Осветительные установки

В качестве энергетического показателя, определяющего рациональное потребление ЭЭ на цели освещения, предлагается удельная установленная мощность (УУМ) общего искусственного освещения помещений, которая является основой нормативной базы для контроля энергозатрат в осветительных установках (ОУ) при проведении энергетического обследования объектов и на стадии экспертизы проектов.

Введение в практику проектирования ОУ УУМ фактически исключает применение ламп накаливания (ЛН) в освещении общественных зданий. Удельная установленная мощность определяется по формуле

*

где W₀ - базовое значение УУМ, приведенное к освещенности 100 лк, коэффициенту запаса 1,5, условному КПД светильника 100% и световой отдаче 80 лм/Вт; к₃ - нормируемый коэффициент запаса; З_св - КПД применяемого светильника, %; 3_V - световая отдача применяемого источника света, лм/Вт.

Нормы регламентируют минимальные значения КПД осветительных приборов в соответствии с ГОСТ 8607-82 и световой отдачи источников света (табл. 6.8).

Анализ ОУ начинается с оценки текущего потребления ЭЭ на освещение в процессе энергетического обследования. Расчет потребляемой ЭЭ в ОУ производится по следующей формуле:

где W_г0д - суммарное годовое потребление ЭЭ, кВт ч/год; Ti - годовое число часов работы ОУ i-го помещения; Si - площадь i-го помещения, м².

Таблица 6.8

Минимальное значение световой отдачи источников света, лм/Вт

Удельная установленная мощность w для действующей осветительной установки рассчитывается по формуле

где Pj - мощность, потребляемая комплектом лампа-балласт j-го типа,

Вт; Nj - количество ламп j-го типа, шт.; j - индекс, обозначающий тип источника света; n - число модификаций источников света в рамках определенного типа.

Расчет экономии ЭЭ на освещение и рекомендации по энергосбережению в осветительных установках разрабатываются по следующим показателям ОУ, ее организационных и технических компонентов:

• • по экономичности источников света;
• • по экономичности пускорегулирующей аппаратуры;
• • по типовым конструктивно-светотехническим схемам и эксплуатационным группам осветительных приборов (ОП);
• • по системам освещения, соотношению общего и местного освещения;
• • по системам автоматического управления освещением в зависимости от уровня естественной освещенности и площади производственных помещений;
• • по соблюдению регламента эксплуатации ОУ.

Методические рекомендации по расчету энергопотребления и экономии электроэнергии в ОУ

1. Расчет установленной мощности О У:

где Pi - мощность ОУ i-го помещения в обследуемом объекте; Р_л - мощность лампы, Вт; К - коэффициент потерь в пуско-регулирующей аппаратуре (ПРА) осветительных приборов (табл. 6.9); N - количество однотипных ламп в ОУ i-го помещения.

2. Расчет годового фактического потребления ЭЭ ОУ:

Таблица 6.9

Значения К для различных типов пускорегулирующих аппаратов

3. Расчет удельного фактического потребления ЭЭ

где W1 - удельное годовое потребление электроэнергии.

4. Расчет потенциала годовой экономии электроэнергии в О У обследуемого помещения:

где ΔWi— потенциал годовой экономии ЭЭ для ОУ i-го помещения от энергосберегающего мероприятия, кВт ч/год; θ - коэффициент приведения i-го помещения.

Коэффициент приведения определяют для учета отклонения фактической освещенности от нормативных значений по формуле

где Eф - фактическое значение освещенности в /-м помещении по данным инструментального энергетического обследования; Е_н - нормируемое значение освещенности в /-м помещении (СНиП 23-05-95).

Фактическое среднее значение освещенности с учетом отклонения напряжения в сети от номинального рассчитывают по формуле

где Eф - измеренная средняя фактическая освещенность, лк; ζ - коэффициент, учитывающий изменения светового потока лампы при отклонении напряжения питающей сети (для ламп накаливания - 4; для разрядных ламп - 2); U_H - номинальное напряжение сети, В; - среднее фактическое значение напряжения; U1, U₂ - значения напряжения в электрической сети освещения в начале и в конце измерения.

5. Расчет потенциала экономии ЭЭ при переходе на другой тип источника света с более высокой светоотдачей, лм/Вт:

где- коэффициент эффективности замены типа источника света; η1, η₂ - световая отдача заменяемого и, соответственно, предлагаемого ИС, лм/Вт; к₃ - коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока лампы в течение срока службы (при замене с близкими по значению к₂, но с разной эффективностью к₃ исключается или корректируется, кроме случая, когда обследование проводится после групповой замены источников света).

Расчет относительного уменьшения установленной мощности при частичной замене ламп накаливания на компактные люминисцентные лампы с цоколем Е-27 производится по формуле

где β - доля мощности ЛН, подлежащих замене на КЛЛ; δ - отношение световых отдач ЛН и КЛЛ; 0θ - отношение нормируемых значений освещенности при ОП с КЛЛ и ЛН; γ - отношение коэффициентов запаса для КЛЛ и ЛН.

Экономия электроэнергии при этом составит

где t - время годовой наработки ОУ, ч.

6. Расчет потенциала экономии электроэнергии при повышении КПД существующих осветительных приборов путем их чистки:

где- коэффициент эффективности чистки светильников; γ_с, β_с, t_c - постоянные для заданных условий эксплуатации светильников (табл. 6.10), t - продолжительность эксплуатации светильников между двумя ближайшими чистками.

Таблица 6.10

Значения постоянных для заданных условий эксплуатации светильников

К благоприятным общим условиям можно отнести наличие вентиляции, конструкцию светильника, препятствующую осаждению пыли на отражатель или рассеиватель (конструктивно-светотехническая схема IV и выше согласно СНиП 23-05-95).

7. Расчет потенциала экономии электроэнергии при установке энергоэффективной пускорегулирующей аппаратуры:

где К1 - коэффициент потерь в ПРА существующих светильников системы освещения /-го помещения; К2 - коэффициент потерь в ПРА, устанавливаемых в светильнике (см. табл. 6.9).

8. Расчет потенциала экономии электроэнергии при повышении эффективности использования электроэнергии за счет автоматизации управления освещением:

где ρ - коэффициент эффективности автоматизации управления освещением, который зависит от уровня сложности системы управления (табл. 6.11).

9. Оценка экономии электроэнергии при замене светильников При упрощенной оценке (замена светильников на аналогичные по свeтораeпрeдeлeнию и расположению) расчет экономии производится следующим образом:

где α = q1/q2 ~ коэффициент, учитывающий повышение КПД светильника; q1- паспортное значение КПД существующих светильников; q2 - паспортное значение КПД предполагаемых к установке светильников.

Таблица 6.11

Значения коэффициента эффективности автоматизации управления освещением для предприятий и организаций с обычным режимом работы (I смена)

Расчет экономии электроэнергии при замене светильников учитывает все мероприятия, поэтому их следует исключать при расчете общей экономии электроэнергии в 1-М помещении.

В случае большого числа однотипных помещений в обследуемом здании со схожими по параметрам, состоянию и мероприятиям ОУ расчет осуществляется с помощью удельных показателей экономии электроэнергии. При этом общая экономия электроэнергии в ОУ обследуемого объекта определяется как

Общие годовые расходы на ОУ помещения (здания) складываются из капитальных и эксплуатационных затрат и могут быть оценены по следующей обобщенной формуле:

где С - суммарные годовые расходы на освещение; N- общее число ламп во всех светильниках ОУ; n - количество ламп в одном светильнике; Q - цена светильника; q - уплата процентов, амортизация, % (для С1); С2 ~ стоимость монтажа светильников, кабелей и элeктроустановочных устройств; c2 - уплата процентов, амортизация, % (для С2); α - стоимость 1 кВт ч электрической энергии; τ - полезный срок службы лампы, ч; С3 - цена лампы; R - расходы на чистку одного светильника в год.

С помощью этой формулы можно наглядно сопоставить различные варианты освещения при проектировании новых и реконструкции старых ОУ помещений.

10. Расчет фактического потребления электрической энергии на цели наружного освещения

Для определения фактического среднемесячного потребления ЭЭ на цели наружного освещения можно пользоваться расчетной величиной активной энергии:

"

где Т_ср - среднемесячное количество часов работы осветительной установки уличного освещения, ч; Р_я - номинальная мощность одной лампы, кВт; N_n - количество ламп, шт.; σ1 =0,9 - коэффициент, учитывающий потери напряжения в сетях; σ2 =0,9 - коэффициент, учитывающий повреждения в сетях; σ3 =0,95 - коэффициент, учитывающий процент действующих светоточек.

Значительный удельный вес потребления ЭЭ на освещение в России при низком его качестве обусловлен тем, что в эксплуатации находятся морально и физически устаревшие осветительные приборы. В 70 % ОП используются неэффективные лампы накаливания, в наружном освещении используются дуговые ртутные люминесцентные лампы с низкой световой отдачей и, вследствие этого, повышенной мощности. В осветительных установках внутреннего и наружного освещения используются светильники с малым световым КПД и повышенными потерями мощности в пускорегулирующем аппарате (ПРА). В ОУ не используются системы автоматического управления освещением. Решение проблемы энергосбережения в освещении предполагает переход на использование в освещении энергоэкономичных осветительной техники и технологий.