電氣百科：建筑電氣節(jié)能技術(shù)分析，安裝空氣源熱泵供暖系統(tǒng)不可忽視的環(huán)節(jié)

電氣百科：建筑電氣節(jié)能技術(shù)分析

節(jié)約能源、保護環(huán)境是我國長期的重大方針，也是全世界所關(guān)注的重要課題。建筑節(jié)能已成為時代的需要，而電氣節(jié)能是建筑節(jié)能的組成部分。這樣就要求電氣設(shè)計人員在設(shè)計過程中，應(yīng)進行方案比較，從可靠性、經(jīng)濟性及節(jié)能等方面進行綜合考慮，通過合理的運行方案減少不必要的能源損耗。本文從多個方面探討建筑電氣節(jié)能技術(shù)，以期對電氣設(shè)計人員有所幫助。

建筑電氣節(jié)能設(shè)計首先應(yīng)遵循的三個原則。

（1）滿足建筑物的功能

滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù)；滿足舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量，也就是舒適衛(wèi)生；滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂場所一些電氣設(shè)施的用電、展廳的工藝照明及電力用電等。

（2）考慮實際經(jīng)濟效益

節(jié)能應(yīng)考慮國情及經(jīng)濟效益，不能因為節(jié)能而過高地消耗投資，增加運行費用。而是應(yīng)該讓增加的投資在幾年或較短的時間內(nèi)用節(jié)能效益進行回收。

（3）節(jié)省無謂消耗的能量

節(jié)能的著眼點應(yīng)是節(jié)省無謂的能量。首先找出哪些地方的能量消耗與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)，再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗、傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗；又如量大面廣的照明容量，要采用先進技術(shù)使其能耗降低。因此，節(jié)能措施也應(yīng)貫徹實用、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的原則。

接下來從多個方面對建筑電氣節(jié)能技術(shù)進行剖析。

一、負(fù)荷計算

負(fù)荷計算是電氣設(shè)計的基礎(chǔ)工作，如果負(fù)荷計算不準(zhǔn)確，不僅會造成設(shè)備選擇不合理，還會出現(xiàn)供配電系統(tǒng)運行存在安全隱患。實際工程中較多出現(xiàn)負(fù)荷計算過大的問題，直接造成一次投資過大，運行成本較高。

規(guī)劃階段負(fù)荷計算一般選用符合密度法；方案設(shè)計階段負(fù)荷計算一般選用單位指標(biāo)法；施工圖設(shè)計階段負(fù)荷計算一般選用需用系數(shù)法。

規(guī)劃單位建設(shè)用地負(fù)荷指標(biāo)如表1所示。

表1 規(guī)劃單位建設(shè)用地負(fù)荷指標(biāo)

規(guī)劃單位建筑面積負(fù)荷指標(biāo)如表2所示。

表2 規(guī)劃單位建筑面積負(fù)荷指標(biāo)

各類建筑物的用電指標(biāo)如表3所示。

表3 各類建筑物的用電指標(biāo)

用電設(shè)備的需用系數(shù)及功率因數(shù)如表4所示。

表4 用電設(shè)備的需用系數(shù)及功率因數(shù)

二、提高系統(tǒng)的功率因數(shù)

提高功率因數(shù)能給節(jié)能帶來可觀的效益，功率因數(shù)越小，變壓器實際的可輸出有功功率越小。

變壓器實際輸出功率與功率因數(shù)呈線性遞減關(guān)系。功率因數(shù)為0.9時，變壓器實際出力減少10%；功率因數(shù)為0.8時，變壓器實際出力減少20%；當(dāng)功率因數(shù)等于1時，變壓器輸出功率可達(dá)到額定容量。

因此，應(yīng)合理選擇變壓器容量、線纜及敷設(shè)方式等措施，減少線路感抗以提高用戶的自然功率因數(shù)。當(dāng)采用提高自然功率因數(shù)措施后仍達(dá)不到要求時，應(yīng)進行無功補償。10kv及以下無功補償宜在配電變壓器低壓側(cè)集中補償，且功率因數(shù)不宜低于0.9.高壓側(cè)的功率因數(shù)指標(biāo)，應(yīng)符合當(dāng)?shù)毓╇姴块T的規(guī)定。

電容器的安裝容量可按下列計算：

1）35kv變電所可按變壓器容量的10%～30%計。

2）10kv、20kv變電所可按變壓器容量的20%～30%計。

三、降低變壓器損耗

非晶合金鐵芯變壓器，具有低噪音、低損耗等特點，其空載損耗僅為常規(guī)產(chǎn)品的五分之一，且全密封免維護，運行費用極低。選用節(jié)能型變壓器，更換或改造高能耗的變壓器。新建或改建工程應(yīng)選用sl7、s9、sc(b)9、sgb10及sgb11-r等型號的節(jié)能型變壓器。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，sl7無勵磁調(diào)壓變壓器，10kv系列的空載損失和短路損失分別降低41.5%和13.9%；s9系列變壓器與sl7系列變壓器相比，其空載損失和短路損失又分別降低5.9%和23.3%。sgb11-r系列卷鐵心干式變壓器比sc(b)9系列變壓器空載損耗降低40%，空載電流降低70%～85%；比sgb10系列變壓器空載損耗降低24%，負(fù)載損耗降低11.7%。s11系列是目前推廣應(yīng)用的低損耗變壓器，空載損耗較s9系列低75％左右，其負(fù)載損耗與s9系列變壓器相等。

變壓器的負(fù)荷率較低時，變壓器自身損耗所占的比例較大，變壓器效率較低；變壓器的負(fù)載率在40%～70%之間，其效率最高，自身損耗最??；負(fù)載率過高，損耗明顯增大。

四、配電線路的節(jié)能設(shè)計

減少供配電線路損耗線損是供配電線路經(jīng)濟運行的重要指標(biāo),由于配電線路有電阻,有電流通過時就會產(chǎn)生功率損耗。在具體工程中,線路上電流一般是不變的,那么要減少線損,只能盡量減少線路電阻。

1）盡量選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線,如銅芯導(dǎo)線較佳,鋁線次之。

2）盡可能減少導(dǎo)線長度,在設(shè)計中線路應(yīng)盡量走直線少走彎路,另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應(yīng)盡可能地靠近負(fù)荷中心,以減少供電半徑。

3）增大導(dǎo)線截面積,對于較長的線路,在滿足載流量,熱穩(wěn)定,保護配合及電壓降要求的前提下,在選定線截面時加大一級線截面。這樣增加的線路費用,由于節(jié)約能耗而減少了年運行費用,綜合考慮節(jié)能經(jīng)濟時還是合算的。

五、電氣照明的節(jié)能

鹵鎢燈和白熾燈光效很低，壽命短，綜合能效低下。高壓鈉燈、三基色熒光燈和高頻無極燈綜合能效較高，應(yīng)大力推廣。

細(xì)管熒光燈較粗管熒光燈在光效、汞的用量等方面有不可比擬的優(yōu)勢，用細(xì)管熒光燈取代粗管熒光燈的節(jié)能效果十分顯著。長管熒光燈比短管熒光燈的光效高約17%，綜合能效高約45%。

開敞式燈具由于沒有遮擋，燈具發(fā)出的光能較多，其效率理應(yīng)最高。如果眩光、美觀、安全能滿足要求，盡量選用開敞式燈具。

對于體育照明用的高強度氣體放電燈，通常選用金屬鹵化物燈，其燈具效率建議不低于70%。

采用智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)對燈具進行控制，可以起到顯著的節(jié)能效果。智能照明控制系統(tǒng)是一個總線型式的標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)絡(luò)。它由系統(tǒng)單元、輸入單元和輸出單元三部分組成。所有的單元器件（除電源外）均內(nèi)置微處理器和存儲單元，由一根五類數(shù)據(jù)通信線（或光纖）將控制器件連接起來組成“手牽手”的網(wǎng)絡(luò)。除電源設(shè)備外，每一單元設(shè)置唯一的地址，并用軟件設(shè)定其功能。智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)優(yōu)越性有以下幾點：

1）照明設(shè)施控制系統(tǒng)能夠通過合理的管理，利用智能時鐘管理器可以根據(jù)不同日期、不同時間按照各個功能區(qū)域的運行情況預(yù)先進行光照度的設(shè)置，不需要照明時，保證將燈關(guān)掉；在大多數(shù)情況下，很多區(qū)域其實不需要把燈全部打開或開到最亮，照明設(shè)施控制系統(tǒng)能用最經(jīng)濟的能耗提供最舒適的照明；在一些公共區(qū)域如會議室、休息室等，利用動靜探測功能在有人進入時才把燈點亮或切換到某種預(yù)置場景。

2）智能照明控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)照度的方式，可以充分利用室外的自然光，只有必需時才把燈點亮達(dá)到要求的亮度，節(jié)電效果十分明顯。

3）智能照明控制系統(tǒng)能成功地抑制電網(wǎng)的沖擊電壓和浪涌電壓，還可通過系統(tǒng)人為地確定電壓限制，提高燈具壽命。采用軟啟動和軟關(guān)斷技術(shù)，避免開啟燈具時電流對燈絲的熱沖擊，使燈具壽命進一步延長。

六、風(fēng)機、水泵的節(jié)能

民用建筑中，風(fēng)機和水泵是用量最多的動力設(shè)備之一，其節(jié)能意義重大。

風(fēng)機、水泵的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比。如果轉(zhuǎn)速不變，風(fēng)機、水泵的軸功率與風(fēng)機風(fēng)壓、泵揚程成正比。因此，從節(jié)能角度考慮，當(dāng)需要改變風(fēng)機或水泵的流量時，不應(yīng)采用常規(guī)改變風(fēng)門或閥門開度的方法進行調(diào)節(jié)，而應(yīng)當(dāng)采用改變電動機轉(zhuǎn)速的方法調(diào)節(jié)流量，以達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到額定轉(zhuǎn)速的一半時，實際功率只有額定功率的12.5%，節(jié)能效果非?？捎^。

交流異步電動機的調(diào)速方法有以下幾種：

1）改變交流電動機的定子頻率。

2）改變電動機磁極對數(shù)。

3）調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)差率。

具體調(diào)速的方法有變壓、電磁轉(zhuǎn)差離合器、雙饋電機調(diào)速、變極對數(shù)、變頻變壓等。

水泵、風(fēng)機系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式，取決于：工作流量變化規(guī)律；管路性能曲線的靜揚程所占全揚程的比例；泵或風(fēng)機容量的大?。徽{(diào)節(jié)裝置價格高低、可靠性、調(diào)節(jié)效率及功率因數(shù)特性等。全面衡量后選用最合適的調(diào)節(jié)方式，必要時進行全面的經(jīng)濟技術(shù)分析比較。

七、電梯節(jié)能技術(shù)

電梯動力系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)可通過電梯再生能量回饋實現(xiàn)，將運動中負(fù)載的機械能通過變頻器變換成電能并回送給交流電網(wǎng)，或供附近其他用電設(shè)備使用，使電機拖動系統(tǒng)在單位時間消耗電網(wǎng)電能下降。普通的變頻器大都采用二極管整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)化成直流，然后采用igbt逆變技術(shù)將直流轉(zhuǎn)化成電壓、頻率都可調(diào)整的交流。這種變頻器只能工作在電動狀態(tài)，所以稱之為二象限變頻器。由于二象限變頻器采用二極管整流橋，無法實現(xiàn)能量的雙向流動，沒有辦法將電機回饋系統(tǒng)的能量送回電網(wǎng)。在某些電動機要回饋能量的應(yīng)用中，如電梯、提升設(shè)備、離心機系統(tǒng)，只能在二象限變頻器上增加電阻制動單元，將電動機回饋的能量消耗掉。

igbt功率模塊可以實現(xiàn)能量的雙向流動，如果采用igbt為整流橋，用高速度、高運算能力的dsp產(chǎn)生spwm控制脈沖。一方面可以調(diào)整輸入的功率因數(shù)，消除對電網(wǎng)的諧波污染，讓變頻器真正成為綠色產(chǎn)品；另一方面可以將電動機回饋產(chǎn)生的能量返送到電網(wǎng)，達(dá)到節(jié)能的效果。

節(jié)能控制方案如下：

1）電動機發(fā)電的電能不是通過電阻熱耗，而是通過直流側(cè)電能并聯(lián)控制系統(tǒng)，將發(fā)電的能量合理分配給其他用電電梯，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。

2）當(dāng)發(fā)電能量過剩時，電動機發(fā)電的電能不是通過電阻熱耗，而是通過整流逆變器再將這部分電能回饋給電網(wǎng)。

3）某一時刻電梯總用電大于總發(fā)電電能時，采用直流電能并聯(lián)控制方案，只有在直流側(cè)并聯(lián)控制能量過剩時，才采用回饋控制。

4）當(dāng)有一部電梯處于回饋能量狀態(tài)時，其他所有電梯的整流功能全部停止，即整流與回饋不能同時進行，避免環(huán)流發(fā)生。

5）當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障或有突發(fā)情況發(fā)生時，可切斷控制器使一部或幾部電梯單獨運行，此時電梯變頻器直流側(cè)不再并聯(lián)，電梯制動產(chǎn)生的電能直接回饋給電網(wǎng)。

當(dāng)然，電梯制動產(chǎn)生的電能必須符合國家電網(wǎng)公司的要求后方可并網(wǎng)。

電氣百科：安裝空氣源熱泵供暖系統(tǒng)不可忽視的環(huán)節(jié)

一、空氣源熱泵供暖系統(tǒng)的安裝步驟 空氣源熱泵供暖系統(tǒng)的安裝大致分為以下幾步： 1、在安裝主機之前，需要對安裝現(xiàn)場進行勘察，選擇并確定主機的安裝位置。 2、制作主機設(shè)備的基礎(chǔ)，如果確定安裝位置在地面上，可以采用水泥，水泥的厚度大約在15 cm ～ 20 cm 左右。 3、擺放主機并調(diào)整機組的位置，確保主機擺放平穩(wěn)。 4、連接水路系統(tǒng)，主要是主機與水箱之間的水泵、閥體、過濾器等部件的連接。

一、空氣源熱泵供暖系統(tǒng)的安裝步驟

空氣源熱泵供暖系統(tǒng)的安裝大致分為以下幾步：

1、在安裝主機之前，需要對安裝現(xiàn)場進行勘察，選擇并確定主機的安裝位置。

2、制作主機設(shè)備的基礎(chǔ)，如果確定安裝位置在地面上，可以采用水泥，水泥的厚度大約在15 cm ～ 20 cm 左右。

3、擺放主機并調(diào)整機組的位置，確保主機擺放平穩(wěn)。

4、連接水路系統(tǒng)，主要是主機與水箱之間的水泵、閥體、過濾器等部件的連接。

5、連接電路系統(tǒng)，主要是將電源線、水泵、電磁閥、水溫傳感器、壓力開關(guān)等按照接線圖要求進行連接。

6、水路試壓，檢測管路連接有無漏水現(xiàn)象。

7、機器試運行，對系統(tǒng)的各項參數(shù)進行檢查。

8、管道保溫，如采用橡塑保溫材料對水路系統(tǒng)進行保溫。

二、空氣源熱泵供暖系統(tǒng)的安裝“規(guī)矩”

掌握安裝步驟只是掌握了最基礎(chǔ)的安裝知識，真正決定安裝質(zhì)量的是諸多安裝細(xì)節(jié)，安裝的每一個步驟都有要遵循的“規(guī)矩”，同樣需要安裝人員牢固掌握?？諝庠礋岜弥鳈C的安裝“規(guī)矩”較多，如果安裝人員有所了解，將對提高安裝質(zhì)量大有裨益。

1、安裝前的勘察工作具有必要性

在安裝主機之前，對安裝現(xiàn)場進行勘察是非常有必要的。

《北京市2016年農(nóng)村地區(qū)村莊“煤改清潔能源和減煤換煤”相關(guān)推進工作指導(dǎo)意見》中明確提出：“空氣源熱泵供應(yīng)企業(yè)要進戶實地查看，提出取暖設(shè)計方案和各項相關(guān)指標(biāo)，居民滿意、認(rèn)定并簽字后，企業(yè)和用戶雙方才能簽訂取暖設(shè)備供應(yīng)安裝合同?！?/p>

2、主機對安裝的空間環(huán)境要求高

空氣源熱泵對安裝的空間環(huán)境要求很高，安裝在不同位置具有不同的要求。

空氣源熱泵主機可以安裝在地面上、屋頂上或墻壁上。如果安裝在地面上或墻壁上，為保證主機換熱器的吸熱散熱不受阻礙，主機與四周墻壁或其它遮擋物之間距離不能太小，此外設(shè)備基礎(chǔ)要做好；設(shè)備安裝在地面上，使用膨脹螺栓固定好；如果安裝在屋頂上，則要考慮屋頂?shù)某兄兀_(dá)不到承重要求的屋頂堅決不允許安裝，能夠安裝在屋頂?shù)?，要注意空氣源熱泵出風(fēng)方向的問題，主機出風(fēng)方向最好是順風(fēng)安裝，這樣主機的換熱效果才會好。

空氣源熱泵要有良好的制熱性，安裝時，必須保證主機的通風(fēng)良好，如果通風(fēng)效果不好，設(shè)備的進風(fēng)量就難以得到保證，氣流也容易短路，設(shè)備的制熱能力就會顯著下降，嚴(yán)重時，會造成設(shè)備的頻繁結(jié)霜與除霜，設(shè)備會做無用功。

3、打好“基礎(chǔ)”很重要

設(shè)備的基礎(chǔ)一定要做得牢固結(jié)實，在此基礎(chǔ)上，擺放和調(diào)整主機時，要平穩(wěn)，確保直立安裝，并用膨脹螺栓固定。

有些主機的安裝存在不平的現(xiàn)象，這給設(shè)備冷凝水的排放造成一定困難，一旦冷凝水排放不暢，在嚴(yán)寒氣候下，接水盤勢必會結(jié)冰，長時間積累會堵塞翅片進風(fēng)，從而導(dǎo)致設(shè)備制熱能力下降。除此之外，主機與底部的基礎(chǔ)之間需要采取減震措施，連接主機的剛性管道應(yīng)采用彈簧減震支架，避免管路將震動傳遞至建筑結(jié)構(gòu)。

4、為設(shè)備做好防雨、雪等措施

在實際的安裝中，還需要考慮主機設(shè)備的排水、防雨、防雪、防雷、維修空間等問題，如果這些細(xì)節(jié)問題沒有考慮到位，會直接影響空氣源熱泵供暖系統(tǒng)的供暖效果和使用壽命。

在防雨和防雪上，側(cè)出風(fēng)的空氣源熱泵產(chǎn)品會好一些，受雨、雪的影響較小；頂出風(fēng)的空氣源熱泵產(chǎn)品，最好為其安裝防雪風(fēng)罩，防止設(shè)備停機時，雪花落在主機的風(fēng)葉上并堆積，從而造成主機的電機卡死燒壞。

針對雪天，還有企業(yè)的安裝人員在制作設(shè)備基礎(chǔ)時或施工時，給設(shè)備安裝底部支架，從而避免了雪天造成的積雪問題。在防雨上，主要是確保雨水進入設(shè)備后能夠盡快排出，這就要求設(shè)備的安裝必須水平，防止設(shè)備積水嚴(yán)重。

另外，如果裝防雨棚或防雪風(fēng)罩保護主機，則應(yīng)注意保證主機換熱器的吸熱和散熱不受阻礙。

空氣源熱泵系統(tǒng)的安裝是一個不可忽視的重要環(huán)節(jié)，安裝分為哪幾步、安裝過程中需要注意哪些問題，都是每個用戶應(yīng)該關(guān)心并牢記的。

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