Введення
Інтерес доенергозбереження при освітленні відновився в умовах світової економічноїкризи в 2008 г, що змусив звернути увагу на дану проблему навіть вищукерівництво Росії. Витрата електроенергії на освітлення промислових підприємствстановить у середньому по галузях 5-15% від їх загального електроспоживання [1]. Завданняекономії електроенергії в електроосвітлювальних установках необхідно вирішувати зурахуванням правильної експлуатації освітлювальних приладів і забезпечення нормосвітленості, для створення безпечного і продуктивної праці. Причомуекономія електроенергії полягає зовсім не в скороченні розумного їїспоживання. Раціональне освітлення відіграє важливу роль у забезпеченніжиттєдіяльності людини, створенні комфортних та продуктивних умов. Впропонованому матеріалі розглянуті питання, що мають важливе значення приекономічному витрачанні електроенергії в електроосвітлювальних установках промисловогоі побутового призначення. Впровадження нових, прогресивних джерел світла,застосування світильників з високим ККД і раціональних схем освітлення, дозволяютьу багатьох випадках підвищити ефективність електроосвітлювальних установок,оптимізувати освітленість робочих місць, сприяти зростаннюпродуктивності та безпеки праці, досягти реальної економіїелектроенергії.
Світовівиробники джерел світла і апаратури для їх експлуатації, такі якOsram, Philips Lighting, General Electric lighting та інші, постійно вдосконалюють своюпродукцію, розробляють нові конструкції ламп та інтелектуальні системи їхуправління. Великі перспективи мають Безелектродна лампи, порушувані придопомоги СВЧ-джерел, світлодіодні джерела білого кольору, наприклад на гнучкихполімерних субстратах (замість скла), що отримали назву ОLED (органічнісвітлодіоди), волоконні світлодіоди, компактні люмінесцентні лампи (КЛЛ).
КЛЛ мають в8-10 разів більший термін служби і в 5 разів більшу світлову віддачу, ніж ЛН. Прицьому КЛЛ є одноцокольной лампою, має малі розміри і може напрямузамінювати ЛН в існуючих світильниках. Застосування КЛЛ потужністю 7-50 Вт,замість ЛН потужністю 40-150 Вт, дозволить заощадити до 60 - 80% споживаноїпотужності. Термін окупності більш дорогих КЛЛ, в залежності від вартостіелектроенергії, числа годин використання та їх ціни, становить від 1,3 до 4років.
Длягазорозрядних ламп (ГРЛ) майбутнє за електронними пускорегулювальними апаратами(ЕПРА), що містять випрямляч, автоколивальний бруківці або полумостовойінвертор, навантажений на лампу по резонансної схемою. Безліч подібних схемзапатентовано і виробляється провідними фірмами світу. Є тенденції зосередженнявсіх функцій ПРА (забезпечення запалювання, підтримання стабільних параметрівлампи, контролю і регулювання) на одній платі і навіть мікросхемі, вбудованих вкомпактні лампи. Застосування В«сухихВ» конденсаторів типу FEC, дозволяє підвищитинагревостойкость ПРА і дає можливість вбудовувати їх в запалюючі пристрої(ЗУ).
Насьогоднішній день відомі тисячі різних схем включення для ГРЛ і число новихрішень постійно зростає. Таке велике число варіантів схем пов'язано, восновному, з коньюктурная міркуваннями розробників, які поспішають отриматипатентний пріоритет [2,3] на свої схеми, а з не реальною їх новизною іекономічністю. Тому споживачам необхідно в кожному випадку розглядатиграничні можливості схем, їх придатність для використання з тими чи іншимиджерелами світла, мати уявлення про дійсно раціональних схемах вконкретних умовах експлуатації. Проблему впровадження енергозберігаючої технікиосвітлення, на основі використання нових ПРА, можна вирішити тільки прикомплексному підході, розглядаючи систему ГРЛ - ПРА - освітлювальна арматура,як єдине ціле.
У найближчі 5років, у відповідності до Директиви ЄС № 2000/55/ЕG, в країнах ЗахідноїЄвропи поступово припиниться випуск нізкоекономічних електромагнітних ПРА (дляЛЛ), за рахунок випуску електронних ПРА (ЕПРА). Скориставшись цією ситуацією,ряд фірм уже пропонують на ринку, так звані В«дешевіВ» ПРА В«новогостандарту В». В результаті необізнана споживач вводиться в оману,так як зниження вартості ЕПРА можливо тільки за рахунок різкого погіршення їхнадійності, зниження терміну служби і В«втратиВ» низки важливих функцій, в порівнянніз ПРА провідних виробників. Тому, отримавши псевдоекономію при покупціВ«ДешевихВ» ЕПРА, споживач потім понесе значні збитки, через підвищенняексплуатаційних витрат.
Однак,високоефективні ЕПРА все ще дороги, і, крім того, заміна ними в ужепрацюють світильниках звичайних ПРА або утруднена, або взагалі не можлива. Томуприйнятним рішенням проблеми підвищення ефективності і економічностііснуючого освітлювального обладнання є додаткова комплектаціястандартних ПРА відносно недорогими і нескладними електронними схемами.Такі схеми можуть бути змонтовані як в автономному корпусі, так і вбудовані воб'єднаний блок із звичайними ПРА.
Пропонованийчитачеві матеріал у відомому сенсі унікальний, і по підходу і за змістом. Вньому зроблено спробу узагальнити вітчизняний і світовий винахідницький досвід вгалузі енергозбереження при освітленні. У матеріалі розглянуті деякіпитання щодо раціональної експлуатації електроосвітлювальних установок, з метою підтримкиїх техніко-економічних показників на високому рівні і різні заходипо економії електроенергії при освітленні. Так як матеріал підготовлений восновному для винахідників-підприємців, наведемо деякі патентні рубрики,стосуються електроосвітлення та пристроїв для його експлуатації [2,3]. Згідно з міжнародноюпатентної класифікації (МПК 7 ) пристрої для харчування газорозряднихламп мають наступні рубрики: HO5B 41/00 - схеми і пристрої для запалювання та/абоприведення в дію газорозрядних освітлювальних ламп; 41/16 - схеми, вяких лампа живиться постійним та/або змінним струмом низької частоти (50Гц); 41/23 - для ламп без допоміжного пускового електрода; 41/231 - дляламп високого тиску; 41/232 - для ламп низького тиску; 41/233 - звикористанням резонансних схем; 41/24 - в яких лампи живляться зміннимструмом високої частоти; 41/26 - від джерела постійного струму за допомогою перетворювача;41/28 - з допомогою статичного перетворювача; 41/29 - з використаннямнапівпровідникових приладів; 41/36 - регулювання.
Припідготовці даного матеріалу автор використав публікації з журналуВ«СвітлотехнікаВ», Московського видавничого дому В«СвітлоВ», рекламну інформацію,надану представництвом фірми OSRAM в Москві і патентну інформацію,а так само результати досліджень зарубіжних і вітчизняних світлотехніків, вЗокрема Рохліна Г.Н., Гуторова М.М., Фугенфірова М.М., Краснопільського А.Є.,Айзенберга Ю.Б., Кунгса Я.А., Кноррінг Г.М., Скобелєва В.М., Уеймауса Д.,Штурму К.Г., Хольцера В. та інших. Крім того, приведені результати багаторічнихдосліджень автора даного матеріалу, проводяться в Магнітогорськомудержавному технічному університеті (МГТУ) щодо вдосконаленняіснуючих ПРА для газорозрядних ламп. Матеріал підготовлений викладачеменергетичного факультету ГОУ ВПО МГТУ ім. Г.І Носова, доцентом кафедриВ«Теплотехнічних і енергетичних системВ», кандидатом технічних наук А.П.Морозовим на основі однойменної монографії [4].
1. Шляхи економіїелектроенергії в електроосвітлювальних установках
Підвищенняенергоефективності освітлювальних установок (ОУ) нерозривно пов'язано із завданнямкомплексного зниження витрат в ОУ, так як для будь-якого споживача важливо нетільки зниження енергоємності, але й термін окупності витрат на нову абопереобладнану ОУ. В остаточному підсумку ефективність ОУ визначається вартістюсвітлової енергії, що генерується за термін служби ОУ і в значній мірі залежитьвід витрат на електроенергію. Зрозуміло, що економія електроенергії на освітленняне повинна досягатися за рахунок зниження норм освітленості, відключення частинисвітлових приладів або відмови від використання штучного освітлення принедостатньому рівні природного світла, оскільки втрати від погіршення умовосв...
