Энергосберегающие технологии в электроосвещении

Современное человеческое общество немыслимо без повсеместного использования света. Осветительные установки создают необходимые условия освещения, которые обеспечивают зрительное восприятие (ведения), дающее около 90% информации, получаемое человеком от окружающего мира. Широкий

ассортимент источников искусственного света и светотехнических систем

помогает людям быть независимыми от естественного освещения. Для достижения зрительного комфорта, необходимо выдержать на определенном уровне много светотехнических параметров:

· оптимальную освещенность;

· минимальное слепящее действие;

· распределение яркости света по основным поверхностям;

· правильную цветопередачу и тенеобразование.

Если рассматривать различного вида освещения с точки зрения экономии затрат на его производство, то можно выделить несколько основных направлений решения этой проблемы, что позволит создавать экономичное и комфортное освещение. К таким направлениям относятся:

· использование энергоэкономичных источников света;

· использование эффективных устройств питания источников света;

· использование устройств управления источниками света.

Проведем теоретическое исследование применения компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) как источника создания комфортной световой среды для труда и отдыха лаборантов ЦЗЛ завода технического углерода при рациональном использовании электрической энергии.

Цель исследования:

Определение эффективности применения светильников КЛЛ для конкретного рабочего места.

Задачи исследования:

· эффективное применение оптического излучения для создания комфортной световой среды;

· рациональное использование электроэнергии;

· уменьшение издержек на эксплуатацию источников света;

· технико-экономические показатели исследуемого объекта.

Объект исследования:

Лаборатория резины ЦЗЛ.

Площадь помещений:

два помещения по 6х6 м;

высота помещения H = 3,6м;

норма освещенности E_min ≥ 200лк.

В каждом из помещений имеется ПЭВМ.

Согласно гигиеническим нормам уровень пульсации светового потока:

· в помещениях, оборудованных ПЭВМ не более 5% (Сан ПиН 2.2./2.41340-03).

Определяем светотехнические и технико-экономические показатели существующей системы освещения (до ремонта).

Применялись светильники – ПВЛМ 2х40, с лампами ЛБ-40. В качестве аварийного и эвакуационного освещения применены 3 светильника НПП с лампами накаливания Б 220-230-100 Е27 с Р_л = 100Вт

Высота подвески h_с=0,2м. Расположение линейное, многорядное, подвесное. После ремонта помещений, с установкой подвесных потолков

hп = 0,4м. Лампа ЛБ-40; Р_л=40Вт; F_л=1700лм; световая отдача 42,5 лм/Вт; срок службы до 12 лет.

Показатели помещения:

H^′_р = H-h_р- h_с (1)

H^′_р =3,6-1,0-0,2=2,4.

𝛽= = 1,25.

𝜂=0,49.

Значение коэффициента минимальной освещенности z=0,83.

Согласно выражения:

N= ; (2)

Определяем количество светильников

N= = 6,45шт.

Реальное установленное количество светильников 7шт, двухрядное по 4 и 3 светильника в ряду. Потребляемая мощность:

Р_р =2∙14∙Р_лл, (3)

Р_р =2∙14∙40 = 1120 Вт.

Потребляемая суммарная мощность S=1320 В∙А

Р_лн=S_лн = 300 В∙А;

S_об=1620 В∙А.

Годовое потребление электроэнергии:

W = S_об ∙t, (4)

W = 1,620∙8760 = 14200 кВт∙ч.

Затраты на электроэнергию:

З=Ц∙ W,

где, Ц–цена за электроэнергию, допустим Ц=1,3рубля.

З=1,3∙14200 = 18460 рублей.

После ремонта помещения установим светильники, встроенные в подвесной потолок.

Рассмотрим два варианта:

вариант I

светильник ЛПО 4х18 с электромагнитным ПРА (В1-кл) с лампами TL-D 18Вт.

вариант II

светильник ЛВПО 01 4х14 с электронным ПРА с лампами Master TL-D Super (T5) 14 Вт.

Исходные данные:

· площадь помещения – S=6х6м²

· геометрические размеры – А=В=6м Н=3,15м;

· высота подвеса светильников – h_п = h_с;

· освещенность, Е_min ≥ 200лк, Е_max =450лк;

· количество работы светильника в сутки -24ч;

· количество рабочих дней в году – 365;

· стоимость (внутризаводская) 1кВт∙ч – 1,3руб.;

· стоимость светильника ЛВПО – 1810 руб/шт;

· стоимость светильника ЛПО – 1380 руб/шт;

· световой поток светильника F, лм:

ЛПО – 3520;

ЛВПО 01 – 4880.

· потребляемая мощность Р_с, Вт.

ЛПО – 72

ЛВПО 01 – 56.

· коэффициент мощности cos φ.

ЛПО – 0,85;

ЛВПО 01 – 0,98.

· индекс показателя 𝛽 =1,46;

· коэффициент использования светового потока светильников при

𝛽 =1,46, 𝜂_с:

ЛПО – 0,6 - 0,72;

ЛВПО 01 – 0,72 – 0,85;

· срок службы ламп, ч:

ЛПО – до 15000;

ЛВПО 01 – 20000;

· рабочая частота ламп, Гц:

ЛПО – 50;

ЛВПО 01 – 45000;

· коэффициент пульсации k_Е, %:

ЛПО – k_Е ≥ 25%;

ЛВПО 01 – k_Е= 1%.

Определяем количество светильников исходя из условий:

· Е_min=Е_р =220лк (k_зЕ =1,1);

· k^′_з = k^′′_з =1,4;

· z^′ = z^′′ = 0.85.

Количество светильников:

N^′ = =4,18 шт;

N^′′ = = 2,68 шт.

Выбираем соответственно 4 и 3шт.

Определяем реальную освещенность

Е_р =, (лк) (5)

Вариант I:

Е^′_р = = 210 лк;

Вариант II:

Е^′′_р = = 246 лк.

Все расчетные данные сводим в сравнительные таблицы.

Таблица 1 Светотехнические параметры

 

Параметры	ПВЛМ 2х40	ЛПО 4х18	ЛВПО 01 4х14
Световой поток F, лм
Индекс 𝜂	0,49	0,6-0,72	0,72-0,85
kЕ, %
Шум, дБ	10	8	–
Рабочая частота, Гц
Срок службы лампы, ч
Энергопотреб., Вт
Аварийное освещ., Вт

 

Таблица 2 Технико-экономические показатели

 

Параметры	ПВЛМ 2х40	ЛПО 4х18	ЛВПО 01 4х14
Кол-во светильников, для обеспечения Emin=200лк		4х2	3х2
Стоимость светильников, руб.	–
Стоимость электроэнергии, руб.

 

Эксплуатационные расходы на первый год эксплуатации не рассматриваем, т.к. предполагаем З^′_экс = З^′′_экс.

Затраты замены освещения, как видим из таблицы 2, окупиться при обоих вариантах, но вариант II эффективнее:

Э_эф= ∙ 100%; (%) (6)

Э_эф= ∙ 100% = 16,3%;

т.е. вариант II на 16,3% дешевле варианта I в первый год эксплуатации.

Окупаемость варианта I, Т^′_ок, месяц:

Т^′_ок = , (месяц) (7)

Т_ок = =11,6 месяцев.

Т^′_ок = = 9,7 месяцев.

Осветительная нагрузка завода, кроме нескольких участков представляет собой довольно современную систему, на заводе кроме аварийного освещения вообще не применяется системы освещения с лампами накаливания.

Выводы:

Теоретические исследования показали, то что если поставить четкие цели и сформулировать конкретные задачи, эти задачи на первый взгляд только покажутся очень затратными, а в действительности после первых вложений механизм энергосбережения может перейти в режим самоокупаемости.