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智能建筑电气综合自动化系统节能控制技术研究

项链 杨毅鸥 万建

武汉建工集团股份有限公司,湖北省武汉市,430010

摘要: 近年来,随着全球能源危机的日益加剧以及环境保护意识的提高,节能技术在建筑电气工程中的应用受到了广泛关注。建筑电气工程是指为建筑物提供电力和电气设备系统的工程,其中电力消耗往往占据较大的比例。传统的建筑电气工程在设计和运行中存在一些问题,如能源浪费、环境污染和经济性差等。为了解决这些问题,节能技术在建筑电气工程中得到了广泛应用和研究。
关键词: 智能建筑;电气综合自动化系统;节能控制技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157110
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建筑电气智能化系统的稳定运行至关重要,通过建筑电气智能化系统联动控制技术,可以实现更高效、智能的建筑电气管理。这项技术可以使建筑电气系统的各部分协同工作,实现自动化的控制和监测,提高建筑电气系统的可靠性和安全性,同时节省能源和资源。建筑电气智能化系统联动控制技术是未来建筑领域的发展方向,对建筑行业的可持续发展具有重要意义。

1、智能建筑电气

1.1智能建筑自动化管理系统

智能建筑自动化管理系统是一种基于电气控制和自动化技术的智能化建筑管理系统,通过将各种设备和系统联网集成,实现对室内环境、安防、照明、通风等方面的全面监测和控制。智能建筑自动化管理系统可以提高建筑物的运行效率、节能水平和舒适度,并为用户提供更便捷、智能化的生活和工作环境。智能建筑自动化管理系统的工作原理是将各种设备和系统连接到一个中央控制器上,通过网络通信实现数据传输和指令发送。中央控制器可以根据预设条件或用户需求,自动调节建筑物内部的各种系统和设备,从而实现对空气质量、温度、照明、安保等方面的有效管理和控制[1]。

1.2冷、热电联产系统

冷热电联产系统是CHP系统,能高效利用能源,同时产生电力和热能,并回收废热满足建筑和工业设施的电力、供热和制冷需求。采用燃料燃烧驱动发电机产生电力,同时产生热能,通过热回收技术将废热转化为供暖或制冷所需的热能。

2、电气节能技术的应用原则

2.1节约能源消耗原则

电气节能技术应用的核心目标是降低能源消耗。在设计中,需要重点考虑如何通过合理的设备配置、控制策略和监测手段等措施来减少电能的浪费。通过应用高效的电机、光源、照明控制系统、能源管理系统等技术,实现电能的有效利用,最大程度地降低能源的消耗。

2.2应用现代技术原则

电气节能技术的应用要紧跟时代的科技进步。随着科技的不断发展,新的节能技术不断涌现。在设计中,应考虑应用先进的、高效的、可靠的技术手段,提高节能效果。

3、智能建筑电气综合自动化系统节能控制技术研究

3.1暖通空调系统

随着人们对生活环境舒适度要求的提高,暖通空调系统在建筑设计中扮演着越来越重要的角色。然而,暖通空调系统也是整个建筑中最主要的能耗系统之一,因此,应对其设计进行优化,以达到节能减排的目的。具体优化建议如下:(1)优化暖通空调系统的运行管理:通过采用先进的管理技术和控制系统,对暖通空调系统进行智能化管理,根据室内外环境变化,实时调整系统运行参数,以达到最佳的节能效果。(2)提高暖通空调系统的能效比:选择高能效比的设备,如高效空调机组、高效水泵等,同时优化系统运行流程,减少能量损失,提高系统整体能效。(3)采用可再生能源:在暖通空调系统中引入可再生能源,如太阳能、地热能等,减少对传统能源的依赖,降低系统能耗[2]。

3.2可再生能源

在节能工程中,可再生能源主要由三部分组成:(1)并网太阳能光伏(PV)系统。将太阳能光伏系统集成到建筑电气系统中是产生清洁、可再生能源的关键策略。太阳能电池板将阳光转化为电能,可以抵消建筑物的能源消耗。多余的电力可以反馈到电网,通过净计量提供潜在的成本节约或收入。(2)风力涡轮机。在某些地方,小型风力涡轮机可以集成到建筑电气系统中以利用风能。这些系统可以补充建筑物的电力供应或为特定应用提供能量。(3)能源存储系统。电气系统可以采用电池等能源存储解决方案来存储可再生能源产生的剩余能源。这些储存的能源可以在高需求时期或可再生能源不发电时使用。

3.3暖通设备系统

建筑电气智能化系统可以实现暖通设备系统的联动控制,如供暖、通风、空调等设备的智能化管理。它使用先进的传感器和控制器技术,通过监测室内外温度、湿度等参数,实现对暖通设备的智能调节和控制。例如,在夏季,系统可以根据室内温度和用户设定的舒适范围,智能调节空调设备的运行。当室内温度升高时,系统会自动启动空调设备,并根据设定的温度和风速调节室内的温度和空气流通,提供清凉舒适的室内环境。除了温度控制,建筑电气智能化系统还可以监测室内空气质量,并根据需要进行空气净化和空气循环。通过搭载空气质量传感器,系统可以实时监测室内的二氧化碳、甲醛、PM2.5等有害物质的浓度,当超过设定的安全阈值时,系统会自动启动空气净化设备,净化室内空气,为人们提供更健康舒适的生活环境。同时,系统还可以自动控制通风设备的运行,实现空气的循环和流通,保持室内空气的新鲜和清洁。此外,用户可以通过智能手机应用或语音助手远程控制和管理系统,随时随地调节暖通设备的运行状态[3]。

3.4建筑照明功能

建筑照明功能通过光照传感器和灯光控制器的联动控制,实现智能调节灯光亮度和色温,提供舒适的照明环境。在建筑领域,照明不仅是为了提供足够的光线,还起着营造舒适、安全和美观环境的重要作用。传统的照明系统往往需要手动调节灯光的亮度和色温,不仅操作烦琐,而且无法针对不同需求进行个性化调节。建筑电气智能化系统的照明功能通过光照传感器和灯光控制器的智能联动控制,能实现自动化的灯光调节,为用户提供舒适的照明环境。光照传感器是建筑照明功能的关键组件之一,能感知周围的光照强度,并将这些信息传递给灯光控制器。灯光控制器可以根据光照传感器获取的数据,智能地调节灯光的亮度和色温,以适应不同的环境和需求。

3.5楼宇自动化系统(BAS)

在节能工程中,楼宇自动化系统(BAS)主要由三部分组成:(1)优化能源管理。BAS可以持续监控和调整各种建筑系统以优化能源消耗。他们可以使用来自传感器、天气预报和占用模式的数据来做出实时决策。例如,BAS可以根据占用时间表预冷或预热建筑物,以减少峰值能源需求。(2)减载和需求响应。BAS可以在需求高峰期实施减载策略,以减少能源消耗。他们还可以参与需求响应计划,建筑物根据电网运营商的要求减少用电量,从而获得奖励或降低能源费率。(3)远程监控和控制。楼宇操作员和设施管理员可以使用BAS接口远程监控和控制楼宇系统。这样就可以快速响应问题、微调能源设置并优化能源性能,而无须亲自到场。

结束语

总之,基于智能控制技术的建筑电气系统优化设计研究,旨在提高能源利用效率和系统效能。文章主要介绍了智能建筑电气系统存在的问题,包括变压器节能问题、供配电线路节能问题、照明系统节能问题和电机拖曳系统节能问题,并提出了相应的节能控制技术,如配电变压器节能控制、供配电线路节能控制、照明系统节能控制和电梯拖曳系统节能控制。在第四部分,以教学楼为案例进行分析,包括项目概况、供电系统概况、照明系统和空调系统。通过分析教学楼的能源消耗情况,提出了相应的节能措施,如采用LED灯具、光控技术和调光技术等。这些技术可以有效地降低能源浪费和提高系统运行效率,为建筑设计、电气工程等相关领域提供实用的技术方案和操作建议,推动建筑节能和可持续发展。

参考文献:

[1]白莉莉.民用建筑电气照明设计中节能技术的应用[J].光源与照明,2019,(10):25-27.

[2]林礼锦.浅谈智能化建筑电气节能工程设计的相关问题[J].智能建筑与智慧城市,2019,(10):102-104.

[3]陈晶晶.建筑电气节能设计及照明节能设计分析[J].智能建筑与智慧城市,2019,(10):105-107.