CC BY
167
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.______________________________________
- технические - внедрение средств автоматизации и АСУ технологическими процессами, применение энергосберегающего оборудования;
- технологические - внедрение энергосберегающих технологий, использование биоэнергетического потенциала растений и животных.
Результаты энергетических обследований хозяйств молочного направления Ленинградской области и разработка мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности, проведенные нашей лабораторией, в настоящее время являются основой для заключения энергосервисных договоров.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., Бычкова О.В. Проведение энергетического обследования сельскохозяйственных предприятий // Материалы международного конгресса. Перспективы развития агропромышленного комплекса России в условиях членства в ВТО. СПб.: зАо «ЭкспоФорум», 2013. С.56-57.
2. Бровцин В.Н., Эрк А.Ф., Бычкова О.В. Прогноз энергопотребления сельскохозяйственными предприятиями молочного направления. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2014. №4. С.24-26.
УДК 628.97
А.Ф. ЭРК, канд. техн. наук; В.А. РАЗМУК; А.Н. ЕФИМОВА
ВЫБОР ТИПА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП ДЛЯ ПОМЕЩЕНИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
В работе представлена методика выбора энергосберегающих ламп в системах освещения помещений животноводческого комплекса.
Ключевые слова: энергосбережение, энергетическое обследование, лампы, светильники
105
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
____________ГНУ СЗНИИМЭСХРосселъхозакадемии. 2014. Вып. 85._______
A.F. ERK, Cand Sc (Eng); V.A. RAZMUK; A.N. EFIMOVA
CHOICE OF ENERGY-SAVING LAMP TYPE FOR AGRICULTURAL FACILITIES
The paper presents the procedure how to choose the energy saving lamps for the lighting of rooms in livestock houses.
Keywords: energy conservation, energy audit, lamp
ГНУ СЗНИИМЭСХ проводило энергетические обследования в хозяйствах молочного животноводства Ленинградской области. В результате которых установлено, что наиболее затратным энергоносителем является электрическая энергия. Электроэнергия используется для освещения, привода машин и механизмов и на нагрев. Расход электроэнергии в хозяйствах на нужды электроосвещения составляет 30-40% от общего потребления, наибольшее количество светильников установлено на скотных дворах.
Одним из наиболее перспективных способов экономии электроэнергии является замена существующих светильников с лампами накаливания на энергосберегающие лампы.
Недостатками ламп накаливания (ламп общего назначения - ЛОН), применяемых в настоящее время, являются: низкий коэффициент полезного действия (КПД) - 4-5%; соответственно большие затраты электроэнергии; низкая световая отдача; малый срок службы [1].
Лампы накаливания предлагают заменять на энергосберегающие компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Конструктивно они представляют собой обычную люминесцентную лампу со встроенной электронной пускорегулирующей аппаратурой. Лампы КЛЛ имеют КПД - 75 - 90% и световую отдачу примерно в 5 раз больше, чем у лампы ЛОН. Например, энергосберегающая лампа КЛЛ мощностью 20Вт создает световой поток равный световому потоку лампы ЛОН мощностью 100Вт. Благодаря этому соотношению лампы КЛЛ позволяют в 5 раз уменьшить потребляемую электроэнергию без потерь освещенности. Лампы КЛЛ имеют срок службы в 5-15 раз больше, чем лампы накаливания. Основной недостаток ламп КЛЛ - высокая цена, однако, учитывая экономию на электроэнергии и срок службы, их применение остается выгодным [1].
106
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.______________________________________
К энергосберегающим лампам так же относятся светодиодные лампы. Их основные конструктивные элементы: блок питания
светодиодов, светодиоды, оптические устройства и радиатор. Светодиоды обладают длительным сроком службы — до 100000 часов; широким спектром — от холодного белого 2700К до теплого белого 6500К; экологичностью — отсутствием ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения; высокой световой отдачей. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами и металлогалогенными лампами, достигнув 150 Лм на Ватт [1].
Недостатки светодиодных ламп: высокая цена, непереносимость слишком высокой температуры воздуха; направленность освещения (светодиоды имеют свойство освещать предметы сфокусированным лучом света).
Энергосберегающими лампами считаются и газоразрядные лампы низкого давления (люминесцентные лампы ЛЛ) и газоразрядные лампы высокого давления (ртутные лампы ДРЛ и натриевые лампы ДНаТ). Световая отдача этих ламп в несколько раз больше, чем ламп накаливания ЛОН и их давно широко используют [1].
На российском рынке в настоящее время появилось большое разнообразие энергосберегающих ламп. Каждый производитель рекламирует свою продукцию и обещает наибольшую экономию электроэнергии при её применении. Потребитель находится в затруднительном положении при выборе типов светильников с энергосберегающими лампами.
ГНУ СЗНИИМЭСХ, в рамках выполнения энергосервисных договоров с хозяйствами по реализации мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности, проводит работы связанные с выбором светильников с энергосберегающими лампами. Для определения типа, потребности, мощности, ламп для помещений всех типов с учетом норм освещения используется специальная программа DIALuх [2].
Для примера, рассмотрим варианты замены светильников на ферме
КРС:
- в помещении для содержания коров размером 60мх18м, высота подвеса светильников - 4м;
- в подсобных помещениях - коридор размером 30мх2,5м, высота подвеса светильников - 3м.
107
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
____________ГНУ СЗНИИМЭСХРосселъхозакадемии. 2014. Вып. 85._______
В первом случае проведем сравнительный анализ возможности использования светильников производства Ардатовского светотехнического завода с энергосберегающими лампами: - светильник Spektr 85 FB с лампой КЛЛ 85Вт; - светильник ЛСП44 2х58 с лампами ЛБ 58Вт; - светильник ДСП 12-100 со светодиодами 100Вт; - светильник РСП05-250 с лампой ДРЛ 250 Вт; - светильник ЖСП01-250 с лампой ДНаТ 250Вт.
В качестве базового для сравнения светильника приняли светильник НСП17-200-001 с лампой накаливания 200Вт.
Количество светильников необходимое для получения требуемой освещенности рабочей поверхности определяли путем построения распределения изолюкс, при этом учитывали отражения стен и пола. Расчеты выполняли для двух значений освещенности: 70лк -
нормативная величина и 200лк - комфортная величина.
На рис. 1 в качестве примера показано распределение изолюкс при выполнении освещения коровника светильниками НСП17-200-001 с лампой накаливания 200Вт при освещенности в 70лк.
Рис. 1. Распределение изолюкс светильника НСП17-200-001 при
освещенности в 70 лк
На рис. 2 для сравнения показано распределение изолюкс при выполнении освещения коровника светильниками ЖСП01-250 с лампой ДНаТ 250Вт при освещенности в 70 лк.
108
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.______________________________________
Рис. 2. Распределение изолюкс светильника ЖСП01-250 при освещенности в
70 лк
На рис. 3 в качестве примера показано распределение изолюкс при выполнении освещения коровника светильниками НСП17-200-001 с лампой накаливания 200Вт при освещенности в 200 лк.
Рис. 3. Распределение изолюкс светильника НСП17-200-001 при освещенности в 200 лк
На рис. 4 для сравнения показано распределение изолюкс при выполнении освещения коровника светильниками ЖСП01-250 с лампой ДНаТ 250Вт при освещенности в 200 лк.
Рис. 4. Распределение изолюкс светильника ЖСП01-250 при освещенности в
200 лк
109
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
____________ГНУ СЗНИИМЭСХРосселъхозакадемии. 2014. Вып. 85.__________
На рисунках (см. рис. 1-4) места установки светильников показаны точками, а распределение освещенности на высоте 0,85м от пола -линиями. Из рисунков (см. рис. 1-4) следует, что для получения равномерной освещенности 70 лк достаточно 10 светильников ЖСП01-250 и получения равномерной освещенности 200лк - 21 светильник ЖСП01-250.
Результаты расчета количества светильников приведены в табл. 1. По результатам расчетов определили годовую экономию электрической энергии на освещение коровника и срок окупаемости по внедрению энергосберегающих ламп.
Таблица 1
Результаты расчета количества светильников для освещения коровника
Тип светильника Количе- ство светиль- ников, шт. Потребля- емая энергия за год, кВтч Стоимость электрической энергии за год, тыс. руб. Стоимость светильников с монтажом, тыс. руб. Годовой экономический эффект, тыс. руб. Срок окупаемости, год
для освещенности 70 лк
Spectr 85FB 46 13700,64 58,91 84,41 130,93 0,64
ЛСП44-2х58 48 19510,27 83,89 109,87 105,95 1,04
ДСП12-100 21 7358,4 31,64 211,18 158,21 1,33
РСП05-250 15 13140,0 56,5 49,82 133,34 0,37
ЖСП01-250 10 8760,0 37,67 39,33 152,18 0,26
НСП17-200 63 44150,4 189,85 101,81 - -
для освещенности 200 лк
Spectr 85FB 105 31273,2 134,47 192,68 407,94 0,47
ЛСП44-2х58 99 40239,94 173,03 226,61 369,39 0,61
ДСП12-100 54 18921,6 81,36 543,02 461,06 1,18
РСП05-250 42 36792,0 158,21 139,48 384,21 0,6
ЖСП01-250 21 18396,0 79,1 82,59 463,32 0,18
НСП17-200 180 126144,0 542,42 290,88 - -
Анализируя результаты расчетов представленные в таблице для конкретного примера освещения помещения коровника, можно сделать вывод, что целесообразнее всего заменять светильники с лампами накаливания на светильники с лампами ДНаТ.
Во втором случае (подсобное помещение - коридор) провели сравнительный анализ возможности использования светильников производства Ардатовского светотехнического завода с энергосберегающими лампами: - светильник ФПП 03-20 с лампой КЛЛ 20 Вт; - светильник ЛСП44 2х36 с лампами ЛЛ 72Вт; - светильник ДПО 46 2х11 со светодиодами 22 Вт.
110
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.______________________________________
В качестве базового для сравнения светильников приняли светильник НПП03-100-001 с лампой накаливания 100Вт.
Количество светильников необходимое для получения требуемой освещенности рабочей поверхности определяли путем построения распределения изолюкс, при этом учитывали отражения стен и пола. Расчеты выполняли для освещенности -50лк (нормативная величина).
На рис. 5 в качестве примера показано распределение изолюкс при выполнении освещения коридора светильниками НПП03-100-001 с лампой накаливания 100Вт при освещенности в 50 лк.
Рис. 5. Распределение изолюкс светильника НПП03-100-001 при освещенности в 50
лк
На рис. 6 для сравнения показано распределение изолюкс при выполнении освещения коридора светильниками ЛСП 44 2х36-012 с люминесцентными лампами 72Вт при освещенности в 50 лк
Рис. 6. Распределение изолюкс светильника ЛСП 44 2х36-012 при освещенности в
50 лк
На рисунках (см. рис. 5, 6) места установки светильников показаны точками и распределения освещенности на высоте 0,85м от пола линиями. На рис. 5, 6 наглядно показано, что для получения равномерной освещенности 50 лк достаточно 22 светильника НПП 03 100 и получения равномерной освещенности 50лк - 6 светильников ЛСП 44 2х36.
Результаты расчета количества светильников приведены в табл. 2. По результатам расчетов определили годовую экономию электрической энергии на освещение коровника и срок окупаемости по внедрению энергосберегающих ламп. 111
111
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
________ГНУ СЗНИИМЭСХРосселъхозакадемии. 2014. Вып. 85.____________
Таблица 2
Результаты расчета количества светильников для освещения коридора
Тип светильни- ка Количест- во светильников, шт. Потребля- емая энергия за год, кВтч Стоимость электрической энергии за год, тыс. руб. Стоимость светильников с монтажом, тыс. руб. Годовой экономический эффект, тыс. руб. Срок окупаемос-ти, год
для освещенности 70 лк
ФПП 03 20-001 25 1752,0 7,53 32,78 25,61 1,28
ЛСП 44 2х36-012 6 1513,7 6,51 13,16 36,64 0,49
ДПО 46 2х11-604 14 1079,2 4,64 72,42 28,51 2,54
НИН 03 100-001 22 7708,8 33,15 25,54 - -
Анализируя результаты расчетов для конкретного примера освещения помещения коридора делаем вывод, что целесообразнее всего заменять светильники с лампами накаливания на светильники с люминесцентными лампами, срок окупаемости при этом составит 0,49года.
Использование программы DIALux и экономический расчет, позволяют определить оптимальный режим освещения с использованием различных светильников для помещений любого типа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ракутько С.А. Энергоемкость как критерий оптимизации технологических процессов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. № 12. С 54-56.
2. Программное обеспечение DIALux International
http://www.dial.de/DIAL/en/dialux-international-download/russkii.html
112
