Г лава 1. Обзор литературы 12
1.1. Энергосбережение и энергоэффективность в освещении 12
1.2. Полые трубчатые световоды 15
1.2.1. История полых трубчатых световодов 16
1.2.2. Полые трубчатые световоды сегодня 21
Глава 2. Разработка гибридного светильника 26
2.1. Разработка блока искусственного света 26
2.2. Выбор конструкции гибридного светильника 27
2.2.1. Конструкция с переходом от трубы малого диаметра к трубе
большего диаметра с помощью СБИС 31
2.2.2. Конструкция с переходом от трубы к усилителю с помощью СБИС 35
2.3. Расчет теплового режима 38
2.3.1. Условия построения теплового баланса 38
2.3.2. Допущения 39
2.3.2. Расчёт 39
2.4. Характеристики и показатели гибридного светильника 42
Глава 3. Технико-экономическое обоснование типоряда гибридного
светильника 45
3.1. Конструкция №1 - гибридный светильник DS1 49
3.2. Конструкция №2 - гибридный светильник DS/M74 49
3.3. Конструкция №3 - гибридный светильник М74/М94 50
3.4. Конструкция №4 - гибридный светильник DS/YM74 51
3.5. Конструкция №5 - гибридный светильник М74 52
Глава 4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 55
4.1 Описание проекта 56
4.2 Анализ конкурентных технический решений 57
4.3 Оценка эффективности исследования 63
4.4. Выводы по разделу 69
Глава 5. Социальная ответственность 74
5.1. Производственная безопасность 75
5.2. Обоснование мероприятий по защите исследователя от действий
опасных и вредных факторов. 78
5.3. Экологическая безопасность 91
5.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 92
5.5. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 96
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 100
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ: 101
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ: 102
Приложение А 107
Приложение Б 121
Приложение В 123
Приложение Г 125
Приложение Д 127
Приложение Е 129
Приложение Ж 131
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа 132 с., 26 рис., 23 табл., 48 источников, 7 прил.
Ключевые слова: гибридный светильник, энергосбережение, система совмещенного освещения, светодиодный блок искусственного света, полые трубчатые световоды.
Объектом исследования является система совмещенного освещения - гибридный светильник.
Цель работы - разработать гибридный светильник с рекордной энергетической эффективности и высоким качеством создаваемой световой средой.
В процессе исследования проводились компьютерные моделирования светового тракта и расчёты теплового баланса конструкции гибридного светильника.
В результате исследования была получена конструкция с КПД светопередачи равного почти 100%. Расчёт теплового баланса показал, что конструкция светильника надежная и обеспечивает долговечность.
Основные конструктивные, технологические и техникоэксплуатационные характеристики:
• удельная установленная мощность гибридного светильника - 3 Вт/м2;
• приведенная световая отдача >320 лм/Вт;
• энергетический КПД - не менее 88%;
• КПД светопередачи - не менее 97%.
Степень внедрения: результаты ВКР рекомендуется к применению в компании «Солар», г. Краснодар, «Световые системы», «Физтех-Энерго» г.Томск.
Область применения: энергосберегающая технология в освещении.
Экономическая эффективность/значимость работы: потребление электрической энергии гибридным светильников до 4 раз меньше, чем традиционные осветительные системы.
В будущем планируется проверить фотометрические характеристики разработанного стенда с расчётными, внедрить гибридный светильник в массовое производство.
В настоящее время системы освещения являются одним из основных потребителей электроэнергии в мире. В РФ на долю искусственного света приходится 14% от всей вырабатываемой отечественной ЭЭ.
Внутренние осветительные сети являются наиболее ёмкой и преобладающей сферой потребления ЭЭ. Современная светотехника и новейшие технологии в освещении позволяют существенно снизить затраты на ЭЭ. В первую очередь, это возможно благодаря современным технологиям использования такого мощного ресурса энергосбережения в освещении как естественный свет, потенциал которого по территории РФ в среднем составляет 50%. Представителем данных техники и технологии являются ПТС интеграция которых с современными источниками света высокой энергетической эффективности (светодиодными модулями) позволяет добиться предельной эффективности. Это так называемые гибридные осветительные системы. Такой подход является рациональным в задачах формирования световой среды высочайшего качества и систем освещения высокой энергетической эффективности, в которых объединены ресурсы естественного и энергоэффективного искусственного освещения.
Таким образом, гибридная система совмещенного освещения (ГССО) представляет собой перспективное направление сферы энергосбережения, направленной на формирование комфортной световой среды.
Цель и задачи
Целью работы является разработка гибридного светильника с рекордной энергетической эффективностью и высоким качеством создаваемой световой среды.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих
задач:
1. проанализировать опыт мировой и отечественной практики решения проблемы энергосбережения в освещении и существующих ГС;
2. провести компьютерное моделирование и выбрать конструкцию ГС с максимальным коэффициентом светопередачи;
3. разработать типоряд ГС и провести его технико-экономическое обоснование;
4. изготовить опытный образец ГС.
В ходе работы был разработан гибридный светильник с рекордными параметрами и высоким качеством световой среды.
Путём аналитического обзора было выяснено сегодняшнее состояние энергосбережения в освещении, ССО и ГС. Оказалось, что существует ряд зарубежных фирм, выпускающих ГС. Данные светильники имеют существенные недостатки, которые послужили толчком для создания данной ВКР.
Компьютерным моделированием были получены конструкции с максимально возможным КПД светопроводящего тракта - переход от трубы меньшего диаметра через СБИС к трубе большего диаметра и переход от трубы через СБИС к усилителю от ПТС М74. Для оптимального варианта ГС произведён расчёт теплового баланса светильника, который показал, что в данном светотехническом устройстве обеспечивается надёжность и долговечность системы. По результатам расчётов и ислледования был разработан типоряд ГС, состоящий из 5 модификаций.
Типоряд ГС применим в любых помещениях, с любой высотой потолков: офисные, учебные, медицинские учреждения, торговые центры, склады, промышленные, сельскохозяйственные помещения, а также помещения подземного размещения.
ГС имеют следующие рекордные параметры:
S приведенная световая отдача > 320 лм/Вт;
S удельная установленная мощность - 3 Вт/м2;
S энергетический КПД - не менее 88%;
S КПД светопередачи - не менее 97%.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ:
1. Анцупов Я.В., Арстанбеков Б.А., Овчаров А.Т. Гибридный светильник в архитектуре и строительстве, как ресурс энергосбережения//Материалы III Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Молодёжь, наука, технологии: новые идеи и перспективы» (МНТ-2016), секция: Энергосбережение, ресурсоэффективность и экология. 2225.11.2016г., Томск. Издательство ТГАСУ. 2016. С. 487-492;
2. Анцупов Я.В., Овчаров А.Т. Гибридный светильник - инновационная система совмещенного освещения//Материалы V Международной научно-практической конференции «Современные тенденции развития науки и производства», секция: Технические науки. От 28 февраля 2017г., Кемерово. Издательство ООО «Западносибирский научный центр». 2017. С. 257-261;
3. Анцупов Я.В., Овчаров А.Т. Гибридный светильник - продукт эволюции систем совмещенного освещения//Материалы Международной научной- технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Научная сессия ТУСУР», секция: электроника и приборостроении, светодиоды и светотехнические устройства. От 10 мая 2017г., Томск. Издательство ТУСУР. 2017. С. 101-103.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
