Системи автоматичного управління освітленням будівель

Витрата електроенергії на цілі освітлення може бути помітно знижений досягненням хорошої роботи освітлювальної установки в кожен момент часу.

Досягти більш повного і чіткого обліку наявності денного світла, так само як і обліку присутності людей в приміщенні, можна, застосовуючи засоби автоматичного управління освітленням (СУО). Управління освітлювальної навантаженням здійснюється при цьому 2-мя основними методами: відключенням всіх або частини освітлювальних приладів (дискретне управління) і плавним зміною потужності освітлювальних приладів (схожим для всіх або особистим).

До систем дискретного управління освітленням спочатку відносяться різні фотореле (фотоавтомати) і таймери. Принцип дії перших заснований на включенні і виключенні навантаження за сигналами датчика зовнішньої природної освітленості.

2-ие виробляють комутацію освітлювального навантаження залежно від часу доби по попередньо закладеної програмі.

До систем дискретного управління освітленням відносяться також автомати, споряджені датчиками присутності. Вони відключають освітлювальні прилади в приміщенні через даний проміжок часу після того, як з нього віддаляється остання людина. Це більш економний вид систем дискретного управління, але до побічних ефектів їх використання відноситься ймовірне скорочення терміну служби ламп за рахунок частих включень і виключень.

Системи плавного регулювання потужності освітлення за власним пристрою дещо складніше. Принцип їх дії пояснює малюнок.

Принцип дії системи плавного регулювання освітлення

Найближчим часом багатьма зарубіжними фірмами освоєно виробництво обладнання для автоматизації управління внутрішнім освітленням. Сучасні системи управління освітленням поєднують в собі значні можливості економії електроенергії з найбільшим зручністю для користувачів.

Головні функції автоматичних систем керування освітленням

Автоматичні системи управління освітленням, створені для використання в громадських будівлях, роблять наступні звичайні для цього виду виробів функції:

Чітке підтримку штучної освітленості в приміщенні на даному рівні. Досягається це введенням в систему управління освітленням фотоелемента, що знаходиться всередині приміщення і контролюючого створювану освітлювальної установкою освітленість. Вже тільки одна ця функція дозволяє зберігати енергію за рахунок відсічення так званого «надлишку освітленості».

Облік природного освітлення в приміщенні. Незважаючи на наявність в в переважній більшості приміщень природного освітлення в світлий час доби, потужність освітлювальної установки розраховується без його обліку.

Якщо підтримувати освітленість, створювану разом освітлювальної установкою і природним освітленням, на даному рівні, то можна ще сильніше знизити потужність освітлювальної установки в кожен момент часу.

У певний час року і години доби може бути навіть впровадження 1-го природного освітлення. Ця функція може здійснюватися цим же фотоелементом, що і в попередньому випадку, за умови, що він вистежує повну (природну + штучну) освітленість. При цьому економія енергії може становити 20 - 40%.

Облік часу доби і дня тижня. Додаткова економія енергії в освітленні може бути досягнута відключенням освітлювальної установки в певні години доби, також у вихідні та святкові дні. Цей захід дозволяє ефективно боротися з забудькуватістю людей, які не відключають освітлення на робочих місцях перед своїм відходом. Для її реалізації автоматична система управління освітленням повинна бути обладнана своїм годинником реального часу.

Облік присутності людей в приміщенні. При обладнанні системи управління освітленням датчиком присутності можна ввімкнути або вимкнути освітлювальні прилади залежно від того, чи є люди в даному приміщенні. Ця функція дозволяє витрачати енергію більш нормально, але її застосування виправдано далеко не у всіх приміщеннях. В окремих випадках вона може навіть скорочувати термін служби освітлювального обладнання та створювати противне спогад при роботі.

Отримана за рахунок відключення освітлювальних приладів за сигналами таймера і датчиків присутності економія електроенергії становить 10 - 25%.

Дистанційне бездротове керування освітлювальною установкою. Хоча така функція не є автоматичною, вона нерідко перебуває в автоматичних системах управління освітленням завдяки тому, що її реалізація на базі електроніки системи управління освітленням дуже проста, а сама функція додає істотна зручність в управлінні освітлювальної установкою.

Способами конкретного керування освітлювальною установкою є дискретне включення / відключення всіх або частини освітлювальних приладів по командам керуючих сигналів, також поетапне або плавне зниження потужності освітлення залежно від цих же сигналів.

З огляду на те, що сучасні регульовані електричні ПРА мають ненульовий нижній поріг регулювання, в сучасних автоматичних системах управління освітленням застосовується композиція плавного регулювання прямо до нижнього порогу з повним відключенням ламп в світильниках при його досягненні.

Систематизація систем автоматичного управління освітленням

Системи автоматичного управління освітленням, умовно можна поділити на два основні класи - так звані локальні і централізовані.

Для локальних систем типово управління тільки однією групою освітлювальних приладів, в той час як централізовані системи допускають підключення фактично нескінченного числа окремо керованих груп освітлювальних приладів.

У свою чергу, за яку охоплює сфери управління локальні системи можуть бути поділені на «системи управлінні світильниками» і «системи управління освітленням приміщень», а централізовані - на спец (тільки для управління освітленням) і загального призначення (для управління всіма інженерними системами будівлі - опаленням , кондиціонуванням, пожежною і охоронною сигналізацією і т.д.).

Локальні системи управління освітленням

Локальні «системи управління світильниками» майже завжди не вимагають додаткової проводки, а іноді навіть зменшують необхідність в прокладанні проводів. Конструктивна вони виробляються в компактних корпусах, що фіксуються саме на освітлювальному приладі або на пробірці однієї з ламп. Всі датчики, зазвичай, складають один електричний прилад, в свою чергу, інтегрований в корпус самої системи.

Нерідко освітлювальні прилади, обладнані датчиками, обмінюються між собою інформацією по проходах електронної мережі. Через це навіть у випадку, якщо в будинку залишився єдиний чоловік, що знаходяться на його шляху освітлювальні прилади залишаться включеними.

Централізовані системи управління освітленням

Централізовані системи управління освітленням, найбільш повно відповідають найменуванню «розумових», будуються на базі процесорів, які підтримують можливість фактично одночасного багатоваріантного управління значимим (до декількох сотень) числом освітлювальних приладів. Такі системи можуть застосовуватися або тільки для керування освітленням, або також і для взаємодії з іншими системами будівель (наприклад, з телефонною мережею, системами безпеки, вентиляції, опалення та сонцезахисних обгородження).

Централізовані системи видають також керуючі сигнали на освітлювальні прилади за сигналами локальних датчиків. Але перетворення сигналів відбувається в єдиному (центральному) вузлі, що надає додаткові можливості вручну керувати освітленням будови. Відразу значно спрощується ручне зміна методу роботи системи.

При системах централізованого дистанційного або автоматичного керування освітленням харчування ланцюгів управління дозволяється від смуги, яка живить освітлення.

Для приміщень, які мають зони з різними критеріями природного освітлення, керування робочим освітленням повинно забезпечувати включення і відключення освітлювальних приладів групами або рядами принаймні зміни природної освітленості приміщень.

Наявний асортимент автоматичних систем управління освітленням (СУО) ділиться на три класи:

1) СУО освітлювального приладу - проста компактна система, конструктивно є частиною освітлювального приладу і керуюча тільки або однією групою декількох близько розташованих освітлювальних приладів.

2) СУО приміщення - самостійна система, що управляє однією або декількома групами освітлювальних приладів в одному або декількох приміщеннях.

3) СУО будови - централізована комп`ютеризована система управління, що охоплює висвітлення та інші системи цілого будинку або групи будівель.

Велика частина компаній-виробників систем керування освітленням (СУО) освітлювальних приладів виготовляють ці системи у вигляді окремих блоків, які можуть бути інтегровані в освітлювальні прилади різних типів.

Безперечною перевагою СУО освітлювальних приладів є простота їх монтажу і експлуатації, також надійність. Особливо надійні СУО, які не потребують електроживлення, тому що виходу з ладу більш схильні до блоки живлення СУО і енергоспоживаючі мікросхеми.

Але якщо потрібно управляти освітлювальними установками великих приміщень або, наприклад, стоїть завдання особистого управління всіма світильниками в приміщенні, СУО освітлювальних приладів виявляються досить дорогим засобом регулювання, тому що вимагають установки однієї СУО на один освітлювальний прилад. В даному випадку зручніше використовувати СУО приміщень, які містять менше електричних компонент, ніж потрібно в попередньому випадку, і тому більш дешеві.

СУО приміщень є блоки, що розміщуються за підвісними стелями або конструктивно вбудовані в електронні розподільні щити. Системи цього типу, зазвичай, виробляють одну функцію або фіксований набір функцій, вибір між якими робиться перестановкою тумблерів на корпусі або виносному пульті управління системи.

Подібні СУО щодо прості у виготовленні і зазвичай побудовані на дискретних логічних мікросхемах. Датчики СУО приміщень завжди є виносними, вони повинні бути розташовані в приміщенні з керованими освітлювальними установками і до них потрібна особлива проводка, що представляє собою певне практичне незручність.

Автор статті: Sun Cheek

Дивіться також:

Анонси світлотехніки: Системи автоматичного керування освітленням громадських будівель / під ред. Ю. Б Айзенберга. - М .: Будинок світла, 1998. (PDF, ZIP) 3,1 мб