淺談智能照明控制系統(tǒng)在上海某車(chē)庫(kù)中的應(yīng)用

    王孟春
    安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801
     
    摘要:以上海香梅花園 5 期車(chē)庫(kù)為例, 介紹了智能照明控制系統(tǒng)在地下車(chē)庫(kù)應(yīng)用設(shè)計(jì) , 由此既能保證車(chē)庫(kù)照明符合國(guó)家制定的照度標(biāo)準(zhǔn), 又能夠獲得較佳的節(jié)能效率。雖然目前該系統(tǒng)尚處于設(shè)計(jì)階段, 但根據(jù)測(cè)算, 該系統(tǒng)整體性?xún)r(jià)比和節(jié)能效率較高, 一旦投入運(yùn)營(yíng), 每年將可節(jié)約電費(fèi)**過(guò) 17 萬(wàn)元, 項(xiàng)目投資可在 2 年內(nèi)回收。如果這項(xiàng)技術(shù)獲得推廣應(yīng)用, 將可為國(guó)家和企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。
     
    關(guān)鍵詞:照明節(jié)能;智能照明控制;調(diào)光電子鎮(zhèn)流器;照度控制
     
     
    0.前言
     
    隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源緊張這一問(wèn)題日益**,能源安全逐漸上升到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略高度。
    國(guó)家在“十一五”規(guī)劃中特別制定了一個(gè)重要目標(biāo)就是———單位 GDP 能源消耗比“十五”期末減少 20%。 較好的節(jié)能減排的措施是節(jié)電。由于照明用電占據(jù)整個(gè)發(fā)電量的 25%~30%,城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占 30%的比例,約 439 億 kW·h,以平 均電價(jià) 0.7 元 /kW·h 計(jì)算,1 年開(kāi)支 307 億元。隨著城鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展,照明用電量正已每年 15 %的速度遞增,照明節(jié)能任務(wù)十分艱巨。就以上海香梅花園5期的地下車(chē)庫(kù)為例,該車(chē)庫(kù)擁有 200 多個(gè)停車(chē)位,設(shè)計(jì)安裝雙管日光燈 300 多套、單管日光燈 230 多套,共計(jì) 830 多支的日光燈。如果全部采用傳統(tǒng)的 36 W T8 熒光燈和電感式鎮(zhèn)流器,按每套日光燈消耗的功率為 48 W 計(jì)算,可以估算出每年僅車(chē)庫(kù)照明一項(xiàng)需要交納的電費(fèi)為:48(W)×24(h)×365(d)×830(套)×0.876 (元 / 度)/1000= 305723(元) 
    上海香梅花園 5 期(見(jiàn)圖 1)一個(gè)地下車(chē)庫(kù)每年需支付電費(fèi)**過(guò) 30 萬(wàn)元,如果加上前幾期的地下車(chē)庫(kù),那每年僅地下車(chē)庫(kù)照明所需支付的電費(fèi)就將**過(guò)100 萬(wàn)元,照明電費(fèi)已經(jīng)成為小區(qū)物業(yè)管理中一個(gè)非常沉重的負(fù)擔(dān)。因此,照明節(jié)能不僅具有良好的社會(huì)意義,還具有很高的經(jīng)濟(jì)**。 
     
    圖 1 上海香梅花園 5 期地下停車(chē)庫(kù)平面圖
     
     
    1 智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 
    根據(jù)香梅花園 5 期車(chē)庫(kù)的特點(diǎn),我們與設(shè)計(jì)院共同設(shè)計(jì)出一個(gè)智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用于 
    車(chē)庫(kù)的照明管理。我們的設(shè)計(jì)思想是: 
    (1)全部采用標(biāo)準(zhǔn)的 28 W T5 三基色日光燈替代傳統(tǒng)的 36 W T8 日光燈。 
    (2)所有日光燈均配備可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器。根據(jù)燈具類(lèi)型,配置“一拖一”或“一拖二”可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器。 
    (3)主干道采用被動(dòng)紅外移動(dòng)探測(cè)器對(duì)過(guò)往車(chē)輛進(jìn)行探測(cè),當(dāng)有車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí),智能照明控制系統(tǒng)自動(dòng)把主干道上的日光燈功率調(diào)節(jié)到滿(mǎn)功率的 70%(即每支日光燈消耗功率為 19.6 W)。由于主干道全部采用雙管日光燈,因此,在這種情況下,地面照度將**過(guò)100 lx,確保能夠?yàn)橛脩?hù)提供一個(gè)明亮的通行環(huán)境。 
    (4)當(dāng)主干道處于空閑狀態(tài)時(shí),智能照明控制系統(tǒng)自動(dòng)將日光燈調(diào)節(jié)到滿(mǎn)功率的 50%(即每支日光燈功率為 14 W),確保地面照度能夠滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(地面照度不** 75 lx)。 
    (5)在停車(chē)位安裝照度傳感器,智能照明控制系統(tǒng)自動(dòng)將此區(qū)域的照度調(diào)節(jié)到 75 lx,滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。根 
    據(jù)測(cè)量,這時(shí)日光燈(單管)平均消耗功率為 18 W,加上可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器消耗功率,每套燈具功率為 22.5W。 
    (6)智能照明控制系統(tǒng)中的照度控制模塊通過(guò) RS485通訊接口,與車(chē)庫(kù)管理中心的電腦連接,管理人員可以通過(guò)電腦掌握當(dāng)前的照明狀態(tài)。一旦發(fā)生特殊情況,管理人員還可以通過(guò)電腦直接控制每個(gè)區(qū)域的日光燈照明亮度。 
     
    2 節(jié)能效率測(cè)算 
    按照上述設(shè)計(jì),假設(shè)主干道每天有車(chē)輛來(lái)往的時(shí)間為 8 h,可以測(cè)算出采用智能照明控制系統(tǒng)后的節(jié)能效率。
    (1)主干道每天有車(chē)輛來(lái)往時(shí),照明設(shè)備需消耗電能為:每支日光燈功耗為 19.6 W,每個(gè)“一拖二”可調(diào)電子光鎮(zhèn)流器功耗為 8 W,一套雙管日光燈每小時(shí)功耗為:19.6 W×2+ 8 W= 47.2 W 
    300 套雙管日光燈,1 d 消耗的電能為: 47.2 W ×8(h) ×300(套) / 1000=113.28 (kW·h/d) 
    (2)主干道每天空閑時(shí),照明設(shè)備需消耗電能為: 每支日光燈功耗為 14 W,每個(gè)“一拖二”可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器功耗為 8W,一套雙管日光燈每小時(shí)功耗為:14 W×2+8 W= 36 W 
    300 套雙管日光燈,1 d 消耗的電能為: 36 W×16(h)×300(套)/1000=172.8 (kW·h/d) 
    (3)停車(chē)區(qū)域照明設(shè)備每天需消耗電能為: 每支日光燈功耗為 18 W,每個(gè)“一拖一”可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器功耗為 4.5W,一套單管日光燈每小時(shí)功耗為:18 W+4.5 W= 22.5 W 
    230 套單管日光燈,一天消耗的電能為: 22.5 W×24(h)×230(套)= 124.2 (kW·h/d) 
    (4)采用智能照明控制系統(tǒng)后,整個(gè)車(chē)庫(kù)每天耗電:113.28+172.8+124.2=410.28 (kW·h/d) 
    (5)采用傳統(tǒng) 36 W T8 日光燈和電感鎮(zhèn)流器時(shí),整個(gè)車(chē)庫(kù)每天耗電: 48W×24(h)×830(套)/1000=956.16 (kW·h/d) 
    (6)節(jié)能效率:(956.16-410.28) / 956.16×**= 57.1% 
    (7)每年可節(jié)約電費(fèi):305 723 ×57.1%= 174 567 (元 / 年) 
    從上述分析可以看出,通過(guò)技術(shù)革新,采用新的智能照明控制系統(tǒng)后,上海香梅花園 5 期地下車(chē)庫(kù) 
    每年支付的電費(fèi)將從 30.5 萬(wàn)元下降到 13 萬(wàn)元,節(jié)約電費(fèi) 17.5 萬(wàn)元。這不僅可以為企業(yè)節(jié)省大量電費(fèi)支 
    出,還由此帶來(lái)的一系列社會(huì)效益。
     
    3 智能照明控制系統(tǒng)特點(diǎn) 
    (1)控制方式比較:傳統(tǒng)控制采用人工控制方式, 必須一路一路地開(kāi)或關(guān)。對(duì)于很多地下車(chē)庫(kù)而言,不 
    管有人無(wú)人,都處于打開(kāi)狀態(tài)。有些企業(yè)節(jié)能措施做得好的,也就是到晚上 6:00 或 7:00 以后,人工關(guān)閉 部分照明燈具,其余部分即使沒(méi)人,照樣一直打開(kāi)。嚴(yán)重浪費(fèi)電能,而且這個(gè)問(wèn)題是無(wú)法解決的。 智能照明控制系統(tǒng),能夠通過(guò)傳感器探測(cè),感知是否有人使用。當(dāng)有人使用時(shí),通過(guò)低壓小信號(hào)控制,將相應(yīng)區(qū)域調(diào)亮。無(wú)人使用時(shí)又調(diào)節(jié)到國(guó)家規(guī)定的低照度,大幅度提高電能使用效率。 
    (2)照明方式比較:傳統(tǒng)控制方式單一,只有開(kāi)和關(guān)。傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器由于工作頻率低,產(chǎn)生頻閃,據(jù)調(diào)查日光燈頻閃也是造成我國(guó)青少年近視的一個(gè)重要原因。智能照明控制系統(tǒng)采用調(diào)光方式,避免開(kāi)關(guān)操作硬啟動(dòng)對(duì)燈具壽命的影響。同時(shí),電子鎮(zhèn)流器工作頻率高,解決頻閃問(wèn)題,照明舒適度大大**傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器。燈具壽命也將延長(zhǎng) 2~4 倍,降低物業(yè)管理中的維護(hù)費(fèi)用。 
    (3)管理方式比較:傳統(tǒng)控制對(duì)照明的管理是人為化的管理,無(wú)法實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。智能照明控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)能源管理自動(dòng)化,通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò),只需 1 臺(tái)計(jì)算機(jī)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)整幢大樓的管理。操作人員只需輕敲鍵盤(pán),就可以對(duì)每個(gè)區(qū)域的照明進(jìn)行控制,同時(shí)還可以通過(guò)電腦及時(shí)掌握整個(gè)系統(tǒng)的照明狀態(tài)。并能輕而易舉地實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、場(chǎng)景控制等多種智能方式,把照明節(jié)能效率發(fā)揮到較佳狀態(tài)。 
    (4)節(jié)能方式比較:未采用智能照明控制系統(tǒng)的車(chē)庫(kù),大部分采取拆卸日光燈的作法來(lái)實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能。 采用這種的問(wèn)題是,車(chē)庫(kù)地面照度遠(yuǎn)遠(yuǎn)**國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),有的車(chē)庫(kù)地面照度甚至** 30 lx。照度不足容易導(dǎo)致駕駛員誤判,引發(fā)事故發(fā)生,并容易激起物業(yè)管理人員與業(yè)主之間的矛盾。采用智能照明控制系統(tǒng)后,車(chē)庫(kù)保持 合適的照度。當(dāng)車(chē)輛來(lái)往時(shí),主干道會(huì)非常明亮,避免事故的發(fā)生,節(jié)能效率還**拆卸燈具的方式。 
    (5)設(shè)備性?xún)r(jià)比:很多人不愿意采用智能照明控制系統(tǒng)的重要原因是擔(dān)心系統(tǒng)的價(jià)格過(guò)高。實(shí)際上這種擔(dān)心是多余的,根據(jù)測(cè)算,當(dāng)上海香梅花園 5 期車(chē)庫(kù)建設(shè)完成后,每年可以節(jié)約電費(fèi)為 17.4 萬(wàn)元,而采用智能照明控制系統(tǒng)所增加的費(fèi)用不到 34 萬(wàn)元,也就意味著系統(tǒng)運(yùn)行 2 年后,僅僅通過(guò)電費(fèi)的節(jié)約,就可以收回全部建設(shè)投資。 
     
    4.安科瑞智能照明控制系統(tǒng)
    4.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介
    Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng),是基于KNX總線技術(shù)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。KNX總線技術(shù)起源于歐洲,是在EIB,Batibus和EHS這三種住宅和樓宇的總線控制技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的,其中EIB(European Installation Bus,歐洲安裝總線)是該總線技術(shù)的主體。
    Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的2*2*0.8EIB BUS總線(即KNX總線)作為總線線纜,將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統(tǒng),既可實(shí)現(xiàn)照明燈具的遠(yuǎn)程集中控制,又可實(shí)現(xiàn)就近控制功能。該系統(tǒng)理論可連接控制模塊數(shù)量達(dá)580000多個(gè)。
    安科瑞智能照明產(chǎn)品種類(lèi)齊全,方案完善。用戶(hù)可通過(guò)控制面板、人體感應(yīng)、照度感應(yīng)、微波感應(yīng)、上位機(jī)系統(tǒng)、觸摸屏、手機(jī)、平板端等多種控制終端實(shí)現(xiàn)靈活多樣的智能控制,特別適合于各類(lèi)智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店,以及體育場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項(xiàng)目的照明系統(tǒng)。
    4.2系統(tǒng)工作原理示意圖
     
    4.3產(chǎn)品選型
    4.3.1開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器
    用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制的驅(qū)動(dòng)器,具有延時(shí)、預(yù)設(shè)、邏輯控制、場(chǎng)景、閾值開(kāi)關(guān)等功能,電氣參數(shù)如下:
     
    4.3.2調(diào)光驅(qū)動(dòng)器
    2路0-10V調(diào)光器,可對(duì)每路進(jìn)行回路開(kāi)關(guān)控制并輸出 0-10V 調(diào)光信號(hào)對(duì)具有 0-10V 調(diào)光接口的燈具進(jìn)行調(diào)光,具有開(kāi)關(guān)、場(chǎng)景、狀態(tài)反饋等功能,電氣參數(shù)如下:
    4.3.3傳感器
    傳感器是一種能感受外界信號(hào)、物理?xiàng)l件(如光、移動(dòng))的設(shè)備裝置,并將感應(yīng)的信息傳遞給其它設(shè)備裝置(如調(diào)光器、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器),電氣參數(shù)如下:
     
    4.3.4總線電源
    KNX/EIB 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)供電電源,為總線提供電壓640mA 輸出電流,至多可以為 64 個(gè)設(shè)備供電,帶總線復(fù)位、 過(guò)流指示和短路保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝,電氣參數(shù)如下:
    4.3.5智能面板
    用于接受按鍵觸動(dòng)信號(hào),可通過(guò)區(qū)分短按與長(zhǎng)按并結(jié)合不同參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)、調(diào)光、場(chǎng)景、窗簾控制、調(diào)溫、報(bào)警等功能,電氣參數(shù)如下:
     
    4.3.6干接點(diǎn)輸入模塊
    用于接受外部干接點(diǎn)信號(hào)輸入,可通過(guò)不同參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)、調(diào)光、場(chǎng)景、窗簾控制、調(diào)溫、報(bào)警等功能,電氣參數(shù)如下:
    4.4系統(tǒng)功能
    (1)光照度(需要配照度傳感器)監(jiān)測(cè),對(duì)利用自然光照明區(qū)域,根據(jù)自然光照度變化,進(jìn)行照明控制和調(diào)節(jié),滿(mǎn)足照明和節(jié)能要求;
    (2)公共區(qū)域、走廊、通道、門(mén)廳、電梯廳等的照明,應(yīng)設(shè)置紅外或微波類(lèi)人體感應(yīng)器,并結(jié)合智能控制面板,實(shí)現(xiàn)各種場(chǎng)景照明控制,盡可能較少燈具點(diǎn)亮?xí)r間;
    (3)樓梯間照明采用人體感應(yīng)探測(cè)控制;
    (4)設(shè)備房、設(shè)備房走道采用分組就地控制;
    (5)室外路燈、景觀等照明采用光照度控制結(jié)合時(shí)控的集中控制方式;
    (6)監(jiān)控系統(tǒng)界面友好,畫(huà)面美觀,實(shí)時(shí)顯示各區(qū)照明工作狀態(tài);
    (7)應(yīng)具有完善的用戶(hù)權(quán)限管理功能,避免越權(quán)操作;
     
    4.5系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域
    4.6系統(tǒng)的控制優(yōu)勢(shì)
    (1)系統(tǒng)可通過(guò)、觸摸屏、電腦對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的燈光、空調(diào)及窗簾等進(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制,使得控制較加方便智能,用戶(hù)體驗(yàn)較好;
    (2)系統(tǒng)中控制模塊均工作在直流30V安全電壓下,用戶(hù)操作較加安全、舒適;
    (3)系統(tǒng)在實(shí)施過(guò)程中,充分結(jié)合自然光及人員的活動(dòng)規(guī)律來(lái)自動(dòng)控制燈光,減少能源消耗,達(dá)到很好的節(jié)能效果;
    (4)系統(tǒng)采用分布分布式KNX總線結(jié)構(gòu),搭建簡(jiǎn)單靈活,系統(tǒng)內(nèi)各模塊互不影響,可獨(dú)立工作,可靠性較高;
    (5)多種控制方式可供選擇,如本地控制,自動(dòng)感應(yīng)控制,定時(shí)控制,場(chǎng)景控制和集中控制等,控制方式較靈活;
    (6)系統(tǒng)的自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程集中控制等功能,在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí),大量減少了值班人員,提高了管理水平和工作效果;
    (7)升級(jí)系統(tǒng)內(nèi)控制模塊或更改系統(tǒng)功能時(shí),*增加連接線,不需關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng),只需更改設(shè)備參數(shù)即可實(shí)現(xiàn),維護(hù)方便,操作簡(jiǎn)單;
    (8)系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),在出現(xiàn)消防報(bào)警時(shí),強(qiáng)制打開(kāi)應(yīng)急回路,方便人員疏散,從而降低了人員傷亡的風(fēng)險(xiǎn),提高了建筑的安全性。
    4.7安科瑞組網(wǎng)方案
    智能照明控制系統(tǒng)組網(wǎng)方式靈活,擴(kuò)展方便,當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量較少、距離較近、范圍較小時(shí),各設(shè)備以樹(shù)形枝狀延伸,構(gòu)成支路系統(tǒng)智能照明控制系統(tǒng);當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量較多、距離較遠(yuǎn)、范圍較大時(shí),用支線耦合器組成多條支路,構(gòu)成區(qū)域智能照明控制系統(tǒng);當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量很多、距離很遠(yuǎn)、范圍很大時(shí),用支線耦合器、區(qū)域耦合器等構(gòu)成樓群智能照明控制系統(tǒng)。
     
    5.結(jié)語(yǔ)
    “科學(xué)技術(shù)是**生產(chǎn)力”。在國(guó)家不斷倡導(dǎo)節(jié)能降耗的今天,這句話(huà)就顯得尤為重要。只有勇于進(jìn)取,敢于采用新技術(shù)、新成果,才能獲得較佳的節(jié)能效率。實(shí)踐將會(huì)證明,在采用了**的科學(xué)技術(shù)后,不僅可以實(shí)現(xiàn)大比例節(jié)電,還能為企業(yè)節(jié)約了大量的資金,一舉多得。 
     
    參考文獻(xiàn)
    [1]王煒.ABB i-bus EIB 智能照明控制系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)雜志,2003(9):42-44. 
    [2]史洪偉.智能照明控制系統(tǒng)在上海某車(chē)庫(kù)中的應(yīng)用
    [3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2019.11版
    [4]安科瑞智能照明控制系統(tǒng)產(chǎn)品選型手冊(cè).2018.8版

    安科瑞電子商務(wù)(上海)有限公司專(zhuān)注于餐飲油煙智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),電動(dòng)機(jī)智能保護(hù)裝置,電瓶車(chē)智能充電管理系統(tǒng),工業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng),弧光保護(hù)裝置,數(shù)顯溫濕度控制器等

  • 詞條

    詞條說(shuō)明

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