建筑电气设备节能自动化技术应用分析

摘 要：对建筑电气设备自动化的投资可以较好地改善建筑的能源消耗，节约能源资源。通过采用现代传感及时、控制技术和通讯技术，对建筑照明、空调等高耗能系统进行改造并进行集中控制可以较好地实现建筑节能。

关键词：电气设备；节能技术；自动化；控制技术

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

在目前的建筑物节能中，最为普遍的方法是对设备的节能。但是在实际过程中，由于受到建筑设备自身条件的限制，节能控制常常难以真正做到。于是，在这种情况下，将计算机通讯技术、传感器技术、实时控制技术等现代技术加入其中，将建筑物节能转化为建筑物的电气自动化节能，进而在节能上取得理想的结果。技能确保整个建筑物的正常运行，同时又能最大限度发挥电气自动化在建筑节能方面的作用，满足国家对建筑物的节能环保要求。

1 建筑电气自动化节能技术简介

1.1 电气系统基本构成

随着现代建筑功能和效用的多样化，现代建筑的电气设备越来越多，目前，在现代建筑中，电气系统的构成主要包括照明设备、空调设备、给排水设备、以及电梯设备、通风设备等几个部分。

1.2 电气系统能耗组成

在现代建筑中，电气系统的能耗主要由各类电机设备的运行产生如，空调系统、电梯、以及通风等电气设备。对电气节能的产生也主要是建立在对对设备数据的处理和设备的控制上。

1.3 电气系统技能控制目标

首先，经济目标。现代建筑功能的全面性造成了其相应的电气设备数量和种类的多样化，这就导致了电气设备能耗增加。不但使得建筑开发商的成本增加，同时也造成购买者或使用者经济负担增加。因此，只有真正实现电气设备的节能，使建筑物的运行成本维持在相对减低的水平上，才能充分发挥高层建筑的功能，减轻使用和购买者的负担，同时为国家节约能源。

其次，技术目标。建筑电气自动化节能技术是一个专业化和饿技术性都相对较高的综合性工程技术问题，其研究涉及到计算机专业、数学专业、材料专业以及化学专业等。对其进行研究，不但可以推动本行业的发展进步，同时行业产生巨大的带动作用。

2 建筑电气设备节能自动化技术应用分析

2.1 供配电系统设备监控

现代建筑的正常运行需要消耗大量的水、热、气、电等能源，这些能源的消耗量就需要用相应的仪表来进行监测。以往这些仪表数据的抄录是需要通过人工来完成的，在采用电气自动化技术以后，可以通过电气智能化远程管理体系来完成这一工作。借助计算机技术实现抄表这一工作环节的网络传输。这一管理体系除了能够对水、电、气进行远程监测、计量和费用显示以外。还能通过对系统上传数据进行分析研究，从而对用户的能源用量提出节能预警。

2.2 照明监控

在进行照明设备设计时，通过专有控制方式对各系统功能进行整合，在设备中设计可进行调控的照明器，通过照明灯自身的固有传感器对所需灯光进行有效调节，同時也可以通过远程控制简化这些操作过程。这种集成设计照明的方法不但实现了能耗的节约，同时还确保了光线的柔和程度。通过自动化电气监控设备提供的灯光数据，可以根据环境控制灯光程度，根据室内或室外光线或灯光来控制照明开关。

2.3 空调设备监控

在现代建筑电气设备中，空调系统的能耗是整个电气系统能耗组成中最大的一个部分。对其进行能耗自动化控制是整个建筑电气节能自动化控制技术的关键所在，空调设备的监控主要分为空调水系统和空调风系统的监控。当前在空调设备监控过程中常常采用HW--BA5515 型控制模块进行控制，控制目的在于确保房间或公共区域的湿度和温度在能耗消耗最小的前提小保持在合理的范围，实现管理、节能环保、设备使用时间三者之间的统一。监测项目主要有：监测风机的手/自动状态、运行状态和故障状态；监测风机运行总时数，根据设计使用标准定时发出检修信号；监测过滤器的阻塞状态，提醒工作人员及时清洗；监测表冷器温度，进行防冻报警；监测新风、送风和回风温度。控制的项目主要是：根据预先编制的假日和时间程序控制机组的启停；根据回风温度与设定值之间的误差，通过PID计算，对电动水阀的开度进行调节，确保送风温度满足设定要求范围；根据风湿度与设定值之间的误差，对加湿器的开度进行控制，确保送风湿度在设定要求的范围内；根据送回风的温度、湿度，采用焓值控制方式调节新风、回风电动风阀开度比例，保持系统在最佳状态下运行；新风风阀、风机和水阀连锁控制，停风机时自动关闭新风阀及水阀，风机启动前，延时自动打开风阀。

自动化电气控制技术应用于空调系统的监测，实现了根据环境进行空调风温度、空调水系统湿度的合理控制，同时还可以实现控制中心对每个房间的温度控制，从而可以有效实现节能环保。

2.4 电梯设备监控

在电梯运行过程中，曳引机拖动负载的调整，是根据轿厢重量来进行调整的，这就需要借助对重来确保轿厢重量达到平衡。以避免因轿厢与对重之间的重量差消耗额外的机械能，这种改进因此可以实现电梯系统整体耗能的节约。在电梯启动后，电梯的负载状况开始变化。此时电梯内部的电机功率值不断上升，这就直接造成电机工作的电流值上升，电梯工作运行时，固定损耗值和变动损耗值之间一致时，电机的能耗处于最优状态，也就是说，此时的电梯能耗最小，且产生的效用也最大。

3 结语

节能减排是现代建筑发展的一个新趋势和新产业。研究电气自动化节能技术并将其应用在具体的电气系统监测和控制过程中，通过智能化、自动化的节能控制技术，实现电气设备运行与环境以及相关环保指标相一致，确保电气设备在能耗最低效用最大的状态下运行，是现代建筑电气自动化节能技术应用的基本方向，也是实现建筑节能减排目标的重要途径。

参考文献：

[1]廖述龙.高层楼宇建筑电气节能技术研究[D].上海交通大学，2011：23-24.

[2]王铮.建筑设备电气自动化系统的节能控制研究与工设计[D]. 郑州大学，2011：40-41.

[3]景国秀.住宅小区建筑电气与智能化控制系统的设计[D]南昌大学，2013：21-22.

作者简介：石建军（1977-），男，湖南新邵人，硕士研究生，副教授，研究方向：电气工程、自动控制。