Анализ энергоэффективности системы освещения учебных помещений корпуса Т (I этаж) (стр. 4 из 11)
Pyi – установленная мощность осветительной установки i-ro помещения в обследуемом объекте;
Рл – мощность лампы, Вт;
Кпра – коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре осветительных приборов (данный коэффициент учитывается только при расчете мощности осветительной установки, в которой используются газоразрядные лампы);
Np – количество работающих однотипных ламп в осветительной установке i-ro помещения;
N – количество всех однотипных ламп в осветительной установке i-ro помещения.
Годовое и удельное энергопотребление:
(5.3)где WГ – суммарное годовое потребление электроэнергии;
WГі – годо вое потребление ОУ i-ro помещения;
ТГi – годовое число часов работы системы i-ro помещения;
KИi – коэффициент использования установленной электрической мощности в ОУ i-ro помещения, который вычисляется по формуле:
, (5.4) 
, (5.5)где WГуд – годовое удельное потребление электроэнергии;
Sі – 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 Еф – 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);
UH – номинальное напряжение сети, В;
Ucp – среднее фактическое значение напряжения Ucp = (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:
kni=Eфі/Ені (5.7)
где kni – коэффициент приведения освещенности i-ro помещения;
Еф – фактическое значение освещенности в i-ом помещении;
Ені – 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 kИСі – коэффициент эффективности замены типа источника света;
k3Пi – коэффициент запаса учитывающий снижение светового потока лампы в течение срока службы (при замене ламп с близким по значению кзп но с разной эффективностью кзп исключается или корректируется, кроме случая когда обследование проводилось после групповой замены источников света).
, (5.10)где h - светоотдача существующего источника света [лм/вт];
hN – 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 kЧi – коэффциент эффективности чистки светильников.
, (5.12)где gс, bс, tc – 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:
• снизить число установленных светильников при условии обеспечения за данных норм освещенности;
• 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 Knpai – коэффииент потерь в ПРА существующих светильников системы
освещения i-ro помещения;
KnpaiN – 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 PіN – установленная мощность после замены светильников;
ТГі – 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]: