Приборы управления освещением – неплохой способ экономии электроэнергии. IQ света.

Аннотация

Емельянова Наталья – 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.

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).

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.

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 компаниипроизво­дители 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, плановопредупредительный 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%.

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 30%.

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.