Основи енергоефективності та енергоменеджменту
ВИЩЕ ПРОФЕСІЙНЕ УЧИЛИЩЕ №7
м.Кременчука Полтавської області
Інтерактивний посібник
1. ПОРАДИ ЗІ ЗБЕРЕЖЕННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ У ПОБУТІ
1)Замiнiть лампи розжарення на енергоефективні. Вони не тільки економлять електрику, а й служать в 5-8 разів довше. Витрати на купівлю енергозберігаючих ламп окупаються менш ніж за piк. Використання новітніх освітлювальних приладів (компактні люмінесцентні, світлодіодні лампи) дають змогу заощаджувати від 60 % до 80 % електроенергії.
Давайте розрахуємо термін окупності енергозберігаючої лампи потужністю 15 Вт замість звичайної лампочки розжарення 75 Вт при ціні за кВт×год. на рівні 0,9 грн. Будемо вважати, що лампа в середньому за рік використовується 2000 годин.
Спожита електроенергія звичайною лампою: 2000×0,075=150 кВт×год.
Спожита електроенергія енергозберігаючою лампою:
2000×0,015=30 кВт×год.
Різниця в споживанні: 150-30=120 кВт×год./рік.
Вартість зекономленої електроенергії при тарифі 0,9 грн. за кВт×год.:
120×0,9=108 грн./рік.
Таким чином, при ціні енергозберігаючої лампочки (люмінесцентної) 40-50 гривень вона окупить себе менш ніж за 3 місяці використання, і буде заощаджувати на місяць близько 10 кВт×год. А якщо Ви вирішите замінити лампочку розжарення на світлодіодну, то Ваша економія збільшиться ще у 1,5 рази.
2)Додайте світильники в усіх ключових місцях квартири. Точкове освітлення набагато економніше, ніж освітлення всього приміщення з однієї точки.
3)Правильно використовуйте електрочайник. Biн споживає від 2 до 3 кВт×год. Наливайте в чайник необхідну кількість води - цим ви зекономите електроенергію та час для нагріву води. Також важливо вчасно чистити електрочайник від накипу, оскільки вода в чайнику з накипом нагрівається повільніше.
4)Якщо у вас електроплита, необхідно вибирати посуд, дно якого відповідає розмірам конфорки, оскільки при використанні посуду більшого діаметра втрачається 5% - 10% електроенергії. При приготуванні їжі бажано закривати посуд кришкою, а при закипанні - перейти на низькотемпературний режим готування. Раціонально використовуйте тепло конфорок, привчіть себе до того, що електроплита може готувати i тоді, коли вже вимкнена.
5)Не допускайте нагрівання холодильника прямими сонячними променями i не ставте його біля плити або батареї опалення. Також для eкoнoмiї електроенергії необхідно своєчасно розморожувати холодильник i ніколи не ставити в нього гарячі страви.
6)Завантажуйте пральну машину згідно з інструкцією. Коли пральна машина не повністю завантажена білизною - втрачаються 10-15% електроенергії. При неправильно вибраній програмі прання втрачається до 30% електроенергії.
7)Під час прасування намагайтеся починати i закінчувати процес прасуванням речей, що потребують низького температурного режиму. Тоді останні хустки i косинки можна гладити вже вимкненою праскою.
8)Не забувайте міняти або чистити фільтри пилососа, адже інакше вони будуть ускладнювати його роботу, зменшувати тягу повітря i, як наслідок, збільшувати його енергоспоживання.
9)Включайте кондиціонер лише тоді, коли закриті вci вікна i двері, інакше кондиціонер буде охолоджувати вулицю або інші приміщення.
10) Завжди вимикайте світло, виходячи надовго з приміщення. При виході з будинку вимкніть з розеток уci побутові прилади, кpiм холодильника.
11)Не залишайте електроприлади в режимі «Stand-by» (режим очікування) - вимикайте їх з розетки. По-перше, це безпечніше, по-друге, вимкнення приладів з мережі, наприклад, телевізора, DVD, музичного центру, зарядного пристрою мобільного телефону, - дозволить зменшити використання електроенергії в середньому до 300 кВт×год. на piк. Зарядний пристрій, увімкнений в розетку, нагрівається, нaвiть якщо там нeмaє телефону, оскільки він все одно споживає електроенергію. Нaвiть якщо у вас телевізор або ПК новітньої моделі, то в місяць в режимі очікування вони споживають відповідно, 0,2 кВт×год. i 3,6 кВт×год. на місяць, а застарiлi моделі - у кілька разів більше. Налаштуйте в комп’ютері режим енергозбереження, при якому можна заощадити до 50% електроенергії. Вci комп'ютери, що випускаються на сьогодні, підтримують такий режим.
12)Купуйте побутову тexнiку класу А, А+, А++. Завдяки цьому економія електроенергії в кінці місяця буде очевидна. У порiвняннi з приладами більш низького класу енергоспоживання, вони споживають електрики на 30%-40% менше.
13)Використовуйте димери.
2. ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ПРИНЦИП ДІЇ ДИМЕРА
Стрімкі темпи розвитку технологій дозволяють наш будинок наповнити ультрасучасними енергозберігаючими електричними приладами.
Одним з них є світлорегулятор або димер. Назва димер походить від англійського слова to dim - ставати тьмяним, темніти. Простіше кажучи, за допомогою такого пристрою Ви можете регулювати яскравість лампи, а споживана потужність буде зменшуватися пропорційно. Проведені дослідження показують, що димери дозволяють економити електроенергію на 60%, а пристрої для ламп розжарення і галогенних ламп, завдяки зниженому напрузі і сприятливим температурним умовам, продовжують термін експлуатації використовуваних джерел світла більш ніж у 20 разів.
Регулятор потужності (димер) – пристрій, завдяки якому можна змінювати напругу на лампі з метою зміни її яскравості.
Призначення регулятора світла
Світлорегулятор (димер) представляє з себе мініатюрний прилад, який встановлюється замість стандартного механічного вимикача, і який дозволяє плавно регулювати яскравість освітлення. Іншими словами, димер - це звичайний вимикач з корисними функціями. Завдяки регулюванню яскравості можлива більш економічна витрата електроенергії, яка лише при необхідності споживається у великій кількості. Зменшення витрат на електроенергію досягає приблизно 60%!
У конструкції приладу вбудовано захист від коротких замикань, перевантажень і перегріву, який здатен розмикати ланцюг живлення і блокувати струм у навантаженні при підключенні надлишкового навантаження або виникненні замикання. Регулятор світла при цьому залишається абсолютно справним: необхідно тільки усунути причини спрацювання захисту і система освітлення почне працювати знову.
Різні моделі димерів підтримують багато інших опцій. Корисним нововведенням є можливість регулювання освітлення до того, як включилося освітлення. Для цього необхідно спочатку встановити в потрібне положення ручку-кнопку димера, а вже після - натиснути на неї. Використання світлорегуляторів дозволяє автоматично відключати освітлення за таймером, імітувати ефект присутності (включення, зміна яскравості і відключення згідно з програмою), плавно відключати світло, дистанційно керувати освітленням, підключати до загальної мережі розумний будинок.
Конструкція димерів може бути різною:
-
настінна - аналог стаціонарних вимикачів;
-
рейкова - монтується в рейкову стійку;
-
підвісна - розташовують біля джерел освітлення.
Класифікація димерів за призначенням:
-
універсальні – для будь-якої лампи;
-
вузьконаправлені:
-
Димери для ламп розжарення і галогенних ламп 220 В. Практично всі димери можуть працювати з лампами розжарення і галогенними лампами, що працюють від 220 В. У цьому випадку проблем не виникає. Лампи володіють інерційністю, у них відсутня ємність і індуктивність. Єдине, на що слід звернути увагу, це те, що при зменшенні напруги змінюється колірна температура світла. Вона зменшується, і спектр випромінювання зсувається в червону сторону. При невеликих напругах, що подаються на лампу, колір випромінювання Вам може не сподобається.
-
Димери для низьковольтних галогенних ламп. Якщо димеруванню піддаються галогенні лампи, розраховані на живлення 12-24 В, то необхідна наявність понижувального трансформатора. Якщо встановлюється обмотувальний трансформатор, то підбирається димер, який може працювати з індуктивним навантаженням. Він має маркування RL. При використанні електронного трансформатора, необхідно використання димера з маркуванням С. Це означає, що димер може працювати з ємнісний навантаженням. Звичайно, найкращим варіантом є поєднання в одному пристрої і трансформатора і димера, але не завжди це робиться. Крім того, слід звернути увагу, на те, щоб димери мали елемент плавного відключення і включення ламп, оскільки різкі перепади напруги негативно позначаються на терміні служби даного типу ламп.
-
Димери для люмінесцентних ламп. Димерування даного виду ламп найбільш проблематичне. З звичайним стартером люмінесцентні лампи не піддаються димеруванню. Необхідно використовувати іншу модель пускового пристрою. Вона отримала назву ЕПРА - електронна пускорегулююча апаратура. З ЕПРА живлення подається на лампу з частотою від 20 кГц до 50 кГц. При подачі напруги контур, утворений дроселем і ємністю, входить в резонанс, підвищуючи напругу до необхідного рівня і запалює лампу. Змінюючи частоту, можна міняти і силу струму, що протікає через лампу, тим самим змінюючи її рівень світіння. Як бачимо, димерування можливо тільки після виходу світіння лампи на максимальну потужність.
-
Димери для світлодіодів. Здавалося б, у світлодіодів принцип димерування лежить на поверхні - змінюй силу струму, що протікає через діод, і все. Але при цьому світлодіод буде працювати не в оптимальному режимі і колір його світіння значно зміниться. Тому для димерування світлодіодів застосовується інший спосіб - широтно-імпульсна модуляція. Тобто на світлодіод подаються імпульси струму оптимальної амплітуди, а ось тривалістю імпульсу можна регулювати, тим самим змінюючи яскравість світіння. Оскільки частота імпульсів висока - до 300 кГц, то ніякого мерехтіння не відзначається.
-
Класифікація димерів за типом управління:
-
аналогові - сигнал управління – це постійна напруга, надходить сигнал від пульта управління;
-
цифрові - регулятори управляються цифровою послідовністю, в основі димера лежить мікропроцесор, який перетворює цифровий код в сигнал;
-
цифро-аналогові - такий блок вважається універсальним і підтримує обидва типи сигналів.
Вибір димера
Перш за все, зверніть увагу на потужність: наприклад, цифра 350 W на світлорегуляторі – це показник того, яке сумарне навантаження він може витримати. 350 W димера вистачить для зміни освітлення 5 лампочок по 60 Вт і 1 на 40 Вт. Допустима потужність часто в реалі виявляється менше зазначеної, це залежить і від коефіцієнта завантаження каналів. Найкраще на канал розподіляти на 30-40% менше навантаження, ніж написано в техпаспорті. Звертайте увагу і на мінімальну потужність: не всі прилади здатні управляти малопотужними освітлювальними приладами.
Якщо Ви плануєте використовувати регулятор в приміщенні з високими температурами, беріть прилад з вбудованою системою вентиляції. У димера повинен бути присутнім автоматичний вимикач – при перевантаженні або перегрів він відключає аварійний канал.
Вибирайте світлорегулятори, що відповідають типу лампочок, які використовуються в приміщенні, інакше вони швидко вийдуть з ладу.
Технологія підключення світлорегулятора
-
Не встановлюйте димер в приміщеннях з високою температурою (вище 26оС), він буде постійно перегріватися і швидко вийде з ладу.
-
На розрив йде фазний провід (його підключають до гнізда, маркованому L), нуль приєднувати не можна.
-
До світлорегулятора не можна приєднувати навантаження індуктивного і ємнісного виду.
-
Потужність агрегату вибирайте з запасом: наприклад, для 3-х лампочок по 100 Вт світлорегулятор потрібен не менше 500 Вт, 300-ватний з цим не впорається, знадобиться підсилювач.
Типи димерів
Моноблочні димери діляться на:
Модульні димери. Модульні світлорегулятори за зовнішнім виглядом дуже схожі на вимикачі автоматичного типу і вимагають електромонтажу в розподільному щитку на DIN рейку. Вони можуть застосовуватися з лампочками розжарення і галогенними світильниками зі знижувальними трансформаторами. Подібні апарати потрібні переважно для управління освітленням в коридорі і на сходових клітинах. Управління такими світлорегуляторами здійснюється звичайним одноклавішним вимикачем або винесеною окремо кнопкою.
Вбудовані димери. Подібні світлорегулятори призначені для установки в монтажну коробку, як розетки і вимикачі. Використовуються такі димери, як правило, з лампами розжарення, галогенними світильниками із знижуючим трансформатором і з галогенними лампочками з електронним трансформатором. Управляти такими димерами слід за допомогою кнопки, яку ставлять в коробку поверх встановленого приладу.
Моноблочні димери. Виповнюється моноблочний світлорегулятор зазвичай у вигляді єдиного блоку для монтажу в монтажну коробку, як звичайний вимикач. Для установки світлорегулятора даного типу потрібно установче гніздо під монтажну коробку від 26 міліметрів, залежно від моделі. Такі апарати дуже зручно застосовувати в тонких перегородках, де товщина стін, або інші причини не дозволяє поставити стандартний вимикач.
3. ВИДИ ЛАМП ПОБУТОВОГО ОСВІТЛЕННЯ
Енергозберігаюча або енергоефективна лампа - електрична лампа, що має значно більшу світловіддачу (співвідношення між світловим потоком і споживаною потужністю), наприклад, у порівнянні з найбільш поширеними в побуті лампами розжарення (жарівками).
Лампи, що використовуються у побуті, діляться на:
-
лампи розжарення (звичайні і галогенні);
-
енергоефективні лампи:
-
компактні люмінесцентні лампи («економки»);
-
світлодіодні лампи.
-
За розміром цоколя лампи, що використовуються для стаціонарного освітлення, діляться:
Наступний важливий показник - це колір випромінювання. Око людини по-різному, тобто суб'єктивно, сприймає різні джерела світла. За цим показником лампи бувають:
-
тепло-білого кольору випромінювання;
-
нейтрально-білого кольору випромінювання;
-
холодно-білого кольору випромінювання;
-
денного світла.
4. БУДОВА ТА ПРИНЦИП ДІЇ ЛАМП ОСВІТЛЕННЯ
До загальних характеристик енергозберігаючих ламп (більшість із них притаманні лампам розжарення) відносяться: форма та матеріал колби, розмір лампи, розмір цоколя, потужність, реальна світність, частота, робоча напруга, колірна температура, світловий потік, індекс передачі кольору, кут розсіювання, робоча температура, вага, димерування; термін служби, гарантійний термін, відсутність мерехтіння.
На рисунку представлено будову ламп освітлення.
ЛАМПА РОЗЖАРЕННЯ. Головним елементом будь-якої лампи розжарення є нитка розжарення, яка зазвичай виготовляється з тонкої вольфрамової стрічки. Для того, що б нитка була компактною, її звивають в спіраль, а звиту нитку в спіраль звивають ще раз, виходить біспіраль. Завдяки такій конструкції, при великій довжині вольфрамової стрічки, нитка розжарення лампочки виходить компактною.
Для довговічності спіраль поміщають в колбу, з якої відкачано повітря, інакше вольфрам швидко окислиться і перегорить. Для підвищення коефіцієнта корисної дії (ККД) колби лампочок великої потужності заповнюють сумішшю газів азоту з інертним аргоном. Якщо потрібна висока надійність, то колбу заповнюють чистим інертним газом - аргоном, криптоном або ксеноном під тиском, наприклад галогенні лампочки заповнюють парами галогенів брому або йоду. Але вартість таких лампочок в кілька разів вище.
Галогенні лампи від лампи розжарення відрізняється тим, що мають менші габаритні розміри, більш високий ККД і в кілька разів більший термін служби. Практично це та ж лампочка «Ілліча», але покращена з урахуванням останніх досягнень науки і техніки.
СВІТЛОДІОДНА ЛАМПА. Пристрій, а іншими словами конструкція світлодіодної лампи, представлена наступними елементами:
1. Пластиковий розсіювач світла (колба);
2. Світлодіоди (зазвичай в лампочці їх не менше 5 штук);
3. Електроніка управління:
-
плата для установки світло діодів;
-
алюмінієвий радіатор (відводить тепло з лампочок);
-
драйвер, перетворює напругу мережі до необхідної для функціонування лампочки;
-
вентиляційні отвори (через них відбувається циркуляція повітря, внаслідок чого драйвер охолоджується);
4. Цоколь (є провідником електричного струму від мережі до лампочки).
Принцип роботи світлодіодних ламп полягає в випромінюванні світла від одиночних світлодіодів або груп світлодіодів, пов'язаних спеціальною мікросхемою, що вміщає в собі перетворювач струму мережі в робочий струм, на якому працюють дані елементи.
КОМПАКТНА ЛЮМІНЕСЦЕНТНА ЛАМПА. Пристрій, а іншими словами конструкція люмінесцентної лампи, представлена наступними елементами:
1. Колба (являє собою запаяну трубку з двох сторін. У протилежних кінцях колби знаходяться електроди. Трубка заповнена парами ртуті й аргону. Внутрішня поверхня колби покрита шаром люмінофора. При подачі напруги на електроди, через них починає протікати струм прогріву, який розігріває електроди і починається процес термоелектронної емісії. У момент досягнення електродами певної температури, вони починають випромінювати потік електронів.
2. Електроніка управління:
-
корпус лампи (виготовляється з негорючого пластика. У верхній частині корпусу кріпиться колба люмінесцентної лампи. У корпусі розміщується пускорегулюючий пристрій (ПРА), запобіжник і з'єднувальні дроти. На поверхні корпусу наноситься маркування, в якому вказано напругу живлення, потужність, колірну температуру);
-
запобіжник (застосовується для захисту компонентів електронної плати від загоряння у випадку стрибків напруги в мережі живлення);
-
електронна плата (на невеликій платі, захованій усередині корпусу лампи, змонтований ПРА. Він забезпечує запуск і немерехтливе світіння лампи. ПРА сучасних ламп оснащений захисним фільтром, який запобігає появі перешкод у мережі електроживлення)
3. Цоколь (є провідником електричного струму від мережі до лампочки).
Принцип роботи люмінесцентних ламп: електрони, стикаючись з атомами ртуті, викликають ультрафіолетове випромінювання. У свою чергу, ультрафіолетове випромінювання, потрапляючи на люмінофор, перетворюється у видиме світло.
5. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ЛАМП
На рисунку представлено порівняльний аналіз ламп освітлення.