Автоматизация освещения колледжа

АВТОМАТИЗАЦИЯ ОСВЕЩЕНИЯ КАВАЛЕРОВСКОГО

МНОГОПРОФИЛЬНОГО КОЛЛЕДЖА

Автор: Коршунов Антон Иванович

Руководитель: Стребков Вячеслав Владимирович

В данной работе рассматривается вопрос автоматизации освещения мест общественного пользования Кавалеровского многопрофильного колледжа.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ – рассмотреть целесообразность применения устройств автоматизации освещения совместно со светодиодными светильниками.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ – сравнить энергетические и экономические параметры использования люминесцентных и светодиодных источников света с использованием датчиков движения.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ – система общего освещения коридоров колледжа.

ПРЕДМЕТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ – датчики движения и светодиодные источники света.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ – измерения, сравнение, анализ.

В Российской Федерации при проектировании инженерных систем зданий и сооружений вопросам энергосбережения большое внимание.

Расход электроэнергии на цели освещения может быть заметно снижен достижением оптимальной работы осветительной установки в каждый момент времени.

Добиться наиболее полного и точного учета наличия дневного света, равно как и учета присутствия людей в помещении, можно, применяя средства автоматического управления освещением (СУО).

Системы автоматического управления освещением, условно можно разделить на два основных класса - так называемые локальные и централизованные.

Для локальных систем характерно управление только одной группой светильников, в то время как централизованные системы допускают подключение практически бесконечного числа раздельно управляемых групп светильников.

В свою очередь, по охватываемой сфере управления локальные системы могут быть подразделены на "системы управлении светильниками" и "системы управления освещением помещений", а централизованные - на специализированные (только для управления освещением) и общего назначения (для управления всеми инженерными системами здания).

В нашем проекте рассматривается локальная система управления освещением.

Управление осветительной нагрузкой осуществляется при этом двумя основными способами: плавным изменением мощности светильников (одинаковым для всех или индивидуальным) либо отключением всех или части светильников (дискретное управление).

Первый вид управления освещением осуществляют коммутацию осветительной нагрузки в зависимости от времени суток по предварительно заложенной программе.

К системам дискретного управления освещением относятся фотореле, таймеры, автоматы, оснащенные датчиками присутствия. Они отключают светильники в помещении спустя заданный промежуток времени после того, как из него удаляется последний человек. Это наиболее экономичный вид систем дискретного управления, к побочным эффектам их использования относится возможное сокращение срока службы ламп за счет частых включений и выключений.

По принципу действия датчики движения можно разделить на несколько групп.

Первая группа - ультразвуковые датчики, которые используют для регистрации движения отраженные от объектов ультразвуковые волны. Вторая группа - микроволновые, которые применяют энергию электромагнитных волн высокой частоты. Третья группа - инфракрасные датчики регистрируют движение по инфракрасному излучению, которое свойственно всем нагретым телам, в том числе и человеку. Датчики движения по способу получения сигнала от объектов подразделяются на: активные датчики, которые сами излучают и регистрируют от объектов отраженный сигнал. Для их работы требуется излучатель и приемник. Пассивные датчики – те, которые регистрируют собственное излучение объекта. Более простая конструкция делает их дешевле, но вероятность ложных срабатываний у таких датчиков выше.

ОБОСНОВАНИЕ АВТОМАТИЗАЦИИ ОСВЕЩЕНИЯ

Рассматривается два варианта освещения коридоров с линейными люминесцентными лампами (существующий вариант) и светодиодными лампами управляемыми инфракрасными датчиками движения (энергосберегающий вариант).

Первый вариант: люминесцентный светильник ЛПО 50 «Феникс» с ЭПРА.

Он предназначен для освещения административных общественных помещений. Конструктивно рассчитан на две лампы, а так же имеет электронный ПРА. Светильник предназначен для общего освещения общественных зданий, административных, офисных и иных помещений.

Рис. Люминесцентный светильник ЛПО 50 «Феникс»

Второй вариант: модернизация светильника ЛПО 50. В световом приборе люминесцентные лампы типа Т8 с цоколем G13 заменяются на светодиодные лампы Т8 с таким же цоколем.

Рис. Схема установки светодиодной лампы

Для управления светодиодным светильником предусматривается установка двух инфракрасных датчиков движения. Это обусловлено тем, что освещаемый коридор протяженный и движение происходит во встречных направлениях.

Рис. Схема подключения датчиков движения (1 и 2 ) к светильнику

В первом варианте мощность светильника 0,072 кВт и время работы 14 часов в сутки. При использовании датчиков движения и светодиодных ламп время работы светильника в среднем 3 часа и мощность 0,036 кВт.

Определяем потребляемую электроэнергию за одни сутки.

Таблица 1. Потребляемая электроэнергия

Таким образом, газоразрядные источники света потребляют больший объем электроэнергии, чем светодиодные лампы.

Определяем затраты на потребляемую электроэнергию за 1 год. Для расчета принимается 25 учебных дней в месяце и продолжительность учебного периода 10 месяцев в году, стоимость 1 кВт*ч для бюджетных учреждений – 4,78 руб.

Таблица 2. Затраты на потребляемую электроэнергию

Экономический эффект за год при использовании датчиков движения и светодиодных ламп составит:

∆Q= Q_лл – Q_сд = 1204.56– 129.06= 1075,5 руб.

где, Q_лл и Q_сд – расходы на электроэнергию за год при использовании люминесцентных и светодиодных светильников и датчиков движения соответственно, руб.

В результате проведенных расчетов было выяснено, что применение датчиков движения и светодиодных источников света позволит более эффективно использовать электроэнергию.

В данном проекте рассматривается модернизация только одного светильника. Экономический эффект от энергосбережения при реконструкции освещения всех светильников коридоров колледжа только за один год составит более тридцати тысяч рублей.

Произойдет сокращение эксплуатационных расходов (срок жизни лампы возрастает), а внедрение современных светодиодных светильников исключит мерцание люминесцентных ламп, обеспечит бесшумность работы. В то же время светодиодные лампы имеют большую стоимость.

Рис. Инфракрасный датчик движения

В дальнейшем целесообразно использовать централизованную систему управления освещением.

Литература:

1. Федеральный закон РФ от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты российской федерации».

2. СанПиН 2.2.1/2.1.1.2585 -10 «Изменения и дополнения № 1 к санитарным правилам и нормам СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий»»

3. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю. Б. Айзенберга.-

М.:Энергоатомиздат, 2007. – 972 с

1. Шеховцов В.П. Осветительные установки промышленных и гражданских объектов / Шеховцов В.П. М.: Форум 2009.- 158 с

5. Кашкаров А.П. Датчики в электронных схемах: от простого к сложному.

ДМК Пресс, 2013.- 200 с.