Оптимизация энергозатрат на освещение жилых домов
 Скачать 45.99 Kb.
|
|
ОПТИМИЗАЦИЯ ЭНЕРГОЗАТРАТ НА ОСВЕЩЕНИЕ ЖИЛЫХ ДОМОВ Бекболатов Еламан Адлетович магистрант Казахского национального университета им. аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы Есиркеп Акгуль Нуржановна магистрант Казахского национального университета им. аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы Абдрасилова Айсулу Мадихановна магистрант Казахского национального университета им. аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы Бедельбаев Агын Абдешевич доцент Казахского национального университета им. аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы Вопрос об экономии энергоэнергии расходуемой на освещение в подъездах жилых домов ставится достаточно часто среди домовладельцев. Чаще всего проблемой является вечно горящий свет в подъезде. Свет включается ранним вечером, а выключается только утром. Во многом это является проблемой по причине того, что множество домов построено во времена советского союза, где используются старые типичные схемы подключения лампочек и выключателей. В то время автоматизация систем освещения не была такой развитой как сейчас и оборудований было мало. Так за не выключенный свет в подъезде приходится платить всем жильцам, расходуя энергозатраты неоптимально. В рамках проекта “Smart Almaty” АО “Центр развития города Алматы” поставил ряд технологических задач которые нужно решить и внедрить в течении пары лет. В этом списке есть задача по оптимизации энергозатрат на освещение города. Это показывает актуальность данного вопроса и в крупных городах. Вопрос оптимизации энергозатрат на освещение подъезда является одной из неотъемлемых частьей данной задачи. Вариантов оптимизации энергозатрат на освещение много. Можно уменьшить затраты на электроэнергию путем использования энергосберегающих ламп или оптимизировать схему управления. Одним из выходов является полная или частичная автоматизация систем освещения. В данной статье описываются методы автоматизации и рассматриваются несколько вариантов для решения поставленной задачи. Можно рассмотреть наиболее подходящие два вида автоматизации освещения в подъезде: с помощью датчика освещения и датчика движения. Они являются не очень сложными в реализации и не очень дорогими решениями с экономической точки зрения. Датчик освещения или сумеречный выключатель – это устройство автоматического управления источником света, в зависимости от уровня освещенности окружающего пространства. Датчик освещения является выключателем, работающий в автоматическом режиме, включающий и выключающий свет при достижении определенной степени освещенности в месте установки. Датчики освещения чаще всего устанавливаются в местах, где в светлое время суток пространство освещается солнечным светом, а при наступлении темноты с помощью электричества. Такими местами являются подъезды жилых домов, дворы, дороги для транспортных средств, тротуары и многие другие.  Рисунок 1. Электрическая схема датчика освещения Принцип работы датчика освещения заключается в свойствах элемента внутри датчика называемый фоторезистором. Основная работа основана на возможности деления входящего напряжения на две части. Деление напряжения выполняется с помощью двух резисторов. На схеме они обозначены как R1 и R2. В качестве резистора R1 выступает фоторезистор. Свойство фоторезистора заключается в изменении её сопротивления в зависимости от величины падающего светового потока на фоторезистор. Чем больше светового потока падает на фоторезистор, тем меньше становится её сопротивление. Согласно свойствам делителя напряжения разность потенциалов на каждом конце узлов зависит от величины сопротивления резисторов R1 и R2. Чем больше сопротивление резистора тем больше становится разность потенцилов на его концах. Напряжение на концах каждого узла связано с формулами  (1) (2)где: U – входящее напряжение, U1 – напряжение на концах узла с сопротивлением R1, U2 – напряжение на концах узла с сопротивлением R2. С уменьшением величины падающего светового потока сопротивление фоторезистора R1 и напряжение на концах увеличивается, достаточное для открытия транзистора T1. Тем самым между коллектором и эмиттером протекает ток. Между коллектором и источником питания устанавливается силовое реле. При появления тока между коллектором и эмиттером срабатывает реле. Силовое реле в свою очередь подключается к системе освещения, которое одним концом подключается к источнику питания. В качестве регулятора датчика освещения выступает переменный резистор R2. В итоге у датчика освещения есть три провода: для фазы, ноля и один провод для подключения непосредственно к нагрузке. Датчик освещения устанавливается на открытой местности, где он не может быть затенен деревом или другими объектами. В многоквартирных жилых домах датчик должна устанавливаться в местах, где хорошо освещается естественным освещением. Датчик освещения является ночным прибором, поэтому его нельзя устанавливать в зоне освещения светильника. Это необходимо для его корректной работы [1]. На данный момент на рынке представлены датчики освещения с номинальным током в среднем в 10A. При напряжении сети в 220В мощность нагрузки должна составлять 2200Вт. Если мощность каждой лампочки составляет 100Вт, то каждая групповая линия должна содержать не более 22 лампочек. Чем больше мощность нагрузки, тем дороже становится цена датчика освещения. Еще одним ключевым параметром является возможность регулирования и диапазон освещенности датчика. Возможность регулировки отражает цена датчика. Инфракрасный датчик движения – это электронное устройство, способное реагировать на изменение интенсивности фонового теплового излучения в зоне действия датчика. Тепловым излучением обладают абсолютно любые объекты и проявляются в различной степени. При движении объекта пересекая рабочую зону датчика происходит срабатывание и датчик подает управляющий сигнал для выполнения определенного действия управляемым устройством. Для освещения подъезда управляемым устройством будет лампочка освещения. В основе конструкции инфракрасного датчика движения используются пироприемники, служащие для распознавания инфракрасного излучения, и мультилинза. Мультилинза состоит из множества мелких линз. Каждый сегмент мультилинзы фокусирует инфракрасный свет на один из пироприемников. Когда объект перемещается, инфракрасный свет падает уже на другую микролинзу и фокусируется на другом пироприемнике. Таким образом при движении объекта излучаемый инфракрасный свет фокусируется то на одном пироприемнике, то на другом. Это и является условием срабатывания датчика. Чем больше сегментов содержит мультилинза, тем чувствительней становится датчик движения, потому что каждый из мелких линз работает со своим сегментом и перемещение движущегося объекта внутри только этого сегмента не приводит к срабатыванию датчика.  Рисунок 2. Электрическая схема подключения датчика движения Самая простая схема подключения инфракрасного датчика движения заключается в соединении управляющей фазы к управляемой лампочке. На рисунке L – фаза, N – ноль, А – коммутируемая фаза с датчика на светильник. При установке инфракрасного датчика движения на датчик не должен падать прямой свет от лампы чтобы не мешать правильной работе датчика. В зоне действия датчика не должно быть никаких посторонних предметов чтобы не ограничивать обзор датчика. Главной характеристикой инфракрасного датчика движения является радиус обнаружения движущегося объекта. Радиус перемещения объекта должна выходить за рамки обзора мелких линз. Сейчас некоторые датчики движения имеют возможности датчиков освещения, то в них установлены фоторезисторы. У современных датчиков движения есть три регулятора: регулятор порога срабатывания в зависимости от уровня освещённости; регулятор выдержки времени включения, то есть в датчике имеется реле времени; регулятор порога чувствительности к инфракрасному излучению. У современных датчиков движения максимальная мощность нагрузки должна составлять в среднем 1000-1100Вт, время выдержки включения датчика регулируется от 10 до 720 сек, угол обзора 120°-360°. В основном для эффективной работы датчик устанавливается на потолке. В данной статье в качестве вариантов оптимизации энергозатрат на освещение подъезда рассмотрены использование датчика освещения и датчика движения. В городе Алматы с 1 января 2016 года тарифы на электрическую энергию составляют при двухзонной системе учета: дневная ставка тарифа (с 7-00 до 23-00) – 23,12 тенге за 1 кВт*ч, а ночная ставка тарифа (с 23-00 до 7-00) – 5,08 тенге за 1 кВт*ч потребляемой электрической энергии [2]. В подъездах жилых домов чаще всего не предусмотрено автоматическое управление системой освещения и светильники в ночное время горят в среднем 8 часов. Если использовать лампы накаливания мощностью 100 Вт, то каждая лампа потребляет за 8 часов своей работы около 0,8 кВт*час электрической энергии. А цена составляет около 5,08 * 0,8 = 4,06 тенге за 8 часов работы. Если в жилом доме есть 10 этажей, то на каждом этаже лампы потребляют такую же энергию. Цена электрической энергии за 8 часов работы 10 ламп накаливания составит около 40,6 тенге. За 1 месяц на освещение 1 подъезда в ночное время уходит около 40,6 * 30 = 1218 тенге. В современном рынке датчики освещения и датчиков движения не такие высок. Датчик освещения в среднем стоит около 2000 тенге, а инфракрасный датчик движения в среднем стоит около 3000 тенге. Таким образом установка датчика освещения в подъезде окупается через 2 месяца, а установка датчика движения окупается через 3 месяца. При этом уменьшается суммарный расход на электричество дома. Таким образом предлагаемые варианты оптимизации энергозатрат на освещение подъезда являются целесообразными решениями. Список литературы: Электрик в доме [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://elektrik-a.su/osveshhenie/obshhestvennoe-osveshhenie/osveshhenie-v-zhilyh-podezdah-domov-336 (дата обращения: 04.12.2016) ТОО «АлматыЭнергоСбыт» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.esalmaty.kz/index.php/ru/rates-and-services/tariff-plans (дата обращения: 04.12.2016) |