淺談鄭州萬象城的電氣節能設計

摘要：主要介紹了鄭州萬象城電氣節能設計包括：①電氣節電技術。②智能照明系統。③電力監控系統。④中央能源管理系統。

關鍵詞：智能照明；電力監控；能源管理

前言

鄭州萬象城項目為華潤置地（鄭州）有限公司在河南鄭州開發的大型公共建筑項目，一期建筑面積263044m2。一期工程包含華潤大廈及萬象城購物中心一期兩部分，地上總建筑面積178014m2，地下總建筑面積85030m2。華潤大廈寫字樓地上38層，建筑高度166.50m，萬象城購物中心一期地上7層，建筑高度50.15米。

1、電氣節電技術

鄭州萬象城項目是大型的公建項目，在電氣設計中應綜合考慮電氣設計，電氣節能是電氣設計中的一個重要部分，它關系到項目的前期投資和后期的運行費用。我們在電氣的節電技術上進行了如下考慮：

1.1合理選擇變壓器容量和設置配電系統；

a．設置變壓器容量時，保證變壓器的實際負載率在60%-70%之間運行。

b．季節性負荷容量較大或沖擊性負荷嚴重影響電能質量時，可設專用變壓器；在非運行季節時，可切除相關負荷。

1.2合理設置（配）變電所位置，使其靠近負荷中心，減小供電距離。

a．盡量在負荷中心設置變電所，減少電纜的一次投資費用。

b．在辦公樓的25層設計變配電室，滿足超高層建筑的供電要求。

c．采用經濟電流選擇電纜截面，減少線路電能損耗。

d．合理布置供電線路，使其走最短路徑。

1.3盡量提高用電設備的功率因數，并在變電所低壓系統中裝設集中電容補償裝置。

a．盡量采用功率因數較高設備，如電動機等。

b．變壓器的功率因數在0.9以上。

1.4電氣設備選用節能型，如：節能配電變壓器SCB10型；節能型接觸器等。

1.5光源、燈具、鎮流器等采用高效、低耗、節能型產品。

1.6風機、水泵采用變頻控制。

2、智能照明控制系統

智能照明控制系統是利用先進電磁調壓及電子感應技術，自動調節電路的電壓和電流幅度，改善照明中不平衡負荷所帶來的額外功耗，提高功率因素，達到優化供電目的。它采用總線技術，實現對照明系統的智能控制。

在本工程的電氣設計中，根據功能分區和物業管理的需要，在華潤大廈和萬象城購物中心各采用了一套智能照明控制系統，照明系統控制主機設置于消防安防監控中心，并進行以下設計：

2.1在照明箱內設置智能照明控制模塊，對公共走廊的照明采用開關控制；對會議室、宴會廳采用調光控制。照明控制模塊通過總線與控制主機進行通信。

2.2公共區域的應急照明系統納入照明控制系統，在平時工作時，由智能照明控制，消防時，采用強行啟動點亮的方式，滿足消防疏散的要求。

2.3根據需要在走廊設計智能開關控制面板，在會議室、宴會廳設置調光控制面板。控制主機不工作時由現場控制面板控制燈光。實現各區域獨立的自動控制。

2.4中控制主機和現場智能開關上均可進行場景控制，如全開模式、清掃模式、特殊模式等。

2.5控制主機能自動記錄各回路累計運行時間與次數、各次運行時間并可隨時查閱上述資料。同時具有數據查詢、分析統計、交接班管理、報表打印等功能。

3、電力監控系統

電力監控系統是基于10kV及以下變配電系統的監測與管理，該系統由管理層、通信層、現場監控層三部分組成。通過計算機、通訊設備、測控單元等基本工具，實現變配電系統的實時數據采集、開關狀態檢測及遠程控制。電力監控系統可以減少電能損耗、降低運作成本，提高生產效率。

在本工程的電氣設計中，根據功能分區及供電局的要求，在華潤大廈和萬象城購物中心各采用了一套電力監控系統，照明系統控制主機設置于10kV中心變配電室的值班室內，并進行以下設計：

3.1在分區的樓層照明總箱，租戶配電箱內設置監控模塊，對配電箱內的電流、電壓、功率因數、電度進行數據采集。設置斷路器脫扣單元，對主進開關進行智能控制。

3.2在低壓配電室的低壓回路設置電力監控儀表，實時和定時采集各電參量及開關量狀態（包括三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率、電能等）。同時可設置斷路器脫扣單元，對開關進行智能控制。

3.3與柴油發電機組并聯控制柜進行通信，采集柴油發電機組的各種參數，同時根據市電的變化，啟動柴油發電機組。

3.4與EPS電源主機進行通信，采集EPS電源主機內參數，實時監控EPS的電流、電壓及運行，保證應急電源系統的安全、可靠。

3.5在變壓器、直流屏內設置監控單元，實時采集數據，同時監控系統的運行。

3.6在10kV高壓柜內設置微機監控單元，電力監控系統與微機監控單元進行通信，實時采用各種數據。

3.7將采集到的數據通過統計計算生成新的直觀的數據信息再顯示（總系統功率、負荷最大值、功率因數上下限等），并對重要的信息量進行數據庫存儲。

3.8電力監控系統提供實時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面，通過調用相關回路實時曲線界面分析該回路當前的負荷運行狀況。方便工程人員對監測的配電網絡進行質量分析。

4、中央能源管理系統

本工程是大型公共建筑，中央空調系統的冷源需求量很大，而且根據季節的變化，差別也比較大，因此，我們在萬象城購物中心的冷凍機房設置了中央能源管理系統，具體設計如下：

4.1針對本中央空調系統，采用中央空調能源管理系統進行控制；利用模糊預期算法模型控制冷凍水系統，利用模糊優化算法控制冷卻水系統，利用成熟的溫差控制算法控制熱水系統，以實現系統的最大節能。

4.2中央空調能源管理系統對冷凍水泵采用模糊預期算法進行節能控制。模糊預期算法是根據空調冷凍水系統供回水溫度、溫差和流量的變化，通過系統自帶的模糊預測算法模型進行計算，預測出未來時刻空調負荷所需的制冷量和系統的運行參數，按照模糊推理規則，選擇冷凍水系統的優化運行參數，并向水泵智能控制柜發出控制信號，通過改變變頻器頻率，調節冷凍水泵的轉速，以改變冷凍水的循環流量，使冷凍水系統運行在最佳工況。

4.3中央空調能源管理系統對冷卻水泵采用系統自適應模糊優化算法進行節能控制。模糊控制器依據所采集的實時數據和自適應知識庫，進行模糊推理運算，計算出系統最佳轉換效率對應的冷卻水流量，并與檢測到的運行數據進行比較，利用變頻技術，調節冷卻水泵，啟停相應冷卻塔風機以及開關冷卻塔閥門，動態調節冷卻水的流量使冷卻水的流量逼近最佳冷卻水流量值，從而保證中央空調系統隨時處于最佳效率狀態下運行。

4.4在制冷機房中的設備就近提供相應控制柜（箱）進行控制，各個控制柜（箱）通過RS485總線與模糊控制柜進行通訊，在模糊控制柜上實現集中控制和管理，同時模糊控制柜提供OPC接口，可與第三方管理系統實現集成。

5、小結

通過電氣的節能設計，使建筑在運行時節省能源損耗、實現智能控制，節省運行費用。在公共建筑的設計中，應根據國家的政策要求，推廣節能設計。