照明的节能技术1

LED照明比传统灯泡更节能，耗电量只有后者的1/4。 #生活常识# #日常生活小窍门# #节能建议# #LED照明应用#

1、1,照明的节能技术,2,是当今世界各国普遍关注的三大社会问题，并直接影响到人类社会的可持续发展。,人口、节能和保护环境,3,绿色照明的定义：,旨在节约能源和保护环境的照明的一种通俗而形象的描述。其内涵是选用光效高的优质节能的照明产品，再用科学方法经精心的照明设计，从而创造出一个功能合理、经济适用、节约能源的优良照明环境。,4,各种光源种类的能耗使用比例,5,能耗趋势,6,道路照明节能途径,光源 例如LED 微波硫灯 节能镇流器 LC镇流器 光源运行方式 例如变功率 过电压保护 电抗法 系统管理 例如智能控制 集中管理,7,现代传统照明采用光源： 白炽灯：效率低，15 lm/W 气体放电灯:效率高，平均75 lm/W,显色性差。 二十一世纪的崭新光源：LED，效率高，期望达到200lm/W,其独特的技术优势其他光源无法比拟。色彩范围可以覆盖色度坐标的80%90%，优于NTSC电视标准，显色性很高。利用三基色原理，可以得到几乎全部色彩，色彩艳丽，在夜景照明中极为醒目。,LED的技术优势,8,高效率，输入电能转换光能效率最,长寿命，是普通灯具的十数倍乃至几十倍以上,低能耗，与同照度镀内胆漆灯

2、相比，耗电仅1/81/10,一灯七色，色泽稳定，不受使用年限影响色差,安全可靠，LED灯属冷光源类，不产生热量,操作方式多样，既可与PC联机，又可与普通灯泡一样使用,新技术，发光方式为电子跃迁辐射复合发光,9,科学使用,1.在夜景、标识、小光通照明方面，LED已经牢固确立技术优势。 2.大光通照明方面，LED代表了技术方向，实际应用还有很多具体问题。 性价比 总体光效现在还不很高(约65Lm/W) 光度分布与灯具效率 灯具造型与传统审美观念,10,微波硫灯,11,无极荧光灯 大功率节能灯,近期的热点,12,节能电感镇流器,13,在绿色照明工程中，镇流器是一个极为重要的光源电器配件。它的发展受到许多方面的关注。 是电子镇流器还是电感镇流器？这是各方面人士存在较大分歧的一个问题。我们认为：根据这两类镇流器的原理、技术依据、历史发展和使用统计来看，小功率气体放电光源（40W以下）应该坚持以电子镇流器为主，因为它节能效果明显，一体化程度高；而对于高强度气体放电光源（100W以上）目前还是应该以电感镇流器为主，因为它节能效果与电子镇流器相当，电路可靠度高。,14,电感镇流器必须是节能型的。即节能

3、型电感镇流器。 国内大量的电感镇流器仍是传统型老产品，其性能稳定，价格便宜，但功率损耗大。从我国的国情出发，如果把传统电感镇流器更新为节能型的，将会取得可观的节能效果，而且在技术上、经济上皆是可行的。根据预测，如果将目前中国传统电感镇流器年产量100%转为节能电感镇流器，每年可以节电9亿千瓦小时。这相当于节省11.16亿元新建电厂投资，减排100万吨二氧化碳。,15,节能型电感镇流器的技术特性,节能电感镇流器与一般传统电感镇流器区别在于三个基本参数： 镇流器功耗限定的上限值， 系统功率因素的最小值 符合要求的启动电流。,16,节能要求,17,对镇流器的技术要求 （正常使用）,灯的电压电流值符合国家标准。 初始启动电流不超过规定值的上限。 电流谐波总值不影响灯的寿命。 电流谐波总值不影响功率因子调整至0.8以上。 温升不超过120度。,18,对镇流器的技术要求 （非正常使用）,电源电压提高10%（243V），电流有规定值。 在200度烘箱中，能连续工作7昼夜。 电气绝缘能耐压3000V一分钟，不发生击穿。,19,初始启动电流超过规定值的上限，将缩短灯的寿命。 大部分传统镇流器由于这时工作

4、在铁心的饱和区，初始启动电流较大。 节能型镇流器由于这时工作在铁心的线性区，启动电流不会很大。,20,传统型镇流器与节能型镇流器的比较,21,电流波形比较,节能镇流器,传统镇流器,结论：节能镇流器能有效防止波形 失真，提高灯的寿命。,22,功率因子补偿比较,节能镇流器,传统镇流器,结论：由于节能镇流器的电流波形失真小，功率因子补偿很容易补偿至最大值。,23,电压增加10%电流增幅比较,节能镇流器,传统镇流器,结论：在异常情况下，传统镇流器电流增幅极大，容易引起事故，而节能镇流器不存在这个问题。,24,镇流器自身能耗比较,25,镇流器寿命比较,镇流器寿命取决于镇流器的温度。 温度与寿命的关系呈对数关系，温度低10度，寿命增加一倍。 节能镇流器的温度比传统镇流器低40度左右，因此它的寿命是传统镇流器的16倍，理论寿命可以达到50年。,26,节能镇流器外形,27,EC型镇流器外形,28,EC型镇流器尺寸,29,OM型镇流器外形,30,OM型镇流器尺寸,31,OG型镇流器外形,32,环型镇流器,33,智能控制照明节能产品,时间预置型单灯节能器 适用于新道路工程 适用于老道路改造 时间预置型多灯

5、节能器 扩频载波式集中控制节能系统 无线遥控式集中控制节能系统,34,特点： 节能效果显著，可达30%以上。 线路可靠，基本不需要维修，寿命为20年以上。 一次性投入成本很小，不必对原有线路进行大量的改造工作。 延长灯、灯具与附属电器的寿命2-4倍。,35,效益分析,36,节能效果,250W HPS 节能效果表,37,400W HPS 节能效果表,38,我国目前道路照明中高压钠灯的应用情况：,当前我国大陆道路照明和室外照明约有600万套HPS装置在运行，预计年增量为100万套（99年生产HPS 600万支，电感镇流器150万个，其中2/3用于道路照明），因此，2000年道路和室外照明约有700万套HPS装置在运行。若其中10%的传统型HPS镇流器由节能型功率变换镇流器替代，则节电效果明显。,39,节电效果 年节电为： 700万x10%x250Wx5小时/天x365天x50%=1.597亿度 年节电费： 1.597亿度x0.4元/度=6388万元,40,投资回报期,传统型电感镇流器250W价格为80元，预制变换HPS250W节能型电感镇流器价格约为150元。每换一个镇流器需增加初始费用7

6、0 元。然而，每天可节约电费为： 250W5小时0.4元/度=0.5元/每天 则投资回收期：700.5元/天=140天,41,技术特性,功率转换档数： 400W/250W;250W/150W;150W/100W;100W/70W 磁路结构： 插片式单或双磁路 镇流电路结构： 串或并联 镇流器能效值： 符合国家有关标准 时间转换档数： 3档/24小时 电路输出执行电平：0V 6V 电路负载电流： 10A(400W/250W) 电路自身能耗： 5W(400W/250W),42,双功率镇流器的设计,假如满功率时的灯的功率为P灯1，降功率时的功率为P灯2，双功率镇流器的结构为单铁心抽头式，设计可分为四个步骤： l 满功率镇流器的设计 l 根据降功率的幅度作线圈修正 l 几何尺寸的确定 l 镇流器自身能耗的计算,43,满功率镇流器的设计 ： 求镇流器工作电压 选择铁芯截面 计算线圈匝数 计算所需导线直径,44,根据降功率的幅度作线圈修正： 计算降功率时的线圈圈数N 需要增加的线圈圈数N2 计算所需导线直径为,45,几何尺寸的确定 ： 计算线圈厚度 铁心窗口尺寸 铁心迭厚 空气隙长度,46,镇流器

7、自身能耗的计算： 由硅钢片的比耗求铁心损耗（主要由涡流损耗与磁滞损耗构成） 由公式I2R计算铜耗,47,双功率镇流器的设计举例,设计高压钠灯400W/250W双功率镇流器。已知： 型号 电源电压(V) 功率(W) 灯管电压(V) 工作电流(A) NG400 220 50Hz 400 110+20 300 NG250 220 50Hz 250 110+20 180,48,概论,近几十年来，为了提高照明的质量，也即提高安全性，降低事故率，设计者在进行照明设计时把照明亮度提得越来越高。高强度气体放电灯被大量广泛地使用，伴随而至的是能耗大幅度提高。特别是近年来，能源价格大幅度提升，使电力耗费成为负担。因此，有必要加强技术改进，以期减缓能耗上升的趋势。 虽然目前节能型照明器具发展很快，但仍难以获得大幅度降低能耗的效果。我们设计的电抗器法控制变换灯功率，除了优化镇流器本身的结构外，在光源运行的方式上还作了改进，即在不降低安全性的前提下，根据车流与人流统计情况，或自动或手动进行功率变换。通俗地讲，就是在繁忙的时候，灯运行在大功率状态；在车少人稀的时候，能自动变换，使灯能在60%的额定功率处运行，由此

8、达到节能的目的。,49,电抗器法的原理,所谓电抗器法实际是利用线性电抗器，接入灯电路中，使电路的总阻抗可以进行变换，从而使灯的功率随之发生变化。如果变化次序是根据照明环境的需要而设定，即在正常情况下，灯按设计要求在额定功率下运行；在一些特殊情况下（例如道路照明的深夜；火车站无火车通过时；亮化工程的非重大节日时等等），灯不能熄灭，但不必照度很大，而且又要兼顾均匀性，这时可以使灯降功率运行。具体方法是串联接入电抗器，增大电路阻抗使灯功率下降。这种方法称之为电抗器法。 考虑技术工艺和市场等因素，一般而言，电抗器法的变换设为两挡，即满功率与降功率。换档通过机电器件或电子电路来实现。,50,五、智能化集中控制,51,目前现状： 作为高效光源，气体辉光、弧光放电灯已经广泛地应用于户内、户外照明。由于气体放电光源工作过程复杂，传统的控制节 能方案根本无法进行。 因此，目前状况是：包括街灯、集中照明区域等，一旦灯具安装，则几乎永久地保持着恒定甚至超量的功耗，不管交通是繁忙还是寥落。照明不能按需调控，仅电费一项每年就会多支出不少。,52,本项节能型智能照明控制系统 特点：,用中央集中控制的方法，对所有灯

9、具实施轻松自如调控 可对系统内任意一套灯实现开、关和降功率运行三种状态的调控 既可程序化自动运行，也可人工操作 节能效果达到40%，而且使光源及附件的寿命延长三至四倍,53,系统的创新点,与一般控制系统只控制开、关两种状态不同，增加了降功率运行的控制。使节能效果、光源及附件寿命延长的优点明显突出。 与一般调控装置（例如西班牙塞里克鲁公司的NE智能调控装置）不同，通过降低灯电流的方法实现降功率，使灯能使用至极限寿命。此项技术已经通过上海市科委鉴定。而不是通过降低灯电压的方法实现降功率，由于降低了二次启动电压，灯后期无法点燃。 采用节能型电感镇流器，能耗下降50%，寿命可达20年以上。,54,系统特点：,舒适的操作性能： 可以简单地同时开启及关闭一个区域内所有的照明灯具，并且按计算机的几个键，就能切换到一个合适灯光情境的场面。 创造有效率的照明环境、实现节约能源的功能： 整个系统的照明状态可以在监控室、管理室来做集中控制与监视，将可以有效的做到集中监控管理，以节省更多的能源 施工简单化：因为采用无线遥控和扩频载波多重传送方式，所以不管是1个路或100个路皆无需另外敷设讯号线，所以较以往的传统配线器具在配之特性方面可以节省更多的线路，成本简化了许多，同时兼具低电压安全。 容易设定的方便性：提高了系统设计、成本估算的速度，而材料准备、安装和系统更改也变得简单且更具经济效益。 可变更设定的经济性：当照明控制范围需要变更时，只需要重新在程序中增设新的地址即可，非常快速与容易，并且不用重新配线。 由于系统的弹性设计，只要选用必要的元件，就能做出一个满足 需求的最佳系统。,55,社会、经济效益分析,n 社会效益：改善城市形象、提高管理水平、降低犯罪率、节能环保等。 n 经济效益：提高管理、节能、延长灯具使用寿命等，初步估算大约在2-3年内收回投资。 n 实际效果：统一开关灯控制、路灯亮灯率控制、节能、保证符合路灯照度要求 。,56,系统设计内容包括：,n 调度端的设计 n 远动控制终端的设计 n 节能路灯前端控制器设计 n 无线通讯信道的设计 n 系统可靠性、安全性设计 n 系统环境适应性设计,57,设计原

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