• Технологии
  • 30.07.2015

Приборы управления освещением – неплохой способ экономии электроэнергии. IQ света

При грамотном программировании системы интеллектуального освещения экономия энергорасходов может достигать 40%! Сегодня, когда электроэнергия дорожает с каждым днем, это решение становится особенно актуальным.

Возможности интеллектуальных систем управления освещени­ем огромны. Спецэффекты в виде включения света при появлении че­ловека и выключения при его от­сутствии давно стали реальностью. «Умный свет» призван сделать нашу жизнь комфортной, безопасной и экономной. Разумеется, для уста­новки системы такого освещения необходимы определенные расходы, но затраты окупаемы и стоят того.

1.jpg

С помощью встроенных датчиков движения и фотоэлементов систе­ма контроля над освещением мо­жет обеспечить и такую интерес­ную функцию, как сопровождение «следящим светом» передвижения человека по помещениям, а также автоматическое включение освеще­ния или увеличение его в зависи­мости от времени суток или сте­пени освещенности.

Кроме того, можно запрограм­мировать световую автоматику на определенную работу в зави­симости от присутствия в доме человека, времени суток, поры года, погодных условий – сцена­рии можно составить самые раз­нообразные.

Программирование обычно осу­ществляется специалистами по электротехническому оборудова­нию или монтажниками, хотя ос­воить эту систему и внести изме­нения в световые сцены сможет каждый. Таким же образом мож­но задать схему выключения всех светильников и обесточивания ро­зеток. Просто нажав перед уходом из дома кнопку на панели управле­ния, можно больше не волновать­ся о том, выключен ли утюг или электроплита.

Управлять системой можно и с помощью Интернета или телефона посредством sms, хотя многие пока еще не доверяют безопасности та­кого способа контроля.

Управление освещением может осуществляться и при помощи пульта (дистанционно), путем пе­реключения кнопок и выбора нуж­ного уровня яркости светового по­тока. Есть еще один способ – пол­ная автоматизация с привлечением специальных датчиков: свет включа­ется, реагируя на вхождение чело­века в помещение, и выключается после его ухода, а это – реальная экономия электроэнергии.

Несомненно, существует большое количество сценариев освещения: буд­ни, выходной, согласно времени суток, в зависимости от зоны помещения и т.п. Есть управление освещением по таймеру, можно даже сымитировать рассвет: свет будет зажигаться посте­пенно. А когда стемнеет, включатся фонари возле дома, лампа над вход­ной дверью или усилится яркость светового потока в комнатах… Но сегодня мы поговорим не столько о комфорте, который привносят в нашу жизнь такие системы, а об экономии электроэнергии, которую они дают.

Свет под контролем

Таймеры, установленные на лест­ничных пролетах, в коридорах, при­хожих, тамбурах, хозяйственных и служебных помещениях, подвалах и т.п., служат для автоматического отключения освещения (нагрузки) через заданный промежуток вре­мени после включения.

Включение освещения осущест­вляется нажатием кнопочного вы­ключателя. По таймеру (0,5–10 мин) освещение отключается. Время уста­навливается потенциометром на пе­редней панели автомата. Повторное нажатие выключателя во время от­счета выдержки времени продлевает время включения освещения толь­ко при наличии антиблокировки. В этих приборах освещение отклю­чается даже при блокировке выклю­чателя. При этом повторное включе­ние освещения невозможно до сня­тия блокировки. В некоторых авто­матах за 30 секунд до выключения освещения яркость ламп уменьша­ется наполовину (функция реализу­ется только с лампами накаливания и галогенными лампами). При этом во многих автоматах работают вы­ключатели с неоновой подсветкой.

Автоматика выгодна

Добиться полного и точного учета наличия дневного света и присутствия людей в помещении можно с помощью средств автоматического управления освещением (АСУО), управление которыми осуществляется плавным изменением мощности светильников или отключением всех или части светильников (дискретное управление).

3.jpg

К системам дискретного управления освещением относятся фотореле (фотоавтоматы), таймеры (включение и отключение нагрузки по сигналам датчика наружной естественной освещенности), датчики присутствия (отключают светильники в помещении спустя заданный промежуток времени после того, как из него удаляется послед­ний человек). С одной стороны, это один из самых экономичных АСУО, с другой – за счет частых включений и выключений возмож­но сокращение срока службы ламп.

Ввиду того, что современные ре­гулируемые электронные ПРА име­ют ненулевой нижний порог регу­лирования, в современных автома­тизированных системах управле­ния освещением применяется ком­бинация плавного регулирования вплоть до нижнего порога с пол­ным отключением ламп в светиль­никах при его достижении.

Просто о сложном

Все АСУО условно можно раз­делить на локальные и централи­зованные.

Для локальных систем характер­но управление только одной груп­пой светильников. Они не требуют дополнительной проводки, выпол­няются в малогабаритных корпусах, закрепляемых непосредственно на светильнике или на колбе одной из ламп. Все датчики, как прави­ло, составляют один электронный прибор, встроенный в корпус си­стемы. Часто светильники, обору­дованные датчиками, обмениваются между собой информацией по про­ходам электрической сети. За счет этого даже в случае, если в здании остался единственный человек, на­ходящиеся на его пути светильни­ки останутся включенными.

4.jpg

По охватываемой сфере управ­ления локальные системы могут быть подразделены на «системы управления светильниками» и «си­стемы управления освещением по­мещений».

Централизованные системы, наи­более полно отвечающие званию «интеллектуальных», строятся на основе микропроцессоров, ­обеспе­чивающих возможность одновре­менного многовариантного управ­ления значительным (до нескольких сотен) числом светильников. Они могут применяться либо только для управления освещением, либо для взаимодействия с другими си­стемами зданий (например, с те­лефонной сетью, системами безо­пасности, вентиляции, отопления и солнцезащитных ограждений).

Данные системы выдают управ­ляющие сигналы на светильники по сигналам локальных датчиков. Преобразование импульсов про­исходит в едином узле, что пре­доставляет дополнительные воз­можности вручную управлять ос­вещением здания. Одновременно существенно упрощается ручное изменение алгоритма работы си­стемы.

В системах централизованного дистанционного или автоматическо­го управления освещением питание цепей управления осуществляется от линии, питающей освещение.

Для помещений, имеющих зоны с разными условиями естествен­ного освещения, управление рабо­чим освещением должно обеспечи­вать включение и выключение све­тильников группами или рядами по мере изменения естественной осве­щенности помещений.

В основном компании-произво­дители выпускают АСУО в виде отдельных блоков, которые могут быть встроены в светильники раз­личных типов. Особенно надежны системы, не требующие электропи­тания, т.к. выходу из строя наибо­лее подвержены блоки питания и энергопотребляющие микросхемы.

Что касается классификации си­стем управления светом, то мож­но выделить:

·       СУО светильника: простейшая малогабаритная система, являюща­яся частью светильника и управля­ющая одной группой нескольких близлежащих светильников. Стоит учитывать, что если тре­буется управлять осветительными установками крупных помещений или стоит задача индивидуально­го управления всеми светильника­ми в помещении, то системы све­тильников оказываются достаточно дорогим средством управления, т.к. требуют установки СУО на каждый светильник. В таком случае удобнее использовать СУО помещений, ко­торые содержат меньше электрон­ных компонентов и поэтому бо­лее дешевы;

·       СУО помещения – самостоя­тельная система, управляющая груп­пами светильников в одном или не­скольких помещениях.

Системы этого типа, как прави­ло, осуществляют одну функцию или фиксированный набор функ­ций, выбор между которыми про­изводится перестановкой переклю­чателей на корпусе или выносном пульте управления системой. Они относительно просты в изготовле­нии и обычно построены на дис­кретных логических микросхемах. Датчики СУО помещений всегда являются выносными, они долж­ны быть размещены в помещении с управляемыми осветительными установками, и к ним необходима специальная проводка, что пред­ставляет собой определенное прак­тическое неудобство;

·       СУО здания – централизован­ная компьютеризованная система, охватывающая освещение и другие системы целого здания или груп­пы зданий.

Освещение предприятий: органично и ограничено

Как свидетельствует статистика, расход электроэнергии на освеще­ние на металлургических пред­приятиях составляет около 5%, в машиностроении – 10%, в лег­кой промышленности – до 30%. Очевидно, что задачу экономии электроэнергии на осветительных установках следует понимать так, чтобы при минимальных затратах электроэнергии путем правильно­го устройства и эксплуатации ос­ветительных установок обеспечи­вать оптимальную освещенность помещений и рабочих мест и вы­сокое качество освещения. Поэто­му для экономии электроэнергии в электроосветительных установках обязательно должна быть предус­мотрена АСУО, которая поможет сократить продолжительность го­рения ламп.

В невысоких и небольших про­изводственных и вспомогательных помещениях высотой до 4–5 м воз­можно применение выключателей на один или малую группу све­тильников. Для крупных цехов воз­можно применение дистанционного контакторного управления освеще­нием всего цеха и ограниченного количества мест (одного или двух), что облегчит управление освещени­ем и позволит более экономно рас­ходовать электроэнергию.

Специфические особенности име­ет управление освещением автома­тизированных цехов, групповая ос­ветительная сеть для которых долж­на быть запроектирована так, что­бы на периоды, когда цех не рабо­тает, имелась возможность отклю­чения части общего освещения. АСУО цехов должны состоять из независимых друг от друга управ­ляемых частей. При отключении большей части установки остающа­яся во включенном состоянии «де­журная» часть обеспечивает осве­щенность, достаточную для общего наблюдения за работой механизмов.

В некоторых случаях системы должны обеспечивать возможность включения и выключения освеще­ния не из одного, а из двух мест, в других – рационально сосредото­чить управление только на пульте у диспетчера цеха.

Управление наружным освещени­ем с разделением его на части (ос­вещение дорог и проездов, охран­ное, открытых мест работы, боль­ших площадей и открытых складов) должно быть максимально центра­лизовано (в масштабе целого пред­приятия). Централизуется также и управление освещением всего пред­приятия: как правило, оно сосре­дотачивается на пункте дежурного энергетического хозяйства.

Для дистанционного управления используются кабели телефонные и телеуправления, для автомати­ческого – фотоэлементы или фо­тосопротивления, которые служат датчиками для автоматов управ­ления. Датчики регулируются на определенный минимальный уро­вень естественной освещенности для выключения освещения с на­ступлением рассвета и включения его в сумерках.

Эксплуатация и ремонт – залог экономии

Обширная группа мероприятий по экономии электроэнергии свя­зана с правильной эксплуатацией и ремонтом осветительных устано­вок: осмотр, чистка, замена ламп, планово-предупредительный ремонт установок и т.д.

Сокращение продолжительности горения ламп дает прямую эконо­мию электроэнергии, к этому на­правлены мероприятия по мак­симальному использованию есте­ственного освещения, правильно­му устройству управления осве­щением, применению автомати­ческого и программного управле­ния освещением. Во всех светиль­никах должен предусматриваться легкий съем всех загрязняющих­ся частей – защитных стекол, от­ражателей, рассеивателей, патро­нов, т.к. потери светового потока резко возрастают в результате за­грязнения светильников. В эксплу­атации должен иметься обменный фонд не менее 5–10% съемных де­талей, находящихся в осветитель­ных установках.

Правила технической эксплуата­ции электроустановок требуют про­изводить не менее 2 чисток стекол в год при минимальной запылен­ности и не менее 4 – при значи­тельных выделениях пыли, дыма и копоти. Методы очистки зависят от стойкости загрязнений: для лег­ко удаляемой пыли и грязи доста­точно промывки стекол мыльным раствором и водой с последующей протиркой, при стойких масляни­стых загрязнениях, масляной копо­ти для очистки необходимы специ­альные составы.

Эффективность регулярной про­тирки остекления очень высока: продолжительность горения ламп при двухсменной работе цехов со­кращается в зимнее время не ме­нее чем на 15%, а в летнее вре­мя – на 90%.

2.jpg

Строительные нормы предусма­тривают также рекомендации по ра­циональной цветовой отделке стен, потолков, полов, ферм, балок, а так­же технологического оборудования цехов в целях улучшения освеще­ния производственных помещений и условий труда. При проектировании естественного и искусственного осве­щения помещений производственных зданий должно учитываться повыше­ние освещенности рабочих мест за счет отраженного света от поверх­ностей интерьеров, отделка которых осуществляется в соответствии с ре­комендациями строительных норм.

Расход электроэнергии на элек­трическое освещение зависит от числа и мощности ламп, потерь мощности в пускорегулирующей аппаратуре и в осветительной сети и от количества часов использова­ния мощности осветительных уста­новок за данный период (напри­мер, год). Рациональное устройство естественного освещения произ­водственного помещения и созда­ние достаточной освещенности ра­бочих поверхностей, требующейся в соответствии с технологическим процессом производства, должны быть предусмотрены при проек­тировании здания. Иногда об этом забывают, применяя проекты зда­ний, предназначенных для произ­водств с меньшими требованиями к уровню освещенности. Недоста­точная естественная освещенность в подобных зданиях в таких слу­чаях, особенно в облачные зимние дни, приводит к необходимости ис­пользования электрического осве­щения в дневное время.

Любые системы – в любое здание

Системы управления освещени­ем должны закладываться на ста­дии строительства или ремонта, т.к. потребуется применить спе­циальную разводку проводов – создать управляющую шину. При невозможности переделать провод­ку можно использовать систему управления по радиошине, кото­рая была специально разработана для модернизации уже существу­ющих зданий.

Механизм действия системы до­статочно прост. Команда с пульта (дистанционного или расположен­ного на стене) поступает на цен­тральный контроллер в систему. Тот в свою очередь, действуя со­гласно заранее заложенной про­грамме, подает команду нужному фрагменту системы освещения, и соответствующий элемент реагиру­ет на нее также согласно выбран­ной программе. В случае тради­ционной системы сигнал идет по проводам, а в случае радиошин­ной – по радиоканалу.

Как может показаться на первый взгляд, стоимость оборудования для установки системы «умный свет» достаточно высока. Но если при­нять, например, стоимость систе­мы управления светом с использова­нием шины за 100%, то стоимость традиционной электроразводки мо­жет доходить до 70%! Между тем использование АСУО действительно позволяет сократить затраты на электроэнергию до 30Ц%.

Данный факт стал убедитель­ным аргументом для широкого ис­пользования систем за границей – на Западе вложенные в нее сред­ства окупаются за 3 года. В Бе­ларуси оборудование «умный свет» пока чаще применяется владель­цами больших домов или просто прагматично мыслящими людьми. Это дает уверенность в том, что все еще впереди.

НАТАЛЬЯ ЕМЕЛЬЯНОВА,

шеф-редактор

Журнал «Мастерская. Современное строительство» №5,2014

Комментарии
Комментариев к материалу пока нет
Оставить комментарий