Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «национальный исследовательский технологический университет “мисиС”» рабочая тетрадь

Скачать 1.07 Mb.

Название	Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «национальный исследовательский технологический университет “мисиС”» рабочая тетрадь
страница	7/13
Тип	Реферат

filling-form.ru > Договоры > Реферат

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 13

РАЗДЕЛ 6

Существующие технологии в области энергоэффективного освещения

Тема 6.1. Сравнительный анализ источников искусственного освещения
и методы расчета осветительных установок

6.1.1. Ключевые аспекты рассматриваемой темы:

основные технологии, применяемые в системах освещения (источники света, светильники, управление): преимущества и недостатки;
методы расчета систем освещения (внутренних и наружных установок). Основные и справочные нормативы, используемые при расчетах;
расчет экономии электроэнергии в осветительных установках;
типовые решения энергоэффективных систем освещения для бюджетной сферы и примеры реализованных проектов.

Тема 6.2. Правовое регулирование в сфере повышения
энергоэффективности в системах освещения

6.2.1. Ключевые аспекты рассматриваемой темы:

нормативно правовые акты, стимулирующие внедрение энергоэффективных технологий освещения (Новации по ФЗ от 05.04.2013 N 44-ФЗ «О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд» – применение критерия «стоимость жизненного цикла товара при закупках»);
вопросы экологии (правила сбора, хранения и утилизации газоразрядных ламп).

Как уже отмечалось в лекционных материалах, проекты по повышению эффективности освещения являются одними из наименее рискованных и имеющих максимальную отдачу. Для реализации проекта Вам нужно предоставить данные о том, как меры по повышению эффективности изменят показатели потребления электроэнергии и окажут влияние на экономию связанных с освещением расходов.

Практические задания для слушателей всех категорий
к темам 6.1 и 6.2

Задание 1

Описание: Точечный метод расчета освещения (point method).

Освещенность измеряется специальными приборами (измеритель освещенности – Люксметр) и прописана в соответствующих нормативах. Освещенность измеряется на определенном расстоянии от пола в нескольких местах в помещении, затем рассчитывается усредненный показатель.

На данном этапе необходимо понять зависимость между силой света лампы и расстоянием до освещаемой поверхности.

Задание: Необходимо рассчитать освещенность от источника света со световым потоком 90 люменов (Лампа накаливания 15 Вт) на расстоянии 3 метра от освещаемой поверхности, затем на расстоянии 1 метра от освещаемой поверхности. Сделать вывод.

Методика расчёта: расчет производится по формуле E = I/d² (где E – освещенность в люксах (ЛК – люксов на м²), которая равна силе света (световой поток в люменах), деленной на квадрат расстояния до точечного источника).

Задание 2

Описание: Наиболее привычный способ освещения своих домов – это использование стандартных ламп накаливания. Они широко распространены и имею довольно приемлемую цену. Но пользователи отмечают частое перегорания ламп по многим причинам. Приоритетным вариантом повышения эффективности освещения считается замена ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Эти меры дают ряд преимуществ. Замена ламп производится по следующей схеме (таблица 1).

Таблица 6.1. Сравнение потребляемой мощности ламп накаливания с КЛЛ при эквивалентном световом потоке

Мощность КЛЛ, Вт	Мощность ламп накаливания, Вт
3	15
5	25
7	40
11	60
15	75
20	100
23	120

Задание: Не учитывая стоимость монтажа и демонтажа лампы, рассчитать экономию от замены 100 Вт лампы накаливания (сила света – около 1200 люменов) на ее 20 Вт аналог – компактную люминесцентную лампу (КЛЛ – сила света – около 1200 люменов). Кол-во ламп = 50 штук. Расчётный период – в течение года (с предположением работы лампы по 8 часов в сутки).

Тариф – 3,41 рубля за кВт/ч.

Сделать вывод о преимуществах замены ламп.

Сравнительные характеристики ламп, необходимые для расчета, приведены в таблице 2.

Таблица 6.2. Сравнительные характеристики ламп

Показатель	Лампа накаливания 100 Вт	КЛЛ 20 Вт
Срок службы	1000 часов	12 000 часов
Стоимость	15 рублей	150 рублей
Сила света	1200 люменов	1200 люменов

Задание 3

Замена ртутных ламп на индукционные или светодиодные лампы

Описание: Индукционная лампа – это тип газоразрядной лампы, принцип работы которого основан на электромагнитной индукции и газовом разряде для генерации видимого света. Основным отличием от существующих газоразрядных ламп является безэлектродная конструкция – отсутствие термокатодов и нитей накаливания, что значительно увеличивает срок службы.

Сфера применения:

освещение площадей, улиц, дорог;

освещение промышленных объектов и спортивных сооружений;

освещение прочих открытых пространств.

Основные преимущества:

срок службы: от 80 000 до 100 000 часов;

срок окупаемости капитальных затрат до 2 – 2,5 лет;

экономия электроэнергии: 3 – 10 раз;

стабильность горения при пониженных температурах;

стабильное горение при нестабильном энергоснабжении (120–285 В);

не требуют утилизации.

Сравнение индукционных уличных светильников
с уличными светильниками с натриевыми и ртутными лампами

Таблица 6.3. Характеристики индукционной, ртутной и натриевой ламп

Параметр /Лампа	Индукционная лампа	Натриевая лампа (ДНаТ)	Ртутная лампа (ДРЛ)
1. Светоотдача	>80 lm/W;	>40…100 lm/W;	>30…50 lm/W;
2. Снижение уровня светового потока после 2000 часов	<4%	<30%	<45%
3. Срок службы	60 000-150 000 часов	3 000-20 000 часов	3 000-6 000 часов
4. Температура лампы	<85°С	>250°С	>250°С
5. Индекс цветопередачи	~80Ra	~30 Ra	~25 Ra
6. Повторный запуск через	немедленно	5-15 минут	5-15 минут
7. Стробоскопический эффект (мерцания)	отсутствуют	есть	есть

Комментарии:

1. Светоотдача показывает отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности. Эта величина описывает, сколько света производит лампа из потребляемой энергии. Чем выше показатель в люменах на ватт (lm/W), тем эффективнее лампа и больше света она дает. Показатель светоотдачи индукционной лампы намного превышает светоотдачу ламп ДРЛ и ДНаТ.

2. После 2000 часов работы снижение уровня светового потока индукционных ламп составляет всего 4%, а уровень светового потока ламп ДНаТ и ДРЛ уже после 2000 часов снижается почти в 2 раза.

3. Срок службы индукционных ламп составляет до 150 000 часов, что объясняется особой безэлектродной конструкцией ламп, благодаря которой индукционная лампа не может «перегореть», в отличие от ламп ДНаТ и ДРЛ.

4. Температура индукционной лампы при работе составляет меньше 85°С, почти вся энергия, используемая индукционной лампой, идет на освещение, а не на нагрев, как у ламп ДНаТ и ДРЛ. Это позволяет индукционным лампам экономить электроэнергию. Индукционная лампа при одинаковой освещенности потребляет на 40-60% меньше электроэнергии, чем натриевая лампа.

5. Индекс цветопередачи показывает, насколько естественно передаются цвета предметов при искусственном освещении. Эталоном цветопередачи является солнечный свет, индекс цветопередачи которого равен 100 (Ra=100). Соответственно, чем выше уровень цветопередачи, тем более комфортным является освещение. Цветопередача индукционных ламп больше >80Ra, что улучшает зрительное восприятие объектов (в сравнении – индекс цветопередачи ДРЛ (Ra>25) и ДНаТ (Ra>30)).

6. Мгновенный запуск индукционных ламп делает минимальными потери электричества, что также позволяет экономить электроэнергию. На включение натриевой и ртутной ламп требуется несколько минут. Кроме того, мгновенный запуск индукционных ламп позволяет создать интеллектуальные осветительные системы с применением датчиков освещения и движения.

7. Отсутствие стробоскопического эффекта (мерцаний) индукционных ламп позволяет избежать зрительных помех и значительно уменьшить напряжение на глаза.

Варианты замены уличных светильников с лампами ДНаТ и ДРЛ
на индукционные уличные светильники

Таблица 6.4. Варианты замены ламп ДНаТ и ДРЛ на индукционные лампы

Тип	ДРЛ				ДНаТ
Тип	ДРЛ-125	ДРЛ-250	ДРЛ-400	ДНаТ-100	ДНаТ-150	ДНаТ-250	ДНаТ-400
Номинальная мощность, Вт	125	250	400	100	150	250	400
Потребляемая активная мощность, Вт	140	280	450	115	170	290	460
Вес светильника (кг)	4,31	5,22	5,98	4,58	5,17	6,03	6,98
Уличный светильник с индукционной лампой
Индукционная лампа (аналог) Вт	80	150	250	60	80	150	200
Вес светильника (кг)	4,9	9,5	9,5	4,9	4,9	9,5	9,5

Задание:

Рассчитать затраты на использование индукционных ламп, ртутных и светодиодных ламп по отдельности и провести сравнительный анализ затрат (по указанной схеме расчета).

Данные: лампы используются для производственных помещений.

Временной период взят в количестве 10 лет. Цена (тариф) 1 кВт электроэнергии для промышленного предприятия – 3,19 руб./кВт ч с учетом ежегодной инфляции 10%. При расчете берется только первоначальная стоимость ламп без учета расходов на монтаж. Также будем считать, что замена ламп будет производиться силами самого предприятия (в случае с лампами ДРЛ необходимость замены ламп в течение срока эксплуатации достигает 10-ти раз).

Если же замена ламп будет осуществляться сторонней организацией, то дополнительные затраты могут оказаться совсем не маленькими (хорошо, если высота подвеса лампы небольшая и не нужно привлекать дополнительное снаряжение для замены ламп). Срок окупаемости ламп будет рассчитываться исходя из режима работы лампы – 12 часов в сутки.

Произвести расчет затрат использования ртутных ламп ДРЛ-250.

Таблица 6.5. Расчет окупаемости при использовании индукционных ламп ДРЛ-250

Эксплуат. лет	Потребление электроэнергии	Цена за1 кВт. по тарифу	Стоимость потребл. электроэн.	Цена лампы с учетом замены и утилизации	Итого затрат (руб)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Итого	x	x	x	x

Потребление электроэнергии: потребление электроэнергии рассчитывается на каждый год на 10 лет из расчета номинальной мощности ДРЛ-250 лампы при 12 часовой работе лампы 365 дней в году. Расчет идет в кВт (250 Вт = 0.25 кВт в час).

Цена за 1 кВт. По тарифу: 1 кВт электроэнергии для промышленного предприятия – 3,19 руб./кВт ч с учетом ежегодной инфляции 10%.

Стоимость потребл. электроэнергии: показатель, рассчитанный из стоимости кВт по тарифу за каждый год и ежегодного потребления электроэнергии.

Цена лампы с учетом замены и утилизации: предполагаем, что цена лампы с учетом замены и утилизации каждый год будет составлять около 90 руб.

Произвести расчет затрат использования индукционной лампы 150 Вт.

Цена лампы с учетом замены и утилизации: предполагаем, что первоначальная цена лампы составляет 7000 руб., но лампа не требует дальнейшей замены в течение всего рассчитываемого срока.

Произвести расчет затрат использования светодиодных ламп СКУ-70.

Потребление электроэнергии: лампа светодиодная (СКУ – 70) – 120 Вт. Пример светодиодной лампы, схожий по техническим характеристикам с индукционной лампой в 120-150 Вт, ДРЛ-250, ДНат-150.

Цена лампы с учетом замены и утилизации: предполагаем, что первоначальная цена лампы составляет 16000 руб., но лампа не требует дальнейшей замены в течение всего рассчитываемого срока

d) Построить сводную таблицу затрат для каждого вида проанализированной лампы в течение всего рассматриваемого периода (каждый год из расчёта произведенных затрат). Название: таблица затрат с нарастающим итогом. Проанализировать период окупаемости замененных ламп.

e) Построить график затрат для каждого вида лампы и отметить на нем точки окупаемости индукционной и светодиодной ламп по сравнению с ДРЛ.

Задание 4

В соответствии с 261 ФЗ в Вашей организации был проведен энергоаудит. В Вашем учреждении норма освещенности 120 Люксов (Лк). Высота потолков составляет 10 метров.

В Ваших помещениях использованы лампы ДРЛ 250 Вт со световым потоком 12000 Лм. Изначальный расчет при установке этих ламп производился под норматив в 120 Лк. Было установлено 15 ламп. Но при работе в стандартном светильнике эти источники света выдают световой поток в сторону освещаемой поверхности всего 6500 Лм без использования эффективной системы отражателей. А после ~ 2000 ч. работы световой поток обычно уменьшается еще до 3250 Лм. Срок работы ламп уже более 2000 часов, лампы еще находятся в рабочем состоянии.

Встал вопрос о замене ламп. Наиболее приемлемый заменитель, рассмотренный в примере выше, – это индукционная лампа.

Задания:

Приблизительно рассчитайте, какой показатель освещенности был получен при проведении энергоаудита.

Руководство решило заменить ДРЛ лампы с мощностью 250 Вт на индукционные лампы мощностью 150 Вт, световой поток – 12 750 Лм. Стоимость лампы с учетом замены – 7000 рублей. Рассчитайте, подходят ли данные лампы под имеющиеся нормативы. Вводим предположение, что световой поток на освещаемой поверхности полностью соответствует заявленному.

При соответствии ламп установленным нормативам рассчитайте стоимость замены ламп, стоимость ежегодного потребления энергии этими лампами при тарифе 3,41 руб за кВт/ч. и сравните с ежегодным потреблением энергии при использовании ДРЛ ламп (расчетный период – 1 год, работа ламп – 12 часов в сутки).

Задание 5

Описание: Система использования датчиков движения.

Специалисты провели анализ систем освещения с использованием датчиков движения. Результаты содержат показатели уменьшения работы ламп в офисных помещениях на 3 часа (из 8 часов работы).

Задание:

Произвести расчет экономии от установки датчиков движения в офисном помещении при следующих условиях:

– расчетный период – 365 дней, офис работает 5 дней в неделю (работа ламп – 8 часов в сутки);

– тариф – 2,5 рубля за кВт/ч;

– кол-во и вид установленных ламп: 1000 ламп – КЛЛ 20 Вт.

Задание 6

В РФ был принят основополагающий закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (далее – Закон № 261-ФЗ). Но реализация всех мер, прописанных в законе, далека от понятия «эффективность».

Перечислите и проанализируйте ряд причин, которые, по Вашему мнению, являются основными преградами для исполнения данных мероприятий по повышению энергоэффективности, в частности в сфере освещения, и дайте Ваши рекомендации по повышению эффективности исполнения положений этого закона.

6.2.2. Перечень рекомендуемых информационных источников

Постановление Правительства РФ от 25.01.2011 г. № 18 «Об утверждении Правил установления требований энергетической эффективности для зданий, строений, сооружений».
Постановление Правительства РФ от 20.07.2011 г. № 602 «Об утверждении Требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения».
Данилов Н.И., Щелоков Я.М. Основы энергосбережения: Учебник / под общ. ред. Н.И. Данилова. – 4-е изд. перераб. и доп. – Екатеринбург: Автограф, 2011.
Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Технология энергосбережения: учебник / 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ФОРУМ, 2010.
Аратюнян А.В. Основы энергосбережения. – М.: ОАО «Энергосбережение», 2007.
Самойлов М.В., Паневчик В.В., Ковалев А.Н. Основы энергосбережения: Учеб.пособие. – Мн.: БГЭУ, 2002.