Раздел: Инсталляция Тема: Автор: Сергей БОРГАКОВ, руководитель направления энергосберегающего оборудования ЗАО «Риэлта»
Энергосберегающее управление осветительными приборами
За ставшим в последнее время привычным и даже примелькавшимся сло-вом «энергосбережение» скрываются очевидные и не всегда совпадающие друг с другом ин-тересы. Интерес честных экологов – уменьшение загрязнения окружающей среды в процессе производства и потребления энергоресурсов; как правило, он не связан с прямой коммерче-ской выгодой и имеет общечеловеческое значение. В отличие от ученых, интерес государства вполне коммерческий – сокращение его, государства, расходов на содержание и развитие мощностей по производству и распределению энергии. Интерес энергопроизводящих и энер-готранспортных компаний тоже понятен – получение дополнительной прибыли от сокраще-ния пиковых нагрузок и доли не дающих непосредственной коммерческой отдачи резервных мощностей. Ну а об интересах компаний, которые производят энергосберегающее оборудова-ние, и говорить нечего – и так все понятно. Но в одном основные пропагандисты и агитаторы энергосбережения едины: все расходы за энергосберегающие мероприятия должен нести ко-нечный потребитель энергии, т. е. мы с вами. Поэтому нас всячески стараются убедить, что, заплатив за установку счетчиков воды, тепла или газа, заменив лампочки или окна, мы в ко-нечном счете не только вернем потраченные деньги, но будем долго и счастливо жить, прак-тически ничего не платя за свет, воду или отопление. В последнем утверждении есть большая доля лукавства: даже возврат затраченных на энерго-сберегающие мероприятия средств во многих случаях под большим вопросом. Рассмотрим, как ситуация выглядит на самом деле на примере энергосберегающего освещения помеще-ний. За последние два года мы стали свидетелями двух массированных кампаний, в том числе на самом высоком уровне, по продвижению «современных энергосберегающих» источников света. На первом этапе нас убеждали в том, что наилучшее решение проблемы – это замена ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Позднее акцент несколько сместился, у КЛЛ нашли кучу недостатков – и теперь в качестве «энергосберегающих» нам настойчиво рекомендуют устанавливать светодиодные лампы и светильники. Кстати, хотя светоотдача светодиодных ламп примерно в 2,5–3 раза выше, чем у традиционных ламп нака-ливания, по этому показателю они заметно уступают «неперспективным» КЛЛ. После замены ламп накаливания светодиодами расход электроэнергии понизится, и интересы экологов, го-сударства и энергетиков будут соблюдены. Что же касается интересов конечного пользовате-ля, ситуация здесь несколько иная. Горящая круглосуточно лампа накаливания мощностью 60 Вт при действующих тарифах съедает электроэнергии примерно 1000 рублей в год – это мак-симальная экономия, которую можно получить при замене лампы накаливания на нечто, что вообще не потребляет энергии. Реальная светоотдача светодиодных светильников не превы-шает 40–45 лм/Вт, что значительно ниже мифических 100–150 лм/Вт, которые так любят на-зывать некоторые изготовители светильников и чиновники, скромно умалчивая про ватты, теряемые в электронных схемах, и о существенных потерях в рассеивающей оптике. Кроме того, в большинстве случаев лампы не горят круглосуточно – в среднем за год искусственное освещение включено от 8 до 12 часов в сутки. В результате фактическая экономия при замене ламп накаливания может составить не больше нескольких сотен рублей в год. Чтобы отбить деньги потребителя, а после этого еще и дать ему сэкономить, светодиодный светильник должен служить очень-очень долго – вот откуда в экономических расчетах появляется астро-номический срок службы 100 000 часов. На самом деле даже самый лучший светодиодный светильник вряд ли проработает больше трех лет, причем за это время его светоотдача по фи-зическим причинам упадет процентов на 30.
Встает вопрос: а можно ли вообще организовать освещение помещений та-ким образом, чтобы не только уменьшить потребление электроэнергии, но и получить реаль-ную экономию в деньгах, в том числе с учетом расходов на установку энергосберегающего оборудования? Для ответа вспомним две очевидные истины: во-первых, в светлое время су-ток искусственное освещение в большинстве случаев не требуется, во-вторых, светом поль-зуются люди, в пустых помещениях освещение никому не нужно. Поэтому у себя дома мы обязательно включаем и выключаем свет, входя и выходя из комнаты. Однако в помещениях общего пользования дело обстоит иначе – в силу организационных и психологических при-чин включать и выключать свет в них должна автоматика. Для оценки ожидаемого эффекта от использования автоматизированных выключателей освещения определим, какую долю времени в течение суток помещения остаются пустыми. В зависимости от этого помещения можно разбить на две основные группы: те, в которых имеются постоянные рабочие места или люди могут находиться в течение определенного времени, и те, где таких рабочих мест нет. В проходных помещениях или в помещениях без постоянных рабочих мест, т. е. в коридорах, на лестницах, в санитарно-гигиенических комнатах, рекреациях, на складах и погрузочно-разгрузочных терминалах и т. п., доля вакантного времени и, следовательно, энергосбере-гающий потенциал автоматических выключателей может достигать 90–95%, что гораздо вы-ше, чем у самых «энергосберегающих» источников света. Там же, где люди находятся посто-янно и системы общего освещения потребляют большие мощности, автоматические выклю-чатели следует устанавливать в дополнение к энергосберегающим лампам. А теперь попробуем оценить, во сколько может обойтись потребителю энергосберегающая система управления освещением и что он за свои деньги получит (системы «умного здания» в настоящей статье не рассматриваются), держа в уме два основных условия, которым обяза-тельно должны отвечать автоматические выключатели освещения: – человек не должен начинать движение в темноте; – свет не должен отключаться, когда в помещении находятся люди. В зависимости от назначения и особенностей эксплуатации сложность систем может заметно разниться, поэтому разные типы энергосберегающих устройств рассмотрены по отдельности.
На сегодняшний день в России чаще всего используются светильники с встроенной управляющей автоматикой. Очевидным преимуществом автоматизированных светильников в глазах потребителей является простота монтажа – такие устройства устанав-ливаются вместо обычных светильников и дополнительные управляющие линии для них не требуются. Поскольку стоимость управляющей электроники добавляется к цене каждого све-тильника, производители используют в них самые простые и дешевые выключатели, которые в сочетании с недорогими светильниками могут окупиться в течение полугода (конечно же, это не относится к случаю ярких светодиодов). В принципе, такой подход оправдан – элек-троника должна включать светильник в момент, когда человек входит в освещаемое про-странство, поэтому зона чувствительности встроенного датчика не может быть большой. Од-нако именно в этом и состоит самый большой недостаток автоматизированных светильников: если в помещении их несколько, то каждый будет включаться и выключаться сам по себе, создавая эффект дискотеки в разгар танцев. Еще один из недостатков автоматизированных светильников является прямым следствием дешевизны используемой в них электроники – как правило, она обладает недостаточной избирательностью и помехоустойчивостью, да и надеж-ность их не очень высока. Это относится прежде всего к акустическим датчикам, используе-мым в большинстве автоматизированных светильников. Дешевый акустический датчик сра-батывает, когда измеренный его микрофоном уровень шума превышает 60–75 дБ. Однако звуковой фон заметно изменяется в течение суток, а вероятность обнаружения человека зави-сит от интенсивности создаваемого им при движении шума. Если фон и уровень шума низки, чтобы включить свет, нужно издавать звуки специально, и, наоборот, при высоком уровне фона высока вероятность срабатывания датчика за счет акустических помех, что самым нега-тивным образом сказывается на интенсивности ложных включений светильников. Восприятие автоматически управляемого освещения заметно улучшается, если все светиль-ники в помещении включаются и выключаются одновременно. Поэтому в подъездах жилых домов малой этажности (не более 3–4 этажей) лучше всего сразу включать все лестничные светильники с помощью установленных в тамбуре, на этажных площадках или у квартирных выходных дверей механических выключателей, а для их отключения использовать лестнич-ные таймеры, автоматически обесточивающие светильники через 3–5 минут после их вклю-чения. Сегодня предлагаются лестничные таймеры с управлением по высокому (220 В) или по низкому (24 В) напряжению. В последнем случае кнопки-выключатели соединяются с таймером низковольтными линиями, что заметно снижает стоимость монтажа системы. Рас-ходы на установку низковольтных таймеров окупаются за 3–4 месяца, расход электроэнергии уменьшается на 80%.
Чем большую мощность коммутирует энергосберегающая система управ-ления освещением, тем больший экономический эффект она дает. Поэтому даже более каче-ственное и дорогое по сравнению с автоматизированными светильниками и лестничными таймерами оборудование окупается достаточно быстро. Чаще всего в таких системах исполь-зуют инфракрасные датчики движения, регистрирующие присутствие людей по их собствен-ному тепловому излучению (пассивная локация). Иногда для этой цели применяют ультра-звуковые или радиоволновые устройства активной локации, но в нашей стране они непопу-лярны. Качественные датчики движения отличаются большой дальностью обнаружения, вы-сокой чувствительностью к малым движениям (датчики присутствия) и при этом сохраняют высокую помехозащищенность. Один такой датчик способен перекрывать помещение площа-дью 50–100 кв. м или коридор длиной до 20 м. Автоматические выключатели освещения с датчиками движения изготавливают в виде моно-блоков или отдельных модулей датчиков движения и силовых реле. Моноблоки, у которых силовые схемы и, собственно, датчик движения смонтированы в общем корпусе, обойдутся немного дешевле, поскольку их датчик движения и силовая схема соединены внутри корпуса. Раздельные модули автоматических выключателей, в отличие от моноблоков, нужно соеди-нять друг с другом внешними низковольтными линиями или с помощью беспроводного кана-ла. Однако по сравнению с модульными системами возможности применения моноблоков ог-раничены. Двухпроводные исполнения моноблоков и силовых модулей можно включать в разрыв сетевого провода аналогично механическим выключателям, однако в силу схемотех-нических ограничений коммутируемые мощности и суммарная мощность управляемых све-тильников при этом невелики. Этого недостатка лишены выключатели, рассчитанные на под-ключение по трехпроводной схеме, однако кроме провода от нагрузки (линия освещения) к ним необходимо подвести фазовый и нейтральный провода. Понятно, что проще всего это сделать в распределительной коробке или щите освещения, т. е. в местах, совершено не под-ходящих для размещения датчиков движения. В результате для моноблоков остаются сле-дующие варианты применения: – новое строительство или капитальный ремонт с перекладкой линий освещения; – управление одиночными мощными светильниками или прожекторами; – управление линиями, в которые включены несколько энергосберегающих светильников с низким потреблением, если к этим линиям возможен доступ на потолке или в верхней части стены.
При соблюдении этих условий срок окупаемости моноблоков составляет три-четыре квартала. Самые универсальные из энергосберегающих автоматических выключателей модульные сис-темы: модули датчиков движения можно разместить в оптимальных для этого местах, а сило-вые реле смонтировать в коммутационные узлы существующих осветительных сетей. Благо-даря этому на базе модульных систем легко реализовать эффективное и быстро окупаемое энергосберегающее освещение самых разнообразных объектов: – подъездов жилых домов, где модульная система может использоваться, например, для по-этажного управления освещением с упреждающим включением светильников при подъеме или спуске по лестнице, а также для управления аварийным и ночным освещением – срок окупаемости от полугода до полутора лет; – на лестницах, в коридорах, рекреациях, санитарно-гигиенических и вспомогательных по-мещениях административных и офисных зданий, образовательных и медицинских учрежде-ний, гостиниц, где большим числом светильников может управлять минимальное количество энергосберегающих модулей, окупающихся в худшем случае за год; – в учебных классах, аудиториях, офисных помещениях, переговорных и совещательных ком-натах административных и офисных зданий, образовательных и медицинских учреждений, в которых существующие низковольтные датчики движения могут использоваться в том числе и для непосредственного включения-выключения и диммирования светодиодных светильни-ков со специальными драйверами. В этом случае оборудование окупится за пару лет, но в лю-бом случае гораздо быстрее, чем одни светильники; – на открытых и закрытых складах, погрузочно-разгрузочных терминалах и во вспомогатель-ных производственных помещениях, где энергосберегающие выключатели коммутируют мощные светильники и могут окупиться уже за два-три месяца. Универсальность и быстрая окупаемость модульных систем управления связана с возможно-стью подобрать для каждой линии освещения оптимальное силовое реле с учетом количества, мощности и типа подключенных к ней осветительных приборов, в том числе дроссельных люминесцентных ламп, ламп накаливания, КЛЛ, светодиодных светильников, ртутных и ме-таллогалогенных ламп, и использовать минимально необходимое количество датчиков дви-жения, обеспечивая тем самым наилучший экономический эффект.
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru Рады сообщить нашим читателям, что теперь нашем сайте работает модуль обратной связи. Нам важна ваша оценка наших публикаций! Также вы можете задавать свои вопросы.Наши авторы обязательно ответят на них. Ждем ваших оценок, вопросов и комментариев!

Добавить комментарий или задать вопрос

Правила комментирования статей

Версия для печати

Средняя оценка этой статьи: 0  (голосов: 0)
Ваша оценка: