建筑机电设备节能控制

建筑机电设备的节能控制

摘要:本文就民用建筑空调、照明、给排水等系统运行的节能措施作一探讨。并对建筑机电设备节能存在的问题,以机电设备的运行过程进行分析。以期有效控制设备的运行,达到节能的目的。

关键词:机电设备;节能控制;系统分析;

引言

在全球能源能源短缺的情况下,人们对于矿物质能源资源的不可回复性和温室效应对环境的负面影响有了更清楚的认识,然而对于能源的需求越来越大也已成为不争的事实,为了缓和这个矛盾,提出了控制矿物资源用量的增长、提高利用效率、开发新能源和可再生能源、保护环境等目标。在此过程中,作为耗能大户的建筑机电设备受到广泛关注。一方面,城市建筑迅速增长,对各类机电设备的需求相应增长,另一方面,人们对于室内环境质量的要求不断提高,建筑物中增加了越来越多的设备系统,这两者都造成了能耗的增加。

文中仅就民用建筑空调、照明、给排水等系统运行过程中的节能措施作一探讨。当各类设备的选型确定后,要降低设备耗能,只能通过控制设备系统的运行过程,分析各类影响因素,明确控制点,然后借助现代计算机技术、互联网络和信息技术等手段,有效地控制设备的运行,从而达到节能的目的。

1、空调系统分析和节能控制

1.1 空调系统分析

空调能耗是建筑物特别是商业建筑能耗的主要部分,对于商业建筑,空调能耗占总能耗的 50 %～60 %。按上海市的统计,空调用电量占全市用电量的 30 %左右,给城市的供配电也带来了很大的压力。

空调系统的能耗主要有两个方面:1)提供冷量和热量的冷热源的能耗,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;2) 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,其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形式、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。

1.2 空调系统节能控制

控制和正确使用室外新风:通常情况下,新风负荷占空调总负荷的一半左右,因此控制和正确使用新风是空调系统最有效的节能措施之一。控制是指控制新风量的大小,正确使用是指合理利用新风,在春秋季节直接利用新风给需要供冷的房间降温,从而减少冷机的

开启量,节省能耗。降低新风负荷可以从两个方面着手:在设计过程中严格控制最小新风量数值,不能任意提高;在运行过程中杜绝各种非正常渠道引入的新风。

利用自然冷源:在春秋季节,由于室内人员、照明、电脑等设备的散热,使得室内温度仍然比室外高很多,这样仍然有供冷的必要,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。这种情况下,就应该利用自然冷源,常用的自然冷源包括地下水和室外冷空气。

减少水泵耗电:水泵耗电占空调系统耗电量的 20 %左右,其耗电量和全楼照明用电量相当,因此具有较大的节能潜力。可以通过一些方法减少水泵耗电:合理设计各种水管系统,降低管路总的流动阻力和水流总高差;合理调节阀门开度以及定期清洗过滤器,从而减少阀门和过滤器的阻力;利用变频水泵随冷热负荷的变化自动调节水泵转速 ,进而改变循环水流量。

减少风机耗电:风机耗电占空调系统耗电的比例最大,减少风机耗电的有效方法包括定期清洗、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。

2、照明系统分析及节能控制

2.1 照明系统分析

建筑的照明包括:室内照明、公共区域照明、泛光照明。室内照明包括办公室照明和户内照明,是照明系统中耗电量最大的;公共

区域照明指走廊、过道、楼梯间、停车场、庭院等区域的照明;泛光照明是指建筑装饰性照明。室内照明主要受室内空间的用途、照明设计标准、自然采光条件等因素影响。公共区域照明和泛光照明主要受自然光照亮度的影响。

2.2 照明系统节能控制

分时段控制办公室照明:比如将时间分为“上午工作时间”、“午餐午休时间”、“下午工作时间”、“下班时间”、“假期”等时段,在时钟管理器的控制下,控制系统自动地在各种时段之间转换。

分模式控制户内照明:比如根据生活习惯将户内照明分为“晚饭模式”、“宴会模式”、“家庭影院模式”、“会客模式”等组合,通过控制系统,由住户通过遥控器合理选择特定模式进行照明控制。

公共区域和泛光照明控制:公共区域和泛光照明控制一般都是定时控制,公共楼梯间、走道保持必要的照明,其他的灯定时自动关掉。泛光照明也是通过定时开关。

此外,利用智能传感器感应室外光线的亮度,自动调节灯具的亮度,当室外光线强时,自动调弱室内灯光,室外自然光线弱时,自动调强室内灯光,充分利用室外自然光。同时,利用时钟管理器根据不同时间段按照各个功能区的运行状况预先进行照度设置,控制各个区域照明灯具的开启和关闭,在创造最佳环境的同时,达到节能目的。

3、给排水系统分析及节能控制

3.1 给排水系统分析

建筑物根据高度、给水要求,确定给水形式,给水形式一般包括:直接给水、高位水箱给水、恒压给水。高层建筑的给水一般采用高位水箱、生活给水泵和低位蓄水池构成的给水系统。给排水系统的能耗主要有两个方面:1) 提供水循环动力的水泵所消耗的电能;2 )水资源的消耗。

3.2 给排水系统节能控制

变频水泵的使用:给排水系统和前面分析的空调循环水系统有

相似之处,节电的主要措施就是利用变频水泵。早期的水泵直接供水系统,水泵转速不能调节,水压随用水量变化而变化,供水效率低,能耗大。采用闭环控制的水泵变频调速根据管网压力信号调节水泵,实现变量供水,水泵的转速随着管网压力变化而变化,大大降低水

泵耗能,变频调速闭环供水方式确保管网压力恒定,减少了水能的

损耗。

采用节水型的用水终端设备:由于马桶等设备耗水量大,在使用过程中由于腐蚀等因素造成的马桶渗水,都造成用水损耗,大力推

广使用节水型用水终端设备是降低建筑用水的有效途径之一。

中水回用:在进行排水管网设计时,另设一路排水管网和给水管网,将建筑物内的生活用水进行回收、处理,经专用的给水管网进行绿化、浇灌、楼道清洁供水。

给水管网爆管预防:给水管网爆管造成大量水资源浪费,对给水