CC BY
105
= 8 ^^ Энергобезопасность и энергосбережение ^^ ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
УДК 621.31
Экономия электроэнергии при освещении подъездов, подвалов, чердачных и технических помещений жилых домов
В. М. Аванесов,
кандидат технических наук, доцент, декан энергетического факультета МИЭЭ В. С. Макаров,
кандидат технических наук, доцент, преподаватель МИЭЭ
Авторами статьи рассмотрены различные способы энергосбережения при освещении нежилых и технических помещений домов. Показаны варианты использования для этих нужд ламп накаливания, люминесцентных ламп и светодиодных светильников с расчетами экономической выгоды каждого из вариантов. Для большей экономии электроэнергии предлагается использовать электросхемы управления временем включения освещения и датчики движения.
Ключевые слова: энергоэффективность, люминесцентная лампа, светодиодное освещение, управление временем включения освещения, датчик движения.
В жилищно-коммунальном хозяйстве общедомовые расходы электроэнергии распределяются на лифты, освещение вестибюлей, лестничных клеток, подвальных и чердачных помещений, козырьков подъездов. Практика показывает, что такие расходы оказываются весьма значительными.
Традиционно во многих домах жильцы соседних квартир отгораживают коридор общей дверью. Образованный приквартирный тамбур не имеет естественного освещения, и установленный в тамбуре светильник включен круглые сутки.
На лестничных клетках чаще всего не предусмотрено автоматическое или дистанционное управление, обеспечивающее отключение части светильников или ламп в ночное время. Светильники, освещающие лестничные клетки, зачастую включают и отключают жители подъезда. При этом электропотребление для освещения подъезда во многом зависит от сознательности жителей и может существенно отличаться даже в однотипных соседних домах.
Согласно Московским городским строительным нормам [1] освещенность лестничных клеток, поэтажных внеквартирных коридоров, вестибюлей и лифтовых холлов на уровне пола и ступеней должна составлять 20 лк. Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов и на ступенях лестниц: в помещениях - 0,5 лк [2].
Проанализируем некоторые энергосберегающие мероприятия, которые можно предложить для освещения подъездов, подвалов, технических и чердачных помещений.
Использование энергоэффективных ламп
Для освещения подъездов жилых домов в Москве нашли широкое применение светильники с люминесцентными лампами (ЛЛ). Люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания (ЛН) обладают существенно более высокой светоотдачей и более продолжительным сроком службы. Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), которые чаще называют «энергоэффективными», являются разновидностью люминесцентных ламп, поэтому замена ЛЛ на КЛЛ вряд ли позволит получить существенную экономию электроэнергии. КЛЛ дают экономию электроэнергии лишь тогда, когда ими заменяют лампы накаливания.
Лампы накаливания для общедомового освещения в настоящее время используются в основном в домах старой постройки, а также в подвалах, на чердаках и в технических помещениях. Замена ЛН на КЛЛ не требует дополнительных расходов, так как цоколи у ЛН и КЛЛ одинаковые (Е-27).
В светильниках с лампами накаливания отсутствует плафон, что запрещается Правилами пожарной безопасности. Купить новый плафон не всегда возможно, да и цены на запасные плафоны не намного меньше, чем цены на светильники. В этом случае надо приобретать новый светильник и, конечно, с компактными люминесцентными лампами в качестве источников света.
Годовую экономию электроэнергии (кВт- ч) при замене ЛН на КЛЛ можно определить по формуле
ДЭосВ=Кс- 8760- (Руст.ЛН--Руст.КЛЛ), (1)
идииииии
Энергоресурсосбережение и энергоэффективность ^^ 9 =
где РустЛН - установленная мощность всех ламп накаливания, кВт;
РустКЛЛ - установленная мощность всех КЛЛ, которые идут на замену ЛН, кВт;
Кс - коэффициент спроса осветительной нагрузки;
8760 - годовое число часов.
Если освещение используется 4000 часов в год, то годовая экономия при замене лампы накаливания мощностью 60 Вт на КЛЛ мощностью 12 Вт составит:
АЭосв=4000- (60-12)/1000=192 кВт • ч. (2)
В денежном выражении для Москвы (в 2010 г. тариф на электроэнергию в Москве составляет 3,45 руб./кВт- ч) годовая экономия составит 192- 3,45=662,4 руб.
За указанное время (4000 часов) пришлось бы поменять 4 лампы накаливания, стоимость которых 15 руб./шт., т. е. затратить еще 60 руб. Стоимость работы по замене одной ЛН составляет 50-80 руб. Таким образом, общая годовая экономия с учетом эксплуатационных расходов составит не менее 900 руб.
Оптовая стоимость одной КЛЛ мощностью 12 Вт составляет около 100 руб. Срок окупаемости составит (100/900)- 12=1,3 месяца.
При замене светильника с ЛН на светильник с КЛЛ необходимо включить в капитальные затраты стоимость светильника. Срок окупаемости при этом возрастет и при стоимости светильника 350 руб. составит один год.
Использование датчиков движения
При использовании датчиков движения экономия электроэнергии достигается тем, что осветительные приборы включаются лишь на время нахождения людей на лестничных клетках, в лифтовых холлах и т. д. Стоимость датчика движения составляет 350 руб. и выше. В продаже имеются датчики движения, которые включают освещение лишь при низкой естественной освещенности помещения, т. е. они выполняют одновременно и функцию фотореле. При покупке датчика движения очень важно правильно выбрать датчик с нужным углом обзора. Если угол обзора узкий, такой датчик подойдет для длинных коридоров. Датчики движения с углом обзора до 360 ° целесообразно устанавливать на потолке в при-квартирных тамбурах, куда выходят двери соседних квартир.
Осветительные приборы, срабатывание которых осуществляется через датчики движения, должны выдерживать частые включения и отключения. Светильники с ЛЛ или с КЛЛ для таких режимов работы использовать нецелесообразно, так как срок службы ламп резко сокращается, и они часто выходят из строя.
Лампы накаливания лучше выдерживают многократные включения и отключения, но в настоя-
щее время их использование не имеет перспективы, так как с 1 января 2011 года к обороту на территории нашей страны не допускается продажа электрических ламп накаливания мощностью 100 Вт и более, с 1 января 2013 года - электроламп мощностью 75 Вт и более, а с 1 января 2014 года -ламп мощностью 25 Вт и более.
Более перспективными для общедомового освещения представляются светодиоды, которые не чувствительны к частым включениям-отключениям, имеют хорошую светоотдачу и очень большой срок службы. В отличие от КЛЛ они более безопасны экологически. Главным ограничением применения светодиодов в настоящее время является их относительно большая стоимость. Однако с ростом производства их стоимость скорее всего снизится.
Использование электросхем управления временем включения освещения
За рубежом уже более тридцати лет успешно применяются схемы с управлением временем включения ламп, установленных на лестничных клетках. При входе в подъезд и на каждой лестничной площадке расположены кнопочные выключатели, при нажатии на любой из которых запускается реле времени, размыкающее контакт и отключающее освещение через заданный промежуток времени.
Такие схемы управления освещением от реле времени просты и надежны. Но у зарубежных схем перезапуск реле времени можно произвести лишь тогда, когда реле полностью отработает заданный интервал времени. Это неудобно, так как приходится либо ждать у выключателя, когда реле времени отключит свет, чтобы снова запустить реле, либо идти по лестнице дальше, рискуя оказаться в темноте между этажами. Чтобы не оказаться в такой ситуации, часто устанавливают удлиненный интервал времени работы освещения, что снижает энергосберегающий эффект.
Нами собрана и испытана схема, представленная на рис. 1. Отличие данной разработки от схем, применяемых за рубежом, состоит в том, что добавлены два промежуточных реле КЫ и КХ2, которые дают возможность перезапускать реле КТ в любой момент времени с любого кнопочного выключателя БВ1 - В схеме
использовалось однокомандное реле типа ВЛ-67 (с выдержкой времени на отключение от 1 до 99 с). Промежуточные реле были типа РП-21. Предусмотрен режим непрерывного включения освещения подъезда с помощью обычного выключателя QF. Схема позволяет снизить задаваемый реле интервал времени работы освещения, что снизит и электропотребление.
Схемы управления временем включения освещения, так же как и схемы с датчиками движения, требуют от ламп устойчивости к режимам частого включения - отключения, поэтому они перспективны лишь при использовании светодиодов в качестве источников света.
ДМИЭИИИИ!
= 10
Энергобезопасность и энергосбережение
Рис. 1. Схема управления освещением лестничной клетки подъезда
Светодиодные светильники
В последнее время в нашей стране появились светодиодные светильники для освещения подъездов (рис. 2). Эти светильники часто выполняются в анти-вандальном исполнении.
ние (мощностью порядка 2-3 Вт на этаж). Ориентировочная стоимость таких светильников -1650 руб.
Для обеспечения освещенности 20 лк на полу лестничных клеток площадью 4-5 м2 и пролетов площадью около 4 м2 необходим световой поток не менее 180-200 лм. Такой световой поток может быть обеспечен светодиодным светильником, мощность которого не менее 6 Вт (при световой отдаче 30 лм/Вт). Требования по цветопередаче к светильникам подъездов не предъявляются, поэтому вполне можно применять светодиоды.
Годовая экономия электроэнергии может быть рассчитана по следующей формуле:
Д Эосв=Кс- 8760- (Рлл-Рсд),
(3)
Рис. 2. Светодиодные светильники для подъездов жильа домов
Стоимость одного такого светильника составляет примерно 1300-1500 руб. Есть светодиодные светильники со встроенными датчиками движения и с функцией фотореле. В дневное время при достаточном естественном освещении такие светильники не включаются. Кроме того, имеются светодиодные светильники, у которых часть светодиодов (до 10 %) включена постоянно в ночное время, а другая часть светодиодов включается по сигналу от датчика движения (или от датчика шума), когда в зону его действия попадают движущиеся объекты. Таким образом, в подъезде в ночное время можно обеспечить не только кратковременное достаточное освещение, когда кто-либо находится в зоне действия датчика движения, но и постоянно включенное дежурное освеще-
где РЛЛ - суммарная мощность всех заменяемых люминесцентных ламп, кВт;
РСД - суммарная мощность всех СД, которые идут на замену ЛЛ, кВт;
Кс - коэффициент спроса осветительной нагрузки;
8760 - среднегодовое число часов.
Пример расчета
Предлагается заменить все установленные в при-квартирных тамбурах люминесцентные светильники мощностью по 20 Вт светодиодными светильниками мощностью по 6 Вт и поставить для их управления датчики движения.
Годовой расход электроэнергии на один люминесцентный светильник при круглосуточном освещении темных тамбуров составляет:
ДЭосв=8760- РЛЛ=8760- 20/1000=175,2 кВт- ч. (4)
Коэффициент спроса осветительной нагрузки Кс при использовании датчиков движения составит не более 0,05.
Годовой расход электроэнергии на один светодиодный светильник, включаемый от датчика движения, составит:
ДЭосв=Кс- 8760- РСД=0,05- 8760- 6/1000=2,6 кВт- ч. (5)
Годовая экономия электроэнергии на один СД светильник составит 173 кВт- ч, или 595,4 руб. в денежном выражении.
Срок окупаемости предлагаемого мероприятия при стоимости светильника 1300 руб. и датчика движения 500 руб. составит 2,18 года. Но в действительности срок окупаемости будет меньшим, так как мы не учитывали сокращение эксплуатационных расходов.
Существенную экономию электроэнергии дает замена светоуказателей «Выход», в которых используются лампочки накаливания (1525 Вт), светодиодными светоуказателями. Последние окупаются менее чем за один год, так как отличаются надежностью и большим ресурсом работы.
идииииии
Энергоресурсосбережение и энергоэффективность ^^ 11 =
Таким образом, можно говорить о том, что наиболее перспективными для освещения подъездов и технических помещений в жилых зданиях становятся светодиодные светильники, которые
уже сегодня могут дать существенную экономию электроэнергии, эксплуатационных расходов и имеют относительно небольшой срок окупаемости.
Литература
1. Московские городские строительные нормы МГСН 2.06-99. Естественное и искусственное освещение. Сайт Complexdoc. Нормативные документы. [Электронный ресурс]. Код доступа: http://www.complexdoc.ru/ntdtext/388937
2. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. Сайт электронной библиотеки технической литературы [Электронный ресурс]. Код доступа: http://www.tehlit.rU/1lib_norma_doc/1/1898/
Energy savings for lighting porches, basements, attic and technical facilities of houses
V. M. Avanesov, V. S. Makarov
The authors consider various ways of energy consumption in lighting and technical nonresidential premises of houses. Variants of these needs light bulbs, fluorescent lamps and LED lamps with the calculations of the economic benefits of each option. For greater energy savings are encouraged to use electrical and time management including lighting and motion sensors.
Keywords: energy-efficiency, fluorescent lamp, LED lighting, time element, motion sensor.
ДМИЭИИИ1И
