Система освещения учебных помещений технического корпуса Т СумГУ (I этаж)

W_Гі - годо вое потребление ОУ i-ro помещения;

Т_Гi - годовое число часов работы системы i-ro помещения;

K_Иi - коэффициент использования установленной электрической мощности в ОУ i-ro помещения, который вычисляется по формуле:

 

, (5.4)

, (5.5)

 

где W_Гуд - годовое удельное потребление электроэнергии;

S_і - площадь i-ro помещения в исследуемом объекте.

Удельные  показатели энергопотребления или  установленной мощности (Вт/м2) позволяют  на основе норм приближенно (±20 %) оценить  общий потенциал экономии энергии.

Для более  точной оценки по каждому мероприятию  необходимо выполнить расчет экономии электроэнергии по нижеприведенной  методике.

Сначала необходимо определить фактическое среднее  значение освещенности с учетом отклонения напряжения в сети от номинального по формуле:

 

 

 (5.6)

 

где Е_ф - измеренная фактическая освещенность, лк;

k - коэффициент,  учитывающий изменения светового  потока лампы при отклонении  напряжения питающей сети (к=4 для  ламп накаливания, к=2> для газоразрядных  ламп);

U_H - номинальное напряжение сети, В;

U_cp - среднее фактическое значение напряжения U_cp = (U₁ - U₂) / 2 [В] (U₁ и U₂ - значения напряжения сети в начале и конце измерения).

Для учета  отклонения фактической освещенности от нормативных значений определяем коэффициент приведения:

 

k_ni=E_фі/Е_ні   (5.7)

 

где k_ni - коэффициент приведения освещенности i-ro помещения;

Е_ф - фактическое значение освещенности в i-ом помещении;

Е_ні - нормируемое значение освещенности в i-ом помещении.

Потенциал годовой  экономии электроэнергии в ОУ обследуемого помещения рассчитывается по формуле:

 

, (5.8)

 

где  - потенциал экономии электроэнергии в кВт×ч/год для i-ro помещения и k-ro мероприятия.

К основным мероприятиям относятся:

1.      Переход на другой тип источника света с более высокой светоотдачей (лм/вт). Экономия электроэнергии в результате данного мероприятия определяется по формуле:

 

, (5.9)

 

где k_ИСі - коэффициент эффективности замены типа источника света;

k_3Пi - коэффициент запаса учитывающий снижение светового потока лампы в течение срока службы (при замене ламп с близким по значению к_зп но с разной эффективностью к_зп исключается или корректируется, кроме случая когда обследование проводилось после групповой замены источников света).

 

, (5.10)

 

где h - светоотдача  существующего источника света [лм/вт];

h_N - светоотдача предлагаемого к установке источника света [лм/вт].

2.      Повышение КПД существующих осветительных приборов вследствие их чистки. Экономия электроэнергии в результате данного мероприятия определяется по формуле:

 

, (5.11)

 

где k_Чi - коэффциент эффективности чистки светильников.

 

 

 , (5.12)

где g_с, b_с, t_c - постоянные для заданных условий эксплуатации светильников;

t - продолжительность  эксплуатации светильников между  двумя ближайшими чистками.

Несвоевременная чистка светильников может снизить  освещенность на 15 - 30 % и более, что  приводит к снижению производительности труда и качества продукции, ухудшению  психофизиологического состояния  работающих, повышению травматизма. В связи с этим на каждом предприятии  должен быть график чистки светильников, который подтверждается документально [2]. 3. Повышение эффективности использования  отражённого света.

Для повышения  коэффициента использования естественного  и искусственного освещения поверхности  помещений общественных зданий следует  окрашивать в светлые тона, что  позволит:

0 снизить  число установленных светильников  при условии обеспечения за  данных норм освещенности;

1 повысить  освещенность до нормированных  значений при существующем числе  или незначительном увеличении  числа светильников.

Все поверхности  в определенной степени поглощают  свет. Чем меньше их отражательная  способность, тем больше света они  поглощают. Из этого следует, что  поверхности, окрашенные в светлые  цветовые тона, являются более эффективными, однако их следует регулярно красить, мыть либо заново оклеивать с тем, чтобы обеспечить экономичное использование  освещения. Отражение от цветных  поверхностей в комнате может  сказаться на количестве и цветовом составе света на рабочих поверхностях [16].

Увеличение  коэффициентов отражения поверхностей помещений на 20% и более (покраска в более светлые тона, побелка, мойка) позволяет экономить 5-15 % электроэнергии, вследствие увеличения уровня освещенности от естественного и искусственного освещения. Эффективность данного  мероприятия зависит от большого числа факторов: размеры помещения, коэффициенты отражения поверхностей помещения, расположение светопроемов, коэффициент естественной освещенности (КЕО), режим работы людей в помещении, светораспределение и расположение светильников. Более точное значение экономии электроэнергии можно получить на основании светотехнического  расчета методом коэффициента использования [10].

4. Повышение  эффективности использования электроэнергии  при автоматизации управления  освещением.

Эффективность данного мероприятия является многофакторной, методика расчета экономии электроэнергии сложна для использования при  энергообследовании, но может быть рекомендована при необходимости  точной оценки [5].

Автоматическое  управление наружным освещением, по сравнению  с ручным, дает экономию электроэнергии порядка 2 - 4 % [18].

Управление  освещением в помещениях с боковым  и комбинированным естественным светом должно обеспечивать возможность  отключения рядов светильников, параллельных окнам. Эти мероприятия могут  привести к снижению расхода электроэнергии на 5 - 10 % [18].

На основании  опыта внедрения систем автоматизации  и экономию от данного мероприятия  можно определить по следующей формуле [5]:

 

, (5.13)

 

где  - коэффициент эффективности автоматизации управления освещением, который зависит от уровня сложности системы управления. В таблице 5.1 представлены значения для предприятий и организаций с обычным режимом работы (1 смена).

Таблица 5.1 - Значения коэффициента эффективности автоматизации управления освещением.

№ п.п.	Уровень сложности системы  автоматического управления освещением	Коэф. эффективности
1	Контроль уровня освещенности и автоматическое включение и  отключение системы освещения при  критическом	1,1-1,15
2	Зонное управление освещением (включение и отключение освещения дискретно, в зависимости от зонного распределения естественной освещенности)	1,2-1,25
3	Плавное управление мощностью  и световым потоком светильников в зависимости от распределения  естественной освещенности	1,3-1,4

 

5. Установка  энергоэффективной пускорегулирующей  аппаратуры (ПРА).

 

, (5.14)

 

где K_npai - коэффииент потерь в ПРА существующих светильников системы

освещения i-ro помещения;

K_npai^N - коэффициент потерь в устанавливаемых ПРА.

6. Замена светильников  является наиболее эффективным  комплексным мероприятием, так как  включает в себя замену ламп, повышение КПД светильника, оптимизацию  светораспределения светильника  и его расположения. Для точной  оценки экономии электроэнергии  необходимо производить светотехнический  расчет освещенности для предполагаемых  к установке светильников методом  коэффициента использования или  точечным методом [10]. По расчетному  значению установленной мощности (из светотехнического расчета)  экономия электроэнергии определяется  по формуле:

 

, (5.15)

где P_і^N - установленная мощность после замены светильников;

Т_Гі - годовое число часов работы системы искусственного освещения i-ro помещения.

При упрощенной оценке (при замене светильников на аналогичные по светораспределению и расположению) расчет производится по следующей формуле [16]:

 

, (5.16)

 

где k_свi - коэффициент учитывающий повышение КПД светильника:

 

 

 , (5.17)

 

где q_і - паспортный КПД существующих светильников;

q_і^N - паспортный КПД предполагаемых к установке светильников.

В случае большого числа однотипных помещений в  обследуемом здании со схожими по параметрам, состоянию, и мероприятиям ОУ расчет производится с помощью  удельных показателей экономии электроэнергии.

 

, (5.18)

 

где  - удельная экономия электроэнергии для j - типа помещения;  

- расчетная  экономия электроэнергии для  i-ro помещения;

S_i^j - площадь i-ro помещения. Общая экономия электроэнергии в системах освещения обследуемого объекта определяется по формуле:

 

, (5.19)

где S^J - общая площадь помещений j-го типа;

N - количество  типов помещений.

 

6 Оборудование, необходимое для аудита системы  освещения

 

Для анализа  системы освещения мы пользовались цифровым фотометром ТЕС 0693 (люксометр-яркомер). Фотометр предназначен для измерения  освещенности, формируемой естественным и искусственным светом, источник которого расположен произвольно от головки фотометрической, и для  измерения яркости несамосветящихся объектов в нормальных климатических  условиях: температура окружающей среды  от 5 до 40 °С; относительная влажность  воздуха от 60 до 95 %; атмосферное давление (100±4) кПа (760±30 мм рт.ст.). Диапазон измерения  освещенности составляет: от 10 до 10⁵ лк с косинусной насадкой и от 0,1 до 10⁴без косинусной насадки. Диапазон измерения яркости - от 10 до 2-10 Кд/м". Нестабильность измерений фотометра составляет не более 1 % и обеспечивается конструкцией. Питание фотометра осуществляется от встроенной аккумуляторной батареи напряжением 9В или от блока питания, работающего от сети напряжением (220±22) В и частотой (50±0,5) Гц в двух режимах: режим источника напряжения 9 В; режим заряда аккумуляторной батареи. Время непрерывной работы от аккумуляторной батареи составляет не менее 8 часов. Потребляемая мощность фотометра не превышает 0,1 Вт, а время установления рабочего режима не более 1 минуты.

Фотометр  состоит из электронного блока, головки  фотометрической со съемной косинусной насадкой, насадкой для измерения  яркости и блока питания. На лицевой  панели прибора расположено цифровое табло (три полных и один неполный десятичный разряд), переключатель  питания с двумя положениями "Вкл" и "ЗО" (заряд аккумуляторной батареи  и отключено), две регулировки "под  шлиц" для установки нуля, переключатель  каналов измерения: освещенности (Е), яркости (L), переключатель пределов измерения на четыре рабочие положения.

Принцип работы фотометра состоит в следующем: световой поток, попадая на фоточувствительный элемент головки фотометрической, генерирует фототок, преобразуемый  преобразователем ток-напряжение в  пропорциональное ему натпряжение  постоянного тока. Аналого-цифровой преобразователь преобразует напряжение в цифровой код, выводимый на жидкокристаллический индикатор. Схема выбора предела  измерений задает коэффициент преобразования, величину опорного напряжения на аналого-цифровом преобразователе и положение  запятой на жидкокристаллическом индикаторе.

При проведении замеров освещенности внутри помещения  обращенную вверх пластинку фотоэлемента необходимо держать параллельно  полу на уровне высоты стола (0,8 м от пола) [1].

Наружная  освещенность должна определяется по горизонтальной плоскости, освещаемой всей небесной полусферой, поэтому  замер надо проводить на открытой со всех сторон площадке, где небосклон  не затенен близко стоящими зданиями или деревьями [6].

7 Расчет  экономии электроэнергии в действующих  осветительных установках

В данном разделе  производится расчет экономии электроэнергии в действующих осветительных  установках технического корпуса Т  СумГУ (I этаж) по методике, изложенной в разделе 5.

При расчете  фактической и установленной  мощности по формулам (5.1) и (5.2) соответственно используется коэффициент потерь в  пускорегулирующей аппаратуре, который  составляет для люминесцентных ламп 1,2 согласно [16], а для ламп накаливания  этот коэффициент не используется, так как пускорегулирующая аппаратура в лампах накаливания отсутствует. Мощность ламп накаливания была принята 60 Вт, а мощность люминесцентных ламп - 40 Вт.

Нормированная освещенность рабочего места в помещениях административных зданий согласно разделу 4 составляет 300 лк. Для учета отклонения фактической освещенности от нормативного значения необходимо определить коэффициент  приведения по формуле (5.7). В помещениях, где для обеспечения нормированной  освещенности используется естественное освещение, в качестве фактического значения принимается значение естественной освещенности, и годовое число  часов работы осветительной установки  такого помещения составляет 1300 час/год (в среднем 5 часов работы в день). К таким помещениям относятся  помещения №106,108,110. В помещениях, где нормированное значение освещенности не обеспечивается естественным освещением, в качестве фактического значения принимается  значение освещенности, создаваемое  совмещенным освещением. Годовое  число часов работы осветительных  установок таких помещений составляет 2000 час/год (в среднем 8 часов работы в день).