李彦光 樊建玲 冯艳梅

摘 要：近年来，在全球能源紧缺的大背景下，人们的节能环保意识越来越强，节能技术在社会各行各业生产中得到广泛应用。众所周知，工业耗能较大，将电气节能技术应用于工业设计中，将会推动工业可持续发展，有效的改善工业生产中能耗大的问题。目前，把节能技术应用于工业设计中已经成为一个重要的议题，摆在了相关领域的专家学者面前，引起了社会各界人士广泛关注和重视。文章首先分析了我国工业电气节能设计的现状，然后介绍了电气节能技术在工业设计中应用需要遵循的原则，最后从不同的方面探讨了电气节能技术在工业设计中的应用策略，希望文章的研究能够为工业生产能耗的降低提供一定的助力，促进工业生产朝向一个健康、可持续的方向发展。

关键词：工业设计；节能技术；应用研究

中图分类号：TM92 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）36-0174-02

Abstract： In recent years， In the context of global energy shortage， people's awareness of energy conservation and environmental protection is getting stronger and stronger. Energy saving technology has been widely used in various industries in society. As we all know， industrial energy consumption is large， the application of electrical energy saving technology in industrial design will promote the sustainable development of industry， and effectively improve the problem of large energy consumption in industrial production. At present， the application of energy saving technology in industrial design has become an important issue， placed in front of experts and scholars in related fields， causing widespread concern and attention of people from all walks of life. This paper first analyzes the present situation of industrial electric energy saving design in China， then introduces the principles to be followed in the application of electrical energy saving technology in industrial design， and finally discusses the application strategies of electrical energy saving technology in industrial design from different aspects. It is hoped that the research in this paper can provide some help for the reduction of energy consumption in industrial production and promote the development of industrial production in a healthy and sustainable direction.

Keywords： industrial design； energy saving technology； applied research

引言

伴隨我国社会经济的快速发展，能源紧张问题越来越突出。如何平衡好社会经济发展与能源再生之间的关系显得尤为重要。在经济增长过程中，遵循节能减排的原则，是实现人与自然和谐相处的重要途径。将电气节能技术应用于工业设计中，可以有效解决工业生产中电力不足的问题。同时，也积极响应了国家节能减排的政策。相关领域的专家学者已经对电气节能应用于工业设计中的具体策略进行了分析与研究，并取得了一定的科研成果，本文在充分借鉴相关研究成果的基础上，展开进一步探讨。

1 我国工业电气节能的现状

与西方发达国家相比，我国对电气节能设计的研究起步较晚。具体来讲，欧美等国家从上个世纪70年代对电气节能设计进行研究，并制定了电气节能设计相关的规定，获得显著成效。相比较而言，我国从上个世纪80年代开始对电气节能设计进行研究，电气节能标准正处于试点阶段。直到1988年1月份，电气节能才被正式纳入到《节约能源法》中，并正式颁布实施。经过几十年的发展，电气节能已经在各个行业和领域中得到广泛应用，但是，由于受一些因素的影响电气浪费现象依然存在。电气节能在工业设计领域未能得到有效推广与应用，究其原因，第一，工业电气节能设计需要在满足工业生产的条件下完成，这就对电气节能的应用造成一定的困难。第二，缺乏统一的电气节能标准，当前，不同的工业生产工艺差异性较大，制定一套统一的电气节能标准十分困难。第三，电气节能技术在工业设计中的应用消耗较高的成本，而一些工业为了追求经济效益的最大化，往往对电气节能技术望而却步，这是阻碍电气节能技术在工业设计中应用的最重要原因。总之，电气节能技术在工业设计中的应用依然未能获得显著成效，还有很漫长的路要走。

2 電气节能技术在工业设计中应用的原则

从总体上来看，电气节能技术在工业设计中应用需要遵循经济性原则、节能性原则和适用性原则。

第一，经济性原则。由于电气节能技术的应用具有高成本，要对工业项目的各项具体利润进行详尽分析，充分对比电气节能技术应用后带给工业设计的效益以及电气节能技术应用要使用的资金，确保电气节能技术应用的经济性。

第二，节能性原则。电气节能技术应用的最终目的是降低电能损耗节约能源，这也是电气节能技术应用于工业设计中的意义所在。因此，要尽可能的减少电能的耗费，努力提升电气设备的节能性能，提高电能的利用率，进而真正意义上的实现节能减损。

第三，适用性原则。电气节能技术的应用需要在满足生产工艺的前提下进行，结合设备的运行特点，遵循设备的使用规则，保障电气设备与电气节能技术的适用性。既保障生产工艺的正常运行，同时也实现了节能减排的效果。

总之，遵循电气节能技术应用的经济性原则、节能性原则和适应性原则，在此基础之上，科学合理的选用电气节能设计，才能够最大限度的彰显电气节能技术在工业设计中的价值。一方面，节约社会能源，另一方面也促进工业的可持续发展。

3 电气节能技术在工业设计中的实践应用

第一，应用电气智能控制系统。据不完全统计，在我国总发电量中，电机设备负载量占比超过50%。因此，对电机设备进行改进是实现电气节能的重要途径。具体来讲，利用计算机技术、数字技术、网络技术等，来对动力系统进行优化设计，加大对电机运行的控制力度。构建电气智能控制系统，可以有效避免能源浪费的问题。基于信息化技术，来开发一种新型的电气设备，可以实现电气智能化控制。所谓的电气系统智能化控制，就是系统本身根据设备的运行状态自动调节，维持其自身的正常运行，减少电能损耗，实现节能减排。需要指出的是，电机设备应尽量在有功运转状态下运行，以使得无功功率所引起的电能消耗尽可能低。只有这样，才能够充分彰显电气节能技术在工业设计中应用价值。

第二，应用节能型供配电系统。从变压器供电电压、无功补偿等方面，对供配电系统进行优化设计，是实现工业电气节能的重要途径之一。

（1）变压器。

在工业电能耗水中，变压器耗损约占10%。因此，选用一种节能型变压器至关重要。传统的油浸式变压器耗能较大，用干式变压器取代将有效实现节能减排的目的，变压器维护成本也随之降低。

（2）供电电压。

通过综合考虑用电类型、供电距离、电容量、电网铺设等因素，尽可能使供电电压维持在一定范围内。通常情况下，高压配电电压不超过10kV，常采用6kV的供电电压居多。这主要是由于6kV供电电压有最佳的经济效益。

（3）功率因素。

功率因素是整个工业电气设计中需要考虑的重要参数之一，功率因素设计是否合理，直接决定了电气设备是否具有节能效益。通过设置无功补偿装置，可以实现增加工业电气设备功率因素的目的。一方面，提高了供电质量，增强设备的供电能力。同时，也实现了对电气设备容量的有效利用，降低了功率的耗损。因此，从功利因素入手，优化电气设备是实现节能的关键。

第三，应用节能设备。在工业设计中，节能设备的应用是不可或缺的，从目前节能设备的应用现状来看，常见的节能设备包括y型高效发动机、变频器等等。实践证明，这些节能设备在工业生产中发挥着良好的节能作用。工业活动中需要使用到的大型设备，包括水泵、风机，尽管在正常运行过程中是工频状态，但也会造成大量电能的浪费。利用变频器设备，控制这些大型设备的流量和风量，改变电机转速也可以使得大型设备的输出功率发生变化，具有很好的电气节能效果，电能损耗也随之降低。与此同时，应用y型高效发动机，可以节约电能损耗约20%至30%，y型高效发动机常应用于新电动机更换、旧电动机损坏、新项目开发以及重新绕组中，y型高效发动机具有较强的经济适用性。

第四，利用高效节能光源。众所周知，太阳光是可再生能源，同时也是对环境不产生污染的。将太阳光应用于工业电气节能设计中，可以有效实现照明节能的目的。以建筑设计为例，透明和采光相结合。在白天，尽可能使用棱镜窗、反射高窗、采光格板、导光管等，能够使建筑物内得到一个稳定的光照条件。在使用光伏发电系统的基础上，也可以充分把所收集到的太阳光用于照明，这种方法常应用于室外街道照明设计中。需要指出的是，电气零件使用效率的高低，也能够实现照明节能目的，这就需要提高光源的效能。目前，将高压钠灯与ts型阳光灯管结合，就实现了充分利用高效光源，节约能源消耗，扩大照明效果的目的。

第五，改进灯具控制方式。根据实际的照明需求，在满足工业设计生产工艺的前提下，对灯具控制方式进行优化与改进，能够避免电能浪费，提高设计电气节能的性能。具体来讲，还需要根据房间面积的大小，来确定灯具的数量。一般情况下，如果房间面积较大，可以采用“多等一控“灯具控制方式来控制灯具数量，在合理范围内，采用一定数量的单控灯。相反的，如果房间面积较小，可以采用“两灯一控”或者“一灯一控”的灯具控制方式；在楼梯、走廊等公共场合中，常采用光电控或者声控的方式；对于位置比较偏僻，无法获取天然采光，并且距离侧窗，存在较大距离的地方，常采用光电控制方式；在室外，要想达到照明要求，可以采用光电定时开关控制方式或者程序控制方式。

4 结束语

综上所述，我国工业电气节能的现状依然不容乐观，电气节能技术在工业设计中的应用需要遵循经济性原则、节能性原则和适用性原则。本文主要从应用电气智能控制系统、应用节能型供配电系统、应用节能设备、利用高效节能光源和改进灯具控制方式五个方面，探讨电气节能技术在工业设计中的实践应用。在今后，还需要相关领域的专家学者从更多的层面展开进一步的分析与研究。

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