān)鍵所在，空調(diào)設(shè)備的監(jiān)控主要分為空調(diào)水系統(tǒng)和空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控。當(dāng)前在空調(diào)設(shè)備監(jiān)控過程中常常采用HW--BA5515 型控制模塊進(jìn)行控制，控制目的在于確保房間或公共區(qū)域的濕度和溫度在能耗消耗最小的前提小保持在合理的范圍，實(shí)現(xiàn)管理、節(jié)能環(huán)保、設(shè)備使用時(shí)間三者之間的統(tǒng)一。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要有：監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)的手/自動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)；監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行總時(shí)數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)發(fā)出檢修信號(hào)；監(jiān)測(cè)過濾器的阻塞狀態(tài)，提醒工作人員及時(shí)清洗；監(jiān)測(cè)表冷器溫度，進(jìn)行防凍報(bào)警；監(jiān)測(cè)新風(fēng)、送風(fēng)和回風(fēng)溫度。控制的項(xiàng)目主要是：根據(jù)預(yù)先編制的假日和時(shí)間程序控制機(jī)組的啟停；根據(jù)回風(fēng)溫度與設(shè)定值之間的誤差，通過PID計(jì)算，對(duì)電動(dòng)水閥的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保送風(fēng)溫度滿足設(shè)定要求范圍；根據(jù)風(fēng)濕度與設(shè)定值之間的誤差，對(duì)加濕器的開度進(jìn)行控制，確保送風(fēng)濕度在設(shè)定要求的范圍內(nèi)；根據(jù)送回風(fēng)的溫度、濕度，采用焓值控制方式調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)電動(dòng)風(fēng)閥開度比例，保持系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行；新風(fēng)風(fēng)閥、風(fēng)機(jī)和水閥連鎖控制，停風(fēng)機(jī)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉新風(fēng)閥及水閥，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前，延時(shí)自動(dòng)打開風(fēng)閥。

自動(dòng)化電氣控制技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)環(huán)境進(jìn)行空調(diào)風(fēng)溫度、空調(diào)水系統(tǒng)濕度的合理控制，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)控制中心對(duì)每個(gè)房間的溫度控制，從而可以有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

2.4 電梯設(shè)備監(jiān)控

在電梯運(yùn)行過程中，曳引機(jī)拖動(dòng)負(fù)載的調(diào)整，是根據(jù)轎廂重量來進(jìn)行調(diào)整的，這就需要借助對(duì)重來確保轎廂重量達(dá)到平衡。以避免因轎廂與對(duì)重之間的重量差消耗額外的機(jī)械能，這種改進(jìn)因此可以實(shí)現(xiàn)電梯系統(tǒng)整體耗能的節(jié)約。在電梯啟動(dòng)后，電梯的負(fù)載狀況開始變化。此時(shí)電梯內(nèi)部的電機(jī)功率值不斷上升，這就直接造成電機(jī)工作的電流值上升，電梯工作運(yùn)行時(shí)，固定損耗值和變動(dòng)損耗值之間一致時(shí)，電機(jī)的能耗處于最優(yōu)狀態(tài)，也就是說，此時(shí)的電梯能耗最小，且產(chǎn)生的效用也最大。

3 結(jié)語(yǔ)

節(jié)能減排是現(xiàn)代建筑發(fā)展的一個(gè)新趨勢(shì)和新產(chǎn)業(yè)。研究電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)并將其應(yīng)用在具體的電氣系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和控制過程中，通過智能化、自動(dòng)化的節(jié)能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行與環(huán)境以及相關(guān)環(huán)保指標(biāo)相一致，確保電氣設(shè)備在能耗最低效用最大的狀態(tài)下運(yùn)行，是現(xiàn)代建筑電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的基本方向，也是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能減排目標(biāo)的重要途徑。

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作者簡(jiǎn)介：石建軍（1977-），男，湖南新邵人，碩士研究生，副教授，研究方向：電氣工程、自動(dòng)控制。