建筑空调系统的节能设计论文

时间:2022-05-07 13:55:08 论文 收藏本文 下载本文

建筑空调系统的节能设计论文((通用16篇))由网友“照烧鸡腿饭”投稿提供,以下是小编帮大家整理后的建筑空调系统的节能设计论文,仅供参考,大家一起来看看吧。

建筑空调系统的节能设计论文

篇1:建筑空调系统的节能设计论文

建筑空调系统的节能设计论文

1、建筑空调系统能耗高原因分析

空调系统已经成为新型建筑工程的重要组成部分,对改善室内生活环境具有良好的效果,但是从实际运行情况来看,运行过程中会产生较大的能耗。造成空调系统运行高能耗的因素包括多个方面:

1.1日常管理不当

对于很多写字楼或者商业中心建筑来说,在空调系统运行过程中,存在开窗通风以及机械排风等情况,导致室内外通风换气形成的冷负荷占到总冷负荷的50%以上。

1.2系统设计不合理

在建筑工程施工时,空调系统设计不合理,缺乏必要的调节手段,导致系统中水泵、制冷剂以及风机长时间处于低效运行状态,降低了能源利用效率。另外,在系统内各设备运行过程中管理不当,影响系统开关切换与匹配,也会在一定程度上增加能耗。

1.3建筑外墙设计不当

现在很多建筑工程外墙结构都是选择用玻璃幕墙的方式,或者是窗墙比过大,且具有多个朝向。在建筑空调系统设计时,对结构内外区分设计不当,并存在设计负荷错误因素,导致空调系统运行存在冬季内区偏热、外区正常甚至偏冷的情况。对于建筑工程来说,内区在使用过程中,受灯光、人员以及设备等因素影响,受到室外气象因素的影响比较少,全年内区会长期处于冷负荷状态,需要空调系统常年供冷;而外区在使用过程中受到室外气象因素影响比较大,并且随着季节的变化,室内负荷也会出现冷、热负荷交替变化的情况,即夏季需要供冷、冬季需要供热。

2、影响建筑空调系统节能设计因素分析

2.1缺乏创新意识

对于建筑空调系统的设计,首先应保证其基本功能的正常发挥,在设计时为保证系统运行安全,一般都会将参数设计的比较大,而这样设计也就增加了系统运行的能耗。例如,负荷计算值与实际值相差较大、冷热源设备装机量比较大、系统配置不合理等,都会对空调系统最终运行效率产生影响。在进行系统设计时,如果还是应用传统设计方案,即便是选择效率高的主机,整个系统在长时间的负荷状态下运行,也会降低系统的整体运行效率,增加系统运行能耗。另外,如果主机余量过大,同样会导致水泵等输送动力设备容量过大,整个管路特性远离最佳工作点,增加系统运行能耗。

2.2设计方案生搬硬套

随着空调系统应用范围的.增大,现在已经形成了相对完善的设计体系,存在大量的成功设计案例。这样就导致很多建筑空调设计人员在设计时,选择一个成功案例生搬硬套到本工程中,并不能结合实际需求对空调系统运行原理以及运行特点进行深入的了解,影响系统最终设计效果。另外,也存在部分设计人员为追求新技术、新设备、新方案,在没有进行综合分析的情况下,盲目应用各项新技术,不但不能起到节能降耗的效果,而且还会增加系统设计成本。

2.3综合设计效果低

很多建筑空调系统在进行设计时,只是以设计工况来作为依据进行设计,并没有考虑全年空调系统节能运行需求,设计完成后综合应用效果低。例如,未充分利用新风供冷,在设计时仅要求降冬、夏两季的新风负荷,将新风口以及空调机组新风入口按照冬、夏两季风量设计,最终使得过渡季节系统运行时还需要开启冷水机组,造成空调能耗增加。

3、建筑空调系统节能设计优化策略

3.1降低设计负荷

建筑空调冷热负荷主要包括通过玻璃窗日照形成的负荷、通过围护结构传热形成的负荷、处理新风形成的负荷以及室内热源散热形成的负荷等,其中围护结构传热消耗的能量占据系统总能耗的40%左右,处理新风所需能耗大约为系统整体能耗的30%-40%左右。就建筑空调系统设计现状来看,很多设计人员在进行系统设计时,基本上都是以符合指标作为依据进行估算,并且为满足安全需求,将最终确定的负荷参数设计地比较大,使得系统内各设备容量远远大于实际运行需求,出现大马拉小车的情况。此种设计方法不但不可以达到节能效果,反而还会增加投资,因此在进行设计时,应结合实际需求来适当降低设计负荷,提高空调系统冷热负荷的合理性与准确性。

3.2合理确定空调形式

在确定空调形式时,应以建筑工程规模、用途、使用特点以及负荷变化等因素作为基础,保证各项参数设计的合理性。空调形式的分类有很多种,如以空气处理设备位置为依据,分为集中系统、分散系统以及半集中系统;以负担室内负荷所用介质为依据,分为全水系统、全空气系统、制冷剂系统以及空气与水混合系统;以集中系统处理空气来源为依据,可以分为封闭式系统、混合式系统以及直流式系统。对于空调形式的选择,需要保证其满足建筑工程使用要求,并且要尽量降低投资成本,并以降低能耗为主要依据。

3.3合理设定温湿度参数

空调系统能耗与工程当地气象参数、室内散热散湿量以及在建筑围护结构等因素有着直接联系,并且设定的室内温湿度参数会直接影响到冷负荷大小。在对室内温湿度参数进行设定时,应在满足人体健康与舒适性的条件下进行设计。如夏季室内空气温度提高1℃,则可以降低空调系统能耗10%左右,并且如果将湿度提高10%,则可以降低能耗15%左右。因此,在夏季对空调系统进行设计时,温湿度参数应以较高的干球温度与相对湿度为依据进行确定,而对于冬季采暖设计时,温湿度参数则以较低干球温度与相对湿度为依据,这样还可以降低维护结构传热负荷以及新风负荷,达到降低能耗的目的。3.4应用热回收装置空调系统新风引入时会排出一部分的室内空气,并且大气温度与排出气温度存在一定的温差,例如制冷时室内温度为25℃,室外温度为37℃,则将25℃气体排入大气会带来能量损失,通过应用热回收装置使得新风在处理前与排出气进行热交换,更进一步的降低新风温度。通过此种设计,就可以更有效的降低新风机组负荷,达到降低系统运行能耗的目的。

4、结束语

在对建筑空调系统进行节能设计时,需要针对存在的问题进行分析,明确导致能耗增加的原因,并从多个方面进行考虑,选择合适的措施来进行优化设计,在保证系统正常运行的基础上,降低其运行能耗。

篇2:空调系统节能论文

空调系统节能论文

1、减少冷热负荷

冷热负荷是空调系统最基础的数据,制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷,不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等的型号,降低空调系统的初投资,而且这些设备型号减小后,所需的配电功率也会减少,这会造成变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少,运行费用降低。所以减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。减少冷热负荷有以下一些具体措施:

(一)改善建筑的保温隔热性能

房间内冷热量的损失是通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手:1。确定合适的窗墙面积比例,不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙。2。合理设计窗户遮阳。3。充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。

(二)选择合理的室内设计参数

假设空调室外计算参数为定值时,夏季空调室内空气计算温度和湿度越低,房间的计算冷负荷就越大,系统耗能也越大。通过研究证明,在不降低室内舒适度标准的前提下,合理组合室内空气设计参数可以收到明显的节能效果。

1。温湿度变化对热舒适度的影响。假定人所从事的是极轻劳动(例如宾馆、商场中),穿着一般的夏季服装,空气流动速度取0。25m/s,壁面温度和空气温度相同。在相对湿度为50%的条件下,仅使室内空气温度变化时,统计不同室内温度下的PPD值和不同相对湿度下的PPD值。经分析以上数据可以看出,室内空气温度改变对室内热舒适度的影响非常大,而相对湿度的变化对人的热舒适感几乎没有影响。

2。室内设计参数的优化组合。室内空气温度对人的热舒适感影响很大,但对空调能耗的影响则比较小。而相对湿度对人的热舒适感影响很小,但是对空调的能耗影响很大。

综上所述,在确定室内设计参数时,为了保证较高的热舒适度,室内设计温度应取低一点,而在一定温度范围内,通过提高室内设计相对湿度的途径减少空调能耗。

(三)控制和正确使用室外新风量

由于新风负荷占建筑物总负荷的20%~30%,控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。由于新风负荷接近总负荷的1/3,所以要严格控制新风量的大小。除了严格控制新风量的大小之外,还要合理利用新风。春秋季或冬季,有些房间仍需供冷,此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时,可采用室外新风为室内降温,可减少冷机的开启量,节省能耗。

减少新风负荷应从以下两方面着手:1。不要随意提高最小新风量标准;2。杜绝非正常渠道引入新风。

2、提高冷源效率

评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数,即单位功耗所能获得的冷量。制冷系数与制冷剂的性质无关,仅取决于被冷却物的温度T0’和冷却剂温度Tk’,T0’越高,Tk’越低,制冷系数越高。所以空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高,否则制冷系数就会较低,产生单位冷量所需消耗的功量多,耗电量高,增加建筑的.能耗。提高冷源效率可采取以下一些措施:

(一)降低冷却水温度

由于冷却水温度越低,冷机的制冷系数越高。冷却水的供水温度每上升1℃,冷机的COP下降近4%。降低冷却水温度需要加强运行管理,停止的冷却塔的进出水管的阀门应该关闭,否则,来自停开的冷却塔的温度较高的水使混合后的水温提高,冷机的制冷系数就减低了。冷却塔使用一段时间后,应及时检修,否则冷却塔的效率会下降,不能充分地为冷却水降温。

(二)提高冷冻水温度

由于冷冻水温度越高,冷机的制冷效率越高,冷冻水供水温度提高1℃,冷机的制冷系数可提高3%,所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。例如,不要设置过低的冷机冷冻水设定温度;关闭停止运行的冷机的水阀,防止部分冷冻水走旁通管路,经过运行中的冷机的水量较少,冷冻水温度被冷机降低到过低的水平。

3、利用自然冷源

由于建筑室内的人员、照明灯光、电脑的设备的散热量的影响,在春秋季当室外空气温度较低时,室内空气温度仍然较高,仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区房间,即使在寒冷的冬季,由于室内的散热量没有途径散发到室外,室内仍需供冷。此时如果开启冷机供冷,不仅由于此时冷负荷较小,冷机制冷系数较低、能耗大,而且极端不合理。

比较常见而且容易利用的自然冷源主要有两种:一种是地下水;另一种是春秋季和冬季的室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度,所以地下水不仅可以在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量,而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气,此时室外空气较低,可用于空调系统供冷。例如,北京春秋季的室外空气湿球温度一般低于15℃,冬季室外空气湿球温度一般低于0℃,这种温度下的空气是较好的冷源,可用于空调系统供冷。

此外,冬夏季利用全热交换器回收冷热量,也可起到很大的节能作用。为了保证室内空气足够新鲜,满足人们的舒适要求,空调系统需要从室外抽取一定量新鲜空气送入室内,同时将室内污染物浓度较高的空气排至室外。而这部分排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数,冬季比室外空气热,夏季比室外空气冷。通过全热交换器,将排风的冷热量传递给新风,可以回收排风冷热量的70%~80%左右,有明显的节能作用。

4、减少水泵电耗

空调系统中的水泵不仅起着非常重要的作用,而且耗电量也非常大。空调水泵的耗电量占建筑总耗电量的8%~16%,占空调系统耗电量的15%~30%,所以水泵节能非常重要,节能潜力也比较大。减少空调水泵电耗可从以下几个方面着手:

(一)冷却水开式系统改为闭式系统

开式冷却水系统中冷却水泵的扬程除了要克服冷却水在管道中的流动阻力外,还要提供将冷却水从冷却水池送至高位冷却塔克服水位高差所需要的能量。如果取消冷却水池,将从冷却塔回来的水管直接接至冷却水泵的入口,这种冷却水系统成为闭式冷却水系统,冷却水泵就不需提供将冷却水从制冷机提升到冷却塔克服水位高差所需要的能量,只需提供能量克服冷却水在管道中流动的阻力,所以所需要的水泵扬程要比开式冷却水系统小得多,因此水泵的能耗也就小很多。例如北京某饭店冷却水系统为开式系统,制冷机房和冷却水池设在一层,冷却塔设在十层屋顶,距地面33米,冷却水泵扬程为67米,配电功率为180kW,而改成闭式冷却水系统后,冷却水泵扬程只需25米,配电功率仅为75kW,每年可节电18万度,折合人民币10。8万元。

(二)减小阀门、过滤器阻力

阀门和过滤器是空调水管路系统中主要的阻力部件。在空调系统的运行管理过程中,要定期清洗过滤器,如果过滤器被沉淀物堵塞,空调循环水流经过滤器的阻力会增加数倍。

阀门是调节管路阻力特性的主要部件,不同支路阻力不平衡时主要靠调节阀门开度来使各支路阻力平衡,以保证各个支路的水流量满足需要。由于阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗,所以应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。

(三)提高水泵效率

水泵功率是指由原动机传到泵轴上的功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从0~最大效率(一般80%左右)变化。在输送流体的要求相同,即要求的输出功率相同的条件下,如果水泵的效率较低,那么就需要较大的输入功率,水泵的能耗就会较大。因此,空调系统设计时要选择型号规格合适的水泵,使其工作在高效率状态点。空调系统运行管理时,也要注意让水泵工作在高效率状态点。

(四)设定合适的空调系统水流量

空调系统的水流量是由空调冷热负荷和空调水供回水温差决定的,空调水供回水温差越大,空调水流量越小,从而水泵的耗电量越小。但是空调水流量减少,流经制冷机的蒸发器时流速降低,引起换热系数降低,需要的换热面积增大,金属耗量增大。所以经过技术经济比较,空调冷冻水的供回水温差4℃~6℃较经济合理,空调热水的供回水温差10℃较经济合理,大多数空调系统都按照5℃的冷冻水供回水温差和10℃空调热水供回水温。

实际工程中有很多空调系统的供回水温差只有2℃~3℃,如果将供回水温差提高到5℃,水流量将减少到原来的50%左右,所以如果水流量减少50%,水泵耗电量将减少87。5%,节能效果非常明显。但实际工程中常出现如果减少水流量,有些房间就会出现夏季室温降不下来的情况,而不得不提高流量、降低温差来运行。出现这种情况的原因是水系统中各个支路阻力不平衡,夏季过热的房间所属的支路阻力大,当流量减少时,阻力大的支路水流量减小到不能满足需要的程度,致使房间过热。如果加大流量,阻力小的支路就会超过需要的水流量,那些阻力大的支路的水流量则刚好满足要求,不会出现夏季室温降不下来的情况。这种空调系统的运行是以增大流量和耗电量为代价的。

(五)变频水泵的使用

通过改变水泵电机的转速,就可以连续地改变水泵的流量。电机的转速跟交流电的频率成正比。通常市政电网的电流频率是50hz,变频调速水泵就是利用变频器改变电流频率来改变水泵转速和流量。

由于建筑全年平均冷热负荷只有最大冷热负荷的50%左右,如果通过使用变频调速水泵使水量随冷热负荷变化,那么全年平均的水量只有最大水流量的50%左右,水泵能耗只有定水量系统水泵能耗的12。5%,节能效果是非常明显的。

5、减少风机电耗

空调系统中风机包括空调风机以及其他送风机、排风机,这些设备的电耗占空调系统耗电量的比例是最大的。由于空调系统风机电耗所占比例最大,风机节能的潜力也就最大,风机的节能应引起最大的重视。减少风机能耗主要从以下几个方面入手:定期清洗过滤、定期检修、检查皮带是否太松、工作点是否偏移、送风状态是否合适。

6、对系统加强管理,适当调节,提高节能效益

日常管理是空调系统节能是否实际有效的关键。一个设计再好的节能系统,如果管理不善,一样达不到节能的目的。日常管理的节能措施有:

1。加强日常和定期的对设备和系统地维护。例如阀门、构件等的维护,防止冷、热水和冷、热风的跑、冒、滴、漏;冷凝器等换热设备传热表面的定期除垢或除灰;过滤器、除污器等设备定期清洗;经常检查自控设备和仪表,保证其正常工作等。

2。对系统的运行参数进行监测,从不正常的运行参数中发现系统的问题,进行合理的改造。经常出现的问题有设备选择过大、运行能耗高等。

3。不连续工作的空调通风系统,尽可能缩短预冷的时间,并且在预冷时采用循环风,不引入新风。

4。人员数量变化比较大的系统,最热月和最冷月的新风量应该根据室内的CO2浓度检测器,自动控制新风入口阀门,调节新风量。例如商场,往往在刚开店或闭店前、或非节假日人数比较少,这时可减少新风量,从而节省冷量。

5。当过渡季节中室内有冷负荷时,应尽量采用室外新风的自然冷却能力,节省人工冷源的冷量。

6。根据季节的变换,合理设置被控制房间的温度,避免夏季室内过冷、冬季室内过热的现象。过冷或过热不仅使人感到不适,而且额外消耗能量。

7、总结

目前,我国的很多建筑中的空调系统都具有节能的潜力,而且节能也逐渐地引起了各个设计、施工和管理单位的注意;但是仍然存在着许多浪费能源的现象。要想做到空调系统的节能,只有从设计、施工到运行管理各个部门的通力合作,才能真正地实现。

篇3:浅议节能建筑空调系统优化

中国建筑总能耗占据着社会终端能耗的20.7%,而空调一直是建筑能耗中的大户,约占整个建筑能耗的35%以上,针对我国能源利用率低、暖通空调能耗大的特点,有效利用能源节能成为了我国空调行业建筑节能市场的一大机遇...

随着节能技术的日趋完善,空调的节能目标已由昔日的以牺牲舒适性标准或降低空气质量要求来实现节能,转变为在保证舒适性要求的前提下以提高能源利用率来实现节能。针对我国能源利用率低、暖通空调能耗大的特点,这种以有效利用能源为节能目标的观念转变无疑是我国空调行业建筑节能市场的一大机遇。

我国建筑总能耗占据着社会终端能耗的20.7%,建筑能耗对国家、社会造成了能源负担,也在一定程度上制约了我国经济的可持续发展。根据能源界的研究和实践,普遍认为建筑节能是各种节能途径中潜力最大、最直接、最有效的方式。

现代建筑中广泛采用了空调、给(排)水、照明、电梯等耗能设备。空调一直是建筑能耗中的大户,约占整个建筑能耗的35%以上。空调系统的能耗主要有两个方面:一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗,如压缩式制冷机耗电,吸收式制冷机耗蒸汽或燃气,锅炉耗煤、燃油、燃气或电等;另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水,风机和水泵所消耗的电能。所以,建筑空调系统的节能主要包括降低设备能耗及运行控制能耗两大方面。

减少冷热源的能耗成关键

冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定,建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素为冷热负荷,包括室外气象参数(如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等),室内空调设计标准,外墙门窗的传热特性,室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量等方面影响,

备考资料

减少冷热源的能耗可以通过以下三种形式实现:

第一、降低冷热负荷

冷热负荷是空调系统最基础的数据,制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等产品规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷,不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等产品的规格,降低空调系统的初投资,而且这些设备规格减小后,所需的配电功率也会减少,有利于减少变配电设备初投资以及空调设备日常运行耗电量,降低运行费用。减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。房间内冷热量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去,减少建筑物的冷热负荷就是要改善建筑的保温隔热性能。

第二、合理降低系统设计负荷

目前我国多数设计人员在设计空调系统时往往采用负荷指标进行估算,并且出于安全的考虑往往取值过大,造成了系统的冷热源、能量输配、设备末端换热设备的容量都大大超过了实际需求,形成大马拉小车的现象,既增加了投资也不节能。如表1所示,合理降低系统的设计负荷,可以有效地降低系统能耗。

第三、控制新风量与降低室内温湿度设计标准

在有些建筑的空调系统中,需要大量引入新风以满足室内空气品质的要求。根据其新风引入方式,还可以通过在过渡季节和冬季直接引入室外的温湿度相对较低的新风来带走房间内所产生的各项热湿负荷,无需使用集中制冷系统达到“免费”供冷的节能效果。

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篇4:民用建筑暖通空调系统节能设计论文

一、民用建筑暖通空调系统节能设计要点分析

1.室内设计计算温度的取值

通常来说,进行暖通空调设计,首先就是进行建筑物室内温度的计算取值,要从实际情况出发,根据建筑物所在地区的自然环境、室内温度进行取值,室内温度取值如何直接影响着暖通空调系统的耗能大小,通过对夏季制冷环境下的室内温度调查得出,室内温度升高一摄氏度,能源消耗就会降低10%左右;而在冬季制热的条件下,温度每降低一摄氏度,耗能就会较少8%左右。所以说室内温度取值必须要做到科学、严禁、精确。这样是为了能够将我国的每一份资源都得到最大限度的使用。在我国的《公共建筑节能设计标准》中对一般民用建筑室内供暖温度取值以及制冷取值都进行了明确规定,具体为:夏季民用建筑供暖和制冷温度不能低于二十五摄氏度,而冬季制热的温度则不能够高于二十摄氏度。

2.冷热负荷计算

冷热负荷计算也是非常关键的一个环节,一般来说,暖通空调系统的设计上针对冷热管道的大小、源容量以及水泵配置等方面都应该进行科学地设计,而冷热符合计算为这些设计提供了不可缺少的可靠依据,这些计算数据的准确与否,直接关系到系统地耗能问题,因此针对这方面的计算,必须要做到可靠、准确,这样才能够达到耗能优化,同时也为后期维修减少成本。另外,在实际的设计过程中,设计人员应该借鉴大量成功的例子以及经验,将普遍规律进行分析,采用统计分析回归计算来实现设计指标的确定,它虽然在具体的设计中不具有精确性但是胜在具有代表性。

二、采暖与空调冷冻水系统设计

1采暖系统设计

采暖系统设计的合理与否关系着建筑暖通空调系统是否能实现节能运行的功能。管路系统结构简单,易于操作,相关设备耗材使用量少,前期建设成本低后期维护费用少;能够实现不同建筑空间温度独立调节控制;实现热量消耗分户分摊功能;以上三个原则是民用住宅和公共建筑科学合理设计暖通空调系统的原则。在具体的设计过程中应当依据不同的情况而定。

2空调冷冻水系统设计

依照相关国家标准,设置多台冷冻水系统节能设计时,以能够跟随负荷变化实现自动改变系统流量为目标,尽量降低系统运行中的能耗。当前我国常用的空调冷水系统有一次泵变流系统一次泵定流量系统,二次泵变流量系统,两管制及四管制系统等。

三、采暖与空调水系统的补水及定压设计

在实际工程设计中应当根据系统的整体规模和不同系统的实现形式按系统的用水容量来计算。封闭式采暖空调系统补水定压点应当设置在循环水泵入口处。

四、风系统设计

空调风系统的设计关系着空调系统能耗的大小和运行的成本,同时也关系着人体的舒适度。对于人员分布比较集中的地区可以进行相应的集中供暖,这样可以提高能源的利用率。而对于建筑面积大人员多的场合要进行集中的供暖控制时,应当采用全空气空调系统;通风系统设计中热量是一个主要问题,由于电气设备在运行的过程中,必然会大量的产生的热量,一旦这些热量无法得到及时排除,那么就会对设备的这样运行带来影响,从而导致故障的.发生,这样一来节能目标要求也随之降低。所以说做好通风系统设计,是及时排除热量的有效手段,设计的最终目的就是将热量全部排出,是整个系统得以有效运行的前提调教。集中空调通风系统的排风热回收应当符合相关规定要求。在排风热回路设备型号的选择上也需要严格依据国家规定进行。

五、冷热源设备选型

在整个暖通空调设计上,冷热源设备的选型是最为重要的部分。这部分应该严格的根据建筑功能、规模以及造价等进行。具体为:充分利用毗邻工业余热,将其作为冬季热源,采用溴化锂吸附式冷水机组进行工业热水降温,降低成本,将其引入到空调系统中使用,这样一来资源得到了二次利用;要根据当地的能源结构进行选择,科学利用当地的富余能源,比如:采用风能、地热能以及太阳能等可再生、清洁型的能源。

六、保温与保冷

管道是暖通空调系统与室内连接的必备品,因此管道的保温与保冷对于暖通空调的节能也很多的影响。保温与保冷工艺要求很高,充分地借助科学技术,采用科技含量较高的管道产品,是实现节能环保的一个有效手段。现阶段,比较常见的就是闭孔橡塑以及铝箔离心玻璃棉材料,这种材料制成的管道具有良好的保温保冷性能。另外,管道厚度也是一个重要的设计环节,根据实际需求选择最为合适的厚度,才能够实现良好的节能效果。

篇5:浅谈空调系统节能措施

浅谈空调系统节能措施

本文针对空调系统能耗的影响因素,以实应用出发,从减少冷热负荷、提高设备使用效率,利用自然资源等方面论述了空调系统节能的具体技术措施和实施办法.

作 者:高鹏举  作者单位:泛华工程有限公司沈阳分公司,辽宁沈阳,110000 刊 名:科技资讯 英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期): “”(8) 分类号:X7 关键词:空调   节能   措施  

篇6:建筑照明节能设计论文

2.1采用高效节能灯具及附属用电器件

根据建筑物功能,工程性质,视觉要求,照明质量及数量等合理的选择建筑照明光源,在满足照度、启动时间、LPD、眩光值及显色指数的条件下,选择高效,寿命长、性价比高的光源。根据电源的发光原理,分出了卤钨灯、白炽灯等热辐射光源、金属卤化物灯、高压荧光汞灯等气体光源灯及LED电致发光半导体材料芯片灯源等三类。在所有的照明灯具中,卤钨灯、白炽灯的效率是最低的。它所消耗的电能只有约2%可转化为光能,而其余部分都以热能的形式散失了。在照明时间方面,这种电灯的使用寿命通常不会超过1000小时。在建筑照明设计标准GB50034-中,限制了对卤钨灯的'使用。相对于热辐射光源,气体光源具有更加高效的节能性,绝大多数气体光源都是气体放电灯,它们需要镇流器才能工作。普通电感式镇流器功耗大、光闪烁严重。目前已成功开发的节能镇流器——节能型电感式镇流器和电子镇流器,都比原电感镇流器的功耗减小一半以上。LED灯节能环保、寿命长、适用性好、因单颗LED的体积小,可以做成任何形状、回应时间短,是ns(纳秒)级别的回应时间,而普通灯具是ms(毫秒)级别的回应时间、环保,无有害金属,废弃物容易回收,但缺点是价格较高,并且具有一定的发热量,目前还不能完全取代传统光源。白炽灯无论是从光效,显色指数还是寿命上都较其他灯具有一定的劣势。高压钠灯由于其高效以及较长时使用寿命广泛的应用于对显色指数要求不高的道路,广场,码头等。金属卤化物灯由于其发光效率高,相对较好的显色性及寿命长等特点常应用于各种厂房,车站照明,荧光灯有着较高的显色指数,通常应用于办公或者室内照明。

2.2充分利用自然光

在我国建筑照明节能设计中,充分利用自然光源能够有效的保证照明能耗的降低并充分利用电能。由于建筑物内的自然光在不同时段的不稳定性,很难单一利用,如果把室内照明与自然光相结合,是实现节能有效性的重要措施。,一般常用导光管法在自然光充足的条件下进行照明补充,即把光线通过导光管收集器收集并传输至室内采光区。此外还有光导纤维、平面反射、光电效应等方法。同时可以在屋顶、室内墙面以及地面采用浅色建筑材料,这样可以通过反射对太阳能和光源进行充分的利用。

2.3减少配电线路上的损耗

由于线路电阻的存在,当电流流过输电线路时会有有功功率的产生,因此产生了不必要的能源损耗,在建筑工程中,纵横交错的输电线路难免会造成总有功功率的损失,但是线路上的有功功率是无法避免的,只能通过减小输电线路电阻来减少损耗,同时由于电阻取决于电阻率、线路长度和线路的截面,所以应该从这三面入手来减小电阻。

2.4优化照明配电系统设计

对建筑物各个楼层的照明配电系统进行设计,包括对照明光源及灯具的选择、线路布置方式、敷设方式的确定等,根据各个楼层的具体情况对照明系统图进行设计;照明供配电设计需要符合安全、可靠、优质、经济的原则,同时需要处理好局部建筑物和工程总体设计的关系。

3结束语

建筑照明的节能设计工作是一项比较复杂的工作,在这过程中要兼顾建筑的功能、照明质量以及能耗的降低,并且需按照国家的建筑照明设计标准进行设计,但是这一工程的实现对于节能降耗有着重大的现实意义。作为电气设计工作人员,应根据具体工程的特殊性进行设计工作,将节能设计作为一种理念贯穿于整个设计之中,采取科学,可行的设计措施,为国家的节能工程贡献自己的力量。

篇7:建筑照明节能设计论文

我国建筑的照明节能设计应该满足基本的设计原则。首先,要满足建筑照明系统的自身需求,满足照度、功率密度值等基本要求;其次,要满足经济适用的原则,照明节能设计要根据实际情况,考虑实际的经济效益,不能盲目的追求节能效果增加不必要的投资及投入成本,保证高投资在较短的时间得到较好的收益,并且可以通过节能减少照明费用的方式进行成本回收。照度是指入射在包含该点的面元上的光通量除以该面元面积所得之商。照明功率密度值LPD是指单位面积上一般照明的安装功率(包括光源、镇流器、或变压器等附属用电器件),照明设计应满足建筑照明设计标准GB50034-2013中照明功率密度值的要求。以上两个参数是照明节能设计过程中首先参考的设计根据,只有将照度及照明功率密度进行量化,并且作为节能设计的依据,才能科学的进行照明系统节能设计工作。

篇8:建筑电气节能设计论文

这些年来,国家和有关部门已经深切了解到节能问题的主要性与紧迫性,建筑节能工作已经全面开展并持续深化,建筑节能技术持续进步,建筑节能的设计规范也在持续地完善。为了提高资源运用效率,电能资源节约使用,在建筑建设过程中要采用电气和照明节能设备,提高电能运用率,降低建筑用电量。在设计照明设备时,要尽量减少线路上的电能耗费量,提高系统功率,开发照明设备中的节能空间。为此,要特别重视建筑设计经过中要对照明节能设备的利用。

1降耗节能在建筑电气设计中的重要性

在最近这些年,随着持续增加的人口,中国资源目前开始比较紧缺,因为人们生活水平持续提高,也加快了工业化发展速度,导致中国的环境污染相对严重,而现实可以运用的能源其效率也在慢慢下滑。依据有关资料认识,中国花在建筑施工工程上的能量消耗在整个社会中的能量消耗总和占30%左右,而且在建筑行业在每年中还在呈一个上升趋势的所需要能量消耗,而建筑施工作业中,占整个建筑能量消耗一大部分的是电气能量消耗。对着社会主义经济的发展,在建筑行业对用电的需求也在持续地增加,由于电网供电和发电机的供电能力都达不到一个合理的程度,造成在建筑施工作业中持续的增加电力设备的数目而且远远超过了一部分发电设备的数目,这就让在建筑施工作业中发生电能源供应不足的情况。在中国大区域的位置都有出现拉闸限电的状况,这就需要人们在建筑电气设计中要把节能降耗作为工作中的重中之重。

2实现建筑电气照明节能设计重点方法

2.1合理拟定照明设计方案

优良的方案是完成照明节能要求的前提。为完成照明设计方案的优化,设计人员在实施照明设计时要关注两点:①建筑的照明设计要具有优良的实用性,不可以只重视形式的新颖,而疏忽了现实的照明需求。比如,在有空调的房间内,照明方式就要选取普通照明、部分照明与混合照明相结合的形式。而对于某些采光效果相对好、房间颜色相对浅的房间,要充分运用自然光,达到节能减排的目的。②建筑的照明设计一定要跟有关的行业规范与国家法规相符,其中最关键的参考规范为《建筑照明设计规范》。全部的建筑照明设计都要在符合这一规范的基础上,依据现实的建筑构造与功能特征,拟定出科学、可行的照明设计方案。

2.2在设计经过中运用高光效光源

选择的光源对照明效果有直接影响,所以在设计照明设备时要全方位思考光源的选择。结合建筑周边的精准状况与现实照明选择适合的光源。在选择过程中要尽量满足人们的照明需求,选择一些比较好的、高发光率的高效光源。一般状况下,如果灯具安装高度相对低的位置要使用荧光灯,而高度高的位置会用金卤灯。假如是一些高度高并且不利于保护的区域,主要选用高频无极荧光灯,例如酒店和大厅等诸多公共场所。在选择灯具时,最好选择灯具的种类是起速快、显色好、光效高。这样才能满足人们的需要,达到建筑节能的效果。

2.3照明灯具设计

灯具的概念是重新布局一个或几个光源的光,或转变其光色的装置。照明灯具的选取对于发挥照明光源的最大潜力起着重要的作用。灯具有很多类品种,常用的有控照型与带保护罩的格栅式、透明式、棱镜式、磨砂式等各种类别,效率均不一样。磨砂或棱镜保护罩式仅有55%反射率,格栅式为60%,透明式为65%,控照式(或开敞式)是75%。相同型式的灯具反射板使用不同的材料,其反射效率也都是不一样的。高效节能照明灯具关键功能特征(和一般灯具对比):

①照明质量提高了,提高1~3倍的照度;

②高效节能,为37.5~50%的节电率;

③应用寿命是一般灯具的双倍以上;

④光污染较低,紫外线和紫光仅有5%的反射率,是一般灯具的1/8;

⑤减少光衰,长期应用反射率只降低3~8%,远低于一般灯具。

2.4降低照明线路上的电能损失

因为电阻存在电线上,因此当电流经过的时候电力大部分被损耗。因此在选取电线的同时,有必要选择电阻相对较小的电线进行施工,况且,要减少经过导线长度与导线的截面增加两个方法来使线路减少损耗,减小导线长度。首先,要尽量往直线的设计电路方向发展,避免弯路与特殊形态的路线,以减少导线的长度,而且回头的线路少走,以减少电能的损失。其次,令变压器尽量挨着符合中心近点,以减少供电的间距。再次,要让低压配电室尽量与竖井靠近,而且各个竖井的干线由低压配电室供应,就不会发生支线沿着干线倒送的事情。增大导线截面

:①对于相对长的线路要增大导线的截面,以减少年运行款项,能源消耗节省;

②多运用季节性负荷的线路,在用户不方便的时候,能够长期供应用户作为供电线路应用,达到减少线路与电阻的作用。

2.5引进先进技术

在建筑电气照明系统的节能设计中引进优秀的科学技术无疑是最容易简单最可以起到效果的方法。通常包含两个方面:

①经过应用数字的形式实施远程的控制,这种形式就是经过数字化的解决方式对照明的亮度实施调节的方式。关键是要建设一个平台要能够对于一些信号做出相关的处理,可以调节亮度和光的颜色等方面,才能够展开后续的工作,要不在计算机上辨识出这些信息,才可以实施处理。

②经过运用电流导通技术的形式来最后达到节能的结果。对于二极管可以调节光的亮度的形式是在调节正向电流的形式来实施的。经过阻碍线路的内部所通过的电流量来控制光的亮度,这样达到良好的效果。后经实验发现,单单经过这一方面的方式实施调节不能真正起到作用,因此一定要配合别的方式实施调控,我们对于这方面的研究需要不断加强,已达到想要的效果。

3结束语

中国对能源的需求量变大,直接导致了中国能源紧张的局面。随着中国可持续发展战略的进行,建设资源节约型社会的举措至关重要。建筑电气照明节能设计要充分思考选取高效率的节能设备,运用先进的设计技术,依照节能规范实施设计,为人们供应健康、舒适、安全的居住、工作与活动空间。另外,还要增强对现代科技方法的应用,科学地运用天然光,优化人们的生活工作的环境,把节能效果提高,加强人们的舒适感,增强对人们视觉的保护,保证人们身体健康,从而起到节能作用。

篇9:建筑电气节能设计论文

根据能源界近三十年研究得出结论,普遍认为建筑节能是各种节能途径中潜力最大,最为直接有效的方式。尤其是大型公共建筑,其用电量为现在住宅用电量的10倍(不含采暖),大型公共建筑中空调用电约占50~60%,照明用电约为25~35%,其余为办公电器及电梯等用电。随着国家能源紧缺问题进一步突出,节约能源,降低能耗工作成为建筑行业一个重要议题。在建筑电气设计过程中,设计者应该对建筑电气节能设计有正确的认识和理解,采取切实有效的措施,在具体设计过程中,笔者认为应该满足以下三个方面的原则:

1满足建筑物的功能要求

节能首先应该以满足建筑物内各种电器设备用电要求为前提,满足电气照明的照度,色温,显色指数等要求,节能不是不耗能,而是在保证经济发展条件下的环境条件和舒适度的前提下,最大限度的减少不必要的能源耗费。

2考虑各种经济效益

节能应该按照国情的要求考虑实际的经济效益,不可因为节能而过高地增加投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资能在较短的时间内或者在几年时间内低于因节能而减少下来的运行费用。

3减少各种电器设备的运行消耗能量

节能的着眼点应该是节省无谓的能量耗费。即在正常的电气设备运行情况下,减少能源的损耗如变压器损耗,线路损耗,镇流器损耗等等。具体到电气设计过程中来,本人认为在建筑电气中的节能设计应该解决好以下几个方面问题:

(1)减少变压器的有功功率损耗变压器运行过程中变压器损耗包含空载损耗和负载损耗。变压器的空载损耗又称为铁损,是变压器运行过程中铁心消耗的能量,跟变压器的负载率无关,只要变压器投入运行本部分损耗即存在,铁损由铁心的涡流损耗及漏磁损耗组成。由变压器铁心材料和制作工艺组成,变压器制成后及不变。减小变压器铁损的措施需选用空载损耗小的变压器,如干式变压器,S11型油浸式变压器等。按照新出台的强制性国家标准《三相配电变压器能效限定值及节能评价标准值》,本人认为选用满足此标准的变压器及可看为节能变压器。负载损耗又称为铜损,是变压器传输功率过程中产生的损耗,及变压器的线损,决定于变压器绕组的电阻及流过绕组的电流大小,与变压器的负载率β的平方成正比。减少变压器的负载损耗,首先是选用变压器负载损耗低的变压器,在确定变压器型号后,减少铜损的措施是合理确定变压器的负载率,变压器的最大效率是负载率为50%,可按此标准,变压器的初投资将增加较大,综合变压器的初投资,变压器的运行电费,本人认为变压器的运行负载率在70~85%比较合理。另外,在建筑电气设计过程中,应该合理确定需要系数,计算有功功率,确定合理的变压器容量及台数,本人认为变压器台数应确定在2台及以上。可以根据季节性负荷如季节性空调容量,供暖锅炉房负荷的运行情况确定投入运行的变压器台数,以减少变压器的有功损耗。

(2)减少供配电线路中的能量损耗,由于线路上存在电阻,有电流流过的时候就会产生损耗,在线路的传输功率一定的情况下,通过线路的电流是不会改变的,要减少线路的损耗,只有减小线路的电阻,所以在设计过程中可采取以下措施:

①选用电导率较小的材质做导线。结合我国现阶段的国情情况,选用铜芯作为导体是最合适的材料。

②变压器应设置在负荷中心,以减小供电线路路径,节约导体并降低线路损耗,一般情况下供电半径控制在250m范围内(各地供电部门要求有所差异,应调查清楚)。

③减小供电线路的长度,一般情况下供电线路应走直线,如低压配电房在竖井附近,可减小导线长度。

④在导线截面选择过程中,按照经济电流选择导线截面,即在电缆导线寿命范围内,线路初投资和导体损耗费用之和最小的使用截面,使综合投资最小。按照我国国情,如果能全面推行按经济电流选择电线、电缆截面,将减少35~42%的线路损耗。在图书馆的设计过程中,所有电线电缆均选用铜芯导体,整个建筑物长宽为97.7×41.7m,变配电设备房设置于一层前端37m处,大楼配电竖井仅与配电房隔一走道,这样的布置保证了所有电气管线能在最短的距离到达用电设备处,最大限度的减小了线路损耗,导线选用过程中按照经济电流对照表格选用,较大限度地减少电路损耗。

(3)减少线路照明中的能量损耗。因为建筑照明量大而面广,因此照明节能潜力很大,按照《公共建筑节能设计标准》要求,公共建筑照明的节能设计应执行《建筑照明设计标准》的要求,在具体设计过程中,本人认为应该从以下几个方面入手:

①采用高效光源和灯具。在建筑照明设计过程中优先选用光效高的光源,如T5,T8管细管径荧光灯,金卤灯,高压纳灯,紧凑型荧光灯等光源。灯具的效率,敞开型灯具效率不低于70%,格栅式不低于60%,带保护罩灯具不低于55~60%,在设计过程中,应根据不同的场所选用不同的光源和灯具,尽量避免选用白炽灯,隔栅灯具及带保护罩,一般办公场所优先选用开敞式T5,T8荧光灯支架,光源及灯具的效率比较高,在保证照度的前提下,用电量最小。

②确定合理的灯具控制方式。每个照明开关控制的光源数量不宜过多,一般办公场所应按照跟窗户平行的方向的控制方式,有利于充分利用天然采光,大开间办公场所宜采用区域控制方式控制灯具,较少人员工作时可按区域控制灯具的启闭,楼梯间等场所应采用节能自熄式开关,以节约电能,大型公共场所采用智能控制方式控制灯具,根据场景需要控制照明灯具。

③提高线路的功率因数。优先采用电子镇流器及节能电感镇流器加电容补偿,提高线路功率因数,减小线路电流,降低线路功率损耗。另外,照明设计过程中应执行《建筑照明设计标准》中应注意照明功率密度值的强制性条文的要求。在秦皇岛外国语学院图书馆设计过程中,除甲方有特别要求外,均按照无吊顶布置照明器,如自修室,阅览室等处均布置T8管荧光灯,采用开敞式灯具,走道等处选用紧凑型荧光灯光源,均最大限度地保证了光效;荧光灯均选用带电子镇流器,另在低压柜内集中带电容补偿装置,减少了线路的损耗;灯具布置与外窗平行,尽量考虑天然采光;大开间办公区,阅览区采用分区控制照明灯具的方式,中小开间办公区采用面板开关控制,走道、楼梯等处选用节能自熄型开关;均体现了节能设计的考虑。降低变压器损耗,线路损耗,照明损耗是建筑电气节能设计的关键点,而上述措施都是在设计过程中能够通过精心计算,优化设计方案解决的问题。建筑电气设计中的节能设计是整个电气设计过程中很重要的一部分,设计师应该本着认真负责的态度认真为业主设计出电气节能的建筑物,为国家节能工作贡献自己的一分力量。由于笔者的水平有限,以上论述难免有不足、错漏之处,还望各位专家、同仁多多批评指正,共同探讨与完善。

篇10:建筑电气节能设计论文

随着我国经济的持续发展,能源短缺问题已经越来越突出,在我国的“十一五”发展纲要中,就把“节能减排”作为一个主要的约束性指标进行实施。除了工业方面的节能减排工作以外,民用建筑作为建设工程领域的重要组成部分,它的节能工作与每个人息息相关。在民用建筑的节能工作中,除了提倡使用清洁能源之外,最主要的还是在建筑的设计阶段和施工阶段,进行规范的节能设施的建设。这其中最主要的就是建筑的电气系统,它的节能设计和建设,对整个建筑的节能工作起到了决定性的作用。

1供配电系统的节能分析

供配电系统的节能主要是在满足电能的使用前提下,通过减少供配电设备本身的能耗来实现节能。为了达到这一目的,除了使用节能设备之外,还有就是要考虑整个配电系统的合理性,以采取行之有效的方法来减少设备能耗。供配电系统损耗主要是由线路损耗和变压器损耗两方面构成的,而依照损耗的变化情况,又可以细分为固定损耗和可变损耗两种。固定损耗主要是线路上的电器介质损耗和变压器的铁损,损耗大小跟整个系统的频率和电压相关,并且只要接通电源,固定损耗就会一直存在。所以降低固定损耗的方法就是选择合适的节能设备。可变损耗又可以称为铜损,是电流通过变压器和导体的时候所产生的损耗,它的大小与线路的阻抗有关。因此想要降低可变损耗,主要是通过降低线路阻抗来实现这一目的。

2供配电系统的节能措施

2.1合理配置系统变压器的容量和台数

实现系统变压器的容量和台数的合理配置,主要是通过负荷计算实现的,它是整个供配电系统中用来确定变压器的容量和台数的主要依据。根据我国的用电水平和相关标准,各类建筑类别的变压器的容量和台数应该按照《全国民用建筑工程设计技术措施—节能专篇》中的规定指标进行。变压器装配指标如表1所示。

2.2减少低压线路长度

减少低压线路长度,能够降低系统的线路损耗。而要实现这一目的,首要的就是要将变压器设置在负荷中心,并尽量采用高压线路。在一些民用建筑选择供电中心时,设计者往往只从减少设备房的面积、管理方便或者是减少投资等方面进行考虑,这样造成的结果就是供电中心的变压器容量大、台数多,不仅造成管理困难,而且也形成了能源浪费。

3照明系统的节能措施

照明系统是民用建筑工程中不可或缺的一部分,因此,实现民用建筑工程照明系统的有效节能是建筑节能工作中的决定性因素之一,而实现照明系统的节能工作,主要可以从以下几个方面入手。

3.1采用合理的照明灯具

选用高效的节能灯具是实现照明系统节能的`手段之一,因为节能灯具的发光效率更高,可以实现电能的利用最大化,下面就对比白炽灯、节能灯和LED灯的功率大小和成本,以此来说明节能灯具选择的重要性。在不同的建筑场所中,灯具的选择也应该合理。比如在商业类的建筑中,为了实现有效节能,在一些楼层不高的场所中,应该使用直管型荧光灯;而在一些楼层较高的场所中,可以选择高压钠灯或者是大功率的细管径荧光灯。在居住类的建筑中,应该采用紧凑型荧光灯,不仅节能而且光通量是普通白炽灯的5倍,并且LED灯也开始逐渐由室外装饰照明发展为家用照明,所以还可以使用更加节能的LED灯。而在一些公共场所中,应该选择更加耐用的日光灯或者是荧光灯。除此之外,一些户外场所需要发光率更高的灯具,所以高压钠灯是很好的选择。

3.2更加科学的灯具控制方式

根据不同的建筑场所,灯具的控制方式也应该不同,但是总的原则是科学合理,避免造成能源浪费。在走廊、楼梯间等公共场所的照明,应该采用集中控制,或者是按照建筑的自然采光和不同季节,来进行合理的分区和控制。在较大的公共场所中,也应该采取集中控制的方式,方便人员管理。而像酒店宾馆的客房电源就应该设置成节能控制型的总开关,以保证旅客离开后客房能够自动切断电源,避免了电能浪费。

3.3使用智能灯光节电器

智能灯光节电器主要是利用微电子技术对照明系统的电能质量进行优化处理,它是在不影响照明设备正常使用的前提下,输出一个最优照明度,以实现节约用电和延长照明设备的使用寿命的目的。根据我国变配线路长,距离远的现状,为了减少输电线路中的损耗,供电部门的初始供电电压都高于额定电压,这样才能保证供电线路末端能够达到额定电压,但是过高的电压不仅会缩短设备的使用寿命,而且还会产生额外的电费开支,因此使用智能灯光节电器就非常有必要。

4配电线路的节能设计

在经济条件允许的情况下,配电线路一般推荐高导电率的导体,也就是铜芯电线比铝芯电线更好。因为铝芯电缆的电阻率比铜芯电缆约高1.68倍,因此铜芯电线比铝芯电线允许通过的最大电流高30%左右。并且由于铜芯电线的电阻率低,在同截面流过相同电流的情况下,铜芯电缆的电压较小。因此,同样的输电距离,能保证更高的电压质量;或者说,在允许的电压条件下,铜芯电线的输送电能能达到更远的距离,也就是供电的覆盖面积更大,有利于供电网络的规划,减少供电点的设置数量,达到节约资源的目的。而在配电线路的设计中,应该尽量走直线,以减少配电线路的长度,提高功率因数。这样的设计不仅能够降低线路损耗,而且还能提高供电质量。另外在电线界面的选择上也适宜按经济电流来进行,这种方法能够减少配电线路中的电能损耗,延长电线的使用寿命,达到节能目的。当然,除了以上的一些节能措施之外,民用建筑的配电线路设计还应该遵循以下原则:1)要充分满足建筑物的功能要求,即不同建筑场所的显色指数、照度和色温要求;满足医疗建筑、体育场馆、餐饮娱乐场所和酒店的电气设备的用电需求;2)要充分考虑实际的经济效益,不能因为要节能降耗,就不考虑必要的投资消耗。所以节能也要进行有效的经济效益评估,经过合理的比较分析,科学的选择节能设备,这样才能达到真正的节能目的;3)减少无谓的能量消耗,这是节能的关键。

5其他设备的节能措施

在民用建筑供电中,空调用电占了很大的一部分,因此设计出更加节能环保的空调系统也非常重要。一般来说,假如民用建筑采用的是中央空调系统,那么就可以采用自控管理系统来进行控制,从而达到节能的目的;如果采用的是分体式空调,那么应该设计一个专用开关,来控制它的用电插座回路,减少空调的待机损耗,从而达到节能目的。除了空调以外,在民用建筑中,冰箱、电视等等常用的家用电器也可以使用插座回路来减少其待机损耗。另外,在不少的公共建筑中风机和水泵设备的使用范围也是比较广泛的,并且据有关的数据显示,风机和水泵的节流损失费占到了整个维修成本的7%,所以对于这类设备也应该进行节能降耗。

6结语

节能降耗是经济可持续发展战略的重要目标之一,作为能耗大户,民用建筑也应该进行节能降耗工作,而电气节能就是主要的措施之一。据估算,到所节约的建筑电气能源可以媲美4座~5座三峡发电站的发电量,因此这笔资源是非常可观的。现在,国家正在大力发展节能设计,所以建筑电气节能设计的发展潜力很大,这也为所有的建筑电气工程人员提供了机遇。

作者:程青 单位:山西一建集团有限公司

篇11:建筑电气节能设计论文

建筑行业的快速发展和建筑理念的革新,使建筑物内部的设备和系统结构更加复杂。随着生活观念的革新,人们逐渐提升了建筑电气设备节能要求。近年来,我国建筑电气技术取得了快速的发展,建筑电气节能系统的施工技术和施工工艺也取得了相应的革新。设计人员对建筑电气设备进行电气节能设计过程中,要对建筑工程的综合节能问题进行考虑和分析,更加重视设备选型问题,并对建筑电气节能进行合理应用,进而将建筑工程能源消耗降到最小。

1建筑电气概述

近年来,我国能源消耗逐渐增加,各类能源浪费问题都比较严重。随着城市化进程的加快,住宅小区和公共建筑的数量逐渐增多,电气系统成为建筑施工过程中的重要组成部分。但是从设计、施工单位及相关部门对建筑电气节能认知不足,导致电气节能设计仍然存在诸多问题,面临着资源消耗和浪费。

2建筑电气节能设计原则

首先,适用性原则。建筑电气节能设计要确保为人们提供基本能源,并促进建筑设备的良好运行。其次,经济性原则。结合建筑工程实际情况,进行电气节能设计,将其投资降到最低,从根本上提升电气节能设计的性价比。最后,设计人员要结合建筑物的实际情况和功能,以及能源消耗的地方性特征,选择适当的节能措施,以确保将建筑电气设备日常应用过程中的能耗降到最低。

3建筑电气设备的电气节能设计方法

3.1变配电设备节能

(1)结合建筑电气实际情况,对供电电压进行合理选择。同样供电背景下,供电电压越高,其电能损耗就越小。

(2)合理选择供电方式,优化供配电系统,减少变压级数,根据用电设备的工作状态,合理分配与平衡负荷,使用电均衡。单相用电负荷应均匀分配在三相网络。

(3)正确选择和配置变压器容量及台数。变压器是配电系统中不可或缺的重要组成部分,其能量损耗包括铁耗和铜耗两种。铁耗情况是由铁芯材料和工艺决定的,不受负荷因素干扰。铜耗受到负荷大小影响,设计人员在变压器选择过程中要对负荷运行规律进行综合考虑,进而对变压器台数和运行参数进行确定,将能耗降到最低。选择低损耗节能型变压器。实现变压器的经济运行。

(4)降低线路能量损耗。线路电能损耗受到线路长度和和负载大小的影响。其应用原理是提高整体功率系数,合理设置集中或就地无功补偿设备,减少导线电阻,进而对线路电能损耗进行降低。设计时要对线路路径进行控制,使其呈现直线走向,减少导线长度;合理选择导线截面。变配电室宜设置在负荷中心。

(5)加强管理,变配电设备配置相应的测量和计量仪表。

3.2照明系统节能

照明系统在建筑物中应用广泛,其是电气节能的重要组成部分。照明系统节能设计要符合照度、色温和显色指数相关要求。

(1)对建筑物照度标准进行综合考虑。设计人员要结合《建筑照明设计标准》对建筑物照明系统进行设计。针对照明要求高的场所,可以采取混合照明措施,对其进行主次划分,以减少不必要的电力能源浪费。

(2)建筑照明设计中应用高效光源。如选择三基色T5、T8直管荧光灯、金属卤化物灯及LED灯;使用低能耗性能优的光能用电附件,如电子整流器、节能型电感整流器、电子触发器等。合理选择照明控制方式,如采用节能型开关。

(3)照明设备的选择过程中,要对其便利度进行考虑。确保其容易更换和清扫。

(4)自然光源应用。在日常建筑物照明过程中,应用自然光源,能够实现节能环保,减少能源浪费,也能够让人们得到身心的充分放松。

(5)周边照明环境的应用。设计师可以在建筑物装修过程中,选择浅色调或者具有光泽的装修材料,并借助光的反射原理,增强室内照明效果,最大程度降低电能消耗,实现电气设备节能。

3.3空调系统节能

空调系统能源消耗在建筑总能源消耗中的比重比较大,其具有相应的节能空间和节能优势。设计人员要从系统接口处进行设计施工。同时各专业要相互配合,以实现各系统的优化,进而达到电气节能目的。系统接口处设计涵盖的要素比较多,包括:参数检测和传感器选择;风阀门、水阀门和蒸汽阀门管径计算;电动调节阀流量选择;独立运行控制系统通信口设计。设计时要注重对水平控制和节能进行同等把控,从四个方面进行空调系统节能设计。

(1)对机电设备实施启停方案。可采用变频启动、软启动等。

(2)控制变风量和变流量系统。宜采用电动机调速运行的方式进线调节。

(3)结合季节要素,进行水泵控制。

(4)低温送风系统优化设计。

3.4电动机节能

电动机是建筑电气设计过程中的重要组成部分。在日常应用过程中,电动机会产生较大的能耗。设计人员要采取相关措施对其能耗进行控制,并最大程度提高其工作效率和运行质量,达到建筑电气节能设计目的。

(1)设计人员要对电动机的相关负荷要求进行评估,根据电动机的负荷情况,选择与之相匹配的电动机型号及规格。

(2)注重选用效率比较高的电动机,进而避免电动机应用过程中,出现过多的空载消耗和负载消耗,以确保电动机的工作质量和效率,进而达到节能目的。

(3)对电动机实施新型控制模式,进而提高其运行质量和效率。同时,设计时对功率在50KW及以上的电动机独立配置电压表、电流表,监测电动机运行参数。功率在200KW及以上宜采用高压电动机,可减少用铜量和线损,具有显著的节能效果。

(4)合理选择无功功率补偿方式,降低线路损耗。

3.5太阳能

太阳能光伏发电系统节能应用是通过太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器组合实现的。可以将太阳能应用到建筑物部分用电设备设计中如太阳能灯具可用作道路照明和体育馆等公共基础设施照明中。设计人员要从以下几个方面对太阳能光伏发电系统节能进行综合考虑。

(1)设计人员要结合电气节能的实际情况,对用电负荷性质、用电大小和工作时间进行综合考虑;

(2)对系统输出电压等级进行设计;

(3)使太阳能应用过程中不受外部天气因素干扰;

(4)对建筑物所在地的太阳能情况进行考虑。

3.6建筑设备自动化管理控制系统应用

计算机技术和网络技术,以及自动化控制,为建筑电气设备自动化管理提供了应用空间。其能够对建筑电气设备能源消耗进行有效控制,进而满足节能要求。设计人员能够应用建筑设备自动化管理控制系统,实现对建筑内部的给排水系统、空调系统、送排风系统及公共场所照明的控制和管理,最大程度降低建筑电气设备运行过程中的安全隐患,并将能源消耗降到最低,达到电气节能目的。

4结语

建筑电气节能设计是当前社会经济背景下的必然,其能够提升能源的利用率,将建筑电气设备的经济效益和社会效益发挥到最优。随着日常生活理念的革新和环保意识的增强,人们逐渐认识到电气节能的重要性,其为建筑电气节能设计提供了广阔的应用和发展空间。建筑电气设备在节能设计过程中,要对相关设计要素进行综合考虑,并注重对新型节能技术的应用,以满足资源节约型社会发展要求。

篇12:建筑电气节能设计论文

1前言

近几年,随着我国经济的快速发展,相关部门对节能问题的紧迫性和重要性的进一步的认识,同时建筑节能的设计已全面开展,建筑节能设计在不断发展、不断深化,不断对建筑节能设计的标准进行完善。电能作为我国应用广泛的重要能源,是我国能源消耗的主要部分。在对照明设备进行设计的过程中,将线路上电能的消耗尽可能的减少,并且要对系统的功率进行提高,充分开发照明设备的节能潜力。综上所述,建筑节能设计工作是一项既艰巨又复杂的工作。

2建筑电气节能的设计原则

在进行建筑设计时,本着绿色照明的原则,对电气设施、照明设施的节能的相关问题要提高关注。重视人们对照明的需要,同时还要实现照明节能的目标,满足人们工作、生活、生产等需求是绿色照明的基本要求,提供给人们更高的工作、生活质量。故在照明过程设计的进行过程中,将照明设备的位置进行合理布置,全面对建筑周围的环境进行考察,既要满足人们的日常照明需求,又要尽量降低用电量。在电气和照明设计时,要对照度水平和光的特征进行全面考虑,做到资源节约,真正实现建筑节能的目标。

3建筑电气节能设计

以供电距离及分布、符合容量、用电设备特点等因素为建筑电气节能设计的依据,合理设计供配电系统,使系统尽量可靠、简单、易操作。负荷中心应尽量离变配电所近点,从而缩短配电半径,达到减少线路损耗的目的。对变压器的容量、台数、型号合理的选择,实现经济运行,使轻载运行中不必要的电能损耗尽可能的减少。当有电流通过线路时,因线路上存在电阻,必然会功率的损耗现象。所以,电能利用率低的一个重要原因是由于线路传输上的损耗。若想减少这类损耗,应从以下几个方面着手:

(1)尽量选择电导率小的材料作导线;

(2)减少配线长度;

(3)尽量使导线横截面积增大;

(4)对季节性符合进行合理调剂。提高电动机的功率因数和工作效率是减低电动机电能损耗的主要途径。在进行设计时,应以负荷特性为依据考虑更节电的电动机,明确负荷是否连续是其关键之处。要是泵和风机等平方递减负荷特性,那么,轻载过程中打开风门和阀门,通过调速电动机低速运行对建筑电气系统节电。要是在轻负荷时电机不能停止工作,因此需考虑使用调速装置;而在低速运行时,则需对使用其他方式或者逆变器变频装置调速进行考虑。

4电气照明系统的节能设计

照明节能设计过程中充分利用天然的光源一项主要的内容。随着人们对环境和能源的保护意识越来越强,在建筑物中如何充分采用天然光源,对节约照明用电的广泛重视。天然光源是用之不尽、取之不竭的能源。在进行照明节能工程的施工过程中,应对其进行充分利用,对采光标准进行合理制定,确定采光的方式,有机的将照明和采光相结合,使建筑物内的光照条件稳定。当照明质量满足时,应选用LED灯具、紧凑型荧光灯、细观径直管荧光灯。在灯具悬挂较高的场所,通常采用金卤化物灯、高压钠灯、镇流高压荧光汞灯,其不仅视觉质量高、综合费用低,又能节约能源。

4.1设计节能的合理方案

若要实现建筑电气照明节能要合理的对设计方案进行选择,全面对照明设备的安装方法和标度进行考虑。在设计时要全面考虑周围的环境及建筑物,以实际情况为依据选择适当的照明方式。设计时不仅要重视形式,更重要的是重视设备的实用性,进一步提高照明设备利用的效率。在条件允许的情况下,可以将空调设备和照明设备进行组合,合理的利用资源。同时,设计时还要区分一般照明区和混合照明区,在需要进行强光照射的地区要采用混合照明的方案,而在进行室内设计时,要尽量降低用电能耗,合理采用自然光。在进行建筑照明方式的选择时,要对结合实际情况来选择。在设计照明设备的过程中要尽可能对自然光合理使用,从而使灯具的功率降低,减少照明设备的数量,从而资源节约。可以在采光较好的地方采用自然光来满足照明需要,对电能的资源有效的节约。在进行夜晚照明设计时,要全面的考虑照明的舒适度,以提高人们的生活质量。

4.2高光效光源的应用

光源的选择对照明效果有着直接的影响,所以在照明设备的设计时要对光源的选择进行全面考虑。将建筑周围的具体情况与实际照明需求相互结合,进行合适的光源选择。在进行光源的选择时,要选一些发光率高、性价比高的高效光源,尽量满足人们对照明的需求。通常来说,在灯具安装高度较低的地方应选择荧光灯,而在安装高度较高的地方应选择金卤灯。在不利于维护且安装高度高的地方应采用高频无极荧光灯,如酒店大厅。近两个选择光效高、显色好的灯具,既要对人们照明的需求进行满足,同时又要实现建筑的节能。

4.3高效节能灯具的选择

进行照明设计的过程中,将灯具和光源有机的结合在一起,使其真正发挥照明设备的作用。所以,选择高效节能的灯具是实现照明节能的一个基础。经过调查发现,在进行照明设计时若灯具选择不当将会损失三到四成的光源,增加了很多照明设备的耗电量。因此,在进行照明设计时要选择合适的灯具,同时对室内的环境进行全面考虑。

4.4照明技术和产品种类的创新

在照明技术和产品种类的创新过程中,光纤照明和天然光照明就是使用最多的照明方法,这节能设计的过程中起着重要的作用。天然光的作用具体体现在顶部或侧面有大量玻璃的建筑,白天可以代替照明灯管起到照明的作用,且可通过自动控制幕帘对光纤的强度进行调节,达到人们需要的光照要求。室内没有自然光的时候光线照明才能得以体现,通过光纤对室外的阳光进行采集,转化为照明光进行照明,充分的对阳光进行利用。日前,随着我国科学技术水平不断的增长,对新的照明设备和照明技术科研人员在不断努力,将其成果有效的应用在建筑照明的设计中。在科学技术的日新月异和行业不断的发展下,照明设备和照明技术将会取得更好的开发利用,更高效的照明产品和光源会相继出现。随着时代的飞速发展,关于节能的法规和政策也越来越多,使得建筑电气照明节能的发展有坚实后盾,并且技术人员不断的更新进行技术,同时满足人们对建筑照明设计和电气设计的需求,为新的建筑物营造低碳、绿色、环保的氛围。

5结语

新一代建筑电气技术正尝试解决能源浪费问题,对传统电气设备采用各种先进的方法进行有效的控制。虽然近几年在建筑电气方面有所成就,但在技术方面仍然存在着巨大的发展潜力和上升空间。

篇13:建筑电气节能设计论文

1基本概念

电气照明技术,其具有基础性和综合性的特点,所涉及到的学科知识也非常广泛,其中包括光学,电学,建筑学,生理学等等。并且,这些学科的基本概念和原理也各不相同,为了实现照明节能的目标,提升电气照明效果,就应该仔细分析基本概念,深入研究原理,只有这样,才能实现节约能源,降低消耗的目标,针对电气照明节能,应从以下几点考虑:一是电光源。依照能量转换原理,光能的形成,是由其他能量转换而成,将这一原理应用到照明装置上,实现照明效果,这种装置被称作光源。光源的主要原理很简单,即电能转换成光能,用以满足照明需求,这种类型的光源就叫作电光源。科学技术持续发展的今天,电光源的种类逐渐增多,建筑照明对电光源的需求渐渐得到满足,并且安全性能大幅提升,使用寿命也在逐渐升高,这些改变促进节能降耗工作的顺利开展,具有十分重要的意义。因此,对电光源进行深入研究,以寻找节能效果最好的电光源为目标,积极推动建电气筑照明节能技术的发展。二是灯具。灯具的作用是对电光源的全部组件以及与电源连接中的路线进行保护和固定,灯具还有另外三种作用,即可以透光,可以分配光源,可以改变光源分部。因此,在灯具的选择以及性能方面,进行深入研究是十分必要的。三是评价方法。从耗能角度分析,电光源不仅在光效上要求很高,而且在使用寿命方面也是具有高要求的。高光效的应用,可以提高电光源能量转换效率,此过程主要受发光效率制约,即电光源能量转换效率与发光效率在一定程度上是成正比关系。

2节能设计原则

2.1完善建筑功能

建筑物功能繁多,照明系统的设计上,一定要根据建筑物不同功能进行合理规划。例如,针对娱乐场所,往往要求照明效果要醒目,因此建筑物的照明面积要足够大,光亮程度也要足够大;针对住宅类建筑物,要求照明效果要尽量温暖柔和,往往倾向温馨悦目。综上所述,针对不同功能的建筑物,要充分考虑建筑物的实际需要,以发挥建筑物的功能为目标,在设计光照系统方面要尽量满足实际需要。

2.2符合经济发展

目前照明市场上,充斥着各种各样的电气设备,有的价格非常昂贵,有的价格却非常低廉,因此,在选择照明设备时,要始终坚持以经济实惠,照明效果好为原则,不仅满足用户需求,同时更好地提高使用效率,促进整体效益提高。为了实现上述目标,要求设计人员要从经济角度合理布局,掌握经济元素,对建筑物电气照明设备进行合理选择,精心设计,进而实现经济发展的整体布局。

2.3坚持绿色原则

绿色照明,是指在满足用户生活、学习、工作等基础照明需要的前提下,还应实现节能效果,同时还要降低不必要的能量消耗。但是,在对建筑物电气照明节能进行设计时,不应过分注重节能降耗的效果,而忽略人们的现实需要,应该从实际,以此为基础进行建筑物电气照明节能设计,这样既符合绿色原则,又不影响人们的正常生活。

2.4降低无谓消耗

建筑电气照明节能设计,其最根本的目标是实现能源的高效利用,提高使用效率,因此,降低无谓能耗就显得格外重要。在进行设计规划之前,要发现出建筑电气照明中哪些是无谓能源,然后针对这些无谓能源,设计人员要采用对应措施进行解决。

3节能设计措施

3.1合理制定设计方案

根据建筑照明设计准则,设计人员在进行设计过程中,必须讲求实效性,绝不可以仅仅为了满足形式主义,而忽略了整个照明系统要符合实际需要,满足用户需求。照明类型不可以千篇 一律,要实行分区设置,比如在空调房间内,照明系统应与空调系统组成联合系统,并对用电指标进行严格把控。采用多个光源,用来实现高照度,进而满足用户需要。有的场所需要改变光的颜色,这时可以采用混合照明法,在方案的选择上,应该选用光源利用系数高的。

3.2合理选择节能灯具

在照明设备的选择上,要根据使用场所实际需要,建筑工程性质,建筑照明数量,人员视觉要求,以及建筑照明质量等因素,合理选择光源。光源的选择要满足启动时间的要求,显色性的好坏也要作为选择依据,要满足三个特点:一是发光效率高,二是使用寿命长,三是性价比要高,满足这三点的光源是首选目标,其还具有方便快捷,启动可靠的特点。室内灯具选择方面,灯具应满足两点,即控光效率高,发光效果好,从而有效节约了电能。除此之外,灯具配光曲线也是重点选择依据,减小单位面积耗电量,降低运行与投资费用。通过对灯具相关数据进行计算,确定光束宽度和利用系数,结合数据,选择正确的节能灯具。一般情况下,普遍选择直管荧光灯,因为其发光效果高,性价比较高,显色性能好,使用寿命较长。针对高大厅堂等场所,由于维护较为方便,一般选择高频无极荧光灯,可以使用寿命很长时间,显色性能好,方便快捷,安全可靠,耐用性强。

3.3利用先进照明方法

在进行设计时,应该以使用天然光和光纤照明为基础,结合现代科学技术,合理设计照明线路,控制开关也要尽量符合节能要求。针对写字楼等高大建筑,这些建筑玻璃普遍比较大,设计者要充分意识到这一点,利用天然光线取代电源设备,运用折射原理,将自然光引入到室内,从而无需人工照明的参与,完全可以具备足够照明,改善工作环境,有利于工作者的健康。除此之外,自动控制帘幕也应有效利用起来,其能够调控光线强弱,使光线更适合人们需要。对于地下室照明,要选用光纤照明方法,原理是利用光采集袋,将自然光传输到室内,此方法不消耗能源,降低用电成本,还可以通过设计,创造不同艺术效果。

4结论

建筑电气照明节能设计,是一个非常复杂的过程,而节能降耗一直以来都是各国重点研究的问题,因此,在设计过程中必须遵循节能标准,合理设计节能方案,选用适合的照明设备,运用现代技术,实现节能降耗的最终目标。

篇14:建筑电气节能设计论文

住宅建筑电气系统的节能设计应该从整体上考虑,结合建筑电气工程特点与供电条件,优化供配电系统的网络结构,合理选择供配电方式和照明形式以及电气设备。以各项功能用电的要求和设计规范的要求为依据进行电气设计,设计做到经济、实用、节能原则的同时,能够最大化地保证居住者的舒适度和居住质量。本文就住宅建筑电气中的供配电系统的节能设计和照明的节能设计问题简要进行分析。

1供配电系统的节能设计

供配电系统功率损耗主要包括三相线路中有功及无功功率损耗,电力变压器的有功及无功功率损耗等,因此供配电系统的节能设计主要集中在变压器的节能设计、提高系统功率因数、降低配电线路损耗三个方面:

1.1变压器的节能设计

配电变压器是整个建筑电气系统中的核心设备,供配电系统的节能设计主要通过它来实现。民用建筑中大都采用干式变压器,干式配电变压器具有高效节电、绿色环保、安全可靠等优点,应优先选择SC(B)10、SC(B)11等节能变压器。设计变配电所时如果选用两台及以上变压器,可根据负荷类型情况在两台变压器中间增加联络柜,设置联络柜既提高了供电的可靠性,又可以根据电气设备的负荷的运行情况的,投入变压器的运行台数。在变压器运行时,变压器的铁损即空载损耗是不随负荷变化的,铜损即负载损耗与通过电流平方成正比,如果工程项目需要做绿建时,配电变压器应选用能效等级高的变压器,变压器应符合规范《三相配电变压器能效限定值及能效等级》(GB2-)的能效等级要求,变压器的空载损耗和负载损耗为衡量变压器等效等级的两个主要参数,变压器的负载率应在75~85%较合理。

1.2配电电缆或电线损耗的降低

为了降低配电电缆或电线的损耗,应在满足其敷设规范的条件下,敷设最近的路由到配电点。变配电房尽量接近负荷中心,宜靠近电气竖井,以便减少主干线(电缆或插接母线)的长度。根据需要配电负荷的密集度确定变压器的配电半径,变压器的配电半径不宜超过200m,配电的负荷比较密集时不宜超过150m。合理设置配电电井或者配电间,划分配电范围,对于同层面积大的建筑物,根据防火分区和配电形式等情况,应电气竖井尽可能设在中部(或两端),强电井的配电半径距离一般是不大于50m,弱电井的配电距离一般是不大于100m,以便减少水平电缆敷设长度。配电电缆和电线的材质宜选用电阻率ρ较小的铜芯材质,消防配电线路、密集的公共场所以及重要的居住建筑、机房等需选用铜芯材质,铝线的电阻率ρ比铜线的电阻率ρ大。对于较长的配电路径,在满足载流量热稳定,保护配合及电压降要求的前提下,设计时加大一级选择电缆或电线的截面,降低电缆或电线电阻,从而降低电缆或电线损耗。尽管增加了电缆或电线的截面增加了初期的投资费用,由于节约了电能,减少了年运行费用。对没有计费要求的负荷进行分类配电,动力、照明、消防负荷和非消防负荷等同类负荷由一条主干电缆供电,同样大的干线截面可传输更多的功率,减少线路的损耗和节省投资。

1.3系统功率因数的提高

供配电系统中一些用电设备,比如水泵、电梯的电动机、家用电器灯具的镇流器等很多为电感性负荷,电感性负荷在电网中会产生无功功率,增加了电缆或电线的功率损耗。无功功率的存在既影响变配电系统中的电压质量,也增加了变配电系统总的供电容量,更增加了变配电系统中的的线路损耗。为了减少无功功率在线路上的流动,通过提高用电设备的工作效率,提高配电系统中的功率因数来改善电压质量,同时也达到节能目的。一方面可通过集中补偿与就地补偿来提高功率因素,通常10(6)kV及以下的无功补偿宜在配电变压器低压侧集中补偿,且低压侧的功率因数不宜低于0.9,高压侧的功率因数指标,应符合当地供电部门的要求;容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单独就地补偿;另一方面电气动力系统的电动机应结合电机具体运行工况,通过控制方式如电动机的软启动、变频节能调速等控制技术达到节能的目的。在工程设计中应选用高能效的电动机,电动机的具体性能参数在工程中通常体现在水专业和暖通专业以及建筑专业的设备说明里,由设备制造商统一供应的。例如:项目生态园的电动机性能要满足规范《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》(GB18613-)、《清水离心泵能效限定值及节能评价值》(GB19762)中节能评价值的要求,应在水专业或者空调专业的设计说明中表述电动机参数的节能要求。电气专业设计说明中注明非消防类、风机、水泵、电梯等动力设备采取变频启动等节能措施;消防类、风机、水泵等动力设备小功率采用直接启动,大功率采用星三角降压启动,电梯采用群控方式等节能措施。

2照明的节能设计

合理选取照明灯具和照明形式,满足《建筑照明设计标准》(GB50034-2013)中照度标准和照明功率密度的要求。照明灯宜选用三基色细管荧光灯、紧凑型节能荧光灯和LED等高效源,气体放电灯选用电子镇流器,单灯功率因数不小于0.9,应急疏散指示灯采用LED光源。在满足眩光限制的条件下,优先采用灯具效率高的灯具及开启式直接照明灯具,室内灯具效率不低于70%,并要求灯具的反射罩具有较高的反射比。在满足灯具最低允许安装高度及美观要求的前提下,尽可能降低灯具安装高度,以节约电能。对于住宅,设置一般照明后,根据具体使用要求可设置台灯等局部照明灯具。公共走道、楼梯等场所除应急照明外的灯具,采用红外感应延时自熄开关控制。有天然采光的场所,将靠近窗的灯具与远离窗的灯具分组控制,尽量利用自然光,减少灯具开启数量。室外公共照明根据季节变化,并结合天空亮度变化,采用光控和时间控制相结合的智能控制方式。室外公共照明采用分区、分组控制,以节约电能。例如:项目生态园的各房间或场所照明功率密度值不低于现行国家标准《建筑照明设计标准》(GB50034-2013)中的现行值规定,车库、室外照明、公共走道照明、厨卫采用LED灯具,住宅内采用三基色T5环形荧光灯,电梯前室、楼梯间采用声光控延时开光等。

3某住宅小区供配电系统的节能设计实例

小区规划总建筑面积为45623m2,建筑单体共6个,其中商业、住宅楼3栋,商业、办公楼1栋,商业楼1栋,地下车库1座,住宅总户数为326户,其中商业建筑面积为7381m2,办公建筑面积4500m2,地下车库建筑面积为8886m2,住宅建筑面积24856m2,住宅总户数为326户,共设置三台800kVA变压器(变压器型号为SCB11),一台柴油发电机300kW。其中一台住宅负荷用电变压器,负载率83%,总安装功率为1796kW;一台商业用电变压器,负载率75%,总安装功率为778kW;一台商业办公及其公用用电变压器,负载率80%,总安装功率为932kW。三台变压器均采用低压柜处集中补偿,补偿后功率因数均达到0.9以上。变配电室设置在地下室,放射式向位于地下室四周的塔楼配电,变配电房设置方便布置进出线,离用电量大的其他设备房近,以及考虑要求车库的使用情况、变配电房的位置设置要求,发电机的进排风等要求,变配电房设置在一号商业、住宅楼的附近,变配电房的至最远需要配电的塔楼电井的半径在150m内。三级负荷住户用电、商铺用电、办公用电分类分区采用大电缆配电,一级负荷消防负荷风机、水泵按防火分区及栋分别供电,一级负荷平时车库总照明、各栋平时总公共照明以及车库应急总照明、各栋应急总公共照明设配电总回路,一级消防负荷消防泵房、消防控制室以及一级负荷生活水泵房、弱电机房等采用专用配电线路。根据建筑性质合理选择电气设备,减少输配电中能耗;选择电缆、电线根据相关标准,重点考虑电缆如电流密度、机械强度、电压损失及发热等性质,并且对防雷等要求进行考虑。照明设计除满足现行国家标准《建筑照明设计标准》(GB50034-2013)中的规定外,车库灯具采用按车道和车位分回路配电和控制,公共走道采用节能三基色T5环形荧光灯等照明节能设计。

4结束语

综上所述,电气设计是一项多个设备与小体系的系统工程,优化电气设计能够有效降低电能消耗,提升电能使用率。这离不开广大电气设计工作者的努力,设计人员应有节约能源的使命感与紧迫感,严格遵循电气节能的原则,时刻更新设计理念,实现环保节能的长久目标,为我国住宅建筑电气设计行业的发展作出更大的贡献。

篇15:建筑电气节能设计论文

根据相关数据,建筑能耗在全社会总能耗中占有比例超过五分之一,并且随着全国建筑面积的增加,这一比例也将随之增加。因此,如何更加节能的设计建筑电路,降低建筑能耗成为建筑电气设计的重要内容。提高建筑电气的电能转换率,建立绿色环保的建筑节能电气系统,是现代化建筑电气系统的目的。本文根据建筑电气节能理念,利用建筑电气中常用的节能方法,从配电系统、照明、动力系统等方面阐述建筑电气设计的技术要点。

1建筑电气节能设计概论

随着电气能耗在建筑行业所占比例逐渐增大,所以,在建筑电气系统设计过程中,我们需要考虑其能耗的控制。电气能耗主要由电力线路铺设时的材料损耗以及电器运行时的电能消耗组成。建筑电气节能的设计也要从这两方面出发,合理规划线路,提高能源转换效率,使得建筑电气系统更加安全,经济,环保。

2建筑电气节能设计原则

2.1安全适用性

建筑电气节能的设计,必须要保证建筑电气设备的能耗需求和运行安全。在此基础上,进一步的考虑降低电能消耗,避免能源浪费。所以,在设计建筑电气系统的时候,首先应该考虑到建筑内各种电气设备的功能和电力参数,合理分配电能,达到节能目的。

2.2经济效益性

在设计建筑电气系统过程中,还必须注重经济效益,避免不必要的材料和设备的浪费。不能耗费大量的资金来建设节能设备,这样往往会得不偿失。只有合理的分配资金,才能更好的节约能源,降低能耗。比如可适当的采用先进的电气节能设备。在设计中,要充分考虑这些设备的经济效益。

2.3环保

设计建筑电气节能系统,一定要考虑到对环境的影响。之所以降低能耗,一方面也是为了保护环境,构建更加和谐的人与自然的关系。建筑电气节能的设计不能顾此失彼,只考虑电能的节约而不考虑节能设备对环境的影响。只有真正做到绿色节能,才能达到建筑节能的真正目的。

3建筑电气节能设计要点

3.1选择高效能配电器

配电变压器作为重要的电能转换和分配的电气设备,在一定程度上也会消耗能源。因此,选择合适的配电变压器非常重要。为了提高变压器的电能转换效率,我们应该选择合适的变压器容量和参数,进而降低其运行能耗。根据实际的负荷需求,将负荷率设置在70%左右较为合理。此外,在选择配电变压器的型号的时候,应该选择空载、负载功耗相对较小的变压器。

3.2选择合理的无功补偿策略

合理的选择线路的无功补偿方式可以有效地降低线路损耗,进而提高功率因素来降低能耗。对于建筑中的配电系统而言,主要采用三相共补和单相分补的方式来提高系统的功率因素。民用的建筑供电系统中,单相负荷有照明、家用办公的电器等;三相负荷则主要有电梯、水泵、中央空调等设备。其中,主要以单相负荷为主,大约占总负荷的40%—60%。然而,“单相分补”的配电方式投资比较大,比“三相分补”要大25%左右。所以,根据实际情况,应该采用“单相、三相相互结合共补”的配电方式来达到节能经济的目的。

3.3合理的设计电气线路

选择恰当的配电间,合理铺设电气线路,既能够节约电气线路的材料损耗,也能减少电气的线路损耗。在建筑电气线路的铺设中,尽量选择最短路径,并且要铺设在散热通风条件好的地方,避免因高温使得线路老化加快,而增加额外的电能损耗和不安全因素。根据实际需求,需要选择合适的导线截面积,增加线路导电性能。

3.4选择合适的用电照明系统

在建筑电气功耗中,照明系统的功耗占有很大部分,所以选择节能高效率的照明设备可以很大程度上降低能耗,节约成本。首先,应该选择优质、高光效率的光源。比如LED节能灯、荧光灯或者是气体放电光源。这些光源不仅发光效率高。光质量好,而且使用寿命长,不易损坏。其次,要设计合理经济的照明线路。实践证明,三相四线式的供电方式可以很大程度降低电能损耗。再次,多采用智能开关,比如光控开关和声控开关。这样可以很大程度的提高照明的使用效率,避免不必要的浪费。合理利用自然光源也是节约能源的一种途径,科学设计建筑体结构,增加其采光面积。比如采用透光性能好的玻璃或者铺设反射面,提升室内光线亮度。

3.5合理的设计控制系统

可以的控制用电设备也可以很大程度的节约能源,提高用电效率。采用智能化的控制,可以实时的根据需求,来控制用电设备的工作。随着现代科技的快速发展,智能控制技术在建筑行业得到广泛应用,这样不仅可以做到节能环保,而且能够很大程度的提高人们生活水平。

4总结

随着科学技术的发展,现代建筑中,电气节能设计是个系统的工程。我们需要综合的考虑各方面因素,主要从节约材料和提高电能利用率两方面着手。优化电气系统整体结构,从配电、电气线路、电气设备等各方面考虑,合理协调好各方面机能,利用好先进的科学技术,最大程度的提高电能利用率,实现资源的高效利用。进而,设计出高效,环保,智能的建筑电气节能系统。

篇16:商业建筑空调节能技术措施探讨

商业建筑空调节能技术措施探讨

摘要:本文针对空调系统能耗的影响因素和商业建筑的特点,以实际商业建筑空调节能改造为例,从减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制七个方面分析了商业建筑空调节能的具体技术措施和实施办法。

1 概述

随着经济建设的发展,商用建筑(写字楼、宾馆饭店、大中型商场等)大量兴建,1997年全国房屋建筑竣工面积达62244万平方米,其中住宅占53.8%、商业建筑占25.4%[2]。目前国内兴建的采用中央空调的商用建筑普遍存在着高能耗的问题,例如清华大学在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计,这些商场的全年运行能耗平均大约是188 kwh/m2.a,而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135 kwh/m2.a,也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40%。空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分,占总能耗的50~60%。初步估计目前全国商用中央空调用电量为400万~450万kW。按重庆和上海的统计,中央空调用电量已分别占全市总用电量的23%和31.1%[3],给各城市的供配电带来了沉重的压力。随着现代化建设的发展,能源供应会更加紧张,将会导致影响经济的持续发展。一般中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50%左右,对于商场和综合大楼可能要高达60%以上,因此节约商业建筑空调能耗是刻不容缓的。

空调系统的能耗主要有两个方面,一方面是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗,如压缩式制冷机耗电,吸收式制冷机耗蒸汽或燃气,锅炉耗煤、燃油、燃气或电等;另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水,风机和水泵所消耗的电能。

冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定,建筑物的空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数(如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等),室内空调设计标准,外墙门窗的传热特性,室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响,风系统、水系统的流量和阻力的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点,商业建筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面:减少冷热负荷、提高冷热源效率、利用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。

2 减少冷热负荷

冷热负荷是空调系统最基础的数据,制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵以及给房间送冷、送热的空调箱、风机盘管等规格型号的选择都是以冷热负荷为依据的。如果能减少建筑的冷热负荷,不仅可以减小制冷机、供热锅炉、冷热水循环泵、空调箱、风机盘管等的型号,降低空调系统的初投资,而且这些设备型号减小后,所需的配电功率也会减少,这会造成变配电设备初投资减少以及上述空调设备日常运行耗电量减少,运行费用降低。所以减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施。减少冷热负荷有以下一些具体措施:

2.1 改善建筑的保温隔热性能

房间内冷热量的损失通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。改善建筑的保温隔热性能可以从以下几个方面着手:

确定合适的窗墙面积比例,不要盲目追求大窗户、全玻璃幕墙。

合理设计窗户遮阳。

充分利用保温隔热性能好的玻璃窗。

2.2 选择合理的室内设计参数

商业建筑空调的主要目的是创造一个舒适的室内空气环境,满足人们办公、学习、娱乐等的舒适及卫生要求。美国供热制冷空调工程师学会设计手册[1](ASHRAE Handbook)的基础篇里,给出了人体感觉舒适的室内空气参数区域,大约是空气温度13℃~23℃,空气相对湿度20%~80%。

如果夏季设计温度太低或冬季室内设计温度太高,都会增加建筑的冷热负荷。在满足舒适要求的条件下,要尽量提高夏季的室内设计温度和相对湿度,尽量降低冬季的室内设计温度和相对湿度,不要盲目追求夏季室内空气温度过低、过干,冬季室内设计温度过高。

2.3 局部热源就地排除

商业建筑中的有些房间,由于使用功能的需要,会在房间的局部产生较大的散热量,例如厨房的灶台、医院消毒间的'消毒柜、电话机房的交换机等。在空调系统设计过程中,应考虑在发热量比较大的局部热源附近设置局部排风,将设备散热量直接排出室外,防止热量散发到室内,以减少夏季的冷负荷。但是在运行中,这些排风机可能没有开启或者发生故障并得不到及时的更换和修理,那么这些局部热源就会造成很大的冷负荷,浪费冷量和破坏室内热环境。

2.4 控制和正确使用室外新风量

由于新风负荷占建筑物总负荷的20~30%,控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。下图为北京某写字楼典型工况的冷热负荷各分项的比例:

图3-1 冷热负荷分项比例

由于新风负荷接近总负荷的1/3,所以要严格控制新风量的大小。除了严格控制新风量的大小之外,还要合理利用新风。春秋季或冬季,有些房间仍需供冷,此时当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时,可采用室外新风为室内降温,可减少冷机的开启量,节省能耗。

减少新风负荷应从以下两方面着手:

不要随意提高最小新风量标准

杜绝非正常渠道引入新风

3 提高冷源效率

评价冷源制冷效率的性能指标是制冷系数(COP,Coefficient Of Performance ),是指单位功耗所能获得的冷量。制冷系数与制冷剂的性质无关,仅取决于被冷却物的温度T0’ 和冷却剂温度Tk’, T0’越高,Tk’越低,制冷系数越高[4]。所以空调系统冷机的实际运行过程中不要使冷冻水温度太低、冷却水温度太高,否则制冷系数就会较低,产生单位冷量所需消耗的功量多,耗电量高,增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下一些措施:

3.1 降低冷却水温度

由于冷却水温度越低,冷机的制冷系数越高。下图显示了某离心压缩制冷机的制冷效率与冷却水温度的变化关系:

从右图可以看出,冷却水的供水温度每上升1℃,冷机的COP下降近4%。降低冷却水温度需要加强运行管理,停止的冷却塔的进出水管的阀门应该关闭,否则,来自停开的冷却塔的温度较高的水使混合后的水温提高,冷机的制冷系数就减低了。冷却塔使用一段时间后,应及时检修,否则冷却塔的效率会下降,不能充分地为

冷却水降温。

3.2 提高冷冻水温度

由于冷冻水温度越高,冷机的制冷效率越高,右图显示了某冷机制冷系数与冷冻水供水温度的关系。从图中可看出,冷冻水供水温度提高1℃,冷机的制冷系数可提高3%,所以在日常运行中不要盲目降低冷冻水温度。例如,不要设置过低的冷机冷冻水设定温度;关闭停止运行的冷机的水阀,防止部

分冷冻水走旁通管路,经过运行中的冷机的水量较少,冷冻水温度被冷机降低到过低的水平。

4 利用自然冷源

由于建筑室内的人员、照明灯光、电脑的设备的散热量的影响,在春秋季当室外空气温度较低时,室内空气温度仍然较高,仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区房间,即使在寒冷的冬季,由于室内的散热量没有途径散发到室外,室内仍需供冷。此时如果开启冷机供冷,不仅由于此时冷负荷较小,冷机制冷系数较低、能耗大,而且极端不合理。

比较常见而且容易利用的自然冷源主要有两种,一种是地下水,另一种是春秋季和冬季的室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度,所以地下水不仅可以在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量,而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气,此时室外空气较低,可用于空调系统供冷。例如,北京春秋季的室外空气湿球温度一般低于15℃,冬季室外空气湿球温度一般低于0℃,这种温度下的空气是较好的冷源,可用于空调系统供冷。

室外冷空气的利用有两种方法:一是春秋季利用低温室外空气供冷,当室外空气温度较低时,可以直接将室外低温空气送至室内,为室内降温。为了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷,空调系统设计时注意要有足够的新风道引入室外新风。第二种方法是利用冷却塔供冷,适合没有足够的新风道为室内送室外新风。具体方法是春秋季利用冷却塔将冷却水温度降低,再通过板式换热器冷却冷冻循环水,被降低了温度的冷冻水送到末端的散冷设备,如风机盘管、空调箱,将冷量送到各个需要供冷的房间。

此外,冬夏季利用全热交换器回收冷热量,也可起到很大的节能作用。为了保证室内空气足够新鲜,满足人们的舒适要求,空调系统需要从室外抽取一定量新鲜空气送入室内,同时将室内污染物浓度较高的空气排至室外。而这部分排风的温度、湿度参数是室内的空调设计参数,冬季比室外空气热,夏季比室外空气冷。通过全热交换器,将排风的冷热量传递给新风,可以回收排风冷热量的70~80%左右[5],有明显的节能作用。

5 减少水泵电耗

空调系统中的水泵不仅起着非常重要的作用,而且耗电量也非常大。下图是对北京12家星级宾馆空调水泵耗电量的调查结果:图3-4 空调水泵耗电量比例

从上图可以看出,空调水泵的耗电量占建筑总耗电量的8%~16%,占空调系统耗电量的15%~30%,耗电量接近于全楼照明用的电量,所以水泵节能非常重要,节能潜力也比较大。减少空调水泵电耗可从以下几个方面着手:

5.1 冷却水开式系统改为闭式系统

开式冷却水系统中冷却水泵的扬程除了要克服冷却水在管道中的流动阻力外,还要提供将冷却水从冷却水池送至高位冷却塔克服水位高差所需要的能量。如果取消冷却水池,将从冷却塔回来的水管直接接至冷却水泵的入口,这种冷却水系统成为闭式冷却水系统,冷却水泵就不需提供将冷却水从制冷机提升到冷却塔克服水位高差所需要的能量,只需提供能量克服冷却水在管道中流动的阻力,所以所需要的水泵扬程要

比开式冷却水系统小得多,因此水泵的能耗也就小很多。例如北京某饭店冷却水系统为开式系统,制冷机房和冷却水池设在一层,冷却塔设在十层屋顶,距地面33米,冷却水泵扬程为67米,配电功率为180kW,而改成闭式冷却水系统后,冷却水泵扬程只需25米,配电功率仅为75kW,每年可节电18万度,合人民币10.8万元。

5.2 减小阀门、过滤器阻力

阀门和过滤器是空调水管路系统中主要的阻力部件。在空调系统的运行管理过程中,要定期清洗过滤器,如果过滤器被沉淀物堵塞,空调循环水流经过滤器的阻力会增加数倍。

阀门是调节管路阻力特性的主要部件,不同支路阻力不平衡时主要靠调节阀门开度来使各支路阻力平衡,以保证各个支路的水流量满足需要。由于阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗,所以应尽量避免使用阀门调节阻力的方法。

实际工程中有很多不合理地调节阀门开度,造成水泵电耗无谓浪费的现象。例如北京某饭店的空调水系统的压力分布如下图所示:

根据上图水系统的运行压力分析可以看出,在热交换器和热水循环泵之间的阀门(此阀门的开度仅有25%)和管路消耗了0.2Mpa的扬程,泵后阀门(此阀门的开度仅有25%)消耗了0.08Mpa,而加压泵总的扬程才0.25MPa,加压泵出口的阀后压力为1.12Mpa,还低于热交换器的出口压力,加压泵的加压都消耗在了其前后的管路阀门上了,并不起到真正的加压作用。所以从冬季供热工况而言,加压泵是多余的。如果取消标准层加压泵,每年可节省电耗22万度,节省运行费16.5万元。

5.3 提高水泵效率

水泵功率是指由原动机传到泵轴上的功率被流体利用的程度。水泵的效率随水泵工作状态点的不同从0~最大效率(一般80%左右)变化。在输送流体的要求相同,即要求的输出功率相同的条件下,如果水泵的效率较低,那么就需要较大的输入功率,水泵的能耗就会较大。因此,空调系统设计时要选择型号规格合适的水泵,使其工作在高效率状态点。空调系统运行管理时,也要注意让水泵工作在高效率状态点。

5.4 设定合适的空调系统水流量

空调系统的水流量是由空调冷热负荷和空调水供回水温差决定的,如下式所示:

(3-1)

式中:

GDD水流量,kg/h;

QDD冷热负荷,kcal/h;

ΔtDD供回水温差,℃。

从上式可看出,空调水供回水温差越大,空调水流量越小,从而水泵的耗电量越小。但是空调水流量减少,流经制冷机的蒸发器时流速降低,引起换热系数降低,需要的换热面积增大,金属耗量增大。所以经过技术经济比较,空调冷冻水的供回水温差4~6℃较经济合理[4],空调热水的供回水温差10℃较经济合理,大多数空调系统都按照5℃的冷冻水供回水温差和10℃空调热水供回水温差的工况设计。

空调循环水泵的耗电量跟流量的3次方成正比,如下式所示:

(3-2)

式中:

NDD水泵耗电功率,kW;

SDD管路阻抗,表征管路特性的参数,kPa.s/m6;

GDD水流量,m3/s;

DD水泵效率。

实际工程中有很多空调系统的供回水温差只有2~3℃,如果将供回水温差提高到5℃,水流量将减少到原来的50%左右,所以如果水流量减少50%,水泵耗电量将减少87.5%,节能效果非常明显。但是实际工程中常出现如果减少水流量,有些房间就会出现夏季室温降不下来的情况,而不得不提高流量、降低温差来运行。出现这种情况的原因是水系统中各个支路阻力不平衡,夏季过热的房间所属的支路阻力大,当流量减少时,阻力大的支路水流量减小到不能满足需要的程度,致使房间过热。如果加大流量,阻力小的支路就会超过需要的水流量,那些阻力大的支路的水流量则刚好满足要求,不会出现夏季室温降不下来的情况。这种空调系统的运行是

以增大流量和耗电量为代价的。

变频水泵的使用

室外空气温度、湿度参数在整个供冷季和供暖季是在不断变化的,所以空调系统的冷热负荷在一年中也在不断变化,并不保持一成不变。空调的冷热负荷一年中变很大,全年大部分时间的负荷只有最大负荷的50%左右。当空调冷热负荷变化时,由公式(3-1)可知,所需要的空调冷热循环水量也随负荷相应变化。水泵的流量、扬程、轴功率和转速间的关系如下:[7]

(3-3)

式中:

n1,n2DD电机转速;

G1,G2DD水流量;

H1,H2DD水泵扬程;

N1,N2DD水泵轴功率;

所以通过改变水泵电机的转速,就可以连续地改变水泵的流量。电机的转速跟交流电的频率成正比。通常市政电网的电流频率是50hz,变频调速水泵就是利用变频器改变电流频率来改变水泵转速和流量。

由于建筑全年平均冷热负荷只有最大冷热负荷的50%左右,如果通过使用变频调速水泵使水量随冷热负荷变化,那么全年平均的水量只有最大水流量的50%左右,水泵能耗只有定水量系统水泵能耗的12.5%,节能效果是非常明显的。

6 减少风机电耗

空调系统中风机包括空调风机以及其它送风机、排风机的,这些设备的电耗占空调系统耗电量的比例是最大的,右图显示了北京某饭店空调系统各设备能耗所占的比例:

空调系统风机电耗所占比例最大,风机节能的潜力也就最大,风机的节能也应引起最大的重视。减少风机能耗主要从以下几个方面入手:定期清洗过滤

图3-6 某饭店空调系统各设备耗电量比例

定期检修、检查皮带是否太松、工作点是否偏移、送风状态是否合适。

7 改善空调系统控制

目前很多商业建筑的空调系统未设空调自控,也有很多商业建筑的空调自控系统因年久失修而无法使用,这使得空调系统的运行管理很不方便。特别是对于面积较大的商业建筑,可能有上百台空调箱、新风机组,运行管理人员连每天启停空调箱都没有足够的精力去实现,更不用说适时地调整空调箱的运行参数,让其节能运行。因此很多商业建筑的空调箱、新风机在空调季节只得让它们全天24小时运行。如果为空调系统加装自控系统,即使是最简单的启停控制,也可以极大节省空调能耗。例如北京某写字楼、饭店,面积13.5万平方米,有空调箱、新风机组90多台,而运行管理人员只有十几人,空调箱、新风机在空调季只能全天24小时运行。如果只为空调系统增加启停控制,每年可节电130万度,节约运行费78万元。

8 总结

目前中国商业建筑建设量大,商业建筑的能耗较发达国家高40%左右,商业建筑的节能是非常重要、刻不容缓的一项工作。商业建筑的空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分,通过上述具体措施,可以有效的降低商业建筑的空调能耗,并且已建成的商业建筑空调节能具有投资回收期短、效益高的特点,有利于商业建筑空调节能工作的开展。

参考文献

[1] ASHRAE handbook 1991 : Heating, ventilating, and air-conditioning applications,American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, c1991。

[2] 中国统计年鉴(1998),中国统计出版社。

[3] 何雪冰,刘宪英,中央空调节能有关问题的研讨,99西南地区暖通制冷学术年会论文集。

[4] 彦启森主编,空气调节用制冷技术,中国建筑工业出版社,1981年7月第一版。

[5] 钱以明,高层建筑空调与节能,同济大学出版社,1990年2月第一版。

[6] 周谟仁主编,流体力学泵与风机,中国建筑工业出版社,1985年12月第二版。

[7] 陆耀庆主编,实用供热空调设计手册,中国建筑工业出版社,1993年6月第一版

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