РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ В УЧЕБНЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ «УМНЫЙ СВЕТ»

ВВЕДЕНИЕ 4
1 Аналитический обзор литературы 7
1.1 Мировое потребление электроэнергии на освещение 7
1.2 Проблема искусственного освещения школ 9
1. 3 Нормы и требования к организации освещенности в учебных
помещениях 11
1.4 Современные системы управления освещением 14
1.5Нормативно-правовая база в сфере освещения 17
2 Методика проведения эксперимента 19
2.1 Система сбора данных 19
2.2 Методика сбора данных световых характеристик 25
2.3 Создание макета помещения 26
2.4 Модульная структура научно-экспериментальной установки 34
2.5 Способ подбора комплекта датчиков освещенности для проведения
измерений 36
2.6 Выбор рационального порядка включения светильников 38
2.7 Методика определения взаимосвязи внешнего и внутреннего освещения 39
3 Экспериментальная часть 42
3.1 Характер распределения естественного света 42
3.2 Подбор датчиков 45
3.3 Мониторинг освещения 46
3.4 Определение порядка включения потолочных светильников 47
3.5 Определение взаимосвязи внешнего и внутреннего освещения 52
4 Описание принципа работы модуля 56
4.1 Состав модуля 56
4.2 Работа модуля управления освещением 57
4.3 Управление светильниками 58
4.4 Первичная установка модуля в аудитории 63
4.5 Проверка решения на эффективность 64
4.6 Экономическая эффективность системы 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 72

Купить

По информации МЭА (международного энергетического агентства), 19% мирового потребления электрической энергии расходуется на освещение. В России расходуется порядка 13% вырабатываемой электроэнергии. Экономия электроэнергии возможна благодаря повышению эффективности новых осветительных устройств и данная задача считается одной из приоритетных задач правительства в области развития энергетического комплекса и модернизации экономики страны [1].
В ВУЗах и школах освещение занимает 20-50% от всего объема энергопотребления. В таких учебных заведениях возникает острая необходимость введения мер по повышению эффективности освещения с целью энергосбережения [38]. Одним из способов повышения энергоэффективности - является разработка и внедрение комплексной системы использования естественного света с помощью автоматизированной системы управления источниками света [2].
Исходя из статистических данных, около 26% молодых людей заканчивают школу с дефектом зрения, при этом за весь период обучения у детей патология возрастает в 2,4-2,5 раза [37]. Причиной считается недостаток дневного света и неправильное использование искусственного света. Это связано с тем, что в основном в школах учителя сами решают, когда включить или выключить свет в классе, исходя из своих предпочтений и ощущений [3].
Поэтому при создании автоматизированной системы освещения, необходимо учитывать, как должна расходоваться электроэнергия. Это должно происходить так, чтобы при минимальных затратах, с помощью правильного устройства и эксплуатации, было возможно обеспечить комфортные условия для глаз учеников и студентов, и высокое качество освещения, в общем, в учебных помещениях.
Объектом исследования являются системы освещения учебных помещений. Предметом исследования является процесс управления освещением.
Цель выпускной квалификационной работы - минимизация затрат на электроэнергию за счет создания модуля дискретного управления потолочными светильниками и обеспечение санитарных норм освещения в учебных помещениях.
Для достижения данной цели требуется решение следующих
исследовательских задач:
1)создание системы по сбору данных для характеристик проходящего света;
2)определение зависимости освещения внутри помещения от уровня освещения, которое поступает через окна;
3)разработка модуля управления освещением;
4)оценка экономической эффективности разработанного решения.
Научной новизной ВКР является разработка методики определения освещенности в локальных точках от естественного и искусственного освещения, поступающего в учебное помещение согласно СанПиН 2.2.1 2.1.1.1278-03.
На защиту выносятся следующие положения:
-методика определения взаимосвязи внешнего и внутреннего освещения;
-система сбора данных характеристик освещенности.
Практической ценностью данной работы является то, что разработанная система полностью автоматизирована и она требует наличие только одного датчика освещенности и по себестоимости значительно превосходит аналогичные решения.
Разработанный модуль управления освещением позволяет управлять включением потолочных светильников и производить протоколирование уровня освещенности. Датчик, установленный в оконном проеме, измеряет уровень естественной освещенности. Уровень освещенности в различных точках аудитории определяется по зависимостям, которые были рассчитаны в ходе работы и заложены в программу. Включение потолочных светильников осуществляется группами, в которые они были объединены, параллельно светонесущей стене. Если уровень освещения ниже установленной нормы, то включается дальняя от окна группа светильников. При этом постоянно просчитывается, достаточен ли уровень освещения в помещении.
Пояснительная записка состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка использованных источников и приложений.
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и задачи, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.
В первом разделе ВКР проводится аналитический обзор литературы, в котором рассматриваются проблемы освещения и повышенного потребления электроэнергии в школах, также была изучена нормативно-правовая база в сфере освещения.
Во втором разделе представлена информация о научноэкспериментальной установке, ее составных частях и макете помещения. Также была разработана система сбора данных.
В третьем разделе были проведены два исследования по определению освещенности в учебных помещениях двух школ. Проводился мониторинг освещения в течение всего рабочего дня.
В четвертом разделе описан принцип работы системы управления освещением. Решение проверено на эффективность в эксплуатации, а также приведена экономическая эффективность разработанной системы.
В заключении сформулированы основные результаты ВКР.
Пояснительная записка изложена на 83 страницах, содержит 41 рисунок, 9 таблиц, список использованных источников состоит из 43 наименований.

Купить