電氣工程的節(jié)能設(shè)計(jì)研究

　　摘要：經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展加速我國建筑行業(yè)的不斷進(jìn)步，使得我國建筑技術(shù)和建設(shè)規(guī)模有了很大的提升和改進(jìn)。我國建筑業(yè)能耗在總能耗中占很大比重，建筑能耗中電氣能耗占80%以上，解決建筑電氣節(jié)能問題非常迫切。建筑電氣工程設(shè)計(jì)中合理運(yùn)用電氣節(jié)能技術(shù)可以減少建筑結(jié)構(gòu)能耗，節(jié)能設(shè)計(jì)是國家提倡的節(jié)能減排指導(dǎo)方針，電氣自動(dòng)化與節(jié)能設(shè)計(jì)目前在電力行業(yè)應(yīng)用不很廣泛，需要深入研究電氣工程節(jié)能技術(shù)，促進(jìn)建筑節(jié)能與社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：電氣工程;節(jié)能設(shè)計(jì)

　　引言

　　高新技術(shù)的快速發(fā)展加速我國各行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，推動(dòng)我國快速進(jìn)入現(xiàn)代化發(fā)展階段，為我國基礎(chǔ)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。電氣自動(dòng)化是隨著科學(xué)技術(shù)水平逐步提升而衍生出的新型技術(shù)，其在提高電氣工程效率方面具有顯著的應(yīng)用效果，不僅大大減少人力、物力的投入，而且能夠創(chuàng)造更加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　電氣評(píng)職知識(shí)：電氣工程投稿容易的期刊

　　1電氣工程節(jié)能設(shè)計(jì)原則

　　電氣工程節(jié)能設(shè)計(jì)的本質(zhì)是節(jié)約能源，降低能耗，減少經(jīng)濟(jì)成本。因此，電氣工程的節(jié)能設(shè)計(jì)要遵循實(shí)用性、科學(xué)節(jié)能性、低碳經(jīng)濟(jì)性原則。無論設(shè)計(jì)人員如何節(jié)能，首先要遵循實(shí)用性原則。電氣工程必須能夠穩(wěn)定運(yùn)行，不會(huì)影響各用電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，更不會(huì)影響用戶的生活以及安全。此外，還必須保證用電情況符合規(guī)范、規(guī)定。

　　其次，設(shè)計(jì)人員還需要考慮如何科學(xué)節(jié)能。電氣工程節(jié)能其本質(zhì)即提高能源利用率，因此，任何節(jié)能技術(shù)、創(chuàng)新技術(shù)必須符合科學(xué)性原則。此外，設(shè)計(jì)人員需要全面了解整個(gè)建筑工程的概況，只有這樣設(shè)計(jì)人員才能科學(xué)地、合理地推算預(yù)測(cè)整個(gè)工程所產(chǎn)生的電氣能耗和環(huán)保利用效果，設(shè)計(jì)出合理科學(xué)的圖紙，減少施工所產(chǎn)生的能耗。

　　最后，設(shè)計(jì)人員還需要考慮低碳經(jīng)濟(jì)性原則。任何一個(gè)建筑工程在保證工程質(zhì)量的前提下，都會(huì)考慮降低經(jīng)濟(jì)成本，如施工成本等。而降低經(jīng)濟(jì)成本本身就體現(xiàn)了“節(jié)能”原則。電氣工程需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低能源成本和經(jīng)濟(jì)成本。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，選用電氣設(shè)備、節(jié)能設(shè)備時(shí)，需要從一個(gè)建筑物的整體、未來長期運(yùn)行的角度進(jìn)行考慮。只有這樣設(shè)計(jì)的圖紙才能規(guī)范化、合理化、高效化，才能有效地控制經(jīng)濟(jì)成本，降低能耗。此外，設(shè)計(jì)人員還需考慮所采用的節(jié)能技術(shù)手段和設(shè)備。適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段能夠有效降低技術(shù)花費(fèi)。而合適的設(shè)備，如可長時(shí)間使用、能夠循環(huán)使用的設(shè)備則能有效節(jié)省設(shè)備費(fèi)用以及維修費(fèi)用。

　　2電氣工程的節(jié)能設(shè)計(jì)

　　2.1節(jié)能型變壓器

　　變壓器是電氣工程中不可或缺的設(shè)備，是基于電磁感應(yīng)原理而衍生出的靜止型用電器，其在運(yùn)行期間的能耗相對(duì)較大�，F(xiàn)階段，S系列的變壓器應(yīng)用較為廣泛，其具有能耗較低的特點(diǎn)。而隨著行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，如今SH15非晶合金變壓器更具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，其鐵芯采用的是非晶合金材料，在同等運(yùn)行條件下，相比S11變壓器(屬于S系列)空載能耗降幅可達(dá)到60%。因此，在電氣工程的設(shè)計(jì)工作中，可以優(yōu)先選擇SH15非晶合金變壓器，降低日后運(yùn)行能耗。

　　2.2供配電設(shè)備

　　供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須具有科學(xué)性，以保證系統(tǒng)能夠維持穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，同時(shí)其操作也應(yīng)當(dāng)具有便捷性，兼顧用電設(shè)備、供電距離等方面的因素，從而采取科學(xué)的配置方案。結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，需以負(fù)荷中心為基準(zhǔn)，將變配電相關(guān)裝置布設(shè)于周邊區(qū)域，此舉的優(yōu)勢(shì)在于可縮短供電距離，節(jié)省線路，減少電力資源在傳輸途中的電能損耗。對(duì)于變壓器的選擇，需以建筑用電需求為基本依據(jù)，滿足季節(jié)性變化的要求，提高居民建筑用電的合理性。此外，功率因數(shù)也應(yīng)當(dāng)成為重點(diǎn)考慮對(duì)象，理論上，在提高功率因數(shù)后有助于減少能耗量。

　　電能的傳輸需以電纜或電線為基本載體，而線纜存在一定的電阻值，因此，電能傳輸途中存在線路損耗，此問題難以從根本上避免，但可以通過科學(xué)的措施有效提高回路中的有功功率，減少無功功率，從而達(dá)到降低能耗、保護(hù)線路等多重效果，結(jié)合既有設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)，皆在降低設(shè)備的無功功率，同時(shí)顯著提高其功率因數(shù)等指標(biāo)。線路的電流大小、線路的電阻值等均會(huì)影響線路的損耗情況，在電流不變的前提下，若要達(dá)到降低電耗的效果，則需要降低線纜的阻抗。

　　進(jìn)一步分析，線纜的材質(zhì)、截面積均會(huì)對(duì)線纜的阻抗產(chǎn)生影響，對(duì)此，可選擇小電阻型導(dǎo)線，例如，應(yīng)用較為廣泛的銅線就是可行的導(dǎo)線材料;而根據(jù)電阻與截面積的關(guān)系可知，可適當(dāng)增加導(dǎo)線的截面積，以達(dá)到降低電阻的效果。供電距離也將決定電能損耗的高低，在線路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能采取走直線的方式，盡可能不倒送，以便縮短供電距離，目的在于降低線路上的電能損耗;若布設(shè)的變壓器臨近負(fù)荷中心，也能夠縮短供電距離。電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作中，若建筑物每層平面面積較大時(shí)，應(yīng)在設(shè)備層分散設(shè)置多個(gè)變配電所，通過此方式縮短供電干線的長度;若為高層建筑，則需要注意對(duì)低壓配電室位置的選擇，應(yīng)盡量臨近電氣豎井。

　　2.3照明設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)

　　照明設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)是電氣工程節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。據(jù)調(diào)查，在一般的家庭電能消耗中，照明設(shè)備的消耗能夠達(dá)到約四分之一。因此，如何有效地減少照明設(shè)備的電氣消耗對(duì)減少整個(gè)電氣工程的電能消耗有著重大意義。

　　1.節(jié)能燈具的選擇，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)或選擇節(jié)能燈具時(shí)，首先要保證室內(nèi)的光照，而照明設(shè)備是用于補(bǔ)償室內(nèi)光照的。因此，設(shè)計(jì)人員首先要考慮并計(jì)算建筑物室內(nèi)的自然光照，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行節(jié)能燈具的選擇。節(jié)能燈具應(yīng)具有環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)等特性，因此通常選擇年限長、效率高、能耗低的燈具，這樣能夠有效降低照明設(shè)備成本以及建筑整體的能源消耗。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)地面反射系數(shù)推算出燈具的運(yùn)用系數(shù)，進(jìn)而選擇節(jié)能燈具。

　　2.節(jié)能燈具的安裝，節(jié)能燈具能夠有效降低電氣工程的能源消耗，但是如果節(jié)能燈具無法進(jìn)行合理的布置，將會(huì)增加建筑物的能耗。因此，合適地布置節(jié)能燈具將進(jìn)一步節(jié)約能耗。不同的建筑物甚至建筑物內(nèi)不同區(qū)域，燈具的布置方法不同。例如，當(dāng)建筑物為大型商場(chǎng)時(shí)，需要集中供電，持久照明。此時(shí)，需要較為集中的布置燈具;而在客流量較低或者無需長時(shí)間照明的地域，可以布置少量燈具或者重新選擇適合的燈具。

　　3.建筑物內(nèi)部裝飾，不同建筑物內(nèi)部的裝飾材料功能不同，直接影響建筑物內(nèi)部對(duì)光照的吸收或反射效果。例如，當(dāng)建筑物內(nèi)部的裝飾材料選擇顏色較淺的材料時(shí)，能夠較好地反射自然光，進(jìn)而降低補(bǔ)償光源的消耗。因此，合理的建筑物內(nèi)部裝飾能夠有效地利用自然光，進(jìn)一步降低建筑物的能源消耗。

　　2.4建筑設(shè)備的電氣節(jié)能

　　1.應(yīng)選擇國家認(rèn)證機(jī)構(gòu)確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，并優(yōu)先選用高效節(jié)能、環(huán)保的電氣產(chǎn)品和設(shè)備。嚴(yán)禁采用國家已明令禁止的淘汰的和高耗能的產(chǎn)品和設(shè)備。2.合理地選擇高效用電設(shè)備及其啟動(dòng)、運(yùn)行和控制方式。電梯、風(fēng)機(jī)、水泵等采用高效率Y系列電動(dòng)機(jī)，需要根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)的設(shè)備(如電梯、生活水泵)電機(jī)選用變頻控制方式。

　　結(jié)語

　　電氣工程節(jié)能核心是將合理節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于工程中，隨著綠色建筑的推廣，節(jié)能減排在電氣設(shè)計(jì)階段更加常見，建筑電氣工程節(jié)能設(shè)計(jì)具有廣闊研究空間。應(yīng)用建筑內(nèi)的節(jié)能產(chǎn)品豐富，如何合理安排成為電氣設(shè)計(jì)階段的重要課題。

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　　作者：閔云龍 薛濤 段洪濤

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