电气设计使用中的节能降耗问题分析

2023-02-19

现代工业的快速发展促进着人们生活水平的提高, 伴随而来的能源问题也渐渐受到人们的关注, “绿色”、“节能”、“低碳”等字眼在人们生活中出现得越发频繁。在“节能”意识的影响下, 在电器设计中达到节能降耗, 成为建筑电气设计的关键。

1 建筑行业电器设计节能降耗的必要性

经济发展速度与能源数量是一对矛盾, 发展越快, 能源就越枯竭, 而从另一个角度看, 能源资源制约着经济的发展, 因此要想实现社会的可持续发展, 就应该让“节能”意识深入人心。近几年, 人们丰富多彩的物质文化生活耗费了大量的电能资源, 唯有重视建筑电器节能降耗的问题, 通过对建筑电器合理使用来实现对资源合理的使用, 才能提高能源的利用率。因此在建筑行业, 电器设计的节能降耗问题必须受到人们的重视, 这也是建筑竣工使用后, 电力能源的紧缺问题是其面临的首要问题。

2 几种常见的建筑电气节能方法

(1) 配电系统的节能设计用于建立交变磁场和感应磁通的电功率被称为无功功率, 在功率三角形中, P (有功功率) 与S (视在功率) 的比值就是功率因数, 提高功率因数是减少线路无功功率损耗的有效途径, 可以实现节能的目的。

用电设备大多以电磁感应为工作原理, 其中电动机、配电变压器二者依靠交变磁场的建立, 实现能量的传递与转换。配电系统电能损耗的降低不仅可以降低成本, 还可以实现配电系统的节能要求。因而在供配电系统中, 要控制好变压器、电动机、灯具的镇流器以及家用电器产生的无功电流, 避免线路功率损耗的增加。具体方法有:

(2) 促进用电设备功率因数的提高, 在建筑中尽可能使用有补偿电容器的用电设备和功率因数高的用电设备 (如同步电动机) , 实现用电设备无功损耗的减少。

(3) 利用静电电容器实现无功补偿。由于电容器产生的超前无功电流可以有效地将用电设备的滞后无功电流抵消掉, 因而能促进功率因数的提高, 减少整体无功电流。不同的工程设计需要的无功补偿方式不同, 通常高低压柜集中补偿、采用分散就地补偿等方式, 这个需要依据实际情况而定。

3 合理应用高效节能光源

建筑物是耗电大物, 不论是在建设当中, 还是在建成之后, 都需要有光源的配合。因此, 灯具光源的选择直接影响着配光的效果, 高质量的光源自然会促进建筑的价值实现。要想促进配光的系数的有效提高, 就得利用好灯具的配光。在设计时, 要以不同区域对光的不同需求为依据, 选择不同的灯具。比如, 面积较大的办公区需要亮度较高的光源, 这时可以利用三基色荧光灯管, 因为三基色荧光灯管的显色指数高、光效强、寿命长、汞的用量少, 不仅可以达到配光目的, 还与节能、环保理念非常相得益彰。值得注意的是, 三基色荧光灯管功率的选择也有一定的讲究, 通常情况下以36W光源为适宜, 但并不是所有的区域都一样。对于建筑门厅及走廊, 这类的小范围区域可以选用白炽灯, 开闭不是很频繁的选择其中的紧凑型荧光灯, 而一些开闭频繁则选用双螺旋灯丝型的白炽灯。

太阳能是高效节能光源应用的典范, 作为无污染的能源, 目前已经成为我国技术发展成熟的新能源。从理论上看, 太阳能是取之不尽、用之不竭的。从实用性来看, 太阳能具有安全、便捷的特点, 其操作简单, 安装与维修都很方便, 已逐渐被各行各业利用, 如太阳能地暖系统、太阳能热水器、太阳能电池板、太阳能路灯等等。上海世博作为新能源展示与应用的大舞台, 是我国建筑节能技术应用的综合体现, 其中太阳能节能技术在现代建筑中的创新应用更是一大突破。整个世博园区内, 太阳能发电能力高达4.5兆瓦, 建筑中的太阳节能技术的运用也处处可见, 大到世博主题馆的屋面装上了2.8兆瓦的太阳能发光体, 上海企业联合馆——“魔方”屋顶上布置的2200平方米的光热板, 小到源自太阳能的LED灯等等, 都向世界证明了我国自主研发太阳能的实力, 开辟出一条利用太阳能发电的全新途径。

4 减少线路上的电能损耗

首先, 缩短导线长度。两点间直线距离最短, 因而在线路设计中要尽可能走直线, 少走弯路, 杜绝回头路, 使得导线的长度得到良好的控制。同时, 为了减少供电半径, 还应该将变电所应尽可能地靠近负荷中心。

其次, 导线截面积的增大。建筑物中长线路的存在需要以满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求为基础, 按照正常需求的截面, 加大一级导线截面。实现减少功能损耗、提高用电安全性、延长导线使用寿命的目的, 可谓“一箭三雕”。

最后, 尽量选用铝线、铜芯线等电阻率较小的导线。由于单纯使用一种材料也会加快某种材料的枯竭速度, 因而也并不能只热衷于铝线、铜芯线。在节约用铜的原则下, 可以利用负荷的大小分成不同的类别, 将铝线、铜芯线搭配使用, 一类、二类这种负荷较大的建筑中采用铜导线, 而将三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线, 这样就显得更加合理了。