浅析办公室节能省电研究

王琮泽 梁鹏

【摘要】电能已经成为生活中必不可少的工具之一。在经济飞速发展的今天，人们对电能的需求每日剧增。在此之下，節能省电成为当今可持续发展下一代名词。本文根据办公室用电节能进行浅析，利用C-BUS智能控制办公室照明、单片机控制办公室照明达到节电效果。再次分析办公室照明配电系统的设计对其负荷进行分析，对单间办公室照明进行平面布置设计。

【关键词】节电办公室照明单片机

一、节电系统单元方案设计

1、C-BUS智能控制照明节电单元方案设计

采用C-BUS智能照明监控系统。只监控灯，不监控插座。CBUS系统是一个二线制的照明管理系统，所有C-BUS单元由一对通讯信号线（UTP5）接连成网络，每个单元均设置唯一的单元地址并用软按键设定其功能，通过输出单元控制各负载回路。输入单元通过群组地址和输出单元建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为C-BUS信号在系统总线上传播，所有输出单元接收并作出判断，控制相应输出回路。

C-BUS系统的控制方式是由电脑设定的。一旦电脑设置完成后电脑即可撤除。C-BUS系统的每个单元均内置微处理器，所有的系统参数被分散存贮在各个单元中，即使系统断电也不会丢失。一旦电脑接入系统运行，则可实现实时监控，定时控制功能等。CBUS系统可方便与楼宇自控系统等其他系统连接。

在输入单元中，采用红外线感应器感知周围是否有人在活动，实现“人来灯亮，人走灯灭”的功能。采用控制面板控制每个房间的照明灯具。

在输出单元中，每路灯的出线配用一个四路输出继电器（实际可使用三路），共采用12个10A的四路输出继电器，用于接通和分断照明器负载电源。

在系统单元中，电源采用5100PS，能为C-BUS提供直流36V安全电压，并能在直流15～36V之间维持系统正常工作。通过PC接口，可以用鼠标直接控制C-BUS系统输出单元，可以对C-BUS单元功能进行修改，可以对C-BUS系统进行监控和数据记录，还可以用电脑来诊断故障。

2.单片机控制照明节电系统单元方案设计

采用单片机控制照明节电单元方案设计系统结构框图如图1所示。该节电单元由4组热释电红外线传感器及信号处理电路、3个可见光探测模块、1个单片机系统及3组继电器控制电路组成。其中每一个可见光探测模块均对应办公室的一组照明器，每组照明器均有两套三管格栅灯具。

3.单片机选择

本节电单元选用AT89C55单片机作为核心控制系统。它是一款低电压且性能高的单片机，其中包含256B的数据存储器（RAM）和8KB的可重复擦写的程序存储器（Flash ROM）。这款单片机采用美国ATMEL公司的Flash存储器的优势技术，在指令系统方面与MCS-51系列单片机完全兼容，包含通用8位中央处理器CPU、32个双向I/O口和3个16位可编程定时/计数器，能够满足系统设计需求。

二、办公楼照明配电系统设计

1、供配电系统设计

采用低压380/220V一路市电电源铠装电缆进线总配电箱AL设在一层门卫，以控制单元设置分配电箱，全楼采用一个公共区配电箱，以配合节水、节电、节热系统智能控制要求。每层单间办公室配置一个分配电箱，配合单间办公室节能控制单元。如图6所示为。

2、负荷计算

在本项目研究的办公楼模型中，取电力负荷用电指标ρ=60W/ m，办公楼建筑面积A=1000m2。采用指标法计算负荷为

因此，办公楼计算负荷估算为60kW，均为三级负荷。

三、节能效果分析

1、单间办公室节电单元节能分析

若以单间办公室设定为节能单元，节能单元的节热率将会提高。但是，采暖系统需要增加电动阀等控制设备。若停电，还会影响电动阀的正常工作，影响了系统可靠性。因此，为提高节能效率，还需要对采暖系统进行并联电动阀管路改进。

节能单元对电能的节能效率可以从白天使用的时间上进行分析。假设没有节能单元进行智能化控制，工作人员随手关灯的情况不佳，则使用节能单元控制白日长明灯效果显著。

如果每天工作8小时，使用电能为W1，长明灯也为8小时，那么电能的消耗浪费比较大。假设节能单元进行有效控制了4小时，则使用电能为W2，电能的节约效率计算式应为

如果按办公楼照明器的用电量占约全楼用电量40%～50%估算，那么白天照明器用电量的减少，将意味着节约电能的效率大大提高，照明系统节电30%以上。由此可见，节约白天用电量是照明系统节能的有效途径。

总结

经过节能效果分析，我们可以发现，本文提出利用C-BUS智能控制、单片机控制办公室照明方案成效显著。在最后节能效果分析中可以得知，如果白天照明电器用电量减少，可以大大提高电能的节约。电能的节约利用是我们每个公民都应尽的责任，而对电能节约单靠对办公室照明进行研究还远远不够，需要我们共同努力，建造一个资源节约型社会。

参考文献：

[1]雍静.供配电系统[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]马小军.建筑电气控制技术[M].北京.机械工业出版社.2010.

[3]徐云.节能照明系统工程设计[M].北京.中国电力出版社.2009.