Съвременни тенденции в промишленото осветление

ОсветлениеСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 6, 2011

  Модернизацията на промишленото осветление притежава значителен потенциал за енергоспестяване, не само в заводи със стари осветителни технологии или с денонощно осветление седем дни в седмицата, но и за предприятия, в които са налице и двата фактора. Експерти твърдят, че новите енергийно ефективни решения могат да реализират икономии до 70%, с което инвестицията в осъвременяването на осветителната система би могла да се изплати в рамките на няколко месеца.
Новите подходи при проектирането и изграждането на промишлени осветителни уредби предвиждат използването на енергийно ефективни светлинни източници и осветителни тела с оптимални експлоатационни характеристики. Решенията се базират на съвременни модели металхалогенни и луминесцентни лампи, както и на светодиодни осветителни тела.
Съвременният тип металхалогенни лампи са с керамична горелка, вместо с кварцова, и предлагат по-добри експлоатационни характеристики, т. е. по-добра стабилност на светлинния поток и на цветността на лампата. По правило, осветителите с металхалогенни лампи се използват в помещения с голяма височина. Техническите параметри на някои от тях включват среден живот до 24 000 часа и индекс на цветопредаване над 80. Предлагат се модели с мощност до 400 W, както и такива със светлинен поток до 41 000 lm. Като техен недостатък специалистите посочват съкращаването на експлоатационния им живот при всяка промяна на напрежението с 10%. Освен това, веднъж загасени, металхалогенните лампи се нуждаят от 10 - 15 минути, за да светнат отново с пълна мощност.
Приложение намират и луминесцентните лампи Т5 с диаметър на тръбата 16 мм. Функционират на принципа на тлеещ разряд в газова среда, наситена с живак в контакт с фосфоресциращ слой. Отличават се с добър индекс на цветопредаване (Ra >80) и висок светлинен добив - до 100 lm/W. Средният им живот е 24 000 - 30 000 часа. Специалистите в бранша ги предпочитат пред осветителите тип камбана, тъй като при изграждането на осветителната уредба с луминесцентни осветителни тела Т5 се постига по-голяма равномерност на осветлението.
Подходящи за промишлено осветление са и Т8 луминесцентните лампи с триивичен луминофор, които са с добър индекс на цветопредаване Ra>80 и висок светлинен добив - до 80 lm/W. Средният им живот е 20 000 часа, а икономически целесъобразният им живот - 16 000 часа. Лесното управление на светлинния им поток в широки граници (от 1 до 100%) ги прави предпочитан източник в осветителни уредби с регулиране на нивата на осветеност. От съществена важност е да бъдат снабдени с електронен баласт, който снижава консумацията на енергия с 35% в сравнение със стандартните тела с конвенционален баласт. Освен това, гарантира липсата на пулсации на светлинния поток (липсва стробоскопичен ефект при наличие на машини с въртящи се детайли и лампата има меко и равномерно светене, което е по-комфортно за изпълнителя на зрителната задача), намаляване на системната мощност на комплекта дросел-лампа, удължаване на живота на лампите и стабилизиране на светлинния им поток по отношение на колебанията на мрежовото напрежение и др.
Новост са и индустриалните осветители на базата на мощни светодиоди. Основното им предимство е дългият живот на светлоизточника - от 50 000 до 100 000 часа (в случай че осветителят е проектиран и изпълнен правилно). Освен за локално осветление на машини и съоръжения, могат да се използват и за общо осветление на промишлените халета. Масовото им приложение все още е ограничено поради високата им цена, както и високата цена на реализираните с тях осветители. Предстои също и преодоляването на някои проблеми с разпределението на светлината. Според мнението на специалисти от бранша, са необходими поне още две години преди светодиодите да навлязат масово в промишленото осветление.

Проектиране на осветителните уредби
При изграждането на осветителни уредби в индустриалните помещения основно приложение намират системите за общо осветление, монтирани на таваните или на специални конструкции под тях. Осветителите се ориентират в редици, успоредни на посоката на зрителната ос или успоредно на прозорците. Като оптимален вариант специалистите препоръчват комбинацията от общо и локално осветление, разположено над работната повърхност. Светлотехническите параметри на промишлените осветители са регламентирани в стандарта за осветление на работни места БДС EN 12464. В него са посочени препоръчителните стойности на експлоатационната осветеност на работните повърхнини, дефинирана като стойност на осветеността, под която не трябва да се слиза в процеса на експлоатация на осветителната уредба. В стандарта се обръща съществено внимание и върху цветопредаването на светлинните източници. В голяма част от производствата точното определяне на цветовете е от съществено значение за постигане на заложеното качество на продукцията. Доброто цветопредаване влияе, също така, и върху работещите, като подобрява зрителния им комфорт. Затова в дефинициите на стандарта е заложено, че в помещения, където има постоянно пребиваване на хора, индексът на цветопредаване Ra трябва да бъде по-голям от 80 (при максимална стойност 100).
В процеса на прилагане на стандарта трябва да се обърне внимание и на експлоатационния фактор на осветителите. Той показва в каква степен ще намалее осветеността в процеса на работа, като се отчита намаляването на светлинния поток на източниците, изгарянето на лампи, влошаването на оптичните характеристики на осветителите, степента на замърсяване в помещението, както и избраната система за обслужване и почистване на осветителната уредба.
Използването на енергийно ефективни светлинни източници е необходимо, но недостатъчно условие за повишаване на енергийната ефективност на промишленото осветление. Необходима е и подходяща оптична система, която да преразпредели светлинния поток по начин, осигуряващ максимална яркост на наблюдаваната повърхност, адекватна за спецификите на приложението. Важен показател за енергийна ефективност на осветлението е коефициентът на използване на потока на светлинните източници в осветителната уредба. Той трябва да бъде висок, което е възможно, ако светлинният поток е насочен по подходящ начин към изчислителната повърхност. Поради тази причина, при проектирането се взема под внимание не само светлинния добив на осветителното тяло (излъчен светлинен поток/ консумирана електрическа мощност), но и възможността потокът му да бъде ефективно разпределен в пространството.

Съвременни системи за управление на осветлението
В промишлените помещения със значително естествено осветление е икономически целесъобразно да се изгради осветителна уредба с възможност за регулиране на светлинния поток (димиране), което би могло да доведе до 60% намаляване на консумацията на електрическа енергия. Най-често управлението на осветлението се извършва по ниво на естествената осветеност, като за целта се използва фотосензор, следящ яркостта на прозореца. Обикновено фотосензорът се закрепва на тавана и е защитен от светлината, която се излъчва от осветителите в помещението, благодарение на фокусирана по посока на прозореца оптична система. Ако измерената яркост от фотосензора не отговаря на необходимата естествена осветеност, към системата за управление на осветлението се подава сигнал за включване на няколко или на всички осветители, в зависимост от нивото на естествена осветеност.
Към системата може да бъде включен и пасивен инфрачервен сензор, който реагира на комбинация от инфрачервено излъчване от тяло с температура 30-37 оС и наличие на движение. Ако двата признака отсъстват едновременно, осветлението се изключва.
За автоматизирано управление на осветлението се използват системи, базирани на различни стандарти - DALI, KNX, EIB и други. Цифровият интерфейс DALI е подходящ за по-малки производствени помещения, тъй като има ограничение за присъединяването на максимум 64 баласта. Отличава се с няколко основни преимущества. Първо, всеки осветител се адресира самостоятелно, което позволява по-голяма гъвкавост на управлението. Второто предимство е наличието на обратна връзка, т. е. в системата се връща информация от осветителя за текущото му състояние. Освен това, функцията дигитално включване и изключване на консуматорите е интегрирана софтуерно в изпълнителното устройство, което е предпоставка за липсата на вертикална инсталация и ключове за комутация. Така инсталацията се опростява значително.
Предимство се явява и лесното опроводяване на контролните линии, тъй като няма изисквания за двупроводната линия по отношение на сечение и вид на проводниците, както и по отношение на присъединяването към баласта - нямат поляритет.
Липсата на комутационни елементи и линии към тях, от една страна, и свободата по отношение на контролните линии от друга, дават възможност при проектирането и изпълнението на инсталации с DALI да се използват петжилни кабели /фаза, земя, нула и два за интерфейса/.
Системата е устойчива на смущения. Няма възможност за грешки в командата поради спецификата на протокола на обмен на данни от една страна и обратната връзка баласт-контролер от друга. Друго предимство е нейната гъвкавост. Така например, определен сензор може да се настрои да влияе само на един осветител или на група осветители (стандартът позволява обединяването на 64-те адресанта в 16 групи). Различните сензори (за движение, осветеност и др.) могат да обединяват управленията на различни групи или да действат само върху определени. Така в едно помещение може да има няколко дистанционни, но всяко да влияе само на определена група или осветител, а контролът за присъствие да обхваща всички групи. Системата позволява използването на един контролер за всички помещения в предприятието. Възможно е и разширение на вече изградената система за управление на осветлението, поради съвместимостта на компонентите от DALI стандарта.
Оптимално управление на осветителните системи се постига и чрез използване на отворения международен стандарт KNX. Предимство на платформата е нейната мащабируемост - подходяща е за използване както в малки приложения, така и за големи. Системата е отворена и разширяема - веднъж изградена може да се надгражда по всяко време.
Автоматизацията на осветителните системи е възможно да се реализира и с EIB интерфейс. EIB инсталациите се отличават с лесно обслужване, тъй като съществува само един унифициран PC-базиран софтуерен инструмент за проектиране и поддръжка, наречен ETS (EIB Tool Software). Използването на инструмента не изисква специални знания по програмиране. Поради гъвкавостта на EIB технологията, изградената система лесно може да бъде адаптирана към устройства от различни производители.
Осветителните уредби могат да се управляват и дистанционно посредством GSM и GPRS комуникация за пренос на данни между контролния сървър и уредбата. Освен включване, изключване и димиране, тези системи измерват мрежовото и редуцираното напрежение, тока през лампата, cosj и предават тези данни до контролния център.

Извеждане от употреба на неефективни лампи
В близко бъдеще Директивата за енергоемките продукти (EuP) постепенно ще забрани използването на енергийно неефективните лампи и съоръжения. За намаляване на въздействието им върху околната среда, онези от тях, които не отговарят на изискванията за енергийна ефективност, ще бъдат изведени от употреба поетапно. Съгласно графика за спиране на производството на неефективни лампи, стандартните лампи от тип Т8 (/33, /54) вече не са разрешени за продажба в страните от Европейската общност. Предлагат се само триивични Т8. Лампите T12 ще бъдат изведени от употреба до края на т. г., а лампите с живачни пари - в края на 2014 г. След 2016 г. няма да са разрешени конвенционалните луминесцентни лампи (EM). Повече информация може да намерите в таблицата.

Top