Лекция 12. Экономия электроэнергии и ресурсов в освещении
Наружное освещение. На освещение в стране расходуется в среднем 13-14 % всей генерируемой электроэнергии. В промышленности доля энергозатрат на освещение, например на машиностроительных заводах, обычно составляет 8-10% от общего потребления электроэнергии; в текстильной, полиграфической, электронной промышленности – 15-25%. На первый взгляд, возможная экономия незначительна, однако важно, что потенциал энергосбережения при реконструкции осветительных установок легко реализуем, сопровождается значительным снижением эксплуатационных расходов и повышением качества освещения, а, следовательно, улучшением условий труда и повышением его производительности. Каждое промышленное предприятие расходует электроэнергию не только на основной технологический процесс, но и на вспомогательные нужды. Эта составляющая на отдельных предприятиях достигает до 20% от общего электропотребления. Общими потребителями электроэнергии на вспомогательные нужды являются: электрическое освещение, системы водоснабжения, вентиляционные устройства и компрессорные станции, внутризаводской электрический транспорт. В настоящее время разработано много различных видов осветительных приборов с высоким КПД. Компактные люминесцентные лампы, потребляющие на 75 % энергии меньше, чем лампы накаливания при тех же показателях освещения. Они могут подключаться к тем же патронам, что и традиционные лампы. Их типовой ресурс превышает в 9-13 раз аналогичные показатели для ламп накаливания. Вольфрамовые галогенные лампы потребляют на 89 % меньше энергии, чем лампы накаливания при том же световом потоке и имеют в 3-5 раз более высокий ресурс работы. Однако их доля в общей массе осветительных приборов остаётся малой, что объясняется необходимостью применения специальной арматуры, а также высокой ценой. В настоящее время в эксплуатации находится огромное количество светильников с люминесцентными лампами и электромагнитными дросселями, которые не обеспечивают оптимальных режимов работы ламп и имеют низкие эксплуатационные характеристики. На смену дросселям пришла электронная пускорегулирующая аппаратура (ПРА), существенно улучшающая технико-экономические показатели этого типа светильников. Полупроводниковые светоизлучающие диоды (СИД). Светоизлучающие приборы на основе СИД активно внедряются во все сферы городского хозяйства. Технология их создания известна как СИД-технология. СИД и устройства на их основе имеют значительное преимущество перед другими светоизлучающими приборами и устройствами. Малая потребляемая мощность, высокая надёжность, совместимость с интегральными схемами устройств управления, высокая устойчивость к механическим и климатическим воздействиям, появление внешне чисто зелёных и синих СИД, а также СИД со светоотдачей более 75 лм/Вт (светоотдача стандартных ламп накаливания 15 лм/Вт) – всё это произвело настоящую революцию в области светотехнических и информационных технологий, несмотря на их относительно высокую стоимость. - улиц и дорог местного значения; - пешеходных улиц и тротуаров; - подъездов, хозяйственных площадок и площадок при мусоросборниках; - открытых пространств производственного назначения. Предполагается, что в ближайшем будущем энергетическая эффективность станет главным фактором при производстве светотехнических приборов. В результате стандартные лампы накаливания будут вытеснены из потребления в течение 30-40 лет. Нормируемые яркостные параметры достигаются за счёт рационального проектирования наружных осветительных установок на основе учёта отражательных характеристик асфальтобетонных покрытий, имеющих диффузионно-направленный характер отражения. Осветлённое асфальтобетонное покрытие – это шероховатое асфальтобетонное покрытие, в котором гранитный щебень заменён на искусственный или естественный высокопрочный щебень. В качестве светлого щебня, позволяющего повысить отражающие свойства асфальтобетонного покрытия, за рубежом используются не только природные кварциты, известняки, но и искусственные каменные белые материалы: синопал, люксовит и др., имеющие требуемые физико-механические и значительно более высокие отражательные свойства по сравнению с естественными материалами. В Москве в начале 1970-х годов был для этой цели разработан светлый каменный материал «дорожный ситал» или сокращённо – дорсил, на базе утилизации мартеновских шлаков, отработана технология и было начато опытно-промышленное производство. Опытные участки осветлённых покрытий были уложены на Пролетарском проспекте, Фрунзенском валу, Пушкинской улице и др. Проведённые светотехнические исследования показали, что дорсил по своим свойствам приближается к синопалу. В процессе проведённых исследований было установлено, что насыщение отражательных характеристик осветлённых покрытий наступает при содержании дорсила 43% и более. При этом повышение коэффициентов использования светильников (с широким характером светораспределения) по яркости составляет 60 % по сравнению с обычными шероховатыми и 40 % по сравнению с гладкими асфальтобетонными покрытиями. На этот же процент увеличивается и средняя яркость установок наружного освещения. Кроме того, обеспечивается улучшение поперечной равномерности распределения яркости, что весьма важно для широких улиц. Для влажного состояния покрытий преимущества осветлённых ещё весомее по сравнению с традиционными. Таким образом, использование осветлённых асфальтобетонных покрытий приводит к увеличению их яркости и равномерности распределения яркости без повышения мощности осветительных установок. Весьма важным является появление новой возможности улучшения поперечного распределения яркости при одностороннем размещении светильников за счёт изменения процентного содержания дорсила в составе асфальтобетонной смеси по полосам движения. Пример использования такой возможности: первая полоса движения – гранитный щебень, вторая полоса – вместо гранитного щебня 33 % дорсила, третья полоса – 38 % дорсила, что обеспечивает очевидное выравнивание поперечной яркости. Такая необходимость обычно возникает для расширяющихся участков автомобильных дорог при сохранении осевого размещения опор и светильников. Естественно, что чем выше уровень нормируемой средней яркости, тем больше достигается абсолютная экономия установленной мощности и расхода электроэнергии. Поэтому наиболее эффективно использование осветлённых покрытий в транспортных тоннелях, где имеют место высокие уровни освещения, особенно в дневное время. Необходимо желание и заинтересованность руководства строительного комплекса и городских заказчиков, которые не проявляются, видимо, по той причине, что дополнительные затраты должны нести строители-дорожники, а экономию получает городское наружное освещение. Осветлённое покрытие позволит за срок службы покрытия только на одной въездной зоне тоннеля получить экономию электроэнергии не менее 1 млн. кВт•ч, сократить эксплуатационные расходы, а главное, снизить время введения ограничений движения в тоннелях, вызванных нахождением в них автоподъёмника при обслуживании светильников. При квалифицированном, заинтересованном и ответственном отношении к осветительным установкам и использовании современных методов и средств освещения можно снизить энергопотребление в 2-3 раза без ухудшения качества освещения. Внутреннее освещение Расход электроэнергии на освещение промышленных предприятий непрерывно растет и составляет в среднем по отраслям промышленности 5-10% их общего потребления. Рациональное устройство естественного освещения производственного помещения и создание достаточной освещенности рабочих поверхностей, требующейся технологическим процессом производства, должно быть предусмотрено 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 ниже допустимой для данного типа производства, особенно в облачные зимние дни, приводит к необходимости использования электрического освещения в дневное время. Чрезвычайно важно правильно выбрать тип источника света. Одной из основных характеристик ламп является световая отдача Н, характеризующаяся отношением светового потока лампы к её электрической мощности. Для промышленности рекомендуются следующие типы ламп: лампы накаливания (ЛН) – Н = 10-20 лм/Вт, люминесцентные лампы (ЛЛ) – Н = 42-62 лм/Вт; дуговые ртутные люминесцентные (ДРЛ) – Н = 35-55 лм/Вт и дуговые ртутные с исправленной цветностью (ДРИ) – Н = 64-90 лм/Вт. Для характеристики сравнительной эффективности ламп накаливания, люминесцентных ламп и ламп ДРЛ приводим в табл. 2 данные о световых потоках ламп сравниваемой мощности. Таблица 2
Применение ламп ДРЛ мощностью 250, 400, 700 и 1000 Вт в сравнении с люминесцентными лампами целесообразно при большой высоте помещений (граница по высоте между ними не установлена), более тяжелом тепловом режиме работы, трудности доступа к светильникам и отсутствии специальных требований к качеству освещения, где спектральный состав света ламп ДРЛ не противопоказан. При сравнении эффективности применения газоразрядных ламп и ламп накаливания следует учесть некоторые существенные особенности газоразрядных ламп. Как известно, газоразрядные лампы обладают падающей вольт-амперной характеристикой: при увеличении тока лампы напряжение на ней уменьшается. В связи с этим включение лампы непосредственно в сеть привело бы к быстрому неограниченному росту тока и перегоранию лампы. Поэтому газоразрядные лампы должны обязательно включаться последовательно с балластным сопротивлением, ограничивающим ток. При переменном токе это сопротивление может быть активным (например, лампа накаливания), индуктивным (дроссель) или емкостным (конденсатор). Для уменьшения потерь в балластном сопротивлении предпочтение отдается дросселям и конденсаторам. Широкое применение имеют дроссели, имеющие в 3-4 раза больший срок службы (до 10 лет), чем конденсаторы. Балластное сопротивление с устройством, обеспечивающим зажигание лампы, а также некоторыми другими элементами, например для подавления помех, повышения cos ? и др., называется пускорегулирующей аппаратурой лампы (ПРА). Потери мощности в ПРА люминесцентных ламп составляют 5-40 % номинальной мощности их. Они обусловлены потерями в постоянно включенном в цепь горящей лампы балластном сопротивлении (дросселе, конденсаторе). Для включения люминесцентных ламп в ПРА имеются ионные биметаллические тепловые реле времени (стартеры). Стартерные ПРА часто выходят из строя, возникают отказы зажигания и мигание ламп, средний срок службы стартера 2000-3000 ч – это меньше, чем срок службы люминесцентных ламп. Недостатки стартерных схем в эксплуатации вызвали появление различных схем бесстартерного зажигания люминесцентных ламп. В бесстартерных ПРА осуществлен подогрев электродов лампы, который не отключается при горении лампы, что ведет к увеличению потерь электроэнергии. Однако по расходу электроэнергии бесстартерные ПРА по сравнению со стартерными в большинстве случаев более экономичны. Во всех промышленных осветительных установках следует, как правило, применять газоразрядные источники света (люминесцентные, ртутные, металлогалогенные и натриевые лампы). Для общего освещения (коридоров, вестибюлей, лестниц) предназначены энергоэкономичные светильники с КЛЛ и ЭПРА ФП001-11-001, ФП001-11-002. В пыльных и грязных производствах наблюдаются случаи понижения освещенности в 8-10 раз. Поэтому постоянное поддерживание светильников в надлежащей чистоте имеет огромное значение для рационального использования электроэнергии в электроосветительных установках. Периодичность очистки зависит от степени загрязнения воздушной среды производственного помещения и наружного воздуха. Правила технической эксплуатации электроустановок (ПТЭ) требуют производить не менее двух чисток стекол в год при минимальной запыленности и не менее четырех 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 необходимо применять 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 %. Для экономного расходования электроэнергии в электроосветительных установках должна быть предусмотрена рациональная система управления освещением. Правильно построенная схема управления освещением помогает сократить продолжительность горения ламп и с этой целью предусматривается возможность включения и выключения отдельных светильников, групп их, освещения помещения, здания, всего предприятия. Управление наружным освещением с разделением его на части (освещение дорог и проездов, охранное освещение, освещение открытых мест работы, освещение больших площадей и открытых складов) должно быть максимально централизовано в масштабе всего предприятия. Централизация управления освещением всего предприятия преследует цель выбора наиболее рационального времени включения и выключения освещения, сочетания его с уровнем естественной освещенности, с началом, перерывами и окончанием работ в цехах предприятия. В практике применяются различные схемы автоматизации управления освещением. Так, на ряде предприятий внедрена упрощенная схема включения и отключения цехового освещения с использованием программного реле времени типа 2РВМ. Зависимость снижения срока службы ламп и увеличение количества ламп, необходимых для эксплуатации осветительных установок, от величины перенапряжения приведено в табл. 4. Таблица 4
Одной из основных причин, вызывающих значительные колебания напряжения в осветительной сети промышленных предприятий, являются пусковые токи крупных электродвигателей, установленных на агрегатах с тяжелыми маховыми массами, прессах, компрессорах, молотах и др. Значительно повышается напряжение в электросети промышленных предприятий в ночное время, когда остаются выключенными на ночь компенсирующие устройства. Колебание напряжения вызывается также изменением силовой нагрузки в течение суток. В последнее время для стабилизации напряжения в осветительных установках находит применение автоматическое регулирование напряжения. Для промышленных осветительных электросетей разработаны и широко применяются автоматическое регулирование напряжения с помощью последовательно регулируемых трансформаторов и включение в сеть дополнительной индуктивности. Вывод. Таким образом, с целью снижения установленной мощности осветительных установок и расходов на их эксплуатацию при одновременном создании комфортных условий труда необходимы следующие мероприятия: - замена источников света новыми энергоэффективными лампами при условии обеспечения установленных норм освещенности; - максимальное использование естественного освещения в дневное время и автоматическое управление искусственным освещением в зависимости от уровня естественного освещения; управление включением освещения может осуществляться от инфракрасных датчиков, реагирующих на присутствие людей или движение; - использование современной осветительной арматуры с рациональным светораспределением; - использование электронной пускорегулирующей аппаратуры (ЭПРА); - применение автоматических выключателей для систем дежурного освещения в зонах временного пребывания персонала; - окраска поверхностей производственных помещений и оборудования в светлые тона для повышения коэффициента использования естественного и искусственного освещения;
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1527)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |