机场机电系统能效优化与绿色节能技术应用研究

1 机场机电系统能效优化的重要性

1.1 降低运营成本

机场机电系统的能耗是机场运营成本的重要组成部分。通过能效优化，可以降低机电系统的能耗，从而减少能源开支，降低机场的运营成本。

1.2 提高能源利用效率

能效优化可以提高机电系统的能源利用效率，使有限的能源发挥更大的作用。通过采用高效电机、变频调速等技术，可以减少机电系统的能量损耗，提高能源利用效率。

2 机场机电系统能效优化策略

2.1 高效电机的选用

高效电机，指的是其能效水平超出国家二级能效标准的电机类型。在提升电机系统能效的诸多举措中，选用高效电机堪称最为行之有效的方法之一。高效电机通过一系列优化设计手段来提升自身效率，比如对电机的电磁结构进行精心设计，选用性能优良的导磁与导电材料等。以稀土永磁电机为例，它充分利用了稀土永磁材料所具备的高磁能积特性，有效减少了电机的励磁电流，进而降低了铜损和铁损。

在实际应用场景里，依据负载特性来挑选合适的高效电机极为关键。对于恒转矩负载设备，像起重机这类，可选用具有高启动转矩的永磁同步电机；而对于风机、泵类等平方转矩负载设备，异步电动机搭配变频调速技术，并合理选择高效电机型号，能够在整个工况范围内实现显著的节能成效。

2.2 变频调速技术的运用

变频调速技术是机电系统实现节能目标的关键手段。以风机和泵类设备为例，这类设备的流量与转速呈现正比例关系，压力与转速的平方成正比，功率则与转速的立方成正比。在传统的定速运行模式下，当负载需求发生变化时，设备无法对功率进行相应调整，从而导致大量能源被浪费。变频调速技术通过改变电机的供电频率，进而改变电机的转速。在实际生产过程中，当风机或泵类设备无需满负荷运行时，降低电机转速能够依据转速的立方关系来降低功率消耗。例如，在某污水处理厂的水泵系统中，采用变频调速技术后，依据不同时段污水的流量需求对水泵转速进行动态调整，最终使能耗降低了 30%-40%₉ 。

2.3 智能控制系统的搭建

智能控制系统能够依据机电系统的运行状态以及外部环境的变化，对设备的运行参数进行动态调整。传感器在系统中扮演着重要角色，负责采集各类参数，如温度、压力、流量等，这些数据是系统进行深入分析和精准决策的基础依据。系统运用先进的控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，对采集到的数据进行处理。智能控制系统可以根据产品加工的进度，科学合理地规划电机的启动和停止时间，有效避免设备出现空转和过度运行的情况。例如，在自动化流水生产线上，智能控制系统能够确保各个电机在需要投入工作时才启动，使整个生产线的能源利用效率得到大幅提升，进而实现机电系统在复杂工况下的节能稳定运行。

3 绿色节能技术在机场机电系统中的应用

3.1 太阳能光伏发电技术的运用

在机场航站楼的建设与运营中，可充分利用机场大面积的屋顶以及停车场等闲置空间，搭建太阳能发电系统。该系统能够将阳光这一清洁能源高效转化为电能，所生产的电能可用于航站楼内的照明、空调、电梯等各类设备的运行。一方面，它能够显著减少机场对传统能源的依赖，降低能源消耗总量；另一方面，有助于减少机场的能源开支，提升经济效益。同时，还能有效降低二氧化碳等温室气体的排放，契合绿色发展的理念，实现绿色能源的有效利用。以银川国际机场为例，其在停车场棚顶、货运站屋顶等多区域建成太阳能光伏发电设施。停车场棚顶光伏板兼具遮阳与发电；货运站屋顶光伏阵列依建筑和日照设计，发电高效；航食配餐楼光伏保障餐食安全；动力能源站光伏与能源管理系统结合，智能调配能源。该机场年光伏发电量达数百万度，在宁夏民航系统占比大。“光伏 + 机场”模式融合清洁能源与运营，减少碳排放，改善生态，为西北机场提供绿色发展借鉴。

3.2 地源热泵技术的实践

地源热泵系统是一种以地下浅层地热资源为依托，实现供热与制冷功能的空调系统。相较于传统的燃气锅炉，地源热泵系统在环保与节能方面表现卓越。以西安咸阳国际机场为例，地源热泵系统凭借地下浅层地热资源实现高效供热制冷，环保节能优势突出，能耗与污染物排放低于传统燃气锅炉。机场创新构建大型耦合式地源热泵系统，在保障供能安全稳定的同时，实现多能互补、深度融合常规能源。系统精心规划，设 3 个能源站、10 台机组，依地形布 12000 个地埋管，地埋孔深度及间距因地制宜。还配套安装余热回收热泵与冰蓄冷设备，提升能源利用率。经测算，该系统年提取浅层地热能 60 万吉焦，节能减排成效显著，为机场可持续发展筑牢能源根基。

3.3 智能照明系统的部署

智能照明系统是一种能够依据环境亮度和人流量自动调节照明亮度的先进系统。在机场航站楼的应用中，该系统可对航站楼的照明设备进行精准控制。它能够实时感知人流量和自然光线的变化情况，并据此自动调节照明亮度，从而达到节能减排的目标。以西安咸阳国际机场为例，智能照明系统可依环境亮度和人流量自动精准调节航站楼照明设备亮度，满足旅客需求并节能减排。机场航站楼采用玻璃幕墙与采光顶设计，室内可见光反射率不低于 93% ，光线均匀无光斑，白天多数区域靠自然采光，开启灯具数为常规机场八分之一，节能显著。此外，机场联合开发智慧管理平台，集成高杆灯、交通灯智能控制及泊位引导功能，降低运行能耗，提升整体节能水平，树立绿色机场典范。

结束语

机场机电系统开展能效优化以及应用绿色节能技术，对降低机场运营成本、提升能源利用效率、推动机场可持续发展意义重大。通过推行高效电机、变频调速、智能控制等能效优化举措，以及运用太阳能光伏发电、地源热泵、智能照明等绿色节能技术，能大幅削减机场机电系统能耗，提升能源利用效率。未来，需持续强化机场机电系统能效优化与绿色节能技术的研究及应用，助力机场实现绿色发展。

参考文献

[1]张立超, 张正, 冯智伟, 周宁, 范杰. 大型机场通风空调系统 DfMA设计及施工技术[J]. 建筑技术, 2023, 54 (12): 1475-1478.

[2]廖官根, 李登帅, 姚军, 武鼎凯. 基于MCR-WPT 系统的机场机电设备工控机散热研究[J]. 黑龙江电力, 2022, 44 (03): 213-216.

[3]张正, 张健伟, 李振威. 西安咸阳国际机场国际机场航站楼核心区及换乘中心机电安装工程项目管理综述[J]. 安装, 2019, (S1): 5-9.