Методичні рекомендації щодо розрахунку енергоспоживання та економії електроенергії в ОУ

1. Розрахунок встановленої потужності ОУ

де - потужність ОУ i -го приміщення в обстежуваному об'єкті;
- потужність лампи, Вт; - коефіцієнт втрат в пуско-регулюючої апаратури (ПРА) освітлювальних приладів (таблиця 20); - кількість однотипних ламп в ОУ i -го приміщення.

Таблиця 20 - Значення для різних типів пускорегулювальних апаратів

№ п/п	Тип лампи	Тип ПРА	К
	Люмінісцентна біла (ЛБ)	Звичайний електромагнітний	1,22
		Електромагнітний з пониженими втратами	1,14
		Електронний	1,1

 

Продовження таблиці 20

	КЛЛ	Звичайний електромагнітний	1,27
		Електромагнітний з пониженими втратами	1,15
		Електронний	1,1
	ДРЛ, ДРИ	Звичайний електромагнітний	1,05
		Електромагнітний з пониженими втратами	1,1
		Електронний	1,1
	ДНаТ	Звичайний електромагнітний	1,1
		Електромагнітний з пониженими втратами	1,1
		Електронний	1,06

2. Розрахунок річного фактичного споживання електричної енергії ОУ

3. Розрахунок питомого фактичного споживання електричної енергії

де - питоме річне споживання електроенергії.

4. Розрахунок потенціалу річної економії електроенергії в ОУ обстежуваного приміщення

де - потенціал річної економії електричної енергії для ОП 1-го приміщення від енергозберігаючого заходу, кВт∙год/рік; - коефіцієнт приведення 1-го приміщення.

Коефіцієнт приведення визначають для обліку відхилення фактичної освітленості від нормативних значень за формулою

де - фактичне значення освітленості в 1-му приміщенні по даним інструментального енергетичного обстеження; - нормоване значення освітленості в 1-му приміщенні (СНиП 23-05-95).

Фактичне середнє значення освітленості з урахуванням відхилення напруги в мережі від номінального розраховують за формулою

де - виміряна середня фактична освітленість, лк; - коефіцієнт, що враховує зміни світлового потоку лампи при відхиленні напруги мережі живлення (для ламп розжарювання - 4; для розрядних ламп - 2); - номінальна напруга мережі, В; ) - середнє фактичне значення напруги; - значення напруги в електричній мережі освітлення на початку і в кінці вимірювання.

5. Розрахунок потенціалу економії електричної енергії при переході на інший тип джерела світла з більш високою світловіддачею, лм/Вт

,

де - коефіцієнт ефективності заміни типу джерела світла; - світлова віддача замінюємого і відповідно,пропонуємого джерела світла, лм/Вт; - коефіцієнт запасу, що враховує зниження світлового потоку лампи протягом терміну служби (при заміні з близькими за значенням , але з різною ефективністю, виключається або коригується, крім випадку, коли обстеження проводиться після групової заміни джерел світла).

Розрахунок відносного зменшення встановленої потужності при частковій заміні ламп розжарювання на компактні люмінесцентні лампи з цоколем Е-27 здійснюється за формулою

де - частка потужності ЛР, що підлягають заміні на КЛЛ;
- відношення світловіддач ЛР і КЛЛ; - відношення нормованих значень освітленості при ОП з КЛЛ та ЛР; - відношення коефіцієнтів запасу для КЛЛ та ЛР.

Економія електроенергії при цьому складе

де - час річного напрацювання ОУ, год.

6. Розрахунок потенціалу економії електроенергії при підвищенні ККД існуючих освітлювальних приладів шляхом їх чищення

де - коефіцієнт ефективності чищення світильників; - постійні для заданих умов експлуатації світильників (таблиця 21), - тривалість експлуатації світильників між двома найближчими чистками.

До сприятливих загальних умов можна віднести наявність вентиляції, конструкцію світильника, що перешкоджає осадженню пилу на відбивач або розсіювач (конструктивно-світлотехнічна схема IV і вище згідно СНиП 23-05-95).

Таблиця 21 - Значення постійних для заданих умов експлуатації світильників

Характеристика пиловиділення	Робоче приміщення	Загальні умови			, год
Помірне	Кабінети і робоче приміщення громадських будівель, лабораторій	Сприятливі	0,05	0,95
		Несприятливі	0,15	0,85
Середнє	Виробничі	Сприятливі	0,25	0,75
	цехи, склади борошна	Несприятливі	0,35	0,65

 

7. Розрахунок потенціалу економії електроенергії при установці енергоефективної пускорегулюючої апаратури

де - коефіцієнт втрат в ПРА існуючих світильників системи освітлення 1-го приміщення; - коефіцієнт втрат в ПРА, встановлюваних у світильнику (таблиця 20).

За умовами застосування засобів управління (таблиця 22) можна вибрати необхідний прилад та використати його за призначенням в освітленні.

Таблиця 22 – Рекомендовані засоби управління для місцевого використання

Умови застосування	Засоби управління
Освітлювальна територія використовується непередбачувано (на приклад, приміщення, що зостаються порожніми більш ніж 30% часу, проходи товарного складу, територія лікарні)	Датчики руху Таймери
Територія використовується передбачувано, але менше 24 години на добу, 7 днів на тиждень	Реле часу
Зовнішнє освітлення парковки, фасадів, вуличних знаків, реклами, тощо.	Датчик освітленості Реле часу
Природне світло проходить крізь вікна або скляну стелю.	Фотодатчик Датчик освітленості Багаторівневий комутатор
Є потреба змінювати рівень освітленості протягом дня або у певний час	Ручний діммер (світлорегулятор) Багаторівневий комутатор

 

Вибір конкретних засобів управління має здійснюватися у відповідності до очікуваного освітлювального навантаження (таблиця 23). Наприклад, для зменшення використання електроенергії регулювання добового освітлення може бути доцільним для будівель з піковим навантаженням протягом світлової доби, але абсолютно недоречним для будівель з нічним піковим навантаженням. Для цього випадку є більш економічною адаптивна компенсація.

Таблиця 23 – Вибір засобів управління освітлення на основі очікуваного графіка навантаження

Графік навантаження	Спосіб регулювання	Засоби управління
	Типовий графік робочого дня (9:00-17:00) з обмеженим електроспоживанням у вихідні	Зниження пікового навантаження за рахунок використання засобів управління	Датчики руху та фотодатчики для робочих місць Реле часу для громадських місць
	Тривале споживання	Зниження непередбачуваного споживання за рахунок використання засобів управління	Датчики руху Ручний діммер/ Багаторівневий комутатор для адаптивної компенсації
	Цілодобове споживання	Зниження електроспоживання вдень і вночі за рахунок використання засобів управління	Ручний діммер/ Багаторівневий комутатор для адаптивної компенсації
	Спонтанне споживання	Багаторівневе регулювання за рахунок використання засобів управління	Ручний діммер Багаторівневий комутатор

 

За таблицею 24 можна вибрати придатні засоби управління для різних територій та приміщень. Якщо декілька видів регулювання можуть бути застосовані лише в одному місці, доцільно використовувати інтегральну систему регулювання. Вона встановлюється в одному місці і виконує всі регулювання одночасно. Хоча інтегровані системи є дещо дорожчими, зручність запуску і підтримки такої системи з одного місця зменшує затрати на управління системою.

 

Таблиця 24 – Рекомендовані засоби управління для різних приміщень

Стратегія	Засоби управління
Тип приміщення	Настінний датчик руху	Датчик руху на стелю	Персональний датчик руху	Таймер	Реле часу	Багаторівневий комутатор	Ручний настінний діммер	Бездротовий дистанційний діммер	Датчик освітленості	Фотодатчик
Сільське господарство та легка промисловість			O		●	O			O	●
Студентські аудиторії		●				O	●	●
Шкільні класи		●				●	●	●	O	●
Зали, приймальні, фойє					●	●			●	●
Конференц-зали	O	●		O		O	●	●		●
Зовнішнє освітлення		O			●	O			●
Склади, сховища		●		●
Бакалійні магазини, супермаркети		●		O	●	●			O	O
Гімназії		●				O			O
Коридори		●			●				●	O
Лабораторії		●	O			O	●			●
Бібліотеки та читальні зали		●			O	O				●
Книгосховища		●		●	O	O
Підсобки		●			O	O
Столові, обідні зали	O	●		O		O			O
Медичні заклади/екзаменаційні приміщення	O	●				●	●
Музеї		O				●	●		O	●
Громадські канцелярії		O	●		●	●	●			●
Приватні канцелярії	O	●	●		●	●	●	●		●
Ресторани					O	●	●	O		O
Кімнати відпочинку	O	●		O		O
Приміщення роздрібної торгівлі					O		O			O
Товарні склади		●		O	●	●				O
● – ефективне застосування O - обмежене застосування

 

8. Розрахунок потенціалу економії електроенергії при підвищенні ефективності використання електроенергії за рахунок автоматизації управління освітленням

де - коефіцієнт ефективності автоматизації управління освітленням, який залежить від рівня складності системи управління (таблиця 25).

Таблиця 25 - Значення коефіцієнта ефективності автоматизації керування освітленням для підприємств і організацій зі звичайним режимом роботи (1 зміна)

№ п/п	Рівень складності системи автоматичного керування освітленням
	Контроль рівня освітленості і автоматичне включення та відключення системи освітлення при критичному значенні Е	1,1 - 1,15
	Зонне управління освітленням (включення та відключення системи освітлення дискретно, в залежності від зонного розподілу природної освітленості)	1,2 - 1,25
	Плавне управління потужністю та світловим потоком світильників в залежності від розподілу природної освітленості	1,3 - 1,4

 

9. Оцінка економії електроенергії при заміні світильників за спрощеної оцінки (заміна світильників на аналогічні за світлорозподілом і розташуванням) розрахунок економії виконується наступним чином

де - коефіцієнт, що враховує підвищення ККД світильника; - паспортне значення ККД існуючих світильників; - паспортне значення ККД передбачуваних до установки світильників.

Розрахунок економії електроенергії при заміні світильників враховує всі заходи, тому їх слід виключати при розрахунку загальної економії електроенергії в i -му приміщенні.

У разі великої кількості однотипних приміщень в будівлі, що обстежується, зі схожими за параметрами, станом та заходам ОУ розрахунок здійснюється за допомогою питомих показників економії електроенергії. При цьому загальна економія електроенергії в ОУ обстежуваного об'єкта визначається

Загальні річні витрати на ОУ приміщення (будівлі) складаються з капітальних і експлуатаційних витрат і можуть бути оцінені за такою узагальненої формулою

де - сумарні річні витрати на освітлення; - загальне число ламп у всіх світильниках ОУ; - кількість ламп в одному світильнику; - ціна світильника; - сплата відсотків, амортизація,% (для ); - вартість монтажу світильників, кабелів і електроустановочних пристроїв; - сплата відсотків, амортизація,% (для ), - вартість 1 кВт∙год електричної енергії; - корисний термін служби лампи, год; - ціна лампи; - витрати на чищення одного світильника за рік.

За допомогою цієї формули можна наочно зіставити різні варіанти освітлення при проектуванні нових і реконструкції старих ОУ приміщень.

10. Розрахунок фактичного споживання електричної енергії на цілі зовнішнього освітлення

Для визначення фактичного середньомісячного споживання електричної енергії на цілі зовнішнього освітлення можна користуватися розрахунковою величиною активної енергії

де - середньомісячна кількість годин роботи освітлювальної установки вуличного освітлення, год; - номінальна потужність однієї лампи, кВт; - кількість ламп, шт.; = 0,9 - коефіцієнт, враховує втрати напруги в мережах; = 0,9 - коефіцієнт, враховує пошкодження в мережах; = 0,95 - коефіцієнт, враховує відсоток діючих світлоточок.

Вирішення проблеми енергозбереження у висвітленні передбачає перехід на використання у висвітленні енергоекономічної освітлювальної техніки та технологій [16].

 

Джерела інформації

1. Клюев С.А. Освещение производственных помещений [Текст] / С.А. Клюев. – М.: Энергия, 1979. – 151 с.

2. Епанешников М.М. Электрическое освещение [Текст] / М.М.Епанешников. – М.: Энергия, 1978. – 352 с.

3. Кнорринг Г.М. Светотехнические расчеты в установках искусственного освещения [Текст] / Г.М. Кнорринг. – Л.: Энергия, 1973. – 200 с.

4. Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения [Текст] / Г.М. Кнорринг. – Л.: Энергия, 1976. – 448 с.

5. Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике [Текст] / Ю.Б.Айзенберг. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 972 с.

6. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования [Текст]: СНиП II-4-79 – М.: Стройиздат, 1980. – 48 с.

7. Кунгс Я.А. Экономия электрической энергии в осветительных установках [Текст] / Я.А. Кунгс, М.А. Фаермарк – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 160 с.

8. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 648 с.

9. Айзенберг Ю.Б. Световые приборы [Текст]: учебник для электромеханических техникумов / Ю.Б. Айзенберг – М.: Энергия, 1980. - 464 с.

10. Саприка О.В. Споживачі електроенергії (Лекції для студентів 4 курсу денної і заочної форм навчання спеціальності 7.090603 „Електротехнічні системи електроспоживання) [Текст] / О.В. Саприка, Ю.П. Кравченко. – Харків: ХНАМГ, 2006. – 74 с.

11. Шеховцов В.П. Осветительные установки промышленных и гражданских объектов [Текст] / В.П. Шеховцов. – М.: ФОРУМ, 2009. – 160 с.

12. Козловская В.Б. Электрическое освещение [Текст]: справочник. / В.Б. Козловская, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич. - Минск: Техноперспектива, 2007. - 255с.

13. Артемов А.И. Электроснабжение промышленных предприятий в примерах и задачах [Текст] / А.И. Артемов. - Смоленск, 2000. – 300 с.

14. Колесник Г.П. Электрическое освещение: основы проектирования [Текст]: учебное пособие / Г.П. Колесник. - Владимир, 2006. - 123с.

15. Данилов О.Л. Практическое пособие по выбору и разработке энергосберегающих проектов [Текст] / О.Л. Данилов, П.А. Костюченко – М., 2006. - 668 с.

16. Климова Г.Н. Энергосбережение на промышленных предприятиях [Текст]: учебное пособие / Г.Н. Климова. _ Томск, 2007. - 160 с.

Алфавітний показник

 

 

А

апарат

пускорегулюючий

електромагнітний, 50

електронний, 51

інтелектуальний, 52

В

відбиття, 11

Е

експозиція

енергетична, 11

світлова, 16

З

закон

Віна, 16

Кірхгофа, 16

Стефана-Больцмана, 16

К

кут, 49, 75, 79, 80, 81

захисний, 47, 48, 49

тілесний, 10

Л

лампа

газорозрядна, 25

компактна, 30

безелектродна, 32

ксенонова(т.ДКсТ), 36

метало галогенна(т.ДРИ), 33

натрієва(НЛНТ,НЛВТ), 34

ртутна(т.ЛЛ,т.ДРЛ), 27

тліючого світіння, 37

індукційна, 37

розжарювання, 23

люмінесценція, 18

М

метод

питомої потужності, 78

світлового потоку, 72

точковий, 73

О

опромінювач, 46

освітленість, 16, 37, 64, 70, 72, 74, 75, 76

енергетична, 11

освітлення

аварійне, 64

загальне, 63

комбіноване, 63

локалізоване, 63

робоче, 64

П

поглинання, 11

потік

ефективний, 13

світловий, 15

приймач, 12

проектор, 46

прожектор, 46

пропускання, 11

пульсація, 66

Р

рекомбінація, 40

С

світильник, 46

світимість, 16

енергетична, 10

світлодіод, 40

білого світіння, 42

схема

запалювання, 53

підключення, 45

Ч

чутливість

інтегральна, 13

спектральна, 13

Я

яскравість, 16, 29, 31, 66

енергетична, 11