Енергозберігаючі заходи у освітленні
Економію електричної енергії у освітленні може бути досягнуто за рахунок зменшення встановленої потужності ОУ або за рахунок зменшення часу їх роботи. Потенціал економії в освітніх закладах може становити до 60%.
Заходи щодо енергоефективного використання освітлення.
2.3.1. Економія електричної енергії за рахунок застосування комбінованого освітлення та зонування освітлення у приміщенні
Штучне висвітлення може бути виконане системами загального, місцевого чи комбінованого висвітлення. Практика показує, що якщо перейти із загального освітлення на комбіноване, це може дати значну економію електроенергії. Але при цьому необхідно враховувати, що в таких приміщеннях, як, наприклад, спеціалізовані лабораторії, викладацькі і т.п., таке освітлення досить ефективно, а в таких, як спортивний та актовий зали, басейн і т.п, комбіноване освітлення практично не застосовується .
При зонуванні освітлення в одному приміщенні мають бути виділені робочі зони та допоміжні площі. Допоміжні мають висвітлюватися менш інтенсивно. Співвідношення щодо освітлення має бути таким (табл.2.3):
Співвідношення щодо освітленості основних та допоміжних площ та можлива економія
Зазвичай норма освітленості допоміжної площі на ступінь нижче за норму робочої зони. Економія електроенергії залежить і від регулярного чищення світильників.
2.3.2. Економія електроенергії за рахунок використання енергоефективних ламп та світильників
Оптимальний вибір джерел світла сприяє економії електроенергії. Максимальний ефект залежить від таких факторів:
- Світлова віддача джерела світла Н;
- Втрати потужності в пускорегулюючих апаратах, що враховуються коефіцієнтом αп;
-нормована освітленість ЄП;
- Коефіцієнт запасу джерела світла Кзап.
Відносна економія електроенергії, яка може бути отримана при використанні у світильнику нової лампи, можна визначити за виразом:
(2.1)
З урахуванням рис.2.7, наприклад, лампи ЛН і КЛЛ по світловіддачі відрізняються приблизно в 5 разів, тобто на отримання одного і того ж світлового потоку для КЛЛ потрібно в п'ять разів менше електроенергії. За час терміну служби одна КЛЛ потужністю 20 Вт дозволяє заощадити в порівнянні з аналогічною світловим потоком ЛН, 800 кВт · год електроенергії. Тим не менш, у нас в країні застосування КЛЛ поки що обмежено двома причинами: високою вартістю ламп та низькою вартістю електроенергії.
Максимальна економія електроенергії може бути досягнута під час заміни лампи зі світильником. Існує безліч різних типів світильників, які можуть бути використані у навчальних закладах для освітлення аудиторій, але основними є люмінесцентні світильники, що мають дзеркальну растрову решітку (відбивач). За конструктивним виконанням це можуть бути вбудовані в підвісну стелю світильники, підвісні або стельові накладні світильники. Головною характеристикою в них є крива розподілу світла, яка залежить від конструкції та матеріалу відбивача. Наприклад, ефективніше світлорозподіл дозволяє отримати велику економію потужності при загальному рівному ККД порівнюваних світильників.
2.3.3. Застосування ЕПРА у люмінесцентних світильниках
Переваги сучасних світильників можуть бути повною мірою реалізовані із застосуванням енергоефективної пускорегулюючої апаратури (ПРА) і, насамперед, електронної (ЕПРА). Застосування ЕПР дозволяє значно зменшити втрати потужності, збільшити світлову віддачу.і тим самим знизити встановлену потужність ОУ, покращивши при цьому якісні характеристики світла. Найважливіша перевага ЕПРА – можливість регулювання світлового потоку ламп.
При використанні люмінесцентних ламп з ЕПРА споживання електроенергії знижується на величину:
(2.2)
Де ΔW∑; ΔW1; ΔW2 – відповідно загальне зменшення втрат, зменшення втрат електроенергії у мережі освітлення та безпосередньо у ПРА, К1 – частка втрат у мережі освітлення, яка приймається 0,035 для навчальних корпусів, WОС – загальне споживання електроенергії на освітлення люмінесцентними лампами; cosφ1 та cosφ2 – коефіцієнт потужності до та після заміни ПРА; КЗ – коефіцієнт відносного зниження втрат у ПРА, рівний (1-α2/α1), де α1 та α2 – коефіцієнти втрат до та після заміни ПРА. Значення коефіцієнта втрат у ПРА різної конструкції наведено у табл.2.4.
Коефіцієнти втрат у ПРА різної конструкції
Розрахунки та практика застосування світильників з ефективним світлорозподілом та ЕПРА показують, що їхня окупність становить близько 3-х років (50%-ва економія електроенергії).
2.3.4. Забарвлення стін у світлі тони
Відповідне фарбування стін та стель забезпечує від 10 до 30% економії електроенергії, що витрачається на освітлення.
Гладка біла стіна відбиває 70% спрямованого неї світла, темно-зелена відбиває лише 15%, чорна – 9%. Це необхідно враховувати при ремонтах навчальних та інших аудиторій та виборі відтінків фарб. Слід також уникати глянсових поверхонь, які призводять до блискості та яскравості, викликаючи дискомфорт.
Для розрахункової оцінки коефіцієнта багаторазового відображення можна використати формулу:
(2.3)
деρср– середньозважений за площею коефіцієнт відбиття поверхонь;
Увнаслідок підвищення коефіцієнтів відображення поверхонь приміщення збільшується відносне значення освітленості на робочій поверхні, яке визначається:
%, (2.4)
деКотр1іКотр2- коефіцієнти багаторазових відображень до та після зміни обробки приміщення.
2.3.5. Автоматизація керування освітленням
Як показує аналіз та проведені енергоаудити, поки що персональної відповідальності та матеріальної зацікавленості в енергозбереженні у більшості персоналу немає. У таких випадках ефективним буде використання автоматичної системи управління освітленням, яка підтримує нормовані рівні освітленості у відповідність до заданої програми. При використанні системи управління освітленням (СУО) може бути досягнуто значної економії за рахунок кількох факторів:
- зниження підвищеної освітленості через спочатку закладену кількість світильників (15-20%);
- раціонального поєднання природного та штучного освітлення (25-40%);
- годинного напрацювання ОУ, т.к. у включеному стані вони можуть перебувати тривалий час через забудькуватість персоналу.
Для регулювання освітлення в приміщеннях можуть використовуватись пристрої дискретного та безперервного регулювання. Практично система автоматизованого регулювання освітленості включенням-вимкненням груп світильників виконується на основі нескладних та недорогих електронних програмованих пристроїв з комплектом фотодатчиків (АВВ, Legrand та ін.).
Гнучко та плавно керувати світильниками окремих приміщень можна за допомогою компонентів DALI (Digital Addressable Lighting Interface) – цифрового інтерфейсу для ЕПРА. Ця система може працювати в комплексі з керуванням не тільки світлом, а й опаленням,вентиляцією та ін.
Регулювання може здійснюватись за допомогою блоків регулювання напруги. Зниженням напруги у мережі можна регулювати світловий потік газорозрядних ламп до 40%. При зниженні напруги мережі на 10%, потужність, споживана ЛН, знижується на 16,5%, ЛЛ – на 10%. При цьому значно збільшується термін служби ламп: на 26% - люмінесцентних ламп і на 50% і більше ламп розжарювання.
Таким чином, зниження напруги в освітлювальній мережі дозволить окрім економії електроенергії значно збільшити термін служби ламп.
2.3.6. Заміна люмінесцентних ламп на лампи меншої потужності
При заміні люмінесцентних ламп на лампи того ж габариту меншої потужності (20 на 18, 40 на 36, 80 на 65) можна отримати до 15-20% економії електроенергії на освітлення. У табл.2.5 наведено порівняльні характеристики люмінесцентних ламп трьох найпоширеніших габаритів.
Порівняльні характеристики люмінесцентних ламп