控制系统 为智能建筑节能“搭桥”

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利用智能控制系统进行节能,主要体现在对建筑设备的监控和照明设计及控制方面。这种思路在旧建筑改造和新建工程设计两方面,都具有关键意义。

    据相关机构调查,在民用建筑中,电能的消耗情况大致如下:空调用电占到建筑用电40%~50%;水泵电梯等设备用电占10%~15%;照明用电占15%~25%;其他设备用电占10%~15%。从这些数据中可以看出,在建筑耗能方面,空调和照明占到了举足轻重的地位。因此,在这些方面挖掘节能潜力,将会收到很好的效果。

    相关机构还对北京市大型公共建筑能耗进行了调查:其夏季空调室温每提高1摄氏度,可节电5%~10%;对建筑设备进行合理改造,避免大马拉小车的现象,注重设备的运行效率,使之在最佳运行点运行,可节电10%~20%

    利用智能控制系统进行节能,主要体现在对建筑设备的监控和照明设计及控制方面。这种思路在旧建筑改造和新建工程设计两方面,都具有关键意义。

    在配电系统设计改造中,首先应注意三相负荷的平衡,避免严重三项负荷不平衡现象,造成不必要的线路损耗;个别回路季节性超负荷运行,这样既增加线路损耗又影响供电安全,对这些回路必须重点进行改造;及时检查配电系统无功补偿装置,确保低压侧功率因数提高到0.90以上,降低无功损耗。其次,要注意抑制配电线路中的谐波电流。谐波电流是电流中无用的有害成分,它会在配电线路和变配电设备中产生电能损耗和伤害。谐波电流在导体内有集肤效应,致使电缆电线绝缘体产生快速老化并被烧毁的趋势。谐波电流还会导致变压器的铜损、铁损和噪声增加,温度升高,进而使变压器基波负载容量下降,导致电机铜损、铁损增加,温度升高,产生机械共振。此外,谐波还可造成电源电流的畸变,使供电质量降低,严重影响电子设备及电器控制设备的可靠运行。针对谐波电流产生的诸多问题,在变压器低压侧装设无源滤波器,能有效滤除中性线和相线的谐波电流,保证系统正常安全运行,并降低能耗,提高供电质量。最后,建筑用电设备的能耗不可小视,对于效率低下、频繁使用的用电设备,从节能的角度来看,一定要进行有效控制或逐步更换;采用计算机监控设备对建筑群高压供电、变压器、低压配电系统以及备用发电机的运行状态和故障报警进行检测,并监测系统的电压、电流、有效功率等一系列参数,为节能和安全运行提供实时信息。

    对于照明控制系统来说,笔者认为,应采用智能照明控制设备。智能照明控制从目前的技术发展情况来看,主要采用分布式集散控制方式,这是以计算机通信网络为平台组成的系统。采用计算机系统对建筑公共区域尤其是多功能厅等大开间、多场景的公共区域进行照明控制,将实现对整个照明系统的工作状态实时监控,对每个回路、每个灯具的状态和故障进行监视,并能方便地进行各种照明场景、模式的变换、调光以及更改。智能照明系统采用模块化结构,能对灯具起到全面的保护控制和状态参数检测,这是采用常规控制方式所不能达到的。它采用软启动和软关断技术,限制电网电压浪涌,提高灯具的使用寿命。采用智能照明系统管理可获得良好的节能效果,大量节约电能和运行费用。

    此外,对于逐步发展起来的建筑能源管理系统,应主要针对功率大的设备或系统,如制冷机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等设备的效率和工况进行评估,通过分析对比,提出节能措施方案来降低能耗和运行成本。

    在对既有建筑改造过程中,采用变频技术的现象逐渐增多。设备采用变频技术,虽然理论上能够有效节能,但系统效率并无太大改善,同时还将给供电系统带来更多谐波。不管什么系统,其初始状况由于设计考虑不周而存在一定缺陷,只依靠电气专业自动控制系统达到效果几乎是不可能的。

    随着计算机技术、控制技术、网络技术、通信技术、显示技术和计算机软件技术的发展,建筑设备监控系统的性能更趋优异,成为实现建筑节能的有效方式和手段,可以全方位地对建筑各类机电设备进行最佳控制,在满足需要的前提下最大限度地实现节能。目前,世界上已有施耐德、ABB、奇胜等专业公司推出包括变配电、暖通领域的智能监控系统以及智能照明控制系统。

    这些专业化系统公司的强大支撑,无疑进一步明晰了今后智能建筑领域的发展方向,也为该领域提供了行之有效的节能技术和手段。与此同时,笔者还要强调,能源管理系统的实施在很大程度上取决于管理制度、措施以及运行管理人员等更多方面的因素,而这就是人们所常说的行为节能——加强空调系统的日常运行维护,减少因人员维护工作不当而造成的浪费,从而达到节能目的。系统设置只是为建筑节能打下基础,而更为重要的环节是运行管理。在建筑设备运行中节能,管理能够起到事半功倍的作用。

    随着科学技术快速发展、智能控制系统不断更新,各项节能技术将日趋完善。但无论怎样,建筑节能同样存在短板效应。因此,各专业精心设计和密切配合仍然非常必要,这是力求系统达到最佳节能效果的最好办法。

作者: 来源:本站整理 发布时间:2012年03月09日
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