Системы автоматического управления освещением зданий
Расход электроэнергии на цели освещения может быть заметно снижен достижением оптимальной работы осветительной установки в каждый момент времени.
Добиться наиболее полного и точного учета наличия дневного света, равно как и учета присутствия людей в помещении, можно, применяя средства автоматического управления освещением (СУО) . Управление осветительной нагрузкой осуществляется при этом двумя основными способами: отключением всех или части светильников (дискретное управление) и плавным изменением мощности светильников (одинаковым для всех или индивидуальным).
К системам дискретного управления освещением в первую очередь относятся различные фотореле (фотоавтоматы) и таймеры. Принцип действия первых основан на включении и отключении нагрузки по сигналам датчика наружной естественной освещенности .
Вторые осуществляют коммутацию осветительной нагрузки в зависимости от времени суток по предварительно заложенной программе.
К системам дискретного управления освещением относятся также автоматы, оснащенные датчиками присутствия . Они отключают светильники в помещении спустя заданный промежуток времени после того, как из него удаляется последний человек. Это наиболее экономичный вид систем дискретного управления, однако к побочным эффектам их использования относится возможное сокращение срока службы ламп за счет частых включений и выключений.
Системы плавного регулирования мощности освещения по своему устройству несколько сложнее. Принцип их действия поясняет рисунок.
Принцип действия системы плавного регулирования освещения
В последнее время многими зарубежными фирмами освоено производство оборудования для автоматизации управления внутренним освещением. Современные системы управления освещением сочетают в себе значительные возможности экономии электроэнергии с максимальным удобством для пользователей.
Основные функции автоматизированных систем управления освещением
Автоматизированные системы управления освещением , предназначенные для использования в общественных зданиях, выполняют следующие типичные для этого вида изделий функции:
Точное поддержание искусственной освещенности в помещении на заданном уровне . Достигается это введением в систему управления освещением фотоэлемента, находящегося внутри помещения и контролирующего создаваемую осветительной установкой освещенность. Уже только одна эта функция позволяет экономить энергию за счет отсечки так называемого «излишка освещенности».
Учет естественной освещенности в помещениии . Несмотря на наличие в в подавляющем большинстве помещений естественного освещения в светлое время суток, мощность осветительной установки рассчитывается без его учета.
Если поддерживать освещенность, создаваемую совместно осветительной установкой и естественным освещением, на заданном уровне, то можно еще сильнее снизить мощность осветительной установки в каждый момент времени.
В определенное время года и часы суток возможно даже использование одного естественного освещения. Эта функция может осуществляться тем же фотоэлементом, что и в предыдущем случае, при условии, что он отслеживает полную (естественную + искусственную) освещенность. При этом экономия энергии может составлять 20 — 40%.
Учет времени суток и дня недели. Дополнительная экономия энергии в освещении может быть достигнута отключением осветительной установки в определенные часы суток, а также в выходные и праздничные дни. Эта мера позволяет эффективно бороться с забывчивостью людей, не отключающих освещение на рабочих местах перед своим уходом. Для ее реализации автоматизированная система управления освещением должна быть оборудована собственными часами реального времени.
Учет присутствия людей в помещении. При оборудовании системы управления освещением датчиком присутствия можно включать и отключать светильники в зависимости от того, есть ли люди в данном помещении. Эта функция позволяет расходовать энергию наиболее оптимально, однако ее применение оправдано далеко не во всех помещениях. В отдельных случаях она может даже сокращать срок службы осветительного оборудования и производить неприятное впечатление при работе.
Получаемая за счет отключения светильников по сигналам таймера и датчиков присутствия экономия электроэнергии составляет 10 — 25 %.
Дистанционное беспроводное управление осветительной установкой . Хотя такая функция не является автоматизированной, она часто присутствует в автоматизированных системах управления освещением благодаря тому, что ее реализация на базе электроники системы управления освещением очень проста, а сама функция добавляет значительное удобство в управлении осветительной установкой.
Методами непосредственного управления осветительной установкой является дискретное включение/отключение всех или части светильников по командам управляющих сигналов, а также ступенчатое или плавное снижение мощности освещения в зависимости от этих же сигналов.
Ввиду того, что современные регулируемые электронные ПРА имеют ненулевой нижний порог регулирования, в современных автоматизированных системах управления освещением применяется комбинация плавного регулирования вплоть до нижнего порога с полным отключением ламп в светильниках при его достижении.
Классификация систем автоматического управления освещением
Системы автоматического управления освещением, условно можно разделить на два основных класса — так называемые локальные и централизованные .
Для локальных систем характерно управление только одной группой светильников, в то время как централизованные системы допускают подключение практически бесконечного числа раздельно управляемых групп светильников.
В свою очередь, по охватываемой сфере управления локальные системы могут быть подразделены на «системы управлении светильниками» и «системы управления освещением помещений» , а централизованные — на специализированные (только для управления освещением) и общего назначения (для управления всеми инженерными системами здания — отоплением, кондиционированием, пожарной и охранной сигнализацией и т.д.).
Локальные системы управления освещением
Локальные «системы управления светильниками» в большинстве случаев не требуют дополнительной проводки, а иногда даже сокращают необходимость в прокладке проводов. Конструктивна они выполняются в малогабаритных корпусах, закрепляемых непосредственно на светильнике или на колбе одной из ламп. Все датчики, как правило, составляют один электронный прибор, в свою очередь, встроенный в корпус самой системы.
Часто светильники, оборудованные датчиками, обмениваются между собой информацией по проходам электрической сети. За счет этого даже в случае, если в здании остался единственный человек, находящиеся на его пути светильники останутся включенными.
Централизованные системы управления освещением
Централизованные системы управления освещением, наиболее полно отвечающие названию «интеллектуальных», строятся на основе микропроцессоров, обеспечивающих возможность практически одновременного многовариантного управления значительным (до нескольких сотен) числом светильников. Такие системы могут применяться либо только для управления освещением, либо также и для взаимодействия с другими системами зданий (например, с телефонной сетью, системами безопасности, вентиляции, отопления и солнцезащитных ограждений).
Централизованные системы выдают также управляющие сигналы на светильники по сигналам локальных датчиков. Однако преобразование сигналов происходит в едином (центральном) узле, что предоставляет дополнительные возможности вручную управлять освещением здания. Одновременно существенно упрощается ручное изменение алгоритма работы системы.
При системах централизованного дистанционного или автоматического управления освещением питание цепей управления разрешается от линии, питающей освещение.
Для помещений, имеющих зоны с разными условиями естественного освещения, управление рабочим освещением должно обеспечивать включение и отключение светильников группами или рядами по мере изменения естественной освещенности помещений.
Существующий ассортимент автоматизированных систем управления освещением (СУО) делится на три класса:
1) СУО светильника — простейшая малогабаритная система, конструктивно являющаяся частью светильника и управляющая только либо одной группой нескольких близлежащих светильников.
2) СУО помещения — самостоятельная система, управляющая одной или несколькими группами светильников в одном или нескольких помещениях.
3) СУО здания — централизованная компьютеризованная система управления, охватывающая освещение и другие системы целого здания или группы зданий.
Большинство компаний-производителей систем управления освещением (СУО) светильников изготовляют эти системы в виде отдельных блоков, которые могут быть встроены в светильники различных типов.
Безусловным преимуществом СУО светильников является простота их монтажа и эксплуатации, а также надежность. Особенно надежны СУО, не требующие электропитания, так как выходу из строя наиболее подвержены блоки питания СУО и энергопотребляющие микросхемы.
Однако если требуется управлять осветительными установками крупных помещений или, например, стоит задача индивидуального управления всеми светильниками в помещении, СУО светильников оказываются достаточно дорогим средством управления, так как требуют установки одной СУО на один светильник. В этом случае удобнее использовать СУО помещений , которые содержат меньше электронных компонентов, чем требуется в предыдущем случае, и поэтому более дешевы.
СУО помещений представляют собой блоки, размещаемые за подвесными потолками или конструктивно встраиваемые в электрические распределительные щиты. Системы этого типа, как правило, осуществляют одну функцию или фиксированный набор функций, выбор между которыми производится перестановкой переключателей на корпусе или выносном пульте управления системы.
Подобные СУО относительно просты в изготовлении и обычно построены на дискретных логических микросхемах. Датчики СУО помещений всегда являются выносными, они должны быть размещены в помещении с управляемыми осветительными установками и к ним необходима специальная проводка, что представляет собой определенное практическое неудобство.
Автор статьи: Sun Cheek
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Источник
Современное освещение: способы управления
Жизнь без света представить невозможно. Без него нельзя ни работать, ни учиться, ни отдыхать. Но ведь свет бывает разный, им можно по-разному управлять, ну а способов постройки системы регулирования освещением великое множество. В предыдущем материале мы рассказывали о том, каким бывает свет и об особенностях ламп различного типа. На этот раз речь пойдет о том, как и с помощью чего можно эффективно управлять всеми этими источниками освещения.
Механический выключатель
Выключатель – самый распространённый и заслуженный прибор в любом помещении. Простой и понятный. При грамотной установке – долговечный. Позволяет включать и выключать практически любое количество светильников. Всё ограничивается фантазией и количеством проводов упрятанных в стены. Освещением можно управлять только из одного места. Для переноса выключателя на другое место, требуется произвести серьёзные ремонтные работы – штробление стен, прокладка проводов, штукатурка, чистовая отделка.
Для более гибкого управления, используют 2-х, 3-х клавишные выключатели или одноклавишные проходные, объединённые в блоки. Соответственно, количество проводов будет больше.
Механический светорегулятор
Светорегулятор или диммер (от английского «dim» – затемнять) – регулятор электрической мощности нагрузки, устанавливается вместо обычного выключателя последовательно с нагрузкой.
Кроме включения и выключения позволяет плавно изменять яркость свечения ламп накаливания. Прибор наиболее удобен для управления яркостью люстры, например, вместо двухклавишного выключателя.
Может управлять галогенными лампами с питанием от обычного (не электронного) трансформатора. С другими типами светильников не применяется, так как может выйти из строя сам или испортить светильник.
Продляет срок службы ламп накаливания или галогенных, включая их плавно. Дешёвые варианты механических диммеров могут создавать помехи теле- и радиоаппаратуре.
Электронный светорегулятор
Электронный светорегулятор (диммер) отличается от механического только способом управления.
Способы управления:
• сенсорный – управляется касанием пальца к контакту (сенсору);
• ёмкостный – реагирует на руку, поднесённую к корпусу прибора;
• инфракрасный – так же реагирует на руку, но на более дальнем расстоянии;
• дистанционный – управляются с пульта.
Сенсорные диммеры имеют существенный недостаток – необходимо касание токопроводящего контакта. Сам прибор может выйти из строя от статического электричества, накопленного на теле человека, например от одежды или напольного покрытия.
Инфракрасный способ (аналогичен применяемому в сушилках для рук) основан на отражении света от инфракрасного источника. Надёжный и безопасный. Но, не рекомендуется устанавливать напротив окна, так как воздействия солнечного света может привести к неправильной работе изделия. Существующие изделия обладают очень высокой стоимостью.
Ёмкостный способ управления самый надёжный и безопасный. Но, по непонятной причине, приборов основанных на таком принципе практически нет в продаже.
Дистанционный способ управления, как правило, является дополнительным к одному из вышеперечисленных. Обычно, прибор комплектуется собственным пультом дистанционного управления (ДУ). Это не всегда удобно, так как обычно пультов управления аппаратурой (телевизор, проигрыватель, усилитель, музыкальный центр, кондиционер) бывает много. Лучше, когда прибор реагирует не на свой, а на любой пульт. Но это тоже не всегда удобно – может одновременно со светом выключится и телевизор. В идеале, прибор должен иметь возможность настраиваться на определённые кнопки любых пультов.
Датчики движения
Датчик движения – прибор, реагирующий на движение человека или крупного животного в зоне чувствительности. При
обнаружении движения, включает свет в помещении на заданное время. Чаще всего имеет встроенный светочувствительный элемент, который исключает срабатывание прибора при достаточном уровне внешнего освещения.
Достоинства – позволяет экономить электроэнергию в мало посещаемых помещениях (коридор, санузел, склад).
Недостатки – в больших помещениях или в помещениях сложной формы, появятся «мёртвые зоны». Требуется устанавливать в строго определённом месте, обеспечивающем максимальный охват всего помещения. Несколько датчиков не могут работать на один светильник. Если человек в помещении находится неподвижно, освещение будет погашено. Для его включения, необходимо произвести движение, что не всегда удобно.
Может быть использован с лампами накаливания, галогенными или светодиодными. С люминесцентными лампами использовать не рекомендуется, так как частое включение-выключение резко сокращает срок службы таких светильников.
Акустические датчики
Датчик акустический – устройство включающее освещение при наличии шума, звука.
Одно время выпускались устройства включающие свет по хлопку в ладоши или иному громкому звуку. В настоящее время выпускается устройство, названное «СОВА». Это аббревиатура – Система Ограничения Включения Автоматическая. Этот прибор предназначен для установки в подъездах жилых домов, коридорах, подсобных помещениях, на складах и т.п.
При возникновении шума, свет будет включён. Источников бытового шума обычно достаточно: скрип или хлопанье двери, кашель, звук шагов, разговор и много других. Через некоторое время после наступления тишины – свет выключается. Прибор автоматически подстраивается под длительный равномерный шум, но по-прежнему будет реагировать на резкие звуки. Немаловажное достоинство устройства в том, что оно плавно разогревает нить лампы накаливания, практически неограниченно продляя срок её службы. Так же, свет не будет включён при достаточном уровне внешнего освещения.
Новинки электроники
Совершенно недавно, на рынке появился электронный светорегулятор «МЁБИУс». Эта аббревиатура расшифровывается как Многофункциональное Ёмкостное Бесконтактное Исполнительное Устройство.
Прибор российского производства, обладает примечательным дизайном и ёмкостным способом управления. Кроме управления яркостью, обладает рядом особенностей:
• экономия электрической энергии;
• выключение с задержкой;
• пассивная охрана;
• управление с любого пульта ДУ;
• включение от шума;
• режим «Ночник».
Для экономии энергии в изделии имеется настраиваемый таймер отключения (от 5 минут до 12 часов). По истечении заданного времени, свет начнёт постепенно гаснуть. При воздействии на устройство (рукой или пультом), уровень освещённости восстанавливается и начинается новый отсчёт.
Отключение с задержкой активируется поднесением руки на 3 секунды к поверхности. После этого, в течение одной минуты свет будет постепенно выключен. Интересно, что пока удерживаешь руку, можно подумать, не забыл ли что-то дома!
Пассивная охрана – обычная имитация присутствия. Можно выбрать период времени (8-12-24 часа) через который при отсутствии воздействия, свет начнёт случайным образом включаться, менять яркость и выключаться, создавая эффект присутствия! В светлое время суток действовать не будет.
Для управления, можно использовать как совершенно любой пульт ДУ, так и настроить нужные кнопки нескольких (до 5!) существующих пультов.
Может включать освещение при наличии шума. Удобно использовать, например, в прихожей, свет включится при открывании двери. Разработчики планируют выпустить модификацию прибора понимающего голосовые команды! При активизации режима «Ночник», в тёмное время суток будет включено освещение на заданный уровень яркости.
На этом вторая часть материала закончена. Как видно, выключателей и приборов для регулирования освещения сегодня предлагается очень много. Одни из них предельно просты и доступны, другие представляют собой современные решения с использованием передовых технологий. Но главное – все они успешно справляются со своей работой, правда, каждый по-своему. Однако не стоит забывать, что только лишь лампами и выключателями система современного освещения не ограничивается. Важную роль в ней играют схемы подключения. О них речь и пойдет в заключительном материале серии. Следите за новостями!
Источник
