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建筑设备电气自动化系统的节能控制研究侯志强

发表时间：2020/9/23 来源：《基层建设》2020年第17期作者：侯志强

[导读] 摘要：建筑设备通过自动化系统控制实现智能管理，代替了人工管理方式，节省了人力工作，减少工作以外的意外事故发生。

        身份证号：13062719860511xxxx
        摘要：建筑设备通过自动化系统控制实现智能管理，代替了人工管理方式，节省了人力工作，减少工作以外的意外事故发生。同时，也降低了环境的污染程度，提高了设备运转的安全性。然而，自动化的建筑电力设备在我国建筑领域中正处于发展阶段，还无法达到与国际接轨的目标，因此对其进行系统性的研究讨论具有重要的意义。本文主要对建筑设备电气自动化系统的节能控制进行了探讨。
        关键词：建筑设备，电气自动化，系统，节能控制
        前言:
        随着技术的进步,电气自动化技术已经被广泛应用于了多个领域,建筑领域也不例外,而在当前可持续发展、环境保护等多种理念的推进下,建筑设备电气自动化正在不断朝着节能控制的方向发展,有效地保障了我国建筑领域的持续性发展。
        1电气自动化系统节能控制的意义
        根据最新的社会研究调查表明，我国每年在建筑方面的消耗能源已经超过了全国能源消耗总量的三分之一，在城市公共建筑中以空调的制冷和采暖系统的能源消耗为最大，占到了一半以上，照明系统的消耗同样非常巨大，也有30%左右的比例。这些电能和热能的实际消耗要远远大于规定的指标，能源使用效率十分低下，如何实现建筑的节能已经成为一个迫不及待的重大问题。现阶段，城市的公共建筑中已经广泛地采用了建筑设备的电气自动化系统，成功实现对空调、通风、采暖、照明等电气设备的自动化控制。整个电气自动化系统主要由传感器、控制器、执行设备以及监控软件所构成，并且这些设备之间必须通过通讯网络串联起来，组成有机的系统整体才能够完成对设备运行的管理和环境的优化控制。自国家颁布的《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）以来，其中就严格规定了在相同的建筑室内环境参数条件下，全年的空调、通风、采暖、照明等电气设备能源消耗应该减少一半以上。可见设计人员积极探索建筑设备中的电气自动化系统节能控制模型，对于降低能源消耗，实现环保节能有着非常重要的意义。
        2建筑设备电气自动化系统的现状
        近几年来智能建筑在我国已成为建筑市场的焦点，也是国民总值的经济增长点，在我国的总投资工程中占据着重要的地位。建筑设备一般是指建筑内的水/暖/机等机械设施，在建筑工程施工中极其关键。然而原有的建筑设备在运用过程中总是出现各种意外故障，常让建筑施工无法按时进行。现代人们提出利用现代的先进电气自动化技术来节约能源的设想，但是由于我国的智能建筑发展较迟，近几年才敢在大型工程中使用，还存在着许多技术和设计的问题，需要我们进一步去探讨研究。
        3电气自动化系统节能控制思路分析
        在建筑物中，由于环境的多样性和复杂性等因素决定了建筑设备自动化系统属于一种比较复杂的系统，它涉及到不同的目标方向，每个目标后面都具有多样化的任务。在电气自动化系统节能控制思路分析中主要遵循以下设计原则来进行：
        3.1配电设计优化
        在整个自动化电气系统中，电力的组成系统是一个重要的组成部分，因此在配电的过程中首先就要考虑到电力系统的优化适用性原则。要做到电力系统的适用性，除了要满足用电设备对负荷容量的可靠性要求，还应该保障电气自动化设备对控制手段的要求。这样一来，配电的过程中不仅能够有效适应用电设备和电气自动化系统的要求，而且还能够确保电力系统处在一种高效稳定、灵活且易于操控的环境下。
        3.2电气自动化系统的安全性
        安全问题对于任何一套用电设备来说都是最为关键的，建筑设备当中的电气自动化系统也不例外。做好电力自动化系统的安全性必须做到以下几点：第一，保证导线的绝缘性能处于良好的状态；第二，在铺设线路的过程中各导线之间要空出一定的绝缘距离；第三，将导线的负荷能力、热稳定及动态稳定性能控制在一定的范围之内，保证电气系统的安全；第四，做好电气系统的防雷和接地工作也十分关键。

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        3.3优化电气系统的运行效率
        在电气系统中设计人员通常都选用节能设备来为电气系统高效率的运行奠定基础，同时一些均衡负荷、补偿无功、减少电路损耗的节能方法也能够应用进来达到节能的目的。比如，在进行配电设计的时候，工作人员就可以合理地调整负荷量以及重新选取适当的设计系数。在电气自动化设计的节能控制中遵循以上这些方法原则能够有效提升电源的综合利用率和设备运行的效率，从而实现电能的节能环保效益。
        4建筑电气设备自动化系统节能控制研究
        4.1水、地源热泵系统
        水源热泵是利用夏季地球浅层水源，其温度低于地面建筑物温度，而冬季却高于地面建筑物温度。基于热传递原理相对保持建筑中温度的稳定性高的原理，进而达到调控空气温度的目的。水源热泵作为用户末端系统，在为用户供热时，会将能源从中央空调系统中的水源中提取出来，进而为其提供动力，满足用户对热水的需要。为用户供冷时，只需利用阀门的切换便实现供冷装置。地源热泵系统也称为土壤耦合式热泵系统，根据立埋的埋管形式，将水当作冷热量的载体，土壤与管道内的循环流动，导致彼此热量进行传递交换，促使水温的升高或者降低和空调室内供冷、供热的程度高低等。
        4.2变风量控制系统
        一般而言，被控参数变化是由于空气的湿度或者天气原因造成的，然而风的大小也可以改变空气的湿度。变风量空调系统在运行时可以改变风量的大小而不会改变风的温度，还能根据室内人数变化而变化送风的转数，使得送入房间的量始终控制在参数限度之内，一般不会出现太大的波动。变风量的系统末端采用风机代替风阀的形式，根据风量的需求大小将信息反馈给风机，调节风机转速进行工作。其具有的优点有:灵活;节能。
        4.3焓值控制系统
        空气中的热量值称为焓值，空气通过热量的吸收和散失实现焓值的上升和下降。焓值控制原理是中央空调机制将处理过后的一部分冷暖气送入室内，并将另一部分冷暖气结合新空气再经过处理后往室内排放的过程，这样的混合风模式可以降低中央空调机的能源消耗量，也从而提供了高品质的冷暖空气。
        4.4照明控制
        照明控制系统的用电量仅次于空调系统，因此照明系统的控制研究在节能方面也占有很大的地位。我们可以将照明的区域划分为走廊楼梯、办公室、陈设照明、应急照明四个区域。根据不同区域和工作性质与时间的匹配综合性规划好照明时间，为工作人员和住宅用户等创造良好的生活环境，管理者可通过监控平台制定合理照明时间表进行值班工作。智能照明系统可以通过总线纳入的方式对建筑设备电气自动化系统的监控领域和管理进行设定。通过总计算机的线路控制监控多场景，进行开关灯操作，也可以安装红外线探测组合开关形式实现人来灯开，人走灯关的声控功能来节省电量。除此之外，还可以将其连接至空调系统，实行统一的智能管理，并以智能开关模式代替了传统开关模式，而且每个模块之间具有独立的微型处理器，这也是为了支线与总线的管理上更为方便、快捷。
        5结束语:
        城市化建设规模越来越大,人们对于用电需求量也越来越多,电力系统的应用范围逐渐变得广泛起来。而建筑设备电力自动化系统作为建筑电力系统中的核心组成部分,其在实际运行过程中,往往会消耗掉大量的电力能源,造成一定的经济损失,甚至在一些情况时,还将会影响到电气系统的运行效率,大大降低了其供电质量。因此,加强对建筑设备电气自动化系统的节能控制是非常有必要的,这也是建筑电气自动化设计未来主要的发展方向。
        参考文献:
        [1]浅谈电气自动化智能建筑设备的安装与质量控制[J].周亮.居舍.2020(12)
        [2]试析建筑设备电气自动化系统的节能控制[J].谭焰钊.山东工业技术.2015(14)
        [3]浅析建筑设备电气自动化系统的节能控制与工程设计[J].哈丽娜.四川水泥.2020(02)
        [4]建筑设备电气自动化系统的节能控制与工程设计[J].胡万超.中国住宅设施.2020(06)