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1 智能照明控制系统的设计
根据香梅花园 5 期车库的特点,我们与设计院共同设计出一个智能照明控制系统应用于
车库的照明管理。我们的设计思想是:
(1)全部采用标准的 28 W T5 三基色日光灯替代传统的 36 W T8 日光灯。
(2)所有日光灯均配备可调光电子镇流器。根据灯具类型,配置“一拖一”或“一拖二”可调光电子镇流器。
(3)主干道采用被动红外移动探测器对过往车辆进行探测,当有车辆经过时,智能照明控制系统自动把主干道上的日光灯功率调节到满功率的 70%(即每支日光灯消耗功率为 19.6 W)。由于主干道全部采用双管日光灯,因此,在这种情况下,地面照度将超过100 lx,确保能够为用户提供一个明亮的通行环境。
(4)当主干道处于空闲状态时,智能照明控制系统自动将日光灯调节到满功率的 50%(即每支日光灯功率为 14 W),确保地面照度能够满足**规定的标准(地面照度不低于 75 lx)。
(5)在停车位安装照度传感器,智能照明控制系统自动将此区域的照度调节到 75 lx,满足**标准要求。根
据测量,这时日光灯(单管)平均消耗功率为 18 W,加上可调光电子镇流器消耗功率,每套灯具功率为 22.5W。
(6)智能照明控制系统中的照度控制模块通过 RS485通讯接口,与车库管理中心的电脑连接,管理人员可以通过电脑掌握当前的照明状态。一旦发生特殊情况,管理人员还可以通过电脑直接控制每个区域的日光灯照明亮度。
2 节能效率测算
按照上述设计,假设主干道每天有车辆来往的时间为 8 h,可以测算出采用智能照明控制系统后的节能效率。
(1)主干道每天有车辆来往时,照明设备需消耗电能为:每支日光灯功耗为 19.6 W,每个“一拖二”可调电子光镇流器功耗为 8 W,一套双管日光灯每小时功耗为:19.6 W×2+ 8 W= 47.2 W
300 套双管日光灯,1 d 消耗的电能为: 47.2 W ×8(h) ×300(套) / 1000=113.28 (kW·h/d)
(2)主干道每天空闲时,照明设备需消耗电能为: 每支日光灯功耗为 14 W,每个“一拖二”可调光电子镇流器功耗为 8W,一套双管日光灯每小时功耗为:14 W×2+8 W= 36 W
300 套双管日光灯,1 d 消耗的电能为: 36 W×16(h)×300(套)/1000=172.8 (kW·h/d)
(3)停车区域照明设备每天需消耗电能为: 每支日光灯功耗为 18 W,每个“一拖一”可调光电子镇流器功耗为 4.5W,一套单管日光灯每小时功耗为:18 W+4.5 W= 22.5 W
230 套单管日光灯,**消耗的电能为: 22.5 W×24(h)×230(套)= 124.2 (kW·h/d)
(4)采用智能照明控制系统后,整个车库每天耗电:113.28+172.8+124.2=410.28 (kW·h/d)
(5)采用传统 36 W T8 日光灯和电感镇流器时,整个车库每天耗电: 48W×24(h)×830(套)/1000=956.16 (kW·h/d)
(6)节能效率:(956.16-410.28) / 956.16×****= 57.1%
(7)每年可节约电费:305 723 ×57.1%= 174 567 (元 / 年)
从上述分析可以看出,通过技术革新,采用新的智能照明控制系统后,上海香梅花园 5 期地下车库
每年支付的电费将从 30.5 万元下降到 13 万元,节约电费 17.5 万元。这不仅可以为企业节省大量电费支
出,还由此带来的一系列社会效益。
3 智能照明控制系统特点
(1)控制方式比较:传统控制采用人工控制方式, 必须一路一路地开或关。对于很多地下车库而言,不
管有人无人,都处于打开状态。有些企业节能措施做得好的,也就是到晚上 6:00 或 7:00 以后,人工关闭 部分照明灯具,其余部分即使没人,照样一直打开。严重浪费电能,而且这个问题是无法解决的。 智能照明控制系统,能够通过传感器探测,感知是否有人使用。当有人使用时,通过低压小信号控制,将相应区域调亮。无人使用时又调节到**规定的低照度,大幅度提高电能使用效率。
(2)照明方式比较:传统控制方式单一,只有开和关。传统的电感式镇流器由于工作频率低,产生频闪,据调查日光灯频闪也是造成我国青少年近视的一个重要原因。智能照明控制系统采用调光方式,避免开关操作硬启动对灯具寿命的影响。同时,电子镇流器工作频率高,解决频闪问题,照明舒适度大大高于传统的电感式镇流器。灯具寿命也将延长 2~4 倍,降低物业管理中的维护费用。
(3)管理方式比较:传统控制对照明的管理是人为化的管理,无法实现科学化管理。智能照明控制系统可实现能源管理自动化,通过分布式网络,只需 1 台计算机就可实现对整幢大楼的管理。操作人员只需轻敲键盘,就可以对每个区域的照明进行控制,同时还可以通过电脑及时掌握整个系统的照明状态。并能轻而易举地实现定时控制、场景控制等多种智能方式,把照明节能效率发挥到更佳状态。
(4)节能方式比较:未采用智能照明控制系统的车库,大部分采取拆卸日光灯的作法来实现照明节能。 采用这种的问题是,车库地面照度远远低于**规定的标准,有的车库地面照度甚至低于 30 lx。照度不足容易导致驾驶员误判,引发事故发生,并容易激起物业管理人员与业主之间的矛盾。采用智能照明控制系统后,车库保持 合适的照度。当车辆来往时,主干道会非常明亮,避免事故的发生,节能效率还高于拆卸灯具的方式。
4.安科瑞智能照明控制系统
4.1系统简介
Acrel-BUS智能照明控制系统,是基于KNX总线技术设计的控制系统。KNX总线技术起源于欧洲,是在EIB,Batibus和EHS这三种住宅和楼宇的总线控制技术上发展起来的,其中EIB(European Installation Bus,欧洲安装总线)是该总线技术的主体。
Acrel-BUS智能照明控制系统采用标准的2*2*0.8EIB BUS总线(即KNX总线)作为总线线缆,将所有的智能照明控制模块连接到一起并组成一套完整的控制系统,既可实现照明灯具的远程集中控制,又可实现就近控制功能。该系统理论可连接控制模块数量达580000多个。
安科瑞智能照明产品种类齐全,方案完善。用户可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能控制,特别适合于各类智能小区、医院、学校、酒店,以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明系统。
4.2系统工作原理示意图
4.3产品选型
4.3.1开关驱动器
用于对设备进行开关控制的驱动器,具有延时、预设、逻辑控制、场景、阈值开关等功能,电气参数如下:
4.3.2调光驱动器
2路0-10V调光器,可对每路进行回路开关控制并输出 0-10V 调光信号对具有 0-10V 调光接口的灯具进行调光,具有开关、场景、状态反馈等功能,电气参数如下:
4.3.3传感器
传感器是一种能感受外界信号、物理条件(如光、移动)的设备装置,并将感应的信息传递给其它设备装置(如调光器、开关驱动器),电气参数如下:
4.3.4总线电源
KNX/EIB 系统标准供电电源,为总线提供电压640mA 输出电流,至多可以为 64 个设备供电,带总线复位、 过流指示和短路保护。标准导轨安装,电气参数如下:
4.3.5智能面板
用于接受按键触动信号,可通过区分短按与长按并结合不同参数配置实现开关、调光、场景、窗帘控制、调温、报警等功能,电气参数如下:
4.3.6干接点输入模块
用于接受外部干接点信号输入,可通过不同参数配置实现开关、调光、场景、窗帘控制、调温、报警等功能,电气参数如下:
4.4系统功能
(1)光照度(需要配照度传感器)监测,对利用自然光照明区域,根据自然光照度变化,进行照明控制和调节,满足照明和节能要求;
(2)公共区域、走廊、通道、门厅、电梯厅等的照明,应设置红外或微波类人体感应器,并结合智能控制面板,实现各种场景照明控制,尽可能较少灯具点亮时间;
(3)楼梯间照明采用人体感应探测控制;
(4)设备房、设备房走道采用分组就地控制;
(5)室外路灯、景观等照明采用光照度控制结合时控的集中控制方式;
(6)监控系统界面友好,画面美观,实时显示各区照明工作状态;
(7)应具有完善的用户权限管理功能,避免越权操作;
4.5系统应用领域
4.6系统的控制优势
(1)系统可通过、触摸屏、电脑对现场的灯光、空调及窗帘等进行远程集中控制,使得控制更加方便智能,用户体验更好;
(2)系统中控制模块均工作在直流30V安全电压下,用户操作更加安全、舒适;
(3)系统在实施过程中,充分结合自然光及人员的活动规律来自动控制灯光,减少能源消耗,达到很好的节能效果;
(4)系统采用分布分布式KNX总线结构,搭建简单灵活,系统内各模块互不影响,可独立工作,可靠性更高;
(5)多种控制方式可供选择,如本地控制,自动感应控制,定时控制,场景控制和集中控制等,控制方式更灵活;
(6)系统的自动控制、远程集中控制等功能,在实现自动化的同时,大量减少了值班人员,提高了管理水平和工作效果;
(7)升级系统内控制模块或更改系统功能时,无需增加连接线,不需关闭整个系统,只需更改设备参数即可实现,维护方便,操作简单;
(8)系统可与消防系统联动,在出现消防报警时,强制打开应急回路,方便人员疏散,从而降低了人员伤亡的风险,提高了建筑的安全性。
4.7安科瑞组网方案
智能照明控制系统组网方式灵活,扩展方便,当系统模块数量较少、距离较近、范围较小时,各设备以树形枝状延伸,构成支路系统智能照明控制系统;当系统模块数量较多、距离较远、范围较大时,用支线耦合器组成多条支路,构成区域智能照明控制系统;当系统模块数量很多、距离很远、范围很大时,用支线耦合器、区域耦合器等构成楼群智能照明控制系统。
5.结语
“科学技术是**生产力”。在**不断倡导节能降耗的今天,这句话就显得尤为重要。只有勇于进取,敢于采用新技术、新成果,才能获得更佳的节能效率。实践将会证明,在采用了**的科学技术后,不仅可以实现大比例节电,还能为企业节约了大量的资金,一举多得。
参考文献
[1]王炜.ABB i-bus EIB 智能照明控制系统在智能建筑中的应用[J].电工技术杂志,2003(9):42-44.
[2]史洪伟.智能照明控制系统在上海某车库中的应用
[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册2019.11版
[4]安科瑞智能照明控制系统产品选型手册.2018.8版