关于智能化大楼供水供电系统的研究

关于智能化大楼供水供电系统的研究

朱伟

朱伟410007中国水利水电第八工程局有限公司

摘要：智能化大楼是未来建筑发展的必然趋势，做好关于智能化大楼供水供电系统的设计将会直接影响智能大楼整体的便捷性与实用性。本文对智能化大楼的相关概念进行了简述，并在此基础上重点分析了智能化大楼供水供电系统设计的原理及应用，希望对其起到一定的促进作用。

关键词：智能化大楼；供水供电系统；光伏发电系统；

Aboutintelligentbuildingwatersupplypowersupplysystemresearch

ZhuWei410007Chinawaterconservancyandhydropowereighthrapiddevelopmentco.,LTD

Abstract:intelligentbuildingistheinevitabletrendofthedevelopmentoffuturebuildings,doaboutintelligentbuildingwatersupplypowersupplysystemdesignwilldirectlyinfluencetheintelligentbuildingoverallconvenienceandpracticability.Inthispaper,theintelligentbuildingrelatedconceptofbriefly,andonthebasisoftheanalysisoftheintelligentbuildingwatersupplypowersupplysystemdesignprincipleandapplication,inthehopethattheplayarole.

Keywords:intelligentbuilding;Watersupplypowersupplysystem;Photovoltaicpowergenerationsystem;

1、引言

随着社会的发展，人们对于智能化大楼的认识越来越成熟。但是，由于智能化大楼作为一个较为超前的概念，使得对其的认识整体仍处于一个较为初级的阶段，因此，做好关于智能大楼应用的研究具有非常重要的意义。在智能大楼中，当前一项非常重要的工作就是如何保证其供水供电系统的智能化，这不仅关系到我们的生活便利与否，对于智能大楼的推广也将起到重要的作用。

2、智能大楼概念简述

所谓智能化大楼，新加坡的PWD部门将其定义为具备先进的自动化控制系统的建筑物，这里自动化控制系统的控制对象包括温度、湿度、灯光、保安、消防及各类设备等，通过这类控制手段实现对于建筑物内环境、通信等方面的改善。

而美国的智能建筑研究则认为智能化大楼主要有四要素组成：结构、系统、服务、管理及其内在联系的最优化设计，通过对于这四要素的设计实现一个安全、便捷、舒适的环境。

通过这两种定义我们可以看出，在智能化大楼的设计中，供水供电系统的设计是非常关键的一部分，能否做好这种设计直接关系到智能化大楼的实用性。

3、智能化大楼供水供电系统

在智能化大楼供水供电系统中，最为重要的就是如何提升对于太阳能这一绿色能源的利用，它既可以减少我们的建筑能耗，又能够响应当前的政策。当前智能化建筑的太阳能力利用中，主要是通过光伏发电系统以及屋顶太阳能热水系统来实现的。

3.1光伏发电系统

所谓光伏发电系统，指的是将太阳能转换成电能的发电系统，光伏发电系统又可以分为独立太阳能光伏发电系统以及并网太阳能光伏发电系统。

其中，独立太阳能光伏发电主要指的是不与电网连接的发电方式，其最为明显的特点是利用蓄电池对电能进行储存，这类系统较多的应用于偏远地区。而并网太阳能光伏发电则主要是指将其连接到国家电网，使其作为电网的补充，这类方式不需要使用蓄电池。一般来说，这一系统又可以分为以下几个部分：

（1）太阳能电池板

这是整个系统中最为核心的部分，它可以将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作，其直接关系到整个系统的质量与成本。

（2）太阳能控制器

这部分的作用是对整个系统的工作状态进行控制，并对蓄电池进行保护。如果温差比较大，还能够对整个系统起到温度补偿的作用，此外，还可以作为光控开关、时控开关等。

（3）蓄电池

顾名思义，这主要用来储存电能，在我们的工作中，较多使用的是一铅酸电池、镍氢电池、锂电池等。

（4）逆变器：

太阳能的输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC，而我们所需要的却是220VAC、110VAC的交流电源。为了满足我们的需求，要将这种直流电转变为交流电，这就需要逆变器来实现这一转变。

（5）太阳跟踪控制系统

由于太阳的光照角度会时刻变化，因此，为了保证太阳能电板能够时刻正对太阳，这就需要太阳跟踪控制系统。这种跟踪系统能够将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，进而实现对其的跟踪。需注意的是，这一系统一旦安装，我们不能够对其随意的装拆或者移动，因此，在每次安装的过程中，要选取专业人员对其各种参数进行有效地调整。

至于太阳能发电在智能化大楼中的应用设计技术一般是：使用光伏设备代替部分建筑材料，即光伏组件作为建筑的房顶、墙和窗户的建筑材料，这样可以被用作发电，也可以使建筑外观更符合审美。对框架结构的建筑物，整个建筑的围护结构由太阳能光伏阵列组成，这样既能直接吸收阳光也可吸收被反射的阳光，还能增加建筑的美观性。

3.2屋顶太阳能热水系统

在屋顶太阳能热水系统中，最为主要的部分就是太阳能中央热水器，这一设备主要可以分为以下几个部分：

（1）太阳能集热器，它主要用来吸收太阳能，然后将吸收的能量转化为热能来对集热器中的冷水进行加热。

（2）保温水箱，这一水箱主要用于储存热水，一般来说，热水的储存时间可达到3天，其原理是通过不锈钢作为内胆，然后外层使用8厘米的保温层，最后在最外层设置铝合金外壳。

（3）热泵辅助加热系统，这一系统主要用于在阴雨天进行辅助加热，以确保满足我们对于热水的需求。

（4）供热水管道，它的作用是把经过增压泵加压的热水引向各用水点，在其设计上主管道会设置保温层，未端会进行回水管的设置。

对于屋顶太阳能热水系统的原理，主要可以总结为：当天气比较好的时候，整个系统利用太阳能对集热器中的冷水进行加热，加热的温度选取为55℃。然后冷水管上的电磁阀门将会自动打开，热水就会被挤压进集热器，而集热器中的热水将会被挤压进保温水箱进行保存。当冷水接触到集热器出口处的温度探头时候，如果这一探头探得的温度小于55℃，电磁阀门将会关闭，冷水将会被继续加热，然后进入下一循环直到水箱中水满为止。如果在水满以后依旧存在太阳能，则循环泵将会启动，对水箱中的热水进行抽离，使其受到太阳能集热器的循环加热，整个过程水温会一直上升，直到70℃时为止，选取这一温度主要是基于我们的使用以及对于系统的保护需求。

当太阳的光照不足时，热泵加热系统就会启动，一般来说，为了减少我们对于电能的消耗，将会分三个时段对保温水箱内的水位进行检测，其中，10：30～11：30的时候，假如水位不足40%，热泵加热系统就会自动工作，如果到达了将停止工作；而在12：30～13：30的时候，相应的检测水位则变为70%；至于15：30～18：30，对应的水位则为100%。这种工作方式能够在既能够保证我们的热水供应，又可以将太阳能利用到最大程度，因此，无论在实用性还是节能效果上都会有相当不错的作用。

至于备用电加热系统，一般不会启动。它主要工作在寒潮或者用水量突然增大的时候，它的工作原理是系统将会对保温箱的水温进行自动检测，如果温度小于50℃，这一系统将会启动电加热，使水的温度达到50℃，通过这一系统可以有效地保证我们使用热水的温度，确保了系统整体的稳定性。

我们在晚上使用热水的时候，水位将会慢慢的下降，这个时候由于冷水不会进入水箱，因此水箱的温度是不变的。一般来说，我们在设计的时候会保证水量是足够的，这样晚上就不需要启动热泵加热，只有水位降到最低水位时，热泵系统才会自动启动以确保我们热水的需求能够得到满足。值得注意的是，这类工作方式是最为耗电的，因此我们在设计的过程中要对于实际的需求进行充分的考察，最大限度的避免这种情况的发生。

4、结语

智能化大楼虽然是将来的必然趋势，但是，当前整体还处于一个较为初级的阶段，本身在这方面的研究就比较少，因此，做好这一方面的研究，尤其是对于供水供电系统的研究不仅具有很强的学术性，其商业价值也不容忽视。我相信，随着技术水平的不断提升，将来我们在智能化大楼的供水供电系统上必然会做的更好。

参考文献

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