Оценка и повышение эффективности работы осветительных установок промышленных предприятий

Для вариантов освещения цеха промышленного предприятия с применением световых приборов с газоразрядными лампами и светодиодами произведен технико-экономический расчет по приведенным затратам, результаты которого представлены в таблице 5.6.

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что по капитальным затратам вариант с использованием светодиодных светильников оказался в 24 раза дороже варианта с использованием светильников с лампами типа ДРЛ. Это в первую очередь связано с высокой стоимостью светодиодных светильников. В то же время затраты на эксплуатацию светодиодных светильников примерно в 1,3 раза ниже, что является следствием их меньшего потребления электроэнергии.

Таблица 5.6 Основные технико-экономические показатели

осветительной установки цеха

В итоге приведенные затраты при реализации проекта с использованием светодиодных светильников оказались в 1,3 раз меньше, чем приведенные затраты проекта с использованием светильников марки РСП18, т.е. проект с использованием светодиодных светильников оказался более выгодным, чем проект с использованием светильников с лампами типа ДРЛ.

При выполнении технико-экономических расчетов методом чистого дисконтированного дохода (ЧДД) оценка эффективности инвестиций базируется на сопоставлении ожидаемого чистого дохода от реализации проекта и инвестированного в проект капитала. В основе метода лежит вычисление чистого потока денежной на-

151

личности, определяемого как разность между чистым доходом по проекту и суммой общих инвестиционных затрат и платы за кредиты (займы), связанной с осуществлением капитальных затрат по проекту.

На основании чистого потока наличности рассчитывается основной показатель оценки эффективности инвестиций – чистый дисконтированный доход. ЧДД характеризует интегральный эффект от реализации проекта и определяется как величина, полученная дисконтированием (при постоянной ставке процента отдельно для каждого года) разницы между годовыми оттоками и притоками реальных денег, накапливаемых в течение горизонта (времени) расчета проекта [42]:

t 1

где Rt – результаты (приток реальных денег), достигаемые на шаге

t (в нашем случае на участке всего расчетного периода результаты будут равны 0);

Иt – текущие издержки эксплуатации без учета амортизационных отчислений;

E – норма дисконтирования с учетом инфляции (Е = 0,15);

K – единовременные капитальные вложения (первоначальные капитальные вложения при строительстве объекта);

Tгор – горизонт расчета, равный номеру шага, на котором произво-

дится ликвидация объекта (срок службы объекта).

Так как ЧДД показывает абсолютную величину чистого дохода, приведенную к началу реализации проекта, то этот показатель должен иметь положительное значение, иначе инвестиционный проект нельзя рассматривать как эффективный. Но учитывая то, что проекты освещения не приносят реального дохода, то при сравнении более эффективным окажется проект с большим значением ЧДД.

Выполним сравнение вариантов освещения цеха лампами типа ДРЛ и светодиодами, принимая Tгор 10 лет. Полученные результаты приведены в таблице 5.7.

152

Таблица 5.7 Значения ЧДД осветительной установки цеха

Из таблицы 5.7 видно, что у второго проекта (с использованием светодиодных светильников) значение ЧДД больше, следовательно, он является более выгодным и предпочтительным в использовании.

5.5. Эффективность применения светодиодных светильников в системе жилищно-коммунального хозяйства

Эффективность применения световых приборов на основе светодиодов рассмотрим на примере типового проекта современного шестнадцатиэтажного двухподъездного жилого дома, из состава которого выделены общедомовые помещения и незадымляемые лестничные клетки. Питание жилого дома осуществляется от двухтрансформаторной подстанции, расположенной на расстоянии 50м. Подстанция укомплектована трансформаторами типа ТМГ мощностью 630 кВ∙А. На рисунке 5.5 для одного этажа подъезда здания показаны планы освещаемых объектов, места размещения световых приборов и схема их питания.

Произведем светотехнический и электрический расчеты осветительных установок рассматриваемых объектов.

Светотехнический расчет выполнялся по двум вариантам [43]:

1)с применением светильников марки ЛБО22-18-501 с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ) с номинальной мощностью 18Вт;

2)с использованием светильника марки ДПО-10-101 со светодиодной матрицей номинальной мощностью 10 Вт.

Приведем сравнительные характеристики принятых для освещения светильников.

153

Светильник типа ЛБО22-18-501УХЛ4 [44] предназначен для освещения лестничных клеток и холлов жилых домов, подвальных и прочих вспомогательных помещений. Он комплектуется электронным пускорегулирующим аппаратом и рассчитан на работу с КЛЛ. Данный светильник изготавливается в антивандальном исполнении, т.е. рассеиватель изготовлен из светотехнического поликарбоната и доступ внутрь светильника обеспечивается только с помощью специального ключа. Световой прибор соответствует II классу защиты от поражения электрическим током, степень защиты от воздействия окружающей среды – IP54, его КПД составляет не менее 65%, а

cos - не менее 0,98. Габаритные размеры светильника: длина 368 мм, ширина–142 мм, высота – 60 мм, масса – 1,5 кг.

Рис. 5.5 План размещения и схема питания светильников для освещения общедомовых помещений и лестничных клеток:

1-13 – номера светильников; Л1-Л4 – групповые линии; ВРУ – вводно-распределительное устройство

Светодиодный светильник типа ДПО-10-101 УХЛ4 [39] рассчитан на номинальное напряжение 230В, номинальная мощность 10Вт, сила потребляемого светильником из сети тока 0,07 мА, КПД

154

составляет не менее 70%, степень защиты IP20, масса не более 0,61 кг, габаритные размеры 342х103х68,5 мм.

Светотехнический расчет для каждого варианта освещения выполняется точечным методом [5,7]. В соответствии с данным методом расчет освещенности, лк, создаваемой каждым светильником, осуществляется по формуле

где I – сила света, кд, определяется по кривым силы света

(КСС) для каждого светового прибора (рисунки 5.6 и 5.7); α – угол между направлением силы света и нормалью к осве-

щаемой поверхности;

– коэффициент дополнительной освещенности, учитывающий освещенность, создаваемую от неучтенных светильников, стен и потолка (принимается равным 1,1-1,2);

Нр – расчетная высота подвеса светильника, т.е. расстояние от светильника до освещаемой поверхности;

Кз – коэффициент запаса, Кз = 1,4.

Рис. 5.6 КСС светильника типа ЛБО22-18-501

155

Рис. 5.7 КСС светильника типа ДПО 10-101

Определяем освещенность на лестничной площадке Е1, создаваемую светильником №1 , и в коридоре (рассматривается наименее освещенная точка, расположенная между светильниками №10 и №11, в этом случае искомая освещенность определяется как сумма освещенностей от одиночных светильников: Е10,11= Е10 + Е11)

Результаты светотехнического расчета по обоим вариантам сведены в таблицу 5.8.

Таблица 5.8

Освещенность, создаваемая светильниками, установленными на лестничной площадки и в коридоре

В соответствии с [13] нормируемая освещенность таких общедомовых помещений, как поэтажные коридоры, лифтовые холлы,

156

лестницы и лестничные площадки (на уровне пола) должна составлять 20 лк. Из полученных результатов, представленных в таблице 5.8 видно, что освещенность, создаваемая как светильниками марки ЛБО22-18-501, так и ДПО-10-101, соответствует требуемым нормам. При этом следует отметить, что в коридоре, где расположены входы в квартиры, освещенность, создаваемая светильниками со светодиодами, более чем в два раза превышает необходимое значение. Поэтому их количество можно уменьшить на один (исключаем светильник №12). Таким образом, при использовании светодиодных светильников ДПО-10-101 их количество для освещения общедомовых помещений одного этажа составит 12, а всего шестнадцатиэтажного дома – 192 шт., светильников ЛБО22-18-501 – соответственно 13 и 208 шт.

Схема питания светильников от вводно-распределительного устройства (ВРУ) дома выполнена в соответствии с требованиями [13], согласно которым светильники, расположенные на незадымляемых лестничных клетках в жилых и общественных зданиях, следует присоединять не менее чем к двум групповым линиям сети эвакуационного освещения. В данном случае на незадымляемой лестничной клетке расположено два светильника и каждый подключен к отдельной линии, питаемой от ВРУ. При проектировании электрической осветительной сети рассматриваемого дома для освещения одного этажа используется три линии аварийного эвакуационного освещения и одна линия рабочего освещения (Рис. 5.8).

Расчетные активные нагрузки линий освещения определены по формуле (5.1). Результаты расчета нагрузок каждой из четырех линий Л1, Л2, Л3 и Л4 (рис. 5.5) осветительной сети для одного этажа

подъезда (Рл1,э, Рл2,э, Рл3,э, Рл4,э), всех этажей подъезда здания (Рл1,д, Рл2,д, Рл3,д, Рл4,д), двух подъездов (Рпод ), а также суммарная нагрузка общедомовых помещений и лестничных клеток всего дома (РД)

приведены в таблице 5.9.

157

Рис. 5.8 Принципиальная схема электроснабжения жилого дома

Далее по формулам (2.4) и (5.2) по допустимому нагреву и допустимой потере напряжения производен выбор сечений жил кабелей для каждого участка осветительной сети. Полученные результаты представлены в таблице 5.10.

Таблица 5.9 Расчетные нагрузки общедомовых помещений и лестничных клеток

жилого дома

Таблица 5.10

158

Кабели осветительной сети общедомовых помещений и лестничных клеток жилого дома

Из таблицы 5.10 видно, что вся распределительная сеть освещения мест общего пользования жилого дома выполнена кабелем марки ВВГнг с одинаковым количеством медных жил одинакового сечения, минимально допустимого по механической прочности. Поэтому стоимость всех кабелей распределительных линий будет одинаковой и не отразится результатах технико-экономических расчетов при оценке каждого варианта. Однако при использовании светильников со светодиодными источниками света сечение токопроводящих жил кабеля питающей линии на ступень меньше, чем в случае применения для освещения люминесцентных газоразрядных низкого давления. Следовательно, использование для освещения светодиодных световых приборов приводит к уменьшению расхода проводникового материала и снижению стоимости осветительной сети дома.

159

Годовой расход электроэнергии на освещение общих помещений и лестничных клеток жилого здания для рассматриваемых вариантов исполнения осветительных установок определяется по формуле (5.3).

Учитывая то, что в доме незадымляемая лестничная клетка не имеет естественного освещения, то один из светильников, используемых для ее освещения, должен быть постоянно во включенном состоянии. Примем, что таким световым прибором является светильник №1 (рис. 5.5). При условии, что данный светильник будет работать 7 дней в неделю, для него годовое число использования максимума осветительной нагрузки Tmax o =8760 ч [7]. Светильники №11 и №7 должны работать постоянно, так как они находятся на путях эвакуации людей, поэтому при расчете годового расхода электроэнергии для этих приборов также принимаем Tmax o =8760 ч.

Светильники №2, №3, №5, №6, №8, №9, №10, №12 и №13 при отсутствии естественного освещения используются 7 дней в неделю. Однако их работа управляется датчиком движения, поэтому для этой группы световых приборов принимаем Tmax o =2150 ч. Светильник №4 расположен на балконе-переходе, где присутствует естественное освещение. При условии, что он работает 7 дней в неделю, принимаем Тmaxo=700 ч. Полученные в результате расчета по формуле (5.3) данные показаны в таблице 5.11. Расчет потребленной электроэнергии производился с учетом потерь активной мощности в ПРА светильника с компактной люминесцентной лампой и в преобразовательном устройстве светодиодного светильника, который составляет 10% мощности лампы.

Таблица 5.11 Результаты расчета годового потребления электроэнергии