7509

Экономия электроэнергии в осветительных и электронагревательных установках

Лекция

Энергетика

Экономия электроэнергии в осветительных и электронагревательных установках На освещение в сельском хозяйстве затрачивают 10...15% всей потребляемой электроэнергии, то есть более 15 млрд. кВт·ч в год. Наряду с другими устройствами электрическое освещ...

Русский

2013-01-24

76.71 KB

27 чел.

Экономия электроэнергии в осветительных и электронагревательных установках

На освещение в сельском хозяйстве затрачивают 10...15% всей потребляемой электроэнергии, то есть более 15 млрд. кВт·ч в год. Наряду с другими устройствами электрическое освещение создает комфортные условия для работающих и положительно влияет на производительность труда. Борьба за экономию электроэнергии в осветительных установках не должна вестись в ущерб высокому качеству освещения. Экономию энергии следует достигать внедрением более экономичных и прогрессивных источников света при одновременном создании оптимальной освещенности.

Расход энергии на освещение зависит от действующих норм, наличия прогрессивных источников света и рациональных типов осветительной арматуры, поэтому важны правильный выбор ламп и светильников, хорошая их эксплуатация, поддержание уровней напряжения в осветительной сети.

Нормы электроосвещения

В пашей стране действуют научно обоснованные нормы электроосвещения сельскохозяйственных помещений, поселков, жилых домов. В основу норм положено создание оптимальных условий освещенности (табл. 7 и 8).

Таблица 7. Нормы освещенности животноводческих помещений

Назначение помещения

Рабочая поверхность

Освещенность, лк

газоразряд-

ные лампы

лампы на-

каливания

Коровники для дойных коров и ремонтного

молодняка

Пол, зона кормления

Стойла,  боксы

75

50

30

20

Родильное отделение

Пол

150

100

Телятники

»

100

50

Продолжение таблицы 7

Назначение помещения

Рабочая поверхность

Освещенность, лк

газоразряд-

ные лампы

лампы на-

каливания

Откормочники   для   молодняка крупного  рогатого скота

»

50

20

Свинарники  для   свиноматок, хряков-производителей,  поросят-сосунов

»

75

30

Свинарники для откорма молодняка

»

50

20

Птичники для напольного   содержания   про-

мышленного стада кур

»

75

30

Птичники для клеточного содержания кур

Кормушки

75

30

Птичники для напольного выращивания бройлеров

Пол

75

30

Птичники для клеточного выращивания бройлеров

Кормушки

75

30

П р и м е ч а н и е. В птицеводческих помещениях интенсивность освещения должна регулироваться

Таблица 8. Нормы освещенности тепличных предприятий и помещений для хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

Назначение помещения

Рабочая поверхность

Освещенность, лк

газоразрядные лампы

лампы накаливания

Участок изготовления питательных   кубиков и торфоперегнойных горшочков

Зона обслужи-вания машин

75

30

Хранилища для лука и корнеплодов на выгон

семян

Пол

50

20

Растильни для семян

То же

75

30

Боксы для выдачи продукции

Стол

75

30

Склады для картофеля, овощей и фруктов

Пол, проходы

-

20

Сортировочные

Рабочая  зона

200

150

Склады для зерна

Пол

-

5

Склады для удобрений

То же

-

10

Для проверки соответствия фактической освещенности Еф(лк) принятым нормативам можно использовать следующее выражение:

,

где Nчисло светильников, шт.; п— число ламп в каждом светильнике, шт.; Fсветовой поток каждой лампы, лм (табл. 9); η — коэффициент использования светового потока; Sплощадь помещения,  м2.

Таблица 9. Световой поток (лк) электрических ламп

Мощность лампы,

Вт

Типы лампы

накалинания

люминесцентные

дуговые ртутные

15

105

630

25

205

-

-

30

-

1 740

-

40

430

2 480

-

75

950

-

-

80

-

4 320

2950

100

1380

-

-

125

-

6 200

5200

150

1900

8 000

-

200

2700

10 000

-

250

-

-

11000

300

4350

-

-

400

-

-

18000

500

8100

-

-

700

-

-

35000

750

13100

-

-

1000

18200

-

50000

Коэффициент использования светового потока определяют в зависимости от коэффициента полезного действия и формы кривой распределения силы света светильников; расчетной высоты; площади помещения; отношения длины помещения к его ширине; коэффициентов отражения потолка, степ и расчетной поверхности. При этом коэффициент светового потока изменяется от 0,16 до 0,84.

В случае завышения норм лампы должны быть заменены на менее мощные, что избавит от излишнего расхода  электроэнергии.   Годовые  потери  энергии ∆ЭО (кВт·ч) от завышения мощности осветительных установок определяют так:

,

где Рф — фактическая мощность ламп, кВт; Р— запроектированная мощность ламп или требуемая по нормам освещенности, кВт; Кс — коэффициент спроса электроосветительных установок (табл. 10); Тисп — продолжительность использования максимума   осветительной  нагрузки   (табл.   11).

Таблица 10. Коэффициент спроса электроосветительных установок

Объект

Коэффициент спроса

Производственные  помещения   (коровники,  свинарники и др.)

1,0

Производственные помещения, состоящие из ряда отдельных помещений   (например,  мастерские)

0,98

Предприятия  общественного питания

0,9

Бытовые  и  лабораторные  помещения,  детские, учебные и лечебные учреждения

0,8

Складские помещения

0,6

Таблица 11. Продолжительность использования максимума осветительной нагрузки

Осветительная нагрузка

Продолжитель-ностьиспользо-вания максиму-ма, ч/год

Средняя мощность светоточки,

Вт

Рабочее освещение помещений:

коровник

свинарник-маточник

свинарник-откормочник

телятник

откормочник для крупного рогатого скота

птичник

молочная

слесарно-механическая мастерская

мельница

склад

700

700

500

700

500

800

800

1500

600

600

60

75

75

75

60

75

100

150

150

100

Аварийное освещение

4800

-

Охранное освещение

3500

-

Рабочее освещение улиц и площадей

1200

150

Пример. Определить годовые потери энергии от завышения мощности электрических ламп в механической мастерской, если известно, что в ней установлено 8 ламп мощностью по 200 Вт.

По таблице 18 находим коэффициент спроса Кс = 0,98, а по таблице 19 — нормируемые среднюю мощность светоточкиРнорм = 150 Вт и продолжительность использования максимума нагрузки Тисп =1500 ч.

Отсюда фактическая мощность установленных ламп Рф = 200 · 8 = 1,6 кВт, а нормируемая мощность Р = 150 · 8 = 1,2 кВт. Годовые потери энергии ∆Э0= (1,6 - 1,2) · 1500 · 0,98 = 588 кВт·ч.

Выбор рационального освещения

Выбор рационального освещения связан с реализацией утвержденных норм, внедрением прогрессивных источников света и правильным построением осветительной сети. Все эти факторы учитывают при проектировании. Современное рациональное освещение определяет целесообразное соотношение ламп накаливания с люминесцентными и газоразрядными лампами. Последние имеют более высокий энергетический коэффициент полезного действия. При замене ламп накаливания на люминесцентные или газоразрядные можно повысить освещенность рабочих мест и сэкономить значительное количество электроэнергии. Из таблицы 17 видно, что при одной и той же мощности у люминесцентных и газоразрядных ламп световой поток в 5...6 раз больше по сравнению с лампами накаливания. Это значит, что для создания одной и той же освещенности люминесцентные и газоразрядные лампы расходуют в столько же раз меньше электроэнергии.

При проектировании обычно учитывают возможность частичного включения электрического освещения в дневное время. Однако на практике освещение включают по мере необходимости. Следует иметь в виду, что от ненужного включения освещения в дневное время происходит дополнительный расход электроэнергии ∆Э0 (кВт·ч/сутки), который можно подсчитать по следующему выражению:

,

где Р— суммарная мощность всех включаемых электрических ламп, кВт; Кс — коэффициент спроса; t— продолжительность включения рабочего освещения в дневное время, ч; Тисп — продолжительность использования максимума осветительной нагрузки за год, ч.

Пример. Требуется определить дополнительный расход энергии от включения в течение 10 ч дневного времени рабочего освещения, состоящего из 24 ламп мощностью 75 Вт каждая в коровнике на 200 голов.

Находим общую мощность рабочего освещения: Р = 75 · 24 = 1800 Вт. Для коровника продолжительность годового использования максимума осветительной нагрузки Тисп = 700 ч (табл. 19). Коэффициент спроса для рабочего освещения коровника Кс = 1.

Таким образом, только за 1 день потери энергии от включения этих ламп в светлое время составляют кВт·ч

Следует иметь в виду, что значительную экономию энергии может дать замена двух ламп одной несколько меньшей мощности. При этом освещенность объекта может оставаться неизменной. Например, заменяя две лампы мощностью по 60 Вт каждая на одну мощностью 100 Вт, уменьшают при той же освещенности потребление энергии на 12%.

Эффективность замены ламп часто весьма велика. В административном здании, где освещение используют 2700 ч в год, при замене одной лампы накаливания мощностью 300 Вт на одну ртутную лампу 100 Вт экономят за год 486 кВт-ч; при замене двух ламп накаливания по 100 Вт на одну люминесцентную в 40 Вт экономят 400 кВт-ч; при замене семи ламп накаливания по 150 Вт на одну натриевую в 150 Вт экономят 2360 кВт-ч. При этом уровни освещенности остаются неизменными.

Для нормальной работы электрических ламп необходимо, чтобы отклонения напряжения не выходили за пределы менее 2,5% и более 5% номинального напряжения. Следует иметь в виду, что световой поток ламп зависит от уровня напряжения. Так, при снижении напряжения на 1 % У ламп накаливания световой поток уменьшается на 3...4%, у люминесцентных ламп — на 1,5%, у ламп ДРЛ — на 2,2%.

Отклонения напряжения могут быть вызваны различными причинами. Во-первых, колебанием силовой нагрузки в течение суток и пусковыми токами крупных электрических машин. Например, большие изменения напряжения в осветительной сети вызывает запуск крупных электродвигателей, установленных в цехах по приготовлению кормов. Во-вторых, ночью из-за сокращения нагрузки напряжение резко увеличивается.

Чтобы сделать стабильной работу осветительных установок, последние присоединяют к специальному («осветительному») трансформатору, используют компенсирующие устройства.

Автоматы для отключения освещения в дневное время

Эффективным средством экономии электроэнергии в осветительных установках является их автоматизация. Для этого используют различные автоматические устройства. Датчиками для них служат часовые механизмы, реле времени, фотоэлементы, фотореле. Для управления освещением промышленность выпускает устройства типа АО, Ф-2, ФРМ-62 и др. Автомат освещения АО-77 предназначен для автоматического включения и отключения сетей наружного освещения в зависимости от уровней освещенности.

Автомат состоит из фотосопротивления ФСК-Г1 и магнитного пускателя ПМЕ-221 (рис. 1). Напряжение питания 220 В, потребляемая мощность автомата не более 8 Вт, а магнитного пускателя —30 Вт. Автомат включается при уровне освещенности 3...5 лк и отключается при 6...8 лк. При трехфазном питании и использовании пускателя ПМЕ-221 максимальная отключаемая мощность не должна превышать 5 кВт. Если заменить пускатель, то этот же автомат может управлять осветительной сетью мощностью до 400 кВт.

Рис. 1. Автомат для управления уличным освещением:

R1...R6 — сопротивления     МЛТ-2; R7 — переменное  сопротивление СПО-1;   ФСК — фотосопротивление;   ПМ — магнитный   пускатель;   Р — реле включения  магнитного  пускателя;   П — пакетный  выключатель;

С — конденсатор;  Д — диод;  Т1и Т2 — транзисторы.

Особенно эффективна автоматизация управления установок наружного освещения. Устройство управления надо устанавливать на трансформаторной подстанции. Если в населенном пункте есть несколько подстанций, то целесообразно вести централизованное управление с одной из них. В этом случае прокладывают специальную сеть, которую подключают к катушкам контакторов или магнитных пускателей. Естественно, что фотореле устанавливают только на той подстанции, с которой ведут управление уличным освещением.

Организация правильной эксплуатации осветительного электрооборудования

Эксплуатация осветительных установок заключается в систематическом осмотре оборудования и устранении мелких неисправностей. Кроме того, нормальная эксплуатация включает регулярную очистку светильников от грязи и пыли. Если этого не делать, то освещенность объектов резко падает. Сроки чистки светильников зависят от местных условий. В помещениях со значительным выделением пыли (кормоцехи) рекомендуют чистить светильники 2 раза в месяц, в помещениях со средним и незначительным выделением пыли — 1 раз в 3 месяца, в установках наружного освещения — 1 раз в 4 месяца.

Световой поток ламп накаливания к концу срока их службы снижается на 15%, люминесцентных ламп — на 40...45%, ламп ДРЛ — на 30%. Поэтому в промышленности определяют полезный срок службы ламп и к его концу производят групповую замену. Этот опыт следует перенести и в сельское хозяйство.

Полезным называют такой срок службы ламп, при котором приведенные годовые затраты на освещение минимальны. К преимуществам групповой замены ламп относят более высокий средний световой поток при повышенной эффективности осветительной установки, меньшие затраты труда и времени па эксплуатацию. Недостаток метода — большой расход ламп.

Па экономию электроэнергии влияет чистота светлых отражающих поверхностей потолков и стен помещений. Строительными нормами в производственных помещениях предусмотрена побелка мелом или известью потолков и верхней части стен. Исследованиями установлено, что побеленный потолок и стены с окнами, закрытыми белыми шторами, имеют коэффициент отражения, равный 70%. В помещениях с побеленными стенами при незавешанных окнах, в сырых помещениях с побеленным потолком, при чистом бетонном потолке и светлом деревянном потолке коэффициент отражения составляет 50%. Там, где стены и потолки покрыты пылью, в помещениях, облицованных красным неоштукатуренным кирпичом, или в помещениях с темными стенами коэффициент отражения не превышает 10%.

Существенно влияет на освещенность чистота стекол оконных проемов. Со временем прозрачность стекол уменьшается, их поверхность тускнеет, становится шероховатой. Часто стеклянные крыши и стены теплиц, оконные проемы животноводческих и других сельскохозяйственных производственных помещений с трудом пропускают солнечный свет. На них накапливается столько грязи, что никакими средствами удалить ее не удается, а поэтому раз в 5...7 лет приходится заменять остекление.

В 1975 г. было разработано новое простое и эффективное средство для очистки стеклянных поверхностей. Новый препарат был опробован и дал хорошие результаты в колхозе «Зирка» вблизи Донецкой области, совхозах «Ключ» Пермской области, «Заволжский» Ярославской области и др. Очистка этим препаратом стекол дает существенную экономию денежных средств (2,8...3,0 руб. на 1 м2 стекольных поверхностей) и электрической энергии. Себестоимость 1 м3 рабочего раствора препарата составляет 5 руб., на очистку стекол теплицы площадью 1 га требуется 5 м3 раствора. Технология обработки стеклянных поверхностей заключается в поочередном поливе их через определенные промежутки времени раствором и водой.

Некоторые рекомендации

Экономить энергию в электроосветительных установках следует не только в общественном, но и индивидуальном секторе. Подводя некоторый итог изложенному выше, можно рекомендовать следующие мероприятия.

Заменять лампы накаливания люминесцентными и газоразрядными лампами.

Автоматизировать и программировать продолжительность искусственного освещения.

Поддерживать отражающие поверхности в состоянии, соответствующем нормативным требованиям.

Использовать новые химические препараты для мытья стеклянных поверхностей, строго соблюдать сроки мытья стекол.

Выделять осветительную нагрузку на отдельный трансформатор.

Усилить контроль за отключением неиспользуемых ламп.

Выбирать оптимальную мощность ламп и определять возможность замены двух ламп на одну несколько меньшей мощности при сохранении уровня освещенности.

Снижать уровень освещения в таких нерабочих помещениях, как коридоры, вестибюли, туалеты и т. п.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65431. Історія наукової думки з механізації подрібнення кормів у тваринництві 190.5 KB
  Актуальність полягає у систематизації поповненні та висвітленні історичного досвіду з механізації подрібнення кормів який був би корисним для розвитку тваринницької галузі аграрного виробництва в майбутньому.
65432. Місцеві бюджети і міжбюджетні стосунки як основа ресурсного забезпечення планування розвитку міста 362 KB
  Проблема місцевих бюджетів до цього дня залишається відкритою – відсутня чітка стратегія підвищення якості регіонального фінансового менеджменту не створений механізм підвищення взаємної відповідальності окремих ланок бюджетної системи і звичайно ж не враховуються регіональні особливості.
65433. ФОРМУВАННЯ МЕДІАКУЛЬТУРИ МАЙБУТНЬОГО ВЧИТЕЛЯ МУЗИКИ ЗАСОБАМИ АУДІОВІЗУАЛЬНИХ МИСТЕЦТВЬОГО ВЧИТЕЛЯ МУЗИКИ ЗАСОБАМИ АУДІОВІЗУАЛЬНИХ МИСТЕЦТВ 167 KB
  Аналіз сучасної професійної підготовки вчителя музики дав змогу виявити ряд суперечностей: між традиційним змістом мистецької освіти та потребами часу учні значну кількість інформації у т. музичної одержують з медіапростору...
65434. МЕТОДИ Й ЗАСОБИ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ТА АНАЛІЗУ СИГНАЛІВ В ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНИХ КОМПОНЕНТАХ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ 348 KB
  Ситуація при транспортуванні ОМ ускладнюється можливістю зміни маси або коефіцієнту поверхневого тертя ОМ під впливом внутрішніх або зовнішніх факторів що потребує своєчасної корекції величини стискального зусилля з забезпеченням мінімального проковзування ОМ в захватному пристрої ЗП комплексу.
65435. ВЛАСТИВОСТІ І ТЕХНОЛОГІЯ ПІНОБЕТОНУ, МОДИФІКОВАНОГО ОКСИДАМИ ЗАЛІЗА 234.5 KB
  Метою досліджень є одержання пінобетону з високою міцністю при стиску і зниженими усадкою та проникністю шляхом удосконалювання його структури складу властивостей і параметрів виробництва за рахунок застосування комплексної добавки що складається із поліспирту та речовини що містить залізо.
65436. БАНКІВСЬКІ ВАЛЮТНІ ОПЕРАЦІЇ ПРИ ОБСЛУГОВУВАННІ СУБ’ЄКТІВ АГРАРНОЇ СФЕРИ 828 KB
  Ринкова економіка розширила горизонти здійснення валютних та експортноімпортних операцій які в якісно нових економічних реаліях набувають особливої вагомості та виняткового значення не лише на макро а й на мікрорівні.
65437. УДОСКОНАЛЕННЯ МЕХАНІЗМІВ ДЕРЖАВНОГО УПРАВЛІННЯ МІГРАЦІЙНИМИ ПРОЦЕСАМИ 548.5 KB
  Участь України в світових міграційних процесах є надзвичайно активною. Загальновідомо, що вона є одним з найбільших донорів трудової міграції в сучасному світі та країною транзиту, через яку проходять більше 10 маршрутів міграції.
65438. УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНІКО-ТАКТИЧНИХ ДІЙ ВИСОКОКВАЛІФІКОВАНИХ ФЕХТУВАЛЬНИКІВ НА ШПАГАХ З ВИКОРИСТАННЯМ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ 361 KB
  Проблема удосконалення технікотактичної підготовки фехтувальників на сучасному етапі вивчалася багатьма авторами й по даному питанню накопичений достатньо великий обсяг інформації. Турецький 1983 запропоновані програми техніко тактичного удосконалення...
65439. Закономірності гідромеханічних процесів утилізації твердих відходів содового виробництва 4.99 MB
  Вирішенням проблеми позбавлення шкідливої дії відходів содових виробництв може стати їх накопичування у підземних порожнинах які утворюються в процесі вилуговування солі у відпрацьованих розсільних свердловинах.