探討建筑電氣節(jié)能技術(shù)
摘要:建筑電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用,是實(shí)現(xiàn)綠色建筑施工基礎(chǔ)。由此,文章首先分析了建筑電氣節(jié)能技術(shù)遵循原則;其次,探討了樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)方案。最后,針對(duì)前述技術(shù)方案,提出了建筑電氣節(jié)能的若干措施。
在社會(huì)能源需求緊張的情況下,建筑項(xiàng)目需要實(shí)現(xiàn)節(jié)能,實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)應(yīng)用。建筑電氣能耗占整個(gè)建筑能耗的絕大部分,建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究對(duì)整個(gè)樓宇建筑節(jié)能研究具有非常重要的意義。由于建筑電氣節(jié)能所涉及到的內(nèi)容較多,本文探討建筑電氣節(jié)能技術(shù),這些技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用將有效的推動(dòng)節(jié)能型社會(huì)的發(fā)展。
一、樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)遵循原則
1. 適用原則
首先要滿足建筑物機(jī)電系統(tǒng)正常需求、營(yíng)造良好環(huán)境能源要求的基礎(chǔ)上,根據(jù)設(shè)備電力負(fù)荷容量、電能綜合質(zhì)量、以及供電可靠性等方面,來優(yōu)化建筑供配電系統(tǒng),使得建筑電氣系統(tǒng)中電能充分合理的利用。
2. 優(yōu)化節(jié)能性原則
充分考慮建筑內(nèi)部的電氣負(fù)荷類型、容量、以及用電等級(jí)等因素,并采取相應(yīng)技術(shù)措施減少或消除與功能無關(guān)的電能消耗。通過控制系統(tǒng)優(yōu)化降低電氣設(shè)備自身電能浪費(fèi);通過綜合布線優(yōu)化方式建設(shè)供配電線路上的電能消耗;通過變頻調(diào)速提高電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)綜合運(yùn)行效率等,這些是建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能主要切入點(diǎn)。
二、樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)方案
1. 建筑能耗系統(tǒng)計(jì)量與管理
對(duì)建筑物整體和局部實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)視,從而實(shí)現(xiàn)能效管理水平的提升。通過對(duì)建筑電氣系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)施數(shù)據(jù)采集,可提高能耗可視化水平和可追溯能力,同時(shí)進(jìn)行能好信息指標(biāo)化,進(jìn)行分項(xiàng)能耗精細(xì)化監(jiān)控,將實(shí)際能耗與能源管理目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)比較和追蹤,改進(jìn)和提高管理水平,降低能耗。
2. 配電變壓器節(jié)能技術(shù)方案
變壓器損耗主要組成是空載損耗、負(fù)載損耗、介質(zhì)損耗和雜散損耗等。變壓器空載損耗主要是鐵芯損耗,空載損耗與鐵芯的磁通密度、材料性能、芯片厚度、加工工藝等有關(guān)。選用非晶合金干式變壓器(SHB15 型)與普通干式變壓器相比,負(fù)載損耗水平一致,但是空載損耗將有明顯的下降。
當(dāng)配電變壓器運(yùn)行中其過電壓達(dá)到額定電壓值5%時(shí),內(nèi)部鐵損量將會(huì)增加到 15%;而其過電壓水平達(dá)到額定電壓值的10%時(shí),其內(nèi)部鐵損量則會(huì)增高到額定時(shí)的50%以上,且變壓器內(nèi)部空載電流值也會(huì)大幅度增加,增大了供配電系統(tǒng)中的無功損耗總量。因此,選用新型節(jié)能配電變壓器對(duì)提高建筑電氣系統(tǒng)電能使用效率具有非常大的工程實(shí)際意義。自動(dòng)調(diào)壓器是一種可以自動(dòng)跟蹤供配電系統(tǒng)中輸入電壓值的變化值而通過內(nèi)部電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié),保證電壓輸出范圍穩(wěn)定。自動(dòng)調(diào)壓器實(shí)際就是一個(gè)恒定輸出的三相自耦變壓器,它可以在供配電系統(tǒng)電壓波動(dòng)處于20%范圍內(nèi),從而有效提高供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量水平,保證建筑電氣系統(tǒng)高效率穩(wěn)定的運(yùn)行,從而節(jié)能降耗。
3. 諧波治理
電力網(wǎng)中廣泛存在無功補(bǔ)償?shù)碾娙萜鳎麄兣c系統(tǒng)的感性負(fù)荷(電力電子設(shè)
備等)組合,在一定的頻率下,可能存在串聯(lián)或并聯(lián)的諧振條件,產(chǎn)生高次諧波,增加了電力系統(tǒng)的無功損耗。當(dāng)系統(tǒng)中諧波量足夠大時(shí),就會(huì)造成危險(xiǎn)的過電壓或過電流,合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng),治理諧波,改善電能質(zhì)量,設(shè)計(jì)時(shí)將非線性負(fù)荷放置于配電系統(tǒng)的上游部位,如果諧波源含有量高,且功率較大,宜從變壓器出線側(cè)采用專線供電,供電系統(tǒng)中如果有 UPS、EPS 電源,電源接地形式為 TN 系統(tǒng),中性線應(yīng)接地,以抑制由諧波引起的中性線電位升高。當(dāng)配電系統(tǒng)中具有相對(duì)集中的大容量非線性負(fù)荷,宜選用無源濾波裝置、有源濾波裝置或有源無源相結(jié)合的濾波裝置。所以,配電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)、用電設(shè)備的正確選型(尤其諧波指標(biāo)的確定)對(duì)于提高電能使用效率至關(guān)重要。
4. 供配電線路節(jié)能技術(shù)方案
根據(jù)建筑物內(nèi)部機(jī)電設(shè)備負(fù)荷容量及分布、供電距離、機(jī)電設(shè)備特性等因素,應(yīng)進(jìn)行科學(xué)合理布線。首先按照溫升、載流量、經(jīng)濟(jì)電流密度、機(jī)械強(qiáng)度、電壓損失等原則選取電線電纜導(dǎo)體截面,而且需要按熱穩(wěn)定校核其最小截面。當(dāng)線路較長(zhǎng)時(shí),一般超過低壓電路最經(jīng)濟(jì)的供電半徑,一般是 200 米左右,就會(huì)造成電壓損失較大,
供配電線路應(yīng)減少輸電線路長(zhǎng)度
變配電所的低壓配電室應(yīng)盡量靠近建筑物強(qiáng)電豎井部位,以縮短饋電線路的供電距離,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
如果向供電點(diǎn)較遠(yuǎn)且無功功率需求較大的電氣設(shè)備供電時(shí),應(yīng)采用就地?zé)o功補(bǔ)償措施以減少線路上相應(yīng)無功傳輸損耗,保證線路輸電電能綜合質(zhì)量水平,有效減少輸電線路上的電能損耗。
5. 照明系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)方案
(1) 合理選擇高效經(jīng)濟(jì)光源:對(duì)于安裝高度較低的場(chǎng)所應(yīng)選用熒光燈;對(duì)于燈具安裝高度較高的照明場(chǎng)所宜選用金鹵燈,也可選用高效能的中顯色高壓鈉燈;如果是安裝于對(duì)顯色性要求非常高的場(chǎng)所,也可選用陶瓷金鹵燈;對(duì)于高層樓宇建筑中一些安裝高度十分高,且后期運(yùn)行維護(hù)不太容易的選用綜合使用壽命長(zhǎng),光效高的用高頻無極熒光燈。
(2) 采用高效率節(jié)能燈具:一般不宜選用效率低于 70%的燈具。合理選用布置非對(duì)稱光分布燈具,由于此類燈具具有減弱工作區(qū)反射眩光的優(yōu)點(diǎn);選用變質(zhì)速度較慢的外殼材料燈具,如玻璃燈罩、搪瓷反射罩等外殼保護(hù)的燈具,可以有效減少光能衰減率,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
6. 水泵系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)方案
水泵是高層樓宇建筑中給排水系統(tǒng)的重要?jiǎng)恿υ矗诠ぷ鲿r(shí)用特性工作曲線描述各參量數(shù)據(jù)間關(guān)系很直觀,對(duì)于像高層樓宇供排水系統(tǒng)而言,其水泵具有功率較大、流量大、工作揚(yáng)程要求不高、水泵臺(tái)數(shù)多等特點(diǎn),因此,采用變頻調(diào)速控制后,當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速 n 有小幅度降低變化時(shí),其軸功率將會(huì)發(fā)生一個(gè)較大的幅度變化,所帶來的節(jié)能效果十分明顯。
同理,高層樓宇中風(fēng)機(jī)也通常采用變頻調(diào)速控制技術(shù)來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)工況點(diǎn),使
其達(dá)到節(jié)能降耗的效果,主要采用工頻電源向變頻器切換、變頻器向工頻電源切
換的雙向切換控制。
三、結(jié)語(yǔ):
本文在適用性和優(yōu)化節(jié)能性原則的前提下,對(duì)樓宇建筑電氣系統(tǒng)中能耗系統(tǒng)計(jì)量、配電變壓器、諧波治理、供配電線路、照明系統(tǒng)、水泵系統(tǒng)等進(jìn)行了節(jié)能技術(shù)方案的探討,對(duì)樓宇建筑電氣鍵能常采用的技術(shù)措施作了分析和研究。在充分滿足建筑功能需要的前提下,降低能耗,提高資源利用率,對(duì)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)提供了實(shí)施技術(shù)方案,對(duì)樓宇電氣節(jié)能有一定的借鑒意義。
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