建筑电气设备自动化的节能技术研究与应用

邢娟+周政

摘 要：在科学和信息技术飞速发展的背景下，电气自动化得以实现并广泛应用。在建筑业飞快发展的过程中，对电气自动化的应用不仅能够给人们的工作和居住带来更多的便利，同时还能够促使建筑各项功能得到最大程度的发挥。然而，电气始终是建筑当中耗能最高的环节，在实现电气自动化的过程中，必须注重节能，只有这样才能够提升建筑功能，实现建筑业及全社会的长期可持续发展。

关键词：建筑电气设备；自动化；节能技术

近几年随着建筑市场的蓬勃发展，建筑市场竞争日益激烈，各类新型建筑层出不穷，建筑物节能问题越来越受到整个世界的重视。在我国，新型建筑物节能已经成为建筑行业“新型经济增长点”，通过对建筑物智能化设备的投资，可以大大改善楼宇能源消耗。其中，建筑物设备电气自动化的研究与通讯自动化、办公自动化并列成为楼宇自动化的主要技术力量。本文主要研究建筑设备电气自动化在实施建筑节能方面的应用，通常针对的建筑设备包括配电、空调、采暖、通风等设施。本文针对原有建筑设备中的能源消耗问题作为研究对象，对建筑配电、照明、空调、风机、水泵等耗能大的系统进行改造，利用现代传感器技术、通讯技术以及控制技术对建筑设备进行集中控制。

1 电气自动化节能技术原理

根据现阶段对节能建筑的研究，电气自动化节能技术原理在应用和控制过程中，主要包含控制器、执行器和数据传输通道三个组成部分，其中两级网及四级控制装置的相关原理如下：该网内，初级网络的构建应用节能建筑中的局域网，二级网络需要加强控制工业总线，然而，通常状况下，25kbit/s是该网络应用过程中的最高值，无法满足现代人的需求。该体系内，控制装置的首层以总控制器为主，是该装置实现正常运行的关键。多个信息系统存在于该装置当中，其中包括I/O接口、不同种类数据线等。而该装置当中的第二层不仅包含第一层相关设备，同时还拥有一个多功能主控制器，其运行过程中，能够实现主控计算机与现场设备之间的有效联系，促使信息得到顺利传递，构建有效的信息传递渠道。在第三层当中，能够充分分析传递的数据，并对大量数据信息进行取舍，从而为现场设备的运行提供正确的指令。这一过程中，智能控制接口在充分发挥自身功能的基础上，能够对信息进行有效的采集、处理等，从而实现对建筑的实时控制。第四层系统中，主要分布着传感器和执行器，在日常运行过程中，能够有效控制现场设备。

2 电气自动化节能设计的原则

第一，设计的功能要实用，同时应用的技术要先进。在对系统进行设计的时候，整个系统的控制功能以及管理功能，设计的时候一定要把实用性作为设计的初衷，而不是在设计过程中盲目的想要标新立异。其次站在技术的角度来讲，设计过程中所应用的技术一定要足够先进，能够满足建筑工程的需要。

第二，要充分保证系统的整体安全可靠性。在进行设计的时候，要充分保证系统的安全和可靠，必须要采取一定的防范措施，对所有可能出现的问题做好提前的防范，确保系统的长期高效运行。

第三，系统具有很强的开放性和相互兼容性。建筑设备中的电气自动化系统呈现出逐渐增加的趋势，在设计的时候要充分考虑到所涉及系统部件要和其他系统部件具有互用性，保证系统后期的扩展和维护。

3 电气自动化系统节能控制技术探析

1、空调系统中水源和地源热泵技术

在对水源热泵以及地源热泵进行技术控制的时候，是基于夏季和冬季地球不同浅层水源的温度以及地面建筑物表面温度来进行的。当夏季时，浅层水的温度相对建筑物表面温度较低的时候，热泵技术就可以通过利用空气和水作为载体，利用热量的传播，将建筑外部的温度和建筑内部的温度进行交换，从而起到减低建筑物内部温度的目的；当冬季时，地表浅层水源的温度相对比建筑物的温度要高，通过利用热泵技术就可以相应的提高建筑物内部的温度，从而实现建筑物内部的保暖，起到温度调节的作用。不论是水源保暖还是地源热泵技术一般来讲，它们都是由三大主要组成部分构成，它们分别是用户终端系统、空调主机以及水源所处的水系统。利用这种技术进行温度调节不仅能够节能环保，在运行过程中还比较高效，同时这种技术适用的范围比较广泛可以在建筑用地广泛使用。这项技术的控制系统主要是通过数字控制器等部件来对信号进行采集，然后通过传感器和控制器判断热泵的使用情况，进而判断用水情况，当水量出现偏大或者是偏小的时候，相应的控制系统就会通过调节水泵的转速来调节用水量，保证设备的正常运行。

2、控制变风量的控制技术

这项技术也是应用于空调系统，顾名思义它其实就是通过调节空调的风量大小来完成对被控参数的控制工作。这一控制系统它主要包括两大组成部分，一个是变风量空调机组，另一个组成部分就是终端控制设备。前面的变风量空调机组它主要的作用就是决定空调中风的运转速度，另外的终端控制设备它利用收集到的信号，完成对空调系统中风门的控制，避免资源的浪费，从而实现节能目的。

3、照明系统中节能控制技术

在整个建筑中所有的电气设备当中，除了空调系统用电量大之外，另外的耗电多的系统要数照明系统，所以如果能够对照明系统的用电进行良好的控制能够节省很大部分的能源。在对照明系统进行节能控制的时候主要的控制环节分为两个方面：实时控制和智能控制，通常来讲智能控制应用的频率比较大。在对照明系统进行智能控制的时候，利用计算机网络把整个照明系统分为了输出单元、输入单元以及系统单元三个主要的部分，并且这些部分之间进行串联连接，然后利用具有智能化的继电器和控制面板实现对多线路电源的开关控制，然后把各个独立线路的通信信号并入到干线控制器当中，就实现了对照明系统的智能化控制。

4、测控技术的有效应用

现阶段，自动空调机组、安全防范及给排水自动等系统是建筑节能中应用最广泛的电气自动化系统。其在应用过程中都具有较高的测控功能，能够促使建筑使用过程中，得到良好的节能效果。例如，安全防范控制系统的有效应用。该系统中的火灾探测器、报警器等设备在日常运行过程中，能够及时发现系统故障，并发出警报；同时，配电实时监控系统、应急照明设备及生活给排水及消防子系统等都是其重要组成成分。在提升建筑节能性质的过程中，还可以增加对高效光源的应用，民用建筑当中，照明用电数额较大，在这种情况下，高效光源的应用，能够提升光色、显色性能，具有重要的节能作用。

4 结束语

综上所述，新时期在社会经济不断进步的过程中，我国加快了城市建设的步伐，建筑业迎来广阔发展空间，现阶段，高层及智能建筑几乎成为我国城市建设及经济发展的重要标志。高层及智能建筑具有功能庞大、系统复杂的特点，在积极加强建筑节能研究的过程中，必须充分考虑电气自动化系统的有效应用。该系统不仅能够提升建筑使用效率，还能够在联动效应的基础上，提升建筑的安全性，同时促使各项建筑功能得以最大程度的发挥。

参考文献

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