close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

«ВНЕДРЕНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА В КАБИНЕТЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ»

код для вставкиСкачать
Министерство общего и профессионального образования Свердловской области
ГАОУ СПО СО "Екатеринбургский энерготехникум"
ТЕМА ПРОЕКТА
"ВНЕДРЕНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА В КАБИНЕТЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ"
Направление ТЕХНИЧЕСКОЕ
ВыполнилиПономарев Илья Александрович
Специальность140407 Электрические станции, сети и системы 2 курс
Руководитель Вяткина Ирина Михайловна преподаватель электротехнических дисциплин, высшая категория Екатеринбург 2014
СОДЕРЖАНИЕ
стрВВЕДЕНИЕ31ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ41.1 Достоинства и недостатки люминесцентных и светодиодных источников света
41.2 Характеристика светодиодных светильников типа АРМСТРОНГ52ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ6СПИСОК ИСТОЧНИКОВ7ПРИЛОЖЕНИЕ А
Расчет окупаемости люминесцентных светильников на светодиодные8
ВВЕДЕНИЕ
Вопрос экономии электроэнергии стоит на одном из первых мест в бюджете не только семьи, но и в расходах на оплату электроэнергии различных организаций, в том числе образовательных. Объясняется это постоянным ростом тарифов. На освещение в России расходуется примерно 13% вырабатываемой электроэнергии. По прогнозу сделанному еще в 2001 году (ООО "ВНИСИ") на совершенно реальных цифрах световой отдачи, объемов выпуска, на выработки электроэнергии, можно получить от 34 млрд кВт*ч экономии электроэнергии в 2010 г. до 72 в 2020. [4]
Тема энергосбережения в области освещения получила поддержку государства (проект "Новый свет"). К ней проявили интерес государственные корпорации "Роснано" и "Ростехнологии". Этой теме посвящен новый международный проект Программы развития ООН, Глобального экологического фонда и Минэнерго России "Преобразование рынка для продвижения энергоэффективного освещения в России". До 14% потребляемой на освещение электроэнергии позволяет сэкономить использование эффективных источников света. До 6% экономии могут дать увеличение светового потока, увеличение к.п.д. источников света, регулирование освещенности в зависимости от уровня естественного освещения. Государство активно работает по вопросу применения ламп накаливания в осветительных установках и поэтапной замены их на более современные и энергоэффективные. Цель проекта - обосновать эффективности замены люминесцентных светильников на светодиодные источники света на конкретном примере их использования для освещения учебного кабинета. Задачи проекта - исследование теоретического материала и анализ использования различных источников света для освещения учебного кабинета, аналитически, путем расчетов, доказать целесообразность установки светодиодного освещения в кабинете Электротехники и электроники.
Предмет исследования - люминесцентные и светодиодные источники света Гипотеза исследования - светодиодные источники света - это энергоэффектвиные источники света, позволяющие снизить затраты техникума на оплату освещения (на примере одного учебного кабинета)
Метод исследования - аналитический, путем выполнения технических расчетов. 1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Достоинства и недостатки люминесцентных и светодиодных источников света
Можно выделить два вида энергосберегающих ламп - это светодиодные и люминесцентные. Светодиодные лампы представляют собой полупроводниковые светоизлучающие диоды, имеющие подобранный спектр излучения, они обладают повышенной мощностью излучения. Вторые - это энергосберегающие газоразрядные люминесцентные лампы, имеющие свои недостатки. В данном проекте предлагается рассмотреть эффективность замены светильников с трубчатыми люминесцентными лампами на современные светодиодные в кабинете Электротехники и электроники. В связи с тем, что техникум был построен более 40 лет тому назад, простые энергосберегающие мероприятия могут сократить энергопотребление на 30%-40%.
В настоящее время в кабинете установлены светильники с трубчатыми люминесцентными источниками света. Одним из важных недостатков таких ламп является их химическая опасность - люминесцентные лампы содержать ртуть от 1 мг до 1 г. Кроме этого, они имеют неприятный для глаз спектр, вызывающий искажения цвета освещенных предметов, старение люминофора приводит к изменению спектра, уменьшается светоотдача, снижается КПД. Заметно для глаз мерцание лампы, для зажигания лампы необходимо пусковая схема, которая содержит дроссель с ненадежным стартером. Наличие дросселя значительно снижает коэффициент мощности светильника и всей цепи освещения. Помимо прочего они производят света всего 25%, а остальная энергия уходит на прогрев и систему контроля тока. Светодиод преобразует в свет 90% потребляемой электроэнергии, лампа накаливания производит всего 5% света от потребляемого ею электричества, остальное уходит на прогрев воздуха в помещении. Светодиодные лампы тоже имеют недостатки, и стоимость ламп пока высока, зато срок службы до 50000 часов. Для сравнения: лампа накаливания около 1000 часов, люминесцентная - 15000. Светодиодные лампы допускают частое включение и отключение, люминесцентные при такой эксплуатации быстро выйдут из строя. Кроме того светодиодные лампы отличаются прочностью, они не греются и, следовательно, пожаробезопасны, не содержат токсичных веществ и потому не требуют специальной утилизации. И цена их, при учете КПД порядка 90%, весьма приемлема. На прямой освещенность от светодиодной лампы будет выше, потому что такие лампы имеют направленный свет. Цифры по светоотдаче, указываемые производителями ламп, завышены для реальных условий. Кроме того, светоотдача люминесцентных ламп со временем падает в несколько раз. Реальная светоотдача люминесцентных ламп составляет 25 - 30 лм/Вт в начале срока эксплуатации и 12 - 15 лм/Вт в конце расчетного срока. Для светодиодных ламп эта цифра составляет 45 - 70 лм/Вт.
Экономический эффект от применения светодиодных светильников рассмотрен более подробно в практической части проекта. 1.2 Характеристика светодиодных светильников типа АРМСТРОНГ В качестве светильников для учебного класса выбраны светодиодные светильники типа Армстронг SL/R - 30 OSRAM LED. Это потолочный светильник в универсальном корпусе. Светильник предназначен для освещения офисных и других помещений. В светильнике используются высококачественные светодиоды компании OSRAM.
Таблица 2 - Технические характеристики светильника:
цветовая температуракласс защитынапряжениекоэффициент мощностикпдмощностьсветовой потоксрок службы4500 - 5300 0К (белый цвет)IP20176 - 264 В0,980,929 Вт3100 лм10 - 15 лет (более 50 000 часов) [6]
Светодиодные светильники для потолков Армстронг потребляют в два с лишним раза меньше электроэнергии, чем аналогичные люминесцентные светильники. Светодиодный светильник Армстронг будет работать без всякого обслуживания и потери яркости света 5 - 10 лет. Светодиоды не чувствительны к вибрации, механическому воздействию, что делает их еще более надежными. Светодиодные светильники Армстронг признаны самими экологически безопасными осветительными приборами. Светодиоды не излучают вредного ультрафиолетового или инфракрасного излучения. Кроме того светодиодные потолочные светильники Армстронг не требуют специальных условий для утилизации, потому что не содержат вредных веществ.
При желании можно установить автоматизированную систему управления освещением в офисном здании, оборудованном светодиодными светильниками Армстронг. Это еще одна возможность получить дополнительную экономию до 92% в сравнении с люминесцентными светильниками. [6]
Организация оптимального освещения помещения, в частности, учебного класса - это тоже своего рода энергосбережение. При этом можно сократить потребление электроэнергии в помещении, если оно избыточно освещено или улучшить освещение, где это необходимо.
Организовав освещение в учебном кабинете на оптимальном уровне, можно улучшить продуктивность обучающихся, снизить утомляемость, количество ошибок и здоровье студентов.
2 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Практическая часть исследования представлена в виде расчета окупаемости замены люминесцентных светильников на светодиодные в ПРИЛОЖЕНИИ А.
Результаты расчетов экономии средств сведены в таблицу 3 и таблицу 4.
Таблица 3 - Результаты расчетов экономии средств
Показатели Люминесцентное освещениеСветодиодное освещениеПотребляемая мощность светильников, кВт0,960,348Потребляемая мощность в сутки при 9-ти часовой работе, кВт*ч
8,64
3,132Потребление электроэнергии в год (365 дней), кВт*ч3153,61143,18Стоимость 1 кВт/ч в 2014 году с учетом НДС2,542,54Затраты на электроэнергию в год, руб.8010,1442903,68Экономия за счет снижения потребления электроэнергии в 2014 г.
-
5106,46Затраты на содержание, замену перегоревших ламп, стартеров, ПРА, утилизацию (283,38 руб на лампу), руб/год
6801,12
-Суммарная экономия средств, руб/год-11907,58Затраты на покупку светильников, руб-20480
Таблица 4 - Результаты расчета срока окупаемости светодиодных светильников
Показатели 1 год2 год3 год4 год5 годЭкономия за счет снижения потребления электроэнергии, руб
5872,43
6753,3
7766,3
8931,25
10270,94Экономия за счет содержания, отсутствия замены перегоревших ламп, стартеров, ПРА, утилизации
6801,12
7549,24
8379,66
9302,42
10325,56Суммарная экономия, руб12673,5514302,5416145,9618233,6720596,5Затраты на модернизацию, руб.20480----Прибыль ----116,5
Таким образом применение светодиодных светильников позволяет получить окупаемость проекта после 4 года эксплуатации, и снизить при этом потребляемую мощность и количество электроэнергии.
Помимо предложенных светодиодных светильников повысить энергосбережение можно, выполнив следующие мероприятия:
* замена счетчиков электроэнергии на современные, более высокого класса точности
* замена окон на стеклопластиковые, что улучшит внутреннюю освещенность учебного кабинета
* установка датчиков присутствия людей в помещении позволит отключать свет автоматически в пустых комнатах
* включение отопления на полную мощность только во время присутствия студентов в помещении * отключение света в коридорах в вечернее и ночное время
* покраска стен в светлые тона позволит более эффективно использовать освещение
* выключение компьютеров и принтеров в конце рабочего дня [9]
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. СНиП 23-75-95. Естественное и искусственное освещение: нормы проектирования. М.: Стройиздат, 2010 г.
2. Справочная книга для проектирования электрического освещения [Текст] / под ред. Кнорринга. - Л.: "Энергия", 1976 - 384с.
3. Козловская, В.Б. Электрическое освещение: справочник [Текст] /В.Б.Козловская, В.Н. Радкевич, В.Н. Сацукевич. - Минск: Техноперспектива, 2008. - 271 с.
4. http://solex-un.ru/energo/reviews/prioritety-razvitiya-svetotekhniki 5. http://led-online.ru 6. http://samaraled.ru
7. http://www.esso39.ru
8. http://electrik.info
9. http://www.energo-pasport.com
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Расчет окупаемости люминесцентных светильников на светодиодные
Таблица 5 - Исходные данные для расчета
Люминесцентный светильник
2*40 Вт Светодиодный светильник 29 Вт OSRAM Потребляемая мощность 80 29 Суммарная мощность, кВт 0,960 0,348 Срок службы, часов 1000 50 000 Стоимость светильника, руб 800 1790, 00 Расчет выполнен в соответствии с методикой источника [2]
1. Согласно СНиП 23-05-2010 для учебных классов учреждений СПО средняя освещенность на рабочих столах (Г-0,8) должна составлять не менее 400 лк. [1]
2. Тип светодиодного светильника: Армстронг SL/R - 30 OSRAM LED
3. Определяем высоту подвеса. Высота помещения равна H = 2,85 м; принимая высоту свеса светодиодного светильника hC = 0 м и высоту рабочей поверхности hР = 0,8 м, получаем а) высота светильника над полом hn= H - hC = 2,85 - 0 = 2,85 м
б) высота подвеса светильников над рабочей поверхностью
h = hп - hP = 2,85 - 0,8 = 2,05 м
4. Подсчитаем расстояние между светильниками.
Пользуясь рекомендациями по выбору наивыгоднейшего расположения светильников, находим, что для светодиодного светильника наивыгоднейшее отношение расстояние между светильниками к высоте подвеса равно L : h = 1,2, а наибольшее допустимое L : h = 1,4. Отсюда подсчитываем расстояние между светильниками при определенной в п.3б высоте над рабочей поверхностью h = 3,2 м :
а) наивыгоднейшее расстояние L = h* 1,2 = 3,2 * 1,2 = 3,84 м
б) наибольшее допустимое расстояние L = h* 1,4 = 3,2 * 1,4 = 4,48 м.
5. Определим общее количество светодиодных светильников в помещении.
Из плана видим, что длина помещения 11,74 м, ширина 5,5 м, значит, вдоль можно установить 3, а поперек 1 светильник, всего, таким образом, в помещении устанавливается 3 светильника.
6. Определим площадь освещаемого помещения
S = 11,74 * 5,5 = 64,57 м2
7. Определим общую мощность ламп во всех светильниках Расчет выполним по методу удельной мощности. Примем Руд = 5,5 Вт/м2. Тогда мощность всех ламп будет составлять Роб = Руд * S = 5,5*64,57 = 355,135 Вт
Предварительно мы определили, что в учебном классе должно быть установлено 3 светодиодных светильника мощностью по 29 Вт, при этом их общая мощность будет составлять 87 Вт, что недостаточно. Следовательно, количество светильников необходимо увеличить. 8. Определим количество светодиодных светильников n = Роб/Рл = 355,135/29 = 12,24
Примем для установки 12 светильников и разместим их в 2 ряда по 6 светильников. Тогда расчетная мощность светильников будет равна Ррасч = РЛ * n = 29*12 = 348 Вт
9. Определим расчетную освещенность
ЕР = = 400*355,135/348 = 408,2 лк
ЕН < ЕР, что удовлетворяет требованиям.
10. Уточним расположение светодиодных светильников на плане помещения. Расстояние от стен до крайних светодиодных светильников должно быть равно 1/2 расстояния между светильниками. Тогда при установке вдоль помещения шести светодиодных светильников вся длина помещения, равная 11,74 м, окажется разделенной на семь участков, из которых 5 равны L, а 2 участка равны 1/2 L. Тогда расстояние L будет равно а) вдоль помещения :
5L + 2 * (1/2) L = 11.74
L = 1.95 м
б) по ширине помещения :
L + 2*(1/2)L = 5.5
L = 2.75 м
11. Расстояние от стены до крайнего светодиодного светильника
а) по длине равно lд = (1/2)L
lд = 0.975 м
б) по ширине равно lш =(1/2)L = 1,375 м
12. В учебном классе установлено 12 двухламповых люминесцентных светильников. Таким образом, общая мощность всех ламп составляет
а) для люминесцентных светильников
Ро = РЛ* n = 80 * 12 = 960 Вт = 0,96 кВт
б) для светодиодных светильников
Ро = РЛ* n = 29 * 12 = 348Вт = 0,348 кВт
13. Потребляемая мощность в сутки при 9-ти часовой работе, кВт/ч
а) для люминесцентных светильников
Рс = Ро* t= 0.96 * 9 = 960 Вт = 8,64 кВт
б) для светодиодных светильников
Рс = Ро* t = 0.348 * 9 = 348Вт = 3,132 кВт
14. Потребляемая мощность в год (365 дней)
а) для люминесцентных светильников
Р = Рс* d = 8,64 * 365 = 960 Вт = 3153,6 кВт
б) для светодиодных светильников
Р = Рс* d = 3,132 * 365 = 348Вт = 1143,18 кВт
15. Стоимость 1 кВт/час в 2014 году
Т = 2,15 руб + 18% НДС = 2,54 руб
16. Затраты на электроэнергию в год, руб
а) для люминесцентных светильников
З1 = Р* Т = 3153,6 * 2,54 = 8010,144 руб
б) для светодиодных светильников
З2 = Р* Т = 1143,18 * 2,54 = 2903,68 руб
17. Экономия за счет снижения потребления электроэнергии в 2014 году
Э = З1 - З2 = 8010,144 - 2903,68 = 5106,46 руб
18. Затраты на содержание, замену перегоревших ламп, стартеров, ПРА, утилизацию люминесцентных ламп (183,38 руб на лампу), руб/год
З3 = 183,38*2n = 6801,12 руб/год
19. Суммарная экономия средств, руб/год
ΣЭ = Э +З3 =5106,46+ 6801,12 = 11907,58 руб
20. Затраты на модернизацию (закупка светодиодных светильников), руб.
Зм = n* Сл = 12*1790 = 20480 руб
Рассчитаем срок окупаемости светодиодных светильников с учетом роста тарифов на электроэнергию на 15% и роста цен на 11% за три последующих года.
21. Экономия за счет снижения потребления электроэнергии, руб
а) за первый год Э1 = Э * 0,15 + Э = 5106,46*0,15 + 5106,46 = 5872,43 руб
б) за второй год
Э2 = Э1*0,15 + Э1 = 5872,43*0,15 + 5872,43 = 6753,3 руб
в) за третий год
Э3 = Э2*0,15 + Э2 = 6753,3*0,15 + 6753,3 = 7766,3 руб
г) за четвертый год
Э4 = Э3*0,15 + Э3 = 7766,3*0,15 + 7766,3 = 8931,25руб д) за пятый год
Э5 = Э4*0,15 + Э4 = 8931,25*0,15 + 8931,25 = 10270,94 руб
22. Экономия за счет содержания, отсутствия замены перегоревших ламп, стартеров, ПРА, утилизации
а) за первый год
ЭС1 = ЗЗ = 6801,12 руб
б) за второй год
ЭС2 = ЭС1*0,11 + ЭС1 = 6801,12 * 0,11+ 6801,12 = 7549,24 руб
в) за третий год
ЭС3 = ЭС2*0,11 + ЭС2 = 7549,24*0,11 + 7549,24 = 8379,66 руб
г) за четвертый год
ЭС4 = ЭС3*0,11 + ЭС3 = 8379,66*0,11 + 8379,66 = 9302,42 руб
д) за пятый год
ЭС5 = ЭС4*0,11 + ЭС4 = 9302,42*0,11 + 9302,42 = 10325,56 руб
23. Суммарная экономия
а) за первый год
ΣЭ1 = Э1 + ЭС1 = 5872,43 + 6801,12 = 12673,55 руб
б) за второй год
ΣЭ2 = Э2 + ЭС2 = 6753,3 + 7549,24 = 14302,54 руб
в) за третий год
ΣЭ3 = Э3 + ЭС3 = 7766,3 + 8379,66 = 16145,96 руб
г) за четвертый год
ΣЭ4 = Э4 + ЭС4 = 8931,25 + 9302,42 = 18233,67 руб
д) за пятый год
ΣЭ5 = Э5 + ЭС5 = 10270,94 + 10325,56 = 20596,5 руб
24. Прибыль от установки светодиодных светильников получится после четвертого года использования в размере 116,5 рублей.
12
Документ
Категория
Технические науки
Просмотров
121
Размер файла
36 Кб
Теги
лабораторий, свет, энергосберегающие, электротехника, электроников
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа