首页

  1. 首页
  2. 节能论文
  3. 内容

电气自动化在建筑节能的应用

 【摘要】在建筑节能方面,电气自动化应用具有重要意义。基于这种认识,本文对电气自动化在建筑节能中的应用原理展开了分析,然后对热泵技术、变风量控制技术、照明节能控制技术在建筑节能中应用进行了探讨,为关注这一话题的人们提供参考。

【关键词】电气自动化;建筑;节能

引言

在城市能耗中,建筑能耗约占四成。随着建筑数量的不断增加,建筑能源消耗也日渐增加。在能源有限的情况下,国家开始号召节能减排,要求加强建筑节能管理,推动建筑行业绿色节能发展。而建筑能耗主要来自于建筑中的各种用电设备,采用电气自动化技术则能实现建筑的电气节能控制,从而满足建筑节能管理要求。因此,还应加强电气自动化在建筑节能中的应用分析,继而有效进行建筑的节能管理。

1电气自动化在建筑节能中的应用意义

根据《中国建筑能耗研究报告(2018)》可知,2016年建筑能源消费总量达8.99亿t标准煤,占全国能源消费总量的20.6%。在普通建筑能耗中,空调制冷和采暖系统能耗约占一半以上,另外照明系统能耗占10%~20%,导致建筑能源消耗指标超出规定,降低了建筑能源使用效率。在公共建筑中,采暖及制冷能耗约占75%,照明能耗约占20%。现阶段,城市建筑普遍采用电气自动化系统对空调、采暖、照明等电气设备进行监控管理,确保设备正常运行。而在建筑节能方面,还要实现电气自动化合理应用,才能使建筑节能控制水平得到进一步提高,使建筑能源损耗得到减少。按照国家颁布的《公共建筑节能设计标准》可知,在相同建筑室内环境参数调节下,应使空调、采暖等电气设备能源消耗减少一半以上[1]。因此,还应加强传感器技术、电力电子技术等技术构成的电子自动化技术的应用研究,在保证建筑环境宜居性的同时,实现建筑节能控制管理,使建筑能耗得到有效控制。

2电气自动化在建筑节能中的应用原理

从建筑节能角度对电气自动化技术进行应用,还要采用多级控制装置,借助总控制器实现各级控制器的自动化管理,对建筑能耗进行实时控制。在自动化系统中,总控制器为核心组成部分,包含多个信息系统和接口,能够实现不同设备的连接,保证主控计算机能够与现场设备顺利完成信息传递。通过完成大量数据筛选,控制器可以进行正确指令发送,使建筑电气设备在执行器控制下节能运行。电气自动化在建筑节能中的应用原理图。OPCSever为系统核心组成部分,能够提供较多接口,获得相连硬件装置信息,通过设计程序代码对不同装置进行操控。连接传感器终端,可以实现室内环境参数、设备运行数据等各种信息采集。连接现场DDC控制器,可以接入系统各控制点和监测点,使空调、热泵、送风等设备得到集中布控管理。利用数据库,系统能够完成各种控制器和客户端数据的接收和存储。针对客户端发送的指令,经过服务器处理后可以得到相应执行命令,借助现场执行器实现设备电气自动化在建筑节能中的应用原理图图2热泵技术原理图运行控制。利用以太网,系统服务器能够实现与客户端的通信。用户登录系统完成身份验证后,可以根据历史信息完成设备运行参数设定,实现建筑节能控制管理。

3建筑电气自动化节能技术的实际应用

3.1热泵技术的应用

在建筑供暖和制冷方面,为实现建筑节能,可以采用热泵技术实现地面建筑温度调节,将地球浅层温度与地面建筑温度联系在一起。利用埋管式热泵系统,将水当成是冷热量载体,利用土壤中埋设的换热管道使水在热泵机组内循环流动,可以实现设备与土壤的热交换,为建筑提供冷热源。如图2,为热泵技术原理图。实际应用该技术,需要采用状态信号控制法实现热泵设备自动化控制,通过控制循环水需求量实现建筑节能控制。利用DDC,可以进行热泵机组各支路电磁阀信号采集,确定热泵使用率和循环水系统的输送流量。在循环水总管上安装流量传感器采集供水量信号,比较实际流量和系统总输送流量,可以通过参数设定实现水泵转速调节,使机组达到需求流量,实现热泵设备的高精度控制[2]。在实际进行技术应用时,可以采用PID闭环控制方式,利用控制器进行编程和参数设定后,根据目标区域反馈值实现循环调节。根据机组运行时间记录,在启动阶段进行运行时间少的机组安排,可以加强系统平衡控制阀调节,在保证系统稳定运行的同时,使机组使用寿命得到延长。

3.2变风量技术的应用

空调能耗之所以较大,除了与冷热源设备能耗有关,也与送排风设备能耗过多有关[3]。在实际设计时,需要采用变风量控制技术,利用终端控制设备实现电动风门开启控制。在室内温度设定值发生变化时,利用变频调速设备,能够实现风机转速自动调节,通过改变送风量实现温湿度等环境参数调整,达到环境参数设定要求。如图3所示,为空调节能自动化控制原理。预先设定温度,与检测得到的温度进行比较,可以利用得到的结果进行送风温度调节,实现送风温度自动控制。通过在送风箱内完成变频器安装,然后利用压力传感器实现送风道压差检测,则能结合风压变化实现变频器输出控制。借助控制器和电动风门,可以实现电动风门开启程度的控制,使风机转速得到调节。实际为提高设备控制精度,利用风道中的传感器完成回风温度检测后,系统会将得到的信号传输至DDC控制器,通过比较和运算分析得到相应电压控制信号,调节加热器或制冷器电动调节阀的阀门开度。针对新风,同样需要实现温度检测,实现新风和回风的焓值比例计算,实现新风和回风风阀调节。利用压差开关,能够对风机启停状态进行检测,在风机前后压差达到设定值后调动自动控制程序。如果压差过低,系统会实现连锁控制,即在风阀与水阀连锁的情况下,使风机停止运行。

3.3照明节能技术应用

照明系统能耗同样较多,在照明节能控制方面需要实现大量照明设备的串联,加强照明参数输入和输出控制,利用集成控制装置实现照明自动化控制,减少系统能源消耗。具体来讲,就是可以根据室内桌面光照度作为输入参数,根据设定值实现照明设备的节能控制。按照国家规定,室内办公桌面照度应达到300lx。在实际进行照明设备节能控制时,还要结合照明区域实现照度控制。如表1所示,为结合照明标准设定的建筑各区照度和功率密度表。光照度设定值应为自然光与人工照明的合成结果,利用传感器能够实现自然光照度值的检测,然后结合设定值进行实际人工照度值的计算,得到控制器输出控制信号。采用自动化系统,能够对各照明灯具亮度进行调节,并且能够加强灯具的监控管理,因此能够节省约30%的灯具用电量。采用该技术,可以实现照明系统多线路电源开关集成管理,借助公共通信线路实现信息传输,因此能够使照明系统得到统一管理。

4结论

在对建筑行业发展水平进行衡量时,建筑自动化水平为重要的标准之一。在应用电气自动化技术时,不仅需要保证建筑电气设备的正常运行,还要实现节能控制,才能使建筑智能化水平得到提高。因此未来在智能建筑建设中,还要在建筑节能方面加强电气自动化技术运用,实现建筑制冷、采暖和照明等各方面的节能控制,使建筑能耗得到有效降低。

参考文献

[1]赵岩,韩达.浅谈电气自动化在智能建筑中的应用[J].山东工业技术,2018(07):123.

[2]岳威.电气自动化在商业建筑中央空调中节能的实现[J].建材与装饰,2017(46):207.

[3]苏金章.建筑设备电气自动化系统节能控制研究[J].中外企业家,2015(14):217+220.

 

相关文章

回到顶部
请复制以下网址分享
电气自动化在建筑节能的应用
http://m.civilcn.com/jieneng/jnlw/1563350594372500.html