Модернизации систем освещения
Цель работы: углубление знаний по темам «Энергосбережение в системах электроснабжения и электропотребления
Задачи проведения работы:
1) научиться производить сравнительную оценку эффективности применения различных типов светильников;
2) рассчитывать потенциал годовой экономии электроэнергии в осветительных установках.
Программа работы
1. Изучить теоретическую часть.
2. Исследовать характеристики помещения (площадь, установленную мощность осветительных приборов, годовое потребление электроэнергии, фактическую освещенность).
3. Выбрать типы светильников аналогичных по светораспределению и расположению для замены существующих в исследуемом помещении.
4. Рассчитать снижение установленной мощности, экономию электроэнергии, потенциал годовой экономии электроэнергии при замене существующих осветительных приборов на более эффективные, определить эффективность использования электроэнергии за счет автоматизации управления освещением.
5. Построить гистограммы снижения установленной мощности, экономии электроэнергии, потенциала годовой экономии электроэнергии для сравнения использования различных типов светильников. По построенным гистограммам сделать вывод.
Теоретическая часть
Для оценки эффективности модернизации систем освещения необходимо рассчитать показатели энергопотребления существующей системы освещения.
|
|
|
Установленная мощность осветительной установки
, Вт (3.1)
где Рл – мощность лампы, Вт; Кпра – коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре осветительных приборов; n – количество однотипных ламп в осветительной установке (ОУ) i-го помещения.
Годовое фактическое энергопотребление рассчитывают:
,кВт·ч/год (3.2)
где Wгi– годовое потребление осветительными установками i-го помещения; Тгi – годовое число часов работы системы освещения i-го помещения; kиi – коэффициент использования установленной электрической мощности в ОУ i-го помещения, kиi 
1(для учебных лабораторий можно принять kиi = 0,5);
Удельное фактическое энергопотребление рассчитывают по формуле:
, кВт·ч/м2 (3.3)
где Si – площадь i-го помещения, м2.
Потенциал годовой экономии электроэнергии в ОУ модернизируемого помещения
Nл – количество ламп; Рл – мощность лампы, Вт; Рy – установленная мощность, Вт; S – площадь;
, кВт·ч/год (3.4)
где 
– коэффициент приведения i-го помещения; 
– потенциал экономии электроэнергии в кВт·ч/год для i-го помещения и k-го мероприятия.
|
|
|
Коэффициент приведения определяют для учета отклонения фактической освещенности от нормативных значений по формуле:
, (3.5)
где Ефi – фактическое значение освещенности в i-ом помещении; Енi – нормируемое значение освещенности см. табл. 3.1
Фактическое среднее значение освещенности с учетом отклонения напряжения в сети от номинального рассчитывают:
, лк (3.6)
где 
– измеренная средняя фактическая освещенность, лк [лм/м2]; k – коэффициент учитывающий изменения светового потока лампы при отклонении напряжения питающей сети (k = 4 для ламп накаливания, k = 2 для газоразрядных ламп); Uн – номинальное напряжение сети, В; Uср – среднее фактическое значение напряжения,
,
где U1и U2 – значения напряжения сети в начале и в конце измерения соответственно.
Определение потенциала экономии электроэнергии при переходе на другой тип источника света с более высокой светоотдачей, лм/Вт.
Таблица 3.1 – Нормы расхода электроэнергии для освещения
| Назначение (наименование) помещения | Общее освещение
| Установленная мощность Вт/м2 | Годовой расход на освещение помещений, кВт·ч/м2 | ||||||
| Плоскость нормирования (Горизонтальная, Вертикальная) | Нормируемая освещенность в лк | при люминесцентных лампах | при лампах накаливания | при люминесцентных лампах | при лампах накаливания | ||||
| при люминесцентных лампах | при лампах накаливания | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
| Учебные лаборатории | Г-0,8 | 300 | 200 | 23 | 56,7 | 32 | 79,5 | ||
| Учебные аудитории | Г-0,8 | 300 | 200 | 20, 7 | 51,8 | 24,9 | 62 | ||
| Лекционные залы | Г,08 | 300 | 200 | 20,7 | 51,8 | 26,1 | 65,2 | ||
| Коридоры и лестничные клетки | Г-0 | 50 | 30 | 4,5 | 9,8 | 10,1 | 21,8 | ||
Экономию электроэнергии определяют по формуле:
, кВт·ч/год (3.7)
где kисi – коэффициент эффективности замены типа источника света; kз.лi – коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока лампы в течении срока службы (при замене ламп с близким по значению kз.лi, но с разной эффективностью, kз.лi исключается или корректируется, кроме случая, когда обследование проводится после групповой замены источников света);
, (3.8)
где С – светоотдача существующего источника света, лм/Вт; Сп – светоотдача предлагаемого к установке источника света, лм/Вт.
|
|
|
Данные по характеристикам источников света представлены в табл. 3.2.
Таблица 3.2 – Характеристики источников света
| № п/п | Тип источника света | Маркировка | Светоотдача с, лм/Вт | Индекс цветопередачи, Rа | Коэффициент запаса, kз.л |
| 1 | Лампы накаливания | ЛН | 8–18 (обычно 12) | 100 | 1,1 |
| 2 | Галогенные лампы накаливания | КГ | 16–24 (обычно 18) | 100 | 1,1 |
| 3 | Ртутно-вольфрамовые лампы | РВЛ | 20–28 (обычно 22) | 60 | 1,2 |
| 4 | Ртутные лампы высокого давления | ДРЛ | 36–54 (обычно 50) | 50 | 1,3 |
| 5 | Натриевые лампы высокого давления | ДНаТ | 90–120 (обычно 100) | 25 | 1,3 |
| 6 | Металлогалогенные лампы высокого давления | ДРИ | 70–90 (обычно 80) | 70 | 1,3 |
| 7 | Люминесцентные лампы низкого давления | ЛБ | 60–80 (обычно 70) | 65 | 1,3 |
| 8 | Люминесцентные лампы низкого давления с улучшенный цветопередачей | ЛБЦТ | 70–95 (обычно 90) | 80 | 1,25 |
| 9 | Компактные люминесцентные лампы низкого давления | КЛЛ | 60–70 (обычно 67) | 80 | 1,25 |
| 10 | Натриевые лампы низкого давления | ДНаО | 120–180 (обычно 150) | 80 | 1,3 |
| 11 | Светодиодные | СВО | 87–97 (обычно) | 100 | 1,1 |
При частичной замене ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы КЛ с цоколем Е-27 снижение установленной мощности определяют:
, 
(3.9)
где КЛН – доля мощности ЛН, подлежащей замены на КЛЛ; Ксо – отношение световых отдач ЛН и КЛЛ; Ке – отношение нормируемых значений освещенностей при ЛН и КЛЛ; Ккз – отношение коэффициентов запаса при ЛН и КЛЛ.
Экономия электроэнергии при этом составит:
, кВт·ч (3.10)
где t – продолжительность работы ОУ, ч/год.
Экономию электроэнергии за счет повышения КПД существующих осветительных приборов определяют по формуле:
кВт·ч/год (3.11)
где kчi – коэффициент эффективности чистки светильников:
, (3.12)
где t – продолжительность эксплуатации светильников между двумя ближайшими чистками, ч; gс, bс, tс – постоянные для заданных эксплуатаций светильников, принимают по табл. 3.3
Экономию электроэнергии при повышении эффективности использования электроэнергии за счет автоматизации управления освещением определяют:
, кВт·ч/год (3.13)
где kэ.а – коэффициент эффективности автоматизации управления освещением, зависящий от сложности системы управления. Значения kэ.а можно принять по табл. 3.4.
Таблица 3.3 – Значения постоянных gс, bс, tс
для различных условий эксплуатации
| № п/п | Характеристика пылевыделения | Рабочее помещение | Общие условия | gс | bс | tс |
| 1 | Умеренное | Кабинеты и помещения общественных зданий, лабораторий | Благоприятные | 0,95 | 0,05 | 10000 |
| Неблагоприятные | 0,85 | 0,15 | 9000 | |||
| 2 | Среднее | Производственные цеха, склады муки, хлебохранилища | Благоприятные | 0,75 | 0,25 | 8000 |
| Неблагоприятные | 0,65 | 0,35 | 7000 |
Таблица 3.4: Значения kэ.а для предприятий
и организаций с обычным режимом работы (1 смена)
| № п/п | Уровень сложности системы автоматического управления освещением | kэ.а |
| 1 | Контроль уровня освещенности и автоматическое включение, и отключение системы освещения при критическом значении Е | 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 |
Экономию электроэнергии при установке энергоэфективной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) определяют по формуле:
, кВт·ч/год (3.14)
где 
– коэффициент потерь в ПРА существующих светильников системы освещения i-го помещения; 
– коэффициент потерь в устанавливаемых ПРА (см. табл. 3.5).
Для упрощенной оценки экономии электроэнергии при замене светильников на аналогичные по светораспределению и расположению расчет производят по формуле:
, кВт·ч/год (3.15)
где kсвi – коэффициент, учитывающий повышение КПД светильника:
, (3.16)
где hi – паспортный КПД существующих светильников; 
– паспортный КПД предлагаемых к установке светильников.
Таблица 3.5 – Значения Кпра для различных типов ПРА
| № п/п | Тип лампы | Тип ПРА | Кпра |
| 1 | ЛН | –– | 1 |
| 2 | ЛБ | Обычный электромагнитный | 1,22 |
| Электронный, с пониженными потерями | 1,14 | ||
| Электронный | 1,1 | ||
| 3 | КЛЛ | Обычный электромагнитный | 1,27 |
| Электронный, с пониженными потерями | 1,15 | ||
| Электронный | 1,1 | ||
| 4 | ДРЛ, ДРИ | Обычный электромагнитный | 1,08 |
| Электронный | 1,06 | ||
| 5 | ДНаТ | Обычный электромагнитный | 1,1 |
| Электронный | 1,06 |
При отсутствии данных КПД светильников можно рассчитать по формуле:
. (3.17)
Для однотипных помещений рассчитывают удельный показатель экономии электроэнергии
, кВт·ч/(м2·год). (3.18)
Методика проведения опыта
1. Для заданного помещения измеряют площадь S и установленную мощность осветительных установок.
2. Рассчитывают годовое потребление электроэнергии по формуле (3.2).
3. Измеряют фактическое значение освещенности при помощи люксметра.
4. Принимают два типа светильников аналогичных по светораспределению и расположению для замены существующих. При этом световой поток должен оставаться постоянным.
Световой поток, лм, определяют по выражению:
,
где С – светоотдача, лм/Вт; Р – установленная мощность светильников, Вт.
5. По формуле (3.9) рассчитывают снижение установленной мощности.
6. Определяют по формуле (3.15) экономию электроэнергии при замене светильников.
7. Определяют по формуле (3.13) эффективность использования электроэнергии за счет автоматизации управления освещением.
8. Рассчитывают потенциал годовой экономии электроэнергии по формуле (3.4), принимая = 
.
9. Делают сравнение экономии электроэнергии при замене видами новых светильников существующие путем построение гистограмм для пунктов 4, 5, 7.
10. По полученным результатам заполняют форму 3.1 и делают выводы.
Форма 3.1
| Исследуемое помещение | |||
| 1 | Площадь помещения, м2 | ||
| 2 | Установленная мощность осветительных приборов, Вт | ||
| 3 | Фактическая освещенность, лк | ||
| 4 | Годовое потребление электроэнергии, кВт/год | ||
| Внедрение энергосберегающего мероприятия по замене источника света | |||
| № п/п | Показатели | 1 источник света | 2 источник света |
| 1 | Тип ламп в системе освещения | ||
| 2 | Снижение устанавливаемой мощности, % | ||
| 3 | Экономия электроэнергии при замене светильников, кВт·ч/год | ||
| 4 | Эффективность использования электроэнергии за счет автоматизации управления освещением, кВт·ч/год | ||
| 5 | Потенциал годовой экономии электроэнергии, кВт·ч/год | ||
Контрольные вопросы
1. Как определяется потенциал годовой экономии электроэнергии в ОУ?
2. За счет каких мероприятий можно снизить потребление электроэнергии в ОУ?
3. Как определить экономию электроэнергии за счет повышения КПД ОУ, за счет ее автоматизации, за счет установки энергоэфективной ПРА?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 278; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!