Оценка и повышение эффективности работы осветительных установок промышленных предприятий

ОЦЕНКА И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Минск

БНТУ

2 0 1 4

УДК 621.32 (075.8)

Авторы:

В.А. Анищенко, В.Б. Козловская, В.Н. Радкевич, И.В. Колосова

Оценка и повышение эффективности работы осветительных установок промышленных предприятий / В.А. Анищенко [и др.]. – Минск :

БНТУ, 2014. – 218 с. – ISBN 978-985-550-478-9.

В работе произведен анализ структуры систем электрического освещения промышленных предприятий. Рассмотрены особенности световых приборов как приемников электроэнергии, их основные характеристики и влияние на надежность и эффективность работы осветительных установок. Получены аналитические зависимости, позволяющие приближенно определять фактическую температуру жилы проводника в зависимости от коэффициента предварительной нагрузки осветительной линии и температуры окружающей среды.

Монография будет полезна специалистам, активно занимающимся вопросами энергосбережения промышленных потребителей, аспирантам, магистрантам, студентам энергетических специальностей вузов, а также работникам энергослужб промышленных предприятий.

Табл. 35. Ил. 30. Библиогр. 50 назв.

Рекомендовано к изданию научно-техническим советом Белорусского национального технического университета

(протокол № 9 от 30.10.2013 г.)

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор Е.П. Забелло, БГАТУ; доктор технических наук, профессор И.И. Сергей, БНТУ

2.1. Анализ тепловых режимов проводов и кабелей электрических

4.2. Определение показателей электропотребления газоразрядных

4.3. Анализ экспериментальных данных, отражающих зависимость показателей электропотребления газоразрядных источников света

5. ОЦЕНКА ЭФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ СВЕТОВЫХ ПРИБОРОВ НА

5.4. Эффективность применения светодиодных светильников для

6.2. Оценка снижения расхода электроэнергии на освещение за счет

6

ВВЕДЕНИЕ

Приоритетным направлением государственной политики Республики Беларусь является политика энергосбережения, обеспечивающая экономическую безопасность страны. Принятый «Закон об энергосбережении» [1] обязывает всех потребителей топливноэнергетических ресурсов (ТЭР), независимо от форм собственности, рационально использовать ТЭР. Необходимость жесткого контроля со стороны государства за рациональным использованием всех видов ТЭР определяется тем, что страна импортирует примерно 80% всех энергоресурсов при высоких мировых ценах на них. Ежегодные затраты на энергоресурсы превышают 2 млрд. долларов США, что составляет почти 1/6 часть внутреннего валового продукта. Снижение затрат на импорт энергоресурсов за счет энергосбережения, а также вовлечение в энергетический баланс собственных энергоресурсов способствует более устойчивому развитию экономики страны и обеспечению роста энергетической безопасности.

Вэтих условиях задача эффективного использования электрической энергии в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, на транспорте, в коммунально-бытовом секторе приобретает особую актуальность.

Во всем мире на искусственное освещение приходится примерно 20 % от общего объема электропотребления. Доля электрического освещения в электропотреблении разных стран не одинакова. В промышленно развитых странах расход электроэнергии осветительными установками составляет 5 – 15 %, а в развивающихся странах может достигать 80 % и более от общего годового расхода электроэнергии. Ежегодное потребление электроэнергии в Республики Беларусь составляет более 37 млрд. кВт∙ч. Согласно оценкам экспертов, на электрическое освещение от этого объема затрачивается 19% (7млрд. кВт∙ч). В стоимостном выражении это составляет более 700 млн. долларов США при тарифе на электроэнергию 0,1 доллара США/кВт∙ч. Например, на освещение одной кольцевой автомобильной дороги, где установлено примерно 5500 светильников, ежегодно затрачивается примерно 1 млн.долларов США.

Вэкономике Республики Беларусь недостаточно используется энергоэффективное осветительное оборудование, применяются в

7

основном недолговечные или экологически небезопасные источники света: лампы накаливания и газоразрядные лампы высокого и низкого давления. Альтернативой перечисленным лампам являются полупроводниковые светодиодные источники света, теоретически обладающие более высокой световой чувствительностью, экологической безопасностью, виброустойчивостью, легкой управляемостью, большим сроком службы и питающиеся от низкого напряжения.

Однако широкому применению светодиодных ламп в Республики Беларусь препятствуют, во-первых, низкая надежность драйверов светильников, нестабильность светового потока во времени, несоответствие рекламируемых и реальных показателей работы большинства выпускаемых ламп, в т.ч. срока службы, и, во-вторых, слишком высокая стоимость светодиодных ламп по отношению к тарифам на электроэнергию [2,3]. Очевидно, в настоящее время следует, с учетом перечисленных факторов и области применения, искать разумный компромисс при выборе тех или иных источников электрического освещения.

Учитывая изложенное выше, можно полагать, что в ближайшей перспективе в Республике Беларусь для освещения производственных и общественных зданий будут в основном применяться энергоэкономичные газоразрядные источники света, Среди указанных источников света наиболее высокую световую отдачу имеют натриевые лампы, которые широко используются там, где не предъявляются повышенные требования к цветопередаче. С учетом определенного консерватизма большинства людей и высокой стоимости энергосберегающих источников света можно предположить, что квартиры жилых домов в течение достаточно длительного периода в основном будут по-прежнему освещаться лампами накаливания, а также компактными люминесцентными лампами. В новых и реконструируемых осветительных установках общедомовых помещений и лестничных клеток будут использоваться светильники с люминесцентными лампами низкого давления и со светодиодами. В связи с этим исследование электропотребления и эффективности применения световых приборов с газоразрядными лампами и светодиодами представляет собой актуальную задачу.

8

1. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ, ИХ ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПОКАЗАТЕЛИ

1.1. Характеристика систем электрического освещения

Система электрического освещения представляет собой совокупность взаимосвязанных технических устройств (источников света, светильников, электрических аппаратов, электропроводок, кабельных линий и т.д.), предназначенных для искусственного освещения помещений зданий и наружных объектов. Внутри помещений по способу размещения светильников и распределению освещенности различают следующие системы искусственного освещения: общее и комбинированное.

Общим называется освещение, светильники которого освещают всю площадь помещения, как занятую оборудованием или рабочими местами, так и вспомогательную. В зависимости от расположения светильников различают равномерное и локализованное общее освещение. При общем равномерном освещении светильники располагаются в верхней зоне помещения равномерно, обеспечивая тем самым одинаковую освещенность всего помещения. Оно применяется, как правило, когда расположение рабочих зон при проектировании неизвестно либо при гибкой планировке. При общем локализованном освещении светильники размещают с учетом расположения технологического оборудования, создавая на отдельных поверхностях требуемый уровень освещения.

Комбинированная система освещения состоит из общего и местного освещения. Общее освещение предназначено для освещения проходов и участков, где работы не производятся, а также для выравнивания яркости в поле зрения работающих. Местное освещение обеспечивается светильниками, располагаемыми непосредственно на рабочих местах. Ему следует отдавать предпочтение, если в нескольких рабочих зонах помещения должны решаться различные зрительные задачи и поэтому для них требуются различные уровни освещенности. Оно также необходимо, когда рабочие места территориально отдалены друг от друга. При этом следует иметь в виду, что устройство только местного освещения недопустимо, так как оно создает большую разность освещенности рабочих поверхностей и

9

окружающего пространства, что неблагоприятно сказывается на зрении.

В соответствии с [4] искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное. При необходимости часть светильников рабочего или аварийного освещения может использоваться для дежурного освещения.

Рабочее освещение предназначено для создания нормальной освещенности на рабочих местах.

Аварийное освещение обеспечивает требуемую освещенность при внезапном отключении рабочего освещения. Данный вид освещения разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.

Освещение безопасности следует предусматривать в тех случаях, когда отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать:

-взрыв, пожар, угрозу жизни и здоровью людей;

-длительное нарушение технологического процесса;

-нарушение работы ответственных объектов (электростанций, узлов радио- и телевизионных передач и связи, диспетчерских пунктов, насосных установок водоснабжения, канализации и теплофикации, установок вентиляции и кондиционирования воздуха для производственных помещений, в которых недопустимо прекращение работ и т.п.);

-нарушение режима детских учреждений независимо от числа находящихся в них детей.

Эвакуационное освещение в помещениях или в местах производства работ вне зданий следует предусматривать [12]:

-в местах, опасных для прохода людей;

-в проходах и на лестницах при числе эвакуирующихся более 50 человек;

-по основным проходам производственных помещений, в которых работают более 50 человек;

-на лестничных клетках жилых домов шести и более этажей;

-в помещениях общественных зданий, административных и бытовых зданий промышленных предприятий, если там одновременно могут находиться более 100 человек;

10