電氣節(jié)能技術在工程設計中的應用

童以凱

摘 要：建筑的能耗問題在社會能耗中占有非常重的比例，已經達到了四分之一，并有逐步升高的趨勢。如果我們不采用合理的措施，按照建設“能源節(jié)約型社會“的要求，合理運用電氣節(jié)能技術進行工程設計，一定會加大能源消耗對電力供應的壓力，導致能源危機的提前到來。因此，在工程設計中合理、科學地運用電氣節(jié)能技術，是一個普遍關注的社會問題，是我們每一個人的社會責任。

關鍵詞：電氣；節(jié)能技術；工程設計；應用

1 前言

在工程設計中合理、科學地運用電氣節(jié)能技術，是一個普遍關注的社會問題，是我們每一個人的社會責任。本文探討了電氣節(jié)能技術在工程設計中的應用。

2 電氣節(jié)能技術在工程設計應用中的問題

電氣節(jié)能技術盡管逐步引入到現(xiàn)代建筑行業(yè)當中，但是我們還應該清醒地認識到目前建筑行業(yè)的電氣節(jié)能技術依然存在著諸多的現(xiàn)實問題，包括一些工程項目中由于用電數(shù)據(jù)不全面或者電氣負荷計算不合理，以至于照度的設計和照明光源的選擇不合理，變壓器過大。同時，目前我國多數(shù)建筑節(jié)能設計的規(guī)范、標準沒有把電氣節(jié)能全面系統(tǒng)地納入其中，使室內照明和電氣等沒有考慮到節(jié)能的方式，照明指標達不到既定標準，立面照明未設光控環(huán)節(jié)，造成一些電能表損耗白白浪費。另外，一些水泵、風機等的發(fā)動和停止僅設手動控制，電梯未設群控，自動扶梯沒有設置節(jié)電感應控制等等。

3 電氣節(jié)能技術在工程設計中的應用

3.1 照明系統(tǒng)節(jié)能設計

節(jié)能照明光源的選用熒光燈主要使用于層高4.5m以下的房間，如辦公、商店、教室、圖書館、公共場所等。熒光燈應以直管熒光燈為主，直管熒光燈應選用細管徑型（d<26mm），有條件時應選用直管十三基色細管熒光燈，以達到光效高、壽命長、顯色性好的要求。一般室內空間高度大于4.5m且對顯色性有一定要求時，宜采用金屬鹵化物燈，如體育場館、高大工業(yè)廠房、商業(yè)場所等，因其高顯色性、長壽命、光效高的特點使其替代了熒光高壓汞燈。高壓鈉燈的發(fā)光特性與燈內的鈉蒸汽壓有關，標準高壓鈉燈光效高，顯色性差，適用于顯色性無要求的場所；對顯色性要求較高的場所，選用顯色性改進型高壓鈉燈，高壓鈉燈可進行調光，光輸出可以調至正常值的一半，系統(tǒng)的功耗減少到正常值的65%。還可以采用智能照明控制系統(tǒng)，主要目的是節(jié)約能源，智能照明控制系統(tǒng)借助各種不同的“預設置”控制方式和控制元件，對不同時間、不同環(huán)境的光照度進行精確設置和合理管理，根據(jù)不同切合、不同的人流量，進行時間段、工作模式的細分，關掉不必要的照明，在需要時自動開啟，實現(xiàn)節(jié)能。

3.2 空調用電的節(jié)能設計

民用建筑中空調型式有中央空調系統(tǒng)、分體式空調系統(tǒng)等，夏天空調用電占民用電的很大部分，中央空調系統(tǒng)可采用樓宇自控BA系統(tǒng)進行管理和控制，以達到節(jié)能目的；分體式空調采用遙控器控制開或關，空調待機功耗南方地區(qū)有2～3W，北方地區(qū)有5～8W，例如某單位有300臺空調，一天待機為14h，待機功率為5W，一天耗能將達到21度電。對于住宅空調一般是設計一個插座或是帶開關的插座，由于空調插座安裝高度較高，平時操作很不方便，因而造成僅用遙控器關機，無法切除電源，為解決這一問題，可為空調插座設置一個獨立開關進行控制，以便用遙控器關機時，順手把空調機電源關掉；而對于單位辦公大樓等的分體空調，電氣設計有時往往與照明共用一個配電箱，這樣一來要想關掉空調電源，必然要大樓管理人員到各層配電箱處關掉空調電源回路，工作量很大也很麻煩，因而往往造成空調處于待機狀態(tài)，甚至連春、秋、冬季也處于待機狀態(tài)，造成電能的大量浪費，而且還是一個火災隱患。解決這一問題，空調用電可設置專用配電控制箱進行供電，其遠程控制可設置在建筑物的值班室內，以便管理和控制。

3.3 電動機節(jié)能設計

據(jù)電動機經濟運行的原則合理選用電動機。如恒負載連續(xù)運行，功率在250kW及以上，宜采用同步電動機、功率在200kW及以上，宜采用高壓電動機、除特殊負載需要外，一般不宜采用直流電動力。電動機功率選擇，應根據(jù)負載特性和運行要求合理選擇，使電動機工作在經濟運行范圍內。異步電動機當采取更換或改造措施時，須經綜合功率損耗與節(jié)約功率計算及起動轉距的校驗后，在滿足機械負載要求的條件下，使新投入的電動機工作在經濟運行范圍內。

其次是對輕載電動機采取降壓運行方式實現(xiàn)節(jié)能。如改變電動機繞組接法，對經常處于輕負荷動行的電動機，應采用三角-星切換裝置，將三角形接法的電動機改為星形接法，降低電機運行電壓可以達到良好的節(jié)電效果。還可以對電動機無功功率就地補償。如遠離電源的水源泵站電動力、距離供電點200m以上的連續(xù)運行電動機、輕載或空載運行時間校長的電動機、YZR或YZ系列電動機、高負載率變壓器供電的電動機均應首先采用電動機無功功率就地補償。

4 電氣節(jié)能技術應用的深化

4.1 增大線纜截面

對于比較長的線路，在滿足載流量、動熱穩(wěn)定、保護配合、電壓損失等條件下，可根據(jù)情況再加大一級線纜截面。假定加大線纜截面所增加的費用為M，由于節(jié)約能耗而減少的年運行費用為M，則M/m為回收年限，若回收年限為幾個月或一、二年，則應加大一級導線截面。一般來說，當線纜截面小于7mm2，線路長度超過100m時，增加一級線纜截面可達到經濟合理的節(jié)能效果。合理調劑季節(jié)性負荷、充分利用供電線路。如將空調風機、風機盤管與一般照明、電開水等計費相同的負荷，集中在一起，采用同一干線供電，既可便于用一個火警命令切除非消防用電，又可在春、秋兩季空調不用時，以同樣大的干線截面?zhèn)鬏斴^小的負荷電流，從而減小了線路損耗。

4.2 合理設計供配電系統(tǒng)及線路

根據(jù)負荷容量及分布、供電距離和用電設備特點等因素，合理設計供配電系統(tǒng)和選擇供電電壓，可達到節(jié)能目的。供配電系統(tǒng)應盡量簡單可靠，同一電壓供電系統(tǒng)變配電級數(shù)不宜多于兩級。按經濟電流密度合理選擇導線截面，一般按年綜合運行費用最小原則確定單位面積經濟電流密度。由于一般工程的干線、支線等線路總長度動轍數(shù)萬米，線路上的總有功損耗相當可觀，所以，減少線路上的損耗必須引起設計足夠重視。由于線路損耗而R=ρL/S，則線路損耗AP與其電導率P、長度L成正比，與其截面S成反比。為此，應從以下幾方面人手：選用電導率P較小的材質做導線。銅心最佳，但又要貫徹節(jié)約用銅的原則。因此，在負荷較大的一類、二類建筑中采用銅導線，在三類或負荷量較小的建筑中可采用鋁心導線。減小導線長度L，變配電所應盡量靠近負荷中心，以縮短線路供電距離，減少線路損失。

工程設計是一項重要的技術性工作，如果在設計時，能夠充分考慮到電氣節(jié)能問題，就可以有效地減小能耗，達到節(jié)能的目的。為構建節(jié)約型社會做出積極的貢獻。因此，我們應該大力提倡電氣節(jié)能技術在工程設計中的應用。

參考文獻：

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