建筑電氣設備節能自動化技術應用分析

摘 要：對建筑電氣設備自動化的投資可以較好地改善建筑的能源消耗，節約能源資源。通過采用現代傳感及時、控制技術和通訊技術，對建筑照明、空調等高耗能系統進行改造并進行集中控制可以較好地實現建筑節能。

關鍵詞：電氣設備；節能技術；自動化；控制技術

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

在目前的建筑物節能中，最為普遍的方法是對設備的節能。但是在實際過程中，由于受到建筑設備自身條件的限制，節能控制常常難以真正做到。于是，在這種情況下，將計算機通訊技術、傳感器技術、實時控制技術等現代技術加入其中，將建筑物節能轉化為建筑物的電氣自動化節能，進而在節能上取得理想的結果。技能確保整個建筑物的正常運行，同時又能最大限度發揮電氣自動化在建筑節能方面的作用，滿足國家對建筑物的節能環保要求。

1 建筑電氣自動化節能技術簡介

1.1 電氣系統基本構成

隨著現代建筑功能和效用的多樣化，現代建筑的電氣設備越來越多，目前，在現代建筑中，電氣系統的構成主要包括照明設備、空調設備、給排水設備、以及電梯設備、通風設備等幾個部分。

1.2 電氣系統能耗組成

在現代建筑中，電氣系統的能耗主要由各類電機設備的運行產生如，空調系統、電梯、以及通風等電氣設備。對電氣節能的產生也主要是建立在對對設備數據的處理和設備的控制上。

1.3 電氣系統技能控制目標

首先，經濟目標。現代建筑功能的全面性造成了其相應的電氣設備數量和種類的多樣化，這就導致了電氣設備能耗增加。不但使得建筑開發商的成本增加，同時也造成購買者或使用者經濟負擔增加。因此，只有真正實現電氣設備的節能，使建筑物的運行成本維持在相對減低的水平上，才能充分發揮高層建筑的功能，減輕使用和購買者的負擔，同時為國家節約能源。

其次，技術目標。建筑電氣自動化節能技術是一個專業化和餓技術性都相對較高的綜合性工程技術問題，其研究涉及到計算機專業、數學專業、材料專業以及化學專業等。對其進行研究，不但可以推動本行業的發展進步，同時行業產生巨大的帶動作用。

2 建筑電氣設備節能自動化技術應用分析

2.1 供配電系統設備監控

現代建筑的正常運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的儀表來進行監測。以往這些儀表數據的抄錄是需要通過人工來完成的，在采用電氣自動化技術以后，可以通過電氣智能化遠程管理體系來完成這一工作。借助計算機技術實現抄表這一工作環節的網絡傳輸。這一管理體系除了能夠對水、電、氣進行遠程監測、計量和費用顯示以外。還能通過對系統上傳數據進行分析研究，從而對用戶的能源用量提出節能預警。

2.2 照明監控

在進行照明設備設計時，通過專有控制方式對各系統功能進行整合，在設備中設計可進行調控的照明器，通過照明燈自身的固有傳感器對所需燈光進行有效調節，同時也可以通過遠程控制簡化這些操作過程。這種集成設計照明的方法不但實現了能耗的節約，同時還確保了光線的柔和程度。通過自動化電氣監控設備提供的燈光數據，可以根據環境控制燈光程度，根據室內或室外光線或燈光來控制照明開關。

2.3 空調設備監控

在現代建筑電氣設備中，空調系統的能耗是整個電氣系統能耗組成中最大的一個部分。對其進行能耗自動化控制是整個建筑電氣節能自動化控制技術的關鍵所在，空調設備的監控主要分為空調水系統和空調風系統的監控。當前在空調設備監控過程中常常采用HW--BA5515 型控制模塊進行控制，控制目的在于確保房間或公共區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，實現管理、節能環保、設備使用時間三者之間的統一。監測項目主要有：監測風機的手/自動狀態、運行狀態和故障狀態；監測風機運行總時數，根據設計使用標準定時發出檢修信號；監測過濾器的阻塞狀態，提醒工作人員及時清洗；監測表冷器溫度，進行防凍報警；監測新風、送風和回風溫度。控制的項目主要是：根據預先編制的假日和時間程序控制機組的啟停；根據回風溫度與設定值之間的誤差，通過PID計算，對電動水閥的開度進行調節，確保送風溫度滿足設定要求范圍；根據風濕度與設定值之間的誤差，對加濕器的開度進行控制，確保送風濕度在設定要求的范圍內；根據送回風的溫度、濕度，采用焓值控制方式調節新風、回風電動風閥開度比例，保持系統在最佳狀態下運行；新風風閥、風機和水閥連鎖控制，停風機時自動關閉新風閥及水閥，風機啟動前，延時自動打開風閥。

自動化電氣控制技術應用于空調系統的監測，實現了根據環境進行空調風溫度、空調水系統濕度的合理控制，同時還可以實現控制中心對每個房間的溫度控制，從而可以有效實現節能環保。

2.4 電梯設備監控

在電梯運行過程中，曳引機拖動負載的調整，是根據轎廂重量來進行調整的，這就需要借助對重來確保轎廂重量達到平衡。以避免因轎廂與對重之間的重量差消耗額外的機械能，這種改進因此可以實現電梯系統整體耗能的節約。在電梯啟動后，電梯的負載狀況開始變化。此時電梯內部的電機功率值不斷上升，這就直接造成電機工作的電流值上升，電梯工作運行時，固定損耗值和變動損耗值之間一致時，電機的能耗處于最優狀態，也就是說，此時的電梯能耗最小，且產生的效用也最大。

3 結語

節能減排是現代建筑發展的一個新趨勢和新產業。研究電氣自動化節能技術并將其應用在具體的電氣系統監測和控制過程中，通過智能化、自動化的節能控制技術，實現電氣設備運行與環境以及相關環保指標相一致，確保電氣設備在能耗最低效用最大的狀態下運行，是現代建筑電氣自動化節能技術應用的基本方向，也是實現建筑節能減排目標的重要途徑。

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作者簡介：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、自動控制。