go-to-topgo-to-top

Главная Статьи Светодиодные светильники для освещения наземного пешеходного перехода в Москве
Светодиодные светильники для освещения наземного пешеходного перехода в Москве PDF  

Г.С. Сарычев, ООО «ВНИСИ», А.Ю. Федорищев, ГУП «Моссвет» (доклад представлен на ХХVI Московской конференции «Проблемы и пути повышения  энергоэффективности» Г.Н. Гаврилкиной, ООО «ВНИСИ»)

Серия энергосберегающих светильников на базе светоизлучающих диодов (СИД) явилась следствием конкретной задачи - создание пилотной осветительной установки (ОСУ) надземного пешеходного перехода.

1 При этом главная цель заключалась в обеспечении нормируемых светотехнических параметров и снижении эксплуатационных затрат.

Предполагалось, что результатом этой конкретной работы станет:

1. массовая реконструкция ОСУ этого типа;
2. получение новых сведений по проблеме так называемого твердотельного освещения (на светодиодах).

Для реализации этого проекта был представлен надземный переход по адресу: г. Москва, Алтуфьевское шоссе, д.60 (рис. 1 и 2). Длина горизонтальной освещаемой части перехода - 40 м, ширина - 3 м, высота - 4?м.

В существовавшей до реконструкции ОСУ использовались светильники ЖБУ-02-7-002 с натриевой лампой SON-T Pro 70 W в количестве 13 шт., которые обеспечивали горизонтальную освещенность 55 лк (норма 75 лк, см. МГСН 2.06-99).

Конечная задача решалась в два этапа: первый - разработка собственно светового прибора (СП) и второй - проектирование ОСУ, монтаж и испытания (фотометрирование).

Алгоритм создания светового прибора, в принципе, достаточно прост, но имел несколько вариантов по мощности и габаритам светильника, рассматривались несколько вариантов по используемым СИД (в т.ч., по цветности). Особо прорабатывался вопрос по ресурсу (сроку службы) светильника. В этой конкретной задаче ресурс СП на СИД мог варьироваться от 50 до 65 тыс. ч в зависимости от плотности монтажа СИД и способа отвода тепла. Задача несколько усложнялась тем, что использовался уже готовый алюминиевый профиль (рис. 3), необычайно тонкий для этого случая. В итоге удалось справиться и с проблемой теплового режима СИД, и с выбором драйвера нужных габаритов и ресурса.

Световой прибор получился достаточно простым и элегантным (рис. 4). Конструктивно светильник состоит из упомянутого алюминиевого профиля, поликарбонатного призматического рассеивателя, двух линеек по 9 СИД в каждой и двух блоков питания. Подвод питания - трехжильный провод, входящий в состав готового изделия.

2

Технические характеристики светодиодного светильника ДПО-18 У2 представлены в табл. 1.

Табл. 1. Технические характеристики светового прибора ДПО-18 У2

Номинальное напряжение, В

 

220 ± 10

Частота, Гц

 

50

Мощность, Вт    номинальная

не более

26

33

Световой поток, Лм     номинальный

не менее

1450

1200

Класс светораспределения по ГОСТ 17677-82

 

П

Кривая силы света по ГОСТ 17677-82

 

Д

КПД %, не менее

 

75

Цветовые характеристики

Т ЦВ = 6500

R а = 75

Степень защиты светильников от воздействия окружающей среды по ГОСТ 14254-96

IP 53

Группа условий эксплуатации в части воздействия механических факторов по ГОСТ 17516.1-90

M1

Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15159-69

У2

Срок службы, лет, не менее

 

10

33

Светотехнический расчет осветительной установки на базе программы Dialux позволил определить требуемое количество светильников - оказалось, что 26 светильников ДПО - 18 У2 вполне достаточно для обеспечения нормируемой освещенности (75?лк) с коэффициентом запаса 1,3 (строго говоря, несколько завышенным).

Табл. 3. Сравнение эффективности реальной осветительной установки со светильниками ЖБУ-02-70-002 и ДПО-18 У2 для надземного перехода: Алтуфьевское ш., д.60

 

Тип светильника

ЖБУ-02-70-002

с натриевой лампой

SON-T Pro 70W

ДПО-18 У2

 

На один

светильник

На ОСУ

(13

св-ков)

 

На один

светильник

 

На ОСУ

(26

св-ков)

 

Потребляемая мощность

(с учетом потерь в ПРА), Вт,

не более

80

1040

26

676

Потребляемый ток, А

 

0,4

5,2

0,2

5,2

Горизонтальная освещенность, лк

 

 

55

 

121

Ресурс работы светильника/лампы в режиме городского освещения, лет

10/2,5

10/2,5

10/10

10/10

Годовой расход электроэнергии, кВт.ч*

 

321,2

4176

104,4

2714

Экономия электроэнергии, %*

 

 

0

 

35

* При среднесуточной работе 11 час.

Стремясь свести к минимуму затраты на реконструкцию осветительной установки, было принято решение использовать имеющуюся схему электроснабжения ОСУ: взамен каждого из 13 светильников с натриевыми лампами устанавливались два светильника ДПО - 18 У2, причем использовались уже существующие распаячные коробки, т.е. монтажные работы заключались в закреплении светильников на конструктивных элементах перехода и подключении выходящих из светильников проводов к клеммам распаячной коробки. А т.к. установленная мощность и рабочий ток новой установки не превышают соответствующие параметры старой установки, то не требоваменять ни электропроводку, ни систему управления осветительной установкой.

На рис. 5 и 6 представлена уже смонтированная ОСУ в рабочем состоянии. Опрос пешеходов показал или безразличное отношение или удовлетворительную оценку.

В табл. 2 - картина горизонтальной освещенности перехода, средний уровень освещенности - Е=121 лк, равномерность 0,72 (мин/сред). Эти параметры превосходят требования технического задания.

Новая установка позволяет сэкономить 1460 кВт ч (35%) в год по сравнению с прежней (Е = 55 лк), (табл. 3).

При равных освещенностях сравниваемых установок (Е=75 лк) экономия электроэнергии с новыми световыми приборами составит 71%, а при использовании светоуправления (датчики присутствия) 84% (табл.4), срок окупаемости 5 лет.

Табл. 4. Сравнение эффективности осветительных установок со светильниками ЖБУ-02-70-002 и ДПО-18 У2 для надземного перехода при равенстве создаваемых ими освещенностей

 

Тип светильника

ЖБУ-02-70-002

с натриевой лампой

SON-T Pro 70W

ДПО-18 У2

На один

светиль-ник

На ОСУ

(18 св-ков)**

На один

светиль-

ник

На ОСУ

(16 св-ков)**

Потребляемая мощность

(с учетом потерь в ПРА), Вт,

не более

80

1440

26

416

Потребляемый ток, А

0,4

7,2

0,2

3,2

Горизонтальная освещенность, лк

 

75

 

75

Ресурс работы светильника/лампы в режиме городского освещения, лет

10/2,5

10/2,5

10/10

10/10

Годовой расход электроэнергии, кВт.ч ***

Без свето-регулятора

321,2

5782

104,4

1670

Со свето-регулятором*

 

То же

 

911

Экономия электроэнергии, %***

Без свето-регулятора

 

0

 

71

Со свето-регулятором*

 

 

 

84

*    С датчиками присутствия (светильники не горят в среднем 5 часов в сутки)
**  Расчетное количество светильников, обеспечивающих горизонтальную освещенность 75 лк на уровне пола горизонтальной части надземного перехода (рассчитано на основе результатов измерений реальных значений освещенности)
*** При среднесуточной работе 11 часов

00В новой установке датчики присутствия не предусматривались по той причине, что было опасение внезапного ослепляющего действия при «вспыхивании» ярких источников света на водителей. Однако, наблюдение за работой ОСУ с СИД продемонстрировало беспочвенность подобных опасений, и в дальнейшем мы считаем необходимым оснащать подобные ОСУ датчиками присутствия.

В заключение, представленная конструкция светового прибора на базе СИД позволяет реализовать унифицированную серию приборов на мощности от 5 до 50 Вт со световым потоком от 400 до 4000 лм, учитывая определенный запас по теплосъему и ресурсу рассмотренной здесь модификации. Предполагаемые области применения: пешеходные переходы, общественные здания, ЖСК, спортивные клубы и др. Возможны цветные варианты, что придаст красочность освещению.

Теперь, несколько слов о второй серии приборов. Ее предистория - это критические замечания в адрес светильника, который использует очень популярный алюминий (очень популярный у тех, кто сдает металл в пунктах утильсырья).

Родилась идея использовать поликарбонатную трубу одновременно в качестве корпуса и рассеивателя, внутри трубы - панель со светодиодами и драйвер.

Фото такого макета представлено на рис. 7. С фитингом для стыковки светильников труб в линию макет представлен на рис.8. Возможна другая конфигурация с другими фитингами.

Не будем в данной статье углубляться в вопросы съема тепла со светодиодов.

В этой, в общем-то непростой задаче есть решения, отметим только, что у этого светового модуля есть дополнительные (помимо ударостойкого поликарбоната) преимущества - его можно без особых проблем реализовать в пыле - влагозащищенном варианте. Периметр, на котором требуется реализовать такую защиту, минимален.

Параметры модуля представлены в табл. 5. Такой световой модуль длиной 1 м может обеспечить световой поток от 850 лм до 1250 лм при ресурсе 50 тыс. ч и 30 тыс. ч. Дискомфортная блескость светильника может быть исключена, как внешними экранами, так и внутренней решеткой (место для этого есть).

123

Вариантом такой серии может быть светильник, армированный корпусом - дополнительным антивандальным препятствием (рис. 9)

Детальная проработка этой конструкции, возможно, будет реализована в следующем году. Считаем, что в целом это направление по созданию антивандального светового прибора, с целым рядом дополнительных преимуществ, имеет право на развитие.

Табл. 5. Технические характеристики светоизлучающего модуля на базе СИД

№ п/п

Технические характеристики модулей

Типы модулей

1

2

1

Напряжение питания, В

220

220

2

Потребляемая мощность, Вт

17

17

3

Потребляемый ток, А

0,12

0,12

4

Ресурс работы, тыс. ч.

50

50

5

Кривая силы света

Д

Д

6

Осевая силы света, кд не менее

380

350

7

Класс по светораспределению

Н

Н

8

КПД %, не менее

85

85

9

Степень защиты оболочки

(пыле- и струезащищенный)

IP 55

IP 55

10

Класс защиты от поражения электрического тока по ГОСТ 12.2.007.0-75

I

I

11

Цветовые характеристики

Тцв = 6500

Ra = 75

Тцв = 3270

Ra = 80

12

 

Габаритные размеры, м

 

1.0 х ? 0,07

1.0 х ? 0,08