建筑物节能技术

1节能变压器的选用

节能变压器就是空载、负载损耗相对小的变压器。目前我国建筑市场常用的变压器类型有油浸变压器、干式变压器、非晶合金油浸变压器,非晶合金干式变压器。

(1)油浸变压器:上世纪80年代中期,我国***府强制性地采用S7系列低损耗配电变压器,1998年12月31日国家淘汰S7变压器,常用S9变压器,目前出现了比S9系列更节能的S10、S11变压器,如S9-500KVA变压器空载损耗为960W,负载损耗5100W,S11-500KVA变压器空载损耗为600W,负载损耗5100W,S11变压器空载损耗比S9平均降低30%左右。

(2)干式变压器:干式变压器由于结构简单、维护方便、防火阻燃等特点,被广泛运用在对运行安全有较高要求的场合,如高层建筑、机场、车站、码头、工矿企业及隧道的输配电。从早期的SCL变压器到现在的SC8、SC9、SC10环氧树脂干式变压器,500KVASC9变压器空载损耗为1300W,负载损耗5160W,SC10变压器空载损耗为1160W,负载损耗4880W,SC10变压器空载损耗比SC9平均降低10%左右。

(3)非晶合金变压器:1998年,上海置信电气引进GE公司的非晶合金技术生产了第一台非晶合金变压器,非晶合金变压器以节能著称,但高昂的价格使之早期未能推广,近几年随经济的发展,技术的成熟,生产成本也大幅降低。非晶合金变压器类型有非晶合金油浸变压器和非晶合金干式变压器。目前生产较多的非晶合金油浸变压器是SH11-M,如SH11-M-500变压器空载损耗为240W,负载损耗5100W,比S11油浸变压器空载损耗降低60%。非晶合金干式变压器为SCRBH11,如SCRBH11-500空载损耗为450W,负载损耗4890W,SCRBH11-500空载损耗比SC10-500降低56%。

(4)SH11非晶合金油浸变压器及SCRBH11非晶合金干式变压器虽然非常节能,但具体使用时要综合考虑初期投资、投资回收期等方方面面因素,目前随着生产非晶合金变压器技术的普及,生产成本越来越低,推广使用非晶合金变压器无论技术还是经济上都切实可行(以下对SCRBH11非晶合金干式变压器和SC10环氧树脂干式变压器进行成本比较)。

从表可见:变压器容量越大,回收多投资金年限越短,因而采用节能型非晶合金变压器大有作为。

2照明节能

照明节能的基本原则是:保证不降低工作场所的视觉和功能要求,甚至要有所提高,在保证照度标准和照明质量的前提下,力求减少照明系统中的电能损失,最大限度的利用光能。

光效、光通维持率、平均寿命是三个重要参数。在相同功率下,光源的光效越高,光通维持率越高,寿命越长,则越节能。

平均照度公式:Eav(平均照度)=F(灯具光通量)*n(灯具数量)*u(利用系数)*η(灯具效率)/A(面积)*k0(照度补偿系数)

(1)选用高效节能光源:以下以飞利浦灯具为例1)室内照明中尽量采用荧光灯,避免采用白炽灯,40w白炽灯光通量约283lx,寿命约1000h,36w荧光灯光通量约3300lx,寿命约15000h,36w荧光灯光通量是40w白炽灯的12倍,寿命是15倍,从公式1可以看出在同样照度,u、η、A、k0相同情况下,采用荧光灯比白炽灯数量少12倍,灯寿命长15倍,采用荧光灯更经济2)在室外照明中,逐步减少高压汞灯,在适合的场所推广使用光效高、寿命长、光通量大的高压钠灯和金卤灯。如250w高压汞灯光通量5500lx,寿命10000h,显色指数为>40;250w高压钠灯光通量27000lx,寿命28000h,显色指数为25;250w金卤灯光通量19000lx,寿命10000h,显色指数可达65;显而易见,在对显色性有要求的场所,采用金卤灯比采用高压汞灯更合理经济(同样照度,u、η、A、k0相同情况下,采用金卤灯比高压汞灯数量少3.45倍,灯寿命长相当),采用金卤灯更经济,在对显色性无要求的场所,采用高压钠灯比采用高压汞灯更合理经济(同样照度要求下,u、η、A、k0相同情况下,采用高压钠灯比高压汞灯数量少4.9倍,灯寿命长2.8倍)。

(2)选用节能镇流器:气体放电灯光效高,但必须配备镇流器才能正常工作,传统的镇流器是电感镇流器,自身功耗大,经过多年发展,生产的节能镇流器有2类,节能型电感镇流器、高频(或低频)电子镇流器。如36瓦电子镇流器和传统电感镇流器相比,从功耗上分别节约5瓦,假如一天点亮7h,一年节电128千瓦时。

(3)选用高效灯具:灯具性能对节能至关重要,主要是灯具的效率和配光的选用,如果效率低、配光选用不合理,从公式1可以看出:u、A、k0、Eav相同情况下,η越大,n(灯具数量)越少,也就越节约电能,如灯具效率70%与50%相比,相同u、A、k0、Eav下,灯具效率50%时灯具数量要比灯具效率70%时灯具数量多40%,不仅增加投资,还增加了电能损耗。

(4)选用节能控制器。选用节能控制器的节能潜力基于2个方面:a.通常晚间电网电压高于标准电压,至使灯具超功率运行,不仅亮度超标,而且缩短了灯具寿命。b.由于深夜的照明需求急剧减小,可以适当降低亮度水平(符合照明标准规定和要求的亮度),通过对灯电路进行适当的稳压调压控制,可以节约更多的能源,同时延长灯具寿命。节能器采用平衡电压、降低亮度、谐波治理、无功补偿、从而达到改善电能质量、综合节电的效果,这种方式节电率达15~30%。娄底公路局于2003年对新星北路照明进行改造(采用智能照明节能控制器)表明,可节电25%~40%(5)智能照明控制系统:1)可以使照明系统工作在全自动状态,系统将按先设定的若干基本状态进行工作,这些状态会按预先设定的时间相互自动地切换。例如,当一个工作日结束后,系统将自动进入晚上的工作状态,自动并极其缓慢地调暗各区域的灯光,同时系统的移动探测功能也将自动生效,将无人区域的灯自动关闭,并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。此外,还可以通过编程随意改变各区域的光照度,以适应各种场合的不同场景要求。智能照明可将照度自动调整到工作最合适的水平。例如,在靠近窗户等自然采光较好的场所,系统会很好地利用自然光照明,调节到最合适的水平。当天气发生变化时,系统仍能自动将照度调节到最合适的水平。总之,无论在什么场所或天气如何变化,系统均能保证室内照度维持在预先设定的水平。2)智能照明系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率(40~70kHz)不仅克服了频闪,而且消除了起辉时的亮度不稳定,在为人们提供健康、舒适环境的同时,也提高了工作效率。3)传统照明控制采用手动开关,只有开和关,而且只能一路一路地开和关。而智能照明控制采用调光模块,通过灯光的调光在不同使用场合产生不同的灯光效果,在节能方面可比传统照明控制节电20%以上。4)在智能照明控制系统中,通过系统人为地设置电压限制,可避免或降低电网电压以及浪涌电压对灯具的冲击,从而起到保护灯具,延长灯具使用寿命的作用。

(6)充分利用天然光节约电能:利用各种集光装置进行采光,将天然光引入室内进行照明,如反射镜方式、光导纤维方式、光导管方式,利用天然光措施同时结合人工照明,当天然光对室内照明照度可以达到要求时,关闭人工照明,只有当天然光对室内照明照度达不到要求时,开启人工照明,直到满足照度要求。

3其他方面节能措施

(1)选用节能电动机:高效电动机对节能效果相当明显,尤其大功率电动机,如选用变频变压调速电动机可节电30%。

(2)空调节能:一般来说,空调耗能占到建筑能耗的50-60%,因此空调节能意义重大,目前流行的做法有以下几个方案,优化冷源设备的组合,提高部分负荷下制冷系统的运行效率;充分利用天然冷源的新风空调;减少循环水泵电机的能耗;减少风机电耗;水系统采用变流量模糊控制变频节能技术;使用智能控制系统;通过上述方案,使空调达最佳节能效果。

(3)提高功率因数,减少无功补偿

(4)谐波治理:①谐波使变压器的铜耗增大,包括电阻损耗、导体中的涡流损耗与导体外部因漏磁通引起的杂散损耗都要增加。谐波还使变压器的铁耗增大,这主要表现在铁心中的磁滞损耗增加,谐波使电压的波形变得越差,则磁滞损耗越大。②谐波使导体的交流电阻增大,增加有功损耗;③增加附加损耗,降低发电、输电及用电设备的效率和设备利用率;因此治理了谐波,也就减少了各种损耗,达到节能效果。

4结束语

节能意义重大,节能有利于国民经济的发展,有利于环境保护,可以节约社会资源,提高生活水平;节能工程是一个综合性工程,需要从各方面考虑节能,从提高功率因数到选用节能变压器到选用高光通量光源到选用高效灯具等等;在考虑选用各种节能设备同时,还要考虑初期投资、投资回收期,既不能因投资大而不考虑节能,也不能因为节能而不考虑前期投资,而是需经过综合比较,设计出最佳方案,从而实现有实际意义的节能。

建筑物节能技术

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