Теоретическая часть

Для оценки эффективности модернизации систем освещения необходимо рассчитать показатели энергопотребления существующей системы освещения.

Установленная мощность осветительной установки

, Вт (3.1)

где Р_л – мощность лампы, Вт; К_пра – коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре осветительных приборов; n – количество однотипных ламп в осветительной установке (ОУ) i-го помещения.

Годовое фактическое энергопотребление рассчитывают:

,кВт·ч/год (3.2)

где W_гi – годовое потребление осветительными установками i-го помещения; Т_гi – годовое число часов работы системы освещения i-го помещения; k_иi – коэффициент использования установленной электрической мощности в ОУ i-го помещения, k_иi 1(для учебных лабораторий можно принять k_иi = 0,5);

Удельное фактическое энергопотребление рассчитывают по формуле:

, кВт·ч/м² (3.3)

где S_i – площадь i-го помещения, м².

Потенциал годовой экономии электроэнергии в ОУ модернизируемого помещения

N_л – количество ламп; Р_л – мощность лампы, Вт; Р_y – установленная мощность, Вт; S – площадь;

, кВт·ч/год (3.4)

где – коэффициент приведения i-го помещения; – потенциал экономии электроэнергии в кВт·ч/год для i-го помещения и k-го мероприятия.

Коэффициент приведения определяют для учета отклонения фактической освещенности от нормативных значений по формуле:

, (3.5)

где Е_фi – фактическое значение освещенности в i-ом помещении; Е_нi – нормируемое значение освещенности см. табл. 3.1

Фактическое среднее значение освещенности с учетом отклонения напряжения в сети от номинального рассчитывают:

, лк (3.6)

где – измеренная средняя фактическая освещенность, лк [лм/м²]; k – коэффициент учитывающий изменения светового потока лампы при отклонении напряжения питающей сети (k = 4 для ламп накаливания, k = 2 для газоразрядных ламп); U_н – номинальное напряжение сети, В; U_ср – среднее фактическое значение напряжения,

,

где U₁и U₂ – значения напряжения сети в начале и в конце измерения соответственно.

Определение потенциала экономии электроэнергии при переходе на другой тип источника света с более высокой светоотдачей, лм/Вт.

Таблица 3.1 – Нормы расхода электроэнергии для освещения

Назначение (наименование) помещения	Общее освещение			Установленная мощность Вт/м2		Годовой расход на освещение помещений, кВт·ч/м2
	Плоскость нормирования (Горизонтальная, Вертикальная)	Нормируемая освещенность в лк		при люминесцентных лампах	при лампах накаливания		при люминесцентных лампах	при лампах накаливания
		при люминесцентных лампах	при лампах накаливания
1	2	3	4	5	6		7	8
Учебные лаборатории	Г-0,8	300	200	23	56,7		32	79,5
Учебные аудитории	Г-0,8	300	200	20, 7	51,8		24,9	62
Лекционные залы	Г,08	300	200	20,7	51,8		26,1	65,2
Коридоры и лестничные клетки	Г-0	50	30	4,5	9,8		10,1	21,8

Экономию электроэнергии определяют по формуле:

, кВт·ч/год (3.7)

где k_исi – коэффициент эффективности замены типа источника света; k_з.лi – коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока лампы в течении срока службы (при замене ламп с близким по значению k_з.лi, но с разной эффективностью, k_з.лi исключается или корректируется, кроме случая, когда обследование проводится после групповой замены источников света);

, (3.8)

где С – светоотдача существующего источника света, лм/Вт; С_п – светоотдача предлагаемого к установке источника света, лм/Вт.

Данные по характеристикам источников света представлены в табл. 3.2.

Таблица 3.2 – Характеристики источников света

№ п/п	Тип источника света	Маркировка	Светоотдача с, лм/Вт	Индекс цветопередачи, Rа	Коэффициент запаса, kз.л
1	Лампы накаливания	ЛН	8–18 (обычно 12)	100	1,1
2	Галогенные лампы накаливания	КГ	16–24 (обычно 18)	100	1,1
3	Ртутно-вольфрамовые лампы	РВЛ	20–28 (обычно 22)	60	1,2
4	Ртутные лампы высокого давления	ДРЛ	36–54 (обычно 50)	50	1,3
5	Натриевые лампы высокого давления	ДНаТ	90–120 (обычно 100)	25	1,3
6	Металлогалогенные лампы высокого давления	ДРИ	70–90 (обычно 80)	70	1,3
7	Люминесцентные лампы низкого давления	ЛБ	60–80 (обычно 70)	65	1,3
8	Люминесцентные лампы низкого давления с улучшенный цветопередачей	ЛБЦТ	70–95 (обычно 90)	80	1,25
9	Компактные люминесцентные лампы низкого давления	КЛЛ	60–70 (обычно 67)	80	1,25
10	Натриевые лампы низкого давления	ДНаО	120–180 (обычно 150)	80	1,3
11	Светодиодные	СВО	87–97 (обычно)	100	1,1

При частичной замене ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы КЛ с цоколем Е-27 снижение установленной мощности определяют:

, (3.9)

где К_ЛН – доля мощности ЛН, подлежащей замены на КЛЛ; К_со – отношение световых отдач ЛН и КЛЛ; К_е – отношение нормируемых значений освещенностей при ЛН и КЛЛ; К_кз – отношение коэффициентов запаса при ЛН и КЛЛ.

Экономия электроэнергии при этом составит:

, кВт·ч (3.10)

где t – продолжительность работы ОУ, ч/год.

Экономию электроэнергии за счет повышения КПД существующих осветительных приборов определяют по формуле:

кВт·ч/год (3.11)

где k_чi – коэффициент эффективности чистки светильников:

, (3.12)

где t – продолжительность эксплуатации светильников между двумя ближайшими чистками, ч; _с, _с, t_с – постоянные для заданных эксплуатаций светильников, принимают по табл. 3.3

Экономию электроэнергии при повышении эффективности использования электроэнергии за счет автоматизации управления освещением определяют:

, кВт·ч/год (3.13)

где k_э.а – коэффициент эффективности автоматизации управления освещением, зависящий от сложности системы управления. Значения k_э.а можно принять по табл. 3.4.

Таблица 3.3 – Значения постоянных _с, _с, t_с

для различных условий эксплуатации

№ п/п	Характеристика пылевыделения	Рабочее помещение	Общие условия	с	с	tс
1	Умеренное	Кабинеты и помещения общественных зданий, лабораторий	Благоприятные	0,95	0,05	10000
			Неблагоприятные	0,85	0,15	9000
2	Среднее	Производственные цеха, склады муки, хлебохранилища	Благоприятные	0,75	0,25	8000
			Неблагоприятные	0,65	0,35	7000

Таблица 3.4: Значения k_э.а для предприятий

и организаций с обычным режимом работы (1 смена)

№ п/п	Уровень сложности системы автоматического управления освещением	kэ.а
1	Контроль уровня освещенности и автоматическое включение, и отключение системы освещения при критическом значении Е	1,1–1,15
2	Зонное управление освещением (включение и отключение освещения дискретно, в зависимости от зонного распределения естественной освещенности)	1,2–1,25
3	Плавное управление мощностью и световым потоком светильников в зависимости от распределения естественной освещенности	1,3–1,4

Экономию электроэнергии при установке энергоэфективной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) определяют по формуле:

, кВт·ч/год (3.14)

где – коэффициент потерь в ПРА существующих светильников системы освещения i-го помещения; – коэффициент потерь в устанавливаемых ПРА (см. табл. 3.5).

Для упрощенной оценки экономии электроэнергии при замене светильников на аналогичные по светораспределению и расположению расчет производят по формуле:

, кВт·ч/год (3.15)

где k_свi – коэффициент, учитывающий повышение КПД светильника:

, (3.16)

где _i – паспортный КПД существующих светильников; – паспортный КПД предлагаемых к установке светильников.

Таблица 3.5 – Значения К_пра для различных типов ПРА

№ п/п	Тип лампы	Тип ПРА	Кпра
1	ЛН	––	1
2	ЛБ	Обычный электромагнитный	1,22
		Электронный, с пониженными потерями	1,14
		Электронный	1,1
3	КЛЛ	Обычный электромагнитный	1,27
		Электронный, с пониженными потерями	1,15
		Электронный	1,1
4	ДРЛ, ДРИ	Обычный электромагнитный	1,08
		Электронный	1,06
5	ДНаТ	Обычный электромагнитный	1,1
		Электронный	1,06

При отсутствии данных КПД светильников можно рассчитать по формуле:

. (3.17)

Для однотипных помещений рассчитывают удельный показатель экономии электроэнергии

, кВт·ч/(м²·год). (3.18)