В настоящее время до 14 % вырабатываемой в России электроэнергии используется для систем освещения помещений. При этом из них на освещение общественно — административных зданий и учебных заведений тратится примерно 60 % электроэнергии.
В связи устареванием осветительных установок возникает вопрос об освоении более современных и эффективных систем освещения [1].
В настоящее время появилось существенное количество государственных научных программ, стандартов энергосбережения, с каждым годом совершенствуются технологии энергосбережения, разрабатываются новые методики их внедрения. Весь процесс модернизации направлен на улучшение трех существующих способов увеличения энергоэффективности:
– установку более современных энергосберегающих ламп (замена устаревших люминесцентных ламп и ламп накаливания);
– управление освещением (диммирование светильников, установка системы управления системой освещения);
– сопутствующие им мероприятия (корректная установка и обслуживание ламп освещения, а также соблюдение норм безопасности).
Существующие методики технико — экономического расчета мер по энергосбережению позволяют достаточно точно определять фактический эффект от внедрения современных технологий систем освещения.
Методика исследования. Исследование заключается в технико-экономическом анализе мер по увеличению энергоэффективности системы освещения после ее модернизации. В качестве способа улучшения показателей энергоэффективности была выбрана замена люминесцентных светильников на светодиодные светильники малой мощности.
В начале были определены расчетные мощности существующих групп освещения. Расчетная нагрузка для системы осветительных приборов находится по формуле:
, (1)
где
— установленная мощность светильников, кВт; 
— коэффициент спроса для систем освещения.
Светодиодные светильники проверены по величине светового потока [2]:
; (2)
, (3)
где Ф — величина светового потока, лм; Е — требуемая освещенность, лк; S — площадь помещения, м2; 
— величина светового потока одной модернизируемой лампы.
Для оценки эффективности модернизации производится ее технико-экономический расчет. Определяется величина экономии электроэнергии за год 
:
, (4)
где 
— количество ламп; 
— средняя продолжительность часов работы светильника в году.
В денежном эквиваленте 
экономия электроэнергии определяется по формуле:
, (5)
где 
— тариф на электроэнергию, руб/кВт*ч.
Рассчитываются капитальные затраты Зк по модернизации системы освещения:
;
; (6)
,
где 
— затраты на покупку и монтаж новых светодиодных ламп, руб.; 
— затраты на демонтаж и утилизацию старых люминесцентных ламп, руб.; 
— цена одного внедряемого светильника, руб.; 
— цена монтажа одного светильника, руб.; 
— количество внедряемых светильников; 
— цена утилизации одной люминесцентной лампы, руб.; 
— количество ламп в одном светильнике; 
— цена демонтажа одной люминесцентной лампы, руб [3].
Окончательным результатом исследования является определение срока окупаемости, который рассчитывается как отношение капитальных затрат, приведенных в проекте, к экономии электроэнергии, выраженной в денежном эквиваленте:
(7)
Результаты исследования. Дополнительный офис ПАО «Сбербанк» — помещение офисного типа, расположенное на 1 этаже. Система освещения дополнительного офиса (рис.1) подразделяется на две основные группы: основное освещение и аварийное освещение. Щиты основного и аварийного освещения расположены в служебном помещении.
Рис. 1. Система освещения ДО ПАО «Сбербанк»
Номера помещений по плану, их функциональное назначение, а также площади помещений приведены в таблице 1.
Таблица 1
Помещения ДО ПАО «Сбербанк»
|
№по плану |
Помещение |
Площадь, кв.м |
|
1 |
Зона 24 |
20,24 |
|
2 |
Клиентский зал |
141,3 |
|
3 |
Зона операционистов |
37,21 |
|
4 |
Кабинет заведующего |
16,06 |
|
5 |
Служебное помещение |
13,4 |
|
6 |
Комната персонала |
22,41 |
|
7 |
Сан. Узел для клиентов |
5,62 |
|
8 |
Сан. Узел |
5,64 |
|
9 |
Кабина клиента |
3,3 |
|
10 |
Касса |
9,6 |
|
11 |
Коридор |
28,25 |
|
12 |
Служебное помещение |
4,32 |
|
13 |
Служебное помещение |
9,47 |
|
14 |
Зона хранения |
9,19 |
|
15 |
Щитовая |
3,16 |
|
16 |
Тамбур |
2,9 |
|
17 |
Гардероб |
8,87 |
|
18 |
Хоз. Помещение |
7,27 |
|
19 |
Служебное помещение |
1,66 |
|
20 |
Служебное помещение |
4,33 |
|
21 |
Коридор |
6,29 |
|
22 |
Служебное помещение |
9,77 |
|
23 |
Коридор |
22,8 |
|
Общая площадь |
393,06 |
|
Внутренняя проводка выполнена медным кабелем ВВГнг 3*2,5 (рис. 2). В помещениях зоны круглосуточного обслуживания, клиентского зала и операционной зоны установлены светильники марки STAR NBT 11 F126 мощностью Руст=0,026 кВт и LL-DVO-041-M1200x300 мощностью Руст=0,04 кВт, помещения для работы персонала оборудованы лампами ЛВО 2х36 мощностью Руст=0,072 кВт и ЛВО 4*18 мощностью Руст=0,072 кВт.
Однолинейная схема питания групп освещения представлена на рис. 2.
Рис. 2. Однолинейная схема питания системы освещения ДО ПАО «Сбербанк»
Целью исследования является модернизация системы освещения комнат работы персонала, то есть замена устаревших люминесцентных ламп ЛВО 2х36 и ЛВО 4*18 на светодиодные LL-DVO-041 мощностью Руст=0,04 кВт и Армстронг SB.L08 мощностью Руст=0,045 кВт соответственно.
Основное освещение подразделяется на 13 групп освещения, аварийное — на 4 группы. По формуле (1) были определены расчетные нагрузки каждой из 17 групп. Для основного освещения:
;
;
Для аварийного освещения:
;
;
;
Суммарное значение расчетной нагрузки для основного освещения составило Ррасч =7,36 кВт, а для аварийного РрасчА=1,40 кВт. Следует отметить, что для основного освещения был выбран коэффициент спроса Ксо=0,95, а для аварийного совещения КсоА=1, [4].
По формулам (2), (3) было рассчитано количество ламп в помещении, согласно величине светового потока. Установлено, что в кабинете руководителя офиса (помещение 4) и в комнате персонала (помещение 6) следует установить по две современные светодиодные лампы Армстронг SB.L08 мощностью Руст=45 Вт и величиной светового потока =3200 лм.
;
;
;
Определены расчетные нагрузки после модернизации:
;
Для групп основного освещения она составила Ррасчм=6,2 кВт, а для аварийного РрасчАм=1,08 кВт. Таким образом, при замене люминесцентных ламп на светодиодные экономится мощность, равная:
В результате модернизации всего предлагается установить тридцать девять новых светодиодных ламп освещения: двадцать девять для основного и десять — для аварийного. Средняя стоимость ламп модели Армстронг SB.L08 составила 1950 руб., а LL-DVO-041–1750 руб [5,6].
Согласно нормативам банка, режим работы данного ДО определяется 6-дневной рабочей неделей. Рассчитана экономия электроэнергии в натуральном эквиваленте по формуле (4):
;
;
;
;
Суммарная экономия составила = 5068,7 кВт*ч/год. Исходя из тарифов, установленных ПАО «МРСК Центра» филиала «Рязаньэнерго» для юридических лиц на 2019 год — 4,45 руб/кВт*ч в период с 01.01.2019 по 30.06.2019 и 4,60 руб/кВт*ч в период с 01.07.2019 по 31.12.2019, [7], рассчитан показатель экономии электроэнергии в денежном эквиваленте :
Он составил 22935,9 руб/год.
Значение стоимости капитальных затрат основывалось на средних тарифах по монтажу, демонтажу и утилизации осветительных ламп в Рязанской области [8]. Так, средняя стоимость монтажа светильников для подвесного потолка в г. Рязани равна 250 рублей, демонтажа — 50 рублей, а утилизации — 15 рублей за одну люминесцентную лампу.
Учитывая это, затраты на покупку и монтаж новых светильников составили:
Затраты на демонтаж старых светильников и утилизацию люминесцентых ламп составили:
Капитальные затраты по модернизации системы освещения равны:
.
По формуле (7) рассчитан срок окупаемости:
Он составил 3,75 года. Ресурс работы внедряемых ламп составляет 50000 часов. При шестидневной рабочей неделе и десятичасовом рабочем дне, это соответствует 20 годам эксплуатации. Следовательно, при нормативных показателях качества электроэнергии, меры по повышению энергосбережения, предложенные в данном исследовании, являются актуальными и эффективными.
Выводы
- Меры по модернизации системы освещения дополнительного офиса ПАО «Сбербанк» позволят снизить объем потребляемой электроэнергии на 21 %, денежный эквивалент сэкономленной энергии составил 22935,9 руб/год.
- Срок окупаемости замены светильников составит 3,75 года, ресурс работы светильников в пять раз превышает его, что говорит о целесообразности внедрения результатов данного исследования.
Литература:
- Основы энергосбережения: учебник / Н. И. Данилов, Я. М. Щелоков; под ред. Н. И. Данилова. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. 564 с.
- СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение» (с Изменением N 1)
- Постановление Правительства РФ от 3 сентября 2010 г. N 681 «Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде» (с изменениями и дополнениями)
- СП 31–110–2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
- https://www.disprom.ru/sbl08-vstraivaemyiy-svetodiodnyiy-svetilnik-dlya-potolkov-armstrong.html — SB.L08 Встраиваемый светодиодный светильник для потолков «Армстронг»
- https://www.disprom.ru/svetodiodnyiy-svetilnik-potolochnyiy-vstraivaemyiy-ll-dvo-01–041–1920–30d-3000-lm-40-vt.html — LL-DVO-041-M1200x300 Светодиодный светильник потолочный встраиваемый
- Постановление Главного Управления «Региональная энергетическая комиссия» Рязанской области от 17 декабря 2018 г. N 404 «Об установлении тарифов на электрическую энергию для населения и приравненным к нему категориям потребителей на территории Рязанской области»
- http://www.stroyrem62.ru — официальный сайт компании «Стройрем62", прайс-лист на электромонтажные работы
