Вариант 1. Автономные “самообучающиеся” диммеры К2302, К2304, К2305 для светильников ДНаТ и LED
Модель К2302 – для светильников с лампами ДНаТ 70-1000 Вт с диммируемым (двухобмоточным) электромагнитным ПРА или ЭПРА с функцией понижения мощности и модульных светодиодных светильников (2 уровня мощности – 100 и 50%)
Модели К2304, К2305 – для светодиодных светильников и светильников с лампами ДНаТ любой мощности, имеющих вход управления 1-10В (2 уровня мощности – 100 и 50% или 3 уровня мощности – 100/75/50%).
Данная разработка продается (документация, прошивка микроконтроллера, утилита для быстрого серийного программирования). Приобретая её, вы сможете самостоятельно изготавливать светильники с функцией автоматического ночного понижения мощности без систем управления освещением (АСУНО)!!!
Почему автономный
Всем хороши централизованные системы управления уличным освещением: они позволяют включать и отключать его, переводить в ночной режим работы с пониженным энергопотреблением, передавать данные о состоянии каждого светильника и пр., используя технологии PLC или беспроводную передачу данных по радиоканалу. Но здесь, как и в любой другой технической системе, есть модули, делающие основную, т.н «полезную работу», и есть модули, наделяющие систему определенным дополнительным функционалом, требующим, как правило, значительных денежных доплат.
Но всегда ли это нужно? Например, инвестору, выполняющему работы по модернизации уличного освещения города в рамках энергосервисного контракта «переплачивать» две-три цены за дополнительные сервисные функции нет никакого смысла – привлекательность проекта резко снижается.
А как быть небольшим предприятиям, учреждениям или городским поселениям, у которых количество светильников, освещающих прилегающую территорию или улицы, составляет 10-100 шт? Они ведь никогда не купят систему диспетчерского управления наружным освещением.
Как раз для этого класса потребителей мы предлагаем «рабочую лошадку», которая делает основную работу, приносящую доход – переключает светильники ночью в режим пониженного энергопотребления по схеме 100-50-100% или 100-75-50-75-100% от номинальной мощности. Включать и отключать линии уличного освещения по стороне 380/220В может любая автоматика, в т.ч та, которая уже установлена в шкафах управления освещением — от обычного фотореле до продвинутых централизованных систем управления на GPRS-модемах.
В итоге вы получаете систему управления уличным освещением с т.н “распределённым интеллектом”, которая на порядок надежней централизованной. Аналогичный подход применяется сейчас, например, в системах пожарной сигнализации класса hi-end, где именно датчик, а не станция пожарной сигнализации, на месте фиксирует факт наличия возгорания.
Как установить
Диммеры устанавливаются в каждый светильник наружного освещения. Это может быть сделано на заводе при изготовлении диммируемых светильников ДНаТ или LED или непосредственно на объекте при реконструкции / замене системы освещения. Никаких внешних соединений светильников между собой и со шкафом управления освещением не требуется.
Варианты исполнения диммера с выходом 1-10В
К2304 (IP67) — размещён в компактном, залитом компаундом корпусе с проводными соединителями. Для настройки доступен дип-переключатель. Чтобы получить степень защиты корпуса IP67, после установки диапазонов диммирования необходимо нанести поверх дип-переключателей прозрачный защитный нейтральный силиконовый герметик:
DIP-переключатели находятся на противоположной стороне диммера (см. чертеж сверху).
СКАЧАТЬ ПАСПОРТА ДИММЕРОВ К2302 и К2304
К2305 — заказная позиция с предустановленными по заданию Заказчика параметрами времени диммирования. Устанавливается на производстве и позволяет не выводить дип-переключатель на переднюю панель. Актуально при комплектации крупных проектов с оговоренными заранее параметрами работы системы городского освещения:
Принцип работы диммера
В основе диммера – достаточно мощный “самообучающийся” микроконтроллер, который ежедневно фиксирует время включения — отключения освещения и производит вычисление т.н «расчетной полночи», от которой далее устанавливается время начала и окончания диммирования (см. Рис 1 и 2). Если взять годовой график работы наружного освещения, например, г. Москвы (сайт ГУП «Моссвет»), и для 1-го числа каждого месяца определить время работы системы освещения, разделив его на 2, то получим «рассчетную полночь», которая для г. Москвы будет находиться в пределах 1час 30 мин ночи. Причем эта цифра верна для любого месяца в году +/- 10 мин! Теперь, когда мы знаем время расчетной полночи, нужно всего лишь выставить в диммерах с помощью специальных DIP-переключателей время понижения мощности до этой “расчетной полночи” (Т1 и Т3) и после неё (Т2 и Т4). Вам не нужны сложные и не всегда надежные способы и системы передачи команд управления по силовой сети или радиоканалу от диспетчера к шкафу управления и от шкафа управления к светильникам! Зная реальное время работы системы освещения за трое последних суток, диммер сам обеспечит своевременное переключение светильника в режим ночного понижения мощности и обратно.
Рис 1. Работа диммеров К2302 и К2304 в режиме 2 ступеней мощности для 1 марта (широта г. Москвы)
Рис 2. Работа диммера К2304 в режиме 3 ступеней мощности для 1 марта (широта г. Москвы)
Как настроить
С помощью выведенных на панель диммера DIP-переключателей необходимо установить:
— режим работы диммера (Р) – 2 / 3 ступени мощности или тестовый режим;
— проанализировав время включения и отключения наружного освещения в своем регионе, необходимо вычислить «Расчетную полночь» для самого длинного и самого короткого светового дня в году (они должны совпасть, если график работы освещения составлен корректно) и установить желаемое время диммирования до и после неё по 2 или 3 ступеням мощности (Рис 1 и 2).
Типовые схемы соединения
Рис 3. Схема управления уличным освещением с диммируемым электромагнитным балластом 2СД-ДНАТ-ХХХТ или аналогичным с переключением мощности 100 / 60%
Рис 4. Схема управления уличным освещением с ЭПРА ДНаТ, имеющим функцию понижения мощности, с переключением режимов 100 / 50%
Рис 5. К2303, К2304, К2305. Схема управления уличным освещением на светодиодных диммируемых светильниках с входом управления 1-10В и переключением мощности 100/75/50% или 100/50% (выбирается пользователем)
Рис 6. Схема управления уличным освещением с переключением в режим пониженной мощности (50%) стандартных модульных светильников, не имеющих функции диммирования (два модуля из четырех ночью отключаются)/
Рис 7. Схема подключения диммера К2304
Работа диммера с датчиком движения
Помимо функции повременного снижения мощности, диммеры К2302 и К2303 имеют возможность работы с датчиками движения (вход MD -Motion Detector). При подаче сигнала 220В на этот вход диммер переключает светильник из режима пониженной мощности в режим полной мощности.
а Рис 8. Схема подключения диммера К2303 и К2304 к датчику движения и светодиодному светильнику с входом управления 1-10В
а
а
Эта опция может быть использована, например, при освещении пешеходных переходов, внутренних территорий промпредприятий, складских комплексов и в других зонах, где в ночное время персонал или автотранспорт появляются редко.
Для этих целей можно использовать датчики движения серии К2120-40,50,70 всепогодного исполнения с дальностью действия соответственно 40,50,70 м (рабочая температура от -400С до + 500С) в комплекте с таймерами К2012 или новые датчики К2150 с зоной действия до 40х70м и выходами реле и 1-10В.
Важно!
Диммеры игнорируют длительные и кратковременные интервалы включения, которые могут иметь место при ремонте линий освещения или неисправности шкафа управления.
На заказ для светодиодных светильников с входом управления 1-10В могут быть установлены любые другие значения ступеней мощности, например, 100/60/40.
Диммеры работают при температуре от – 40′С до + 85′С. Напряжение питания – 220В.
Возможна разработка диммеров с питанием 12В постоянного тока для работы в составе уличных светильников на солнечных батареях!
.
Примерный расчет эффективности (окупаемости) использования диммеров наружного освещения К2302 для ламп ДНаТ с двумя уровнями мощности 100 и 60%
по сравнению с обычными светильниками ДНаТ
Время работы уличного освещения для г. Москвы – примерно 3 900 час в год.
Если задан график в соответствии с рисунком ниже, то в режиме 60% от номинальной мощности светильники ДНаТ будут работать 2007 час в год (5,5 часов в сутки), в режиме 100% — 1893 час (3900 час — 2007 час). Общая продолжительность режима диммирования может быть установлена в диапазоне от 4 час до 9 час.
Потребление электроэнергии светильником ДНаТ-150 с электромагнитным ПРА – 180 Вт, в режиме 60% мощности – 108 Вт
Для линии из 100 шт светильников ДНаТ-150 потребление составит:
— без диммирования: 3900 час х 0,18кВт х 100 шт = 70 200 кВт*ч в год
— с диммированием: (1893 час х 0,18кВт) + (2007 час х 0,108 Вт) х 100 шт = 55 749 кВт*ч в год.
Экономия для 100 светильников:
70 200 – 55 749 = 14 451 кВт*ч х 6 руб = 86 706 руб.
На один светильник:
86 706 / 100 = 867 руб.
Удорожание светильника за счет диммирования:
— удорожание ПРА (на примере Vossloh Schwabe) – 180 руб;
— стоимость автономного диммера – 500 руб;
— себестоимость установки диммера в светильник – 30 руб.
Итого удорожание – 710 руб.
Срок окупаемости – 710 / 867 = 0,8 года.
Примерный расчет эффективности (окупаемости) использования диммеров наружного освещения К2304 для светильников LED 120Вт с тремя уровнями мощности (100-75-50%)
по сравнению с обычными светильниками LED
Время работы уличного освещения для г. Москвы – примерно 3 900 час в год.
Если задан график в соответствии с рисунком ниже, то в режиме 75% от номинальной мощности светильники LED будут работать 730 час в год (2 часа в сутки), в режиме 50% мощности – 1642 час в год (4,5 часа в сутки), в режиме 100% — 1527 час в год (3900 – 730 – 1642). Общая продолжительность режима диммирования может быть установлена в диапазоне от 4 час до 13 час.
Потребление электроэнергии светильником LED в режиме 100% мощности -120 Вт, в режиме 75% мощности – 90 Вт, в режиме 50% мощности – 60 Вт.
Для линии из 100 шт светильников потребление составит:
— без диммирования: 3900 час х 0,12кВт х 100 шт = 46 800 кВт*ч в год
— с диммированием по указанным на рисунке параметрам: (1527 час х 0,12кВт) + (730 час х 0,09 Вт) + (1642 час х 0,06кВт) х 100 шт = 34 752 кВт*ч в год.
Экономия для 100 светильников:
46 800 – 34 752 = 12 048 кВт*ч х 6 руб = 72 288 руб.
На один светильник:
72 288 / 100 = 722 руб.
Удорожание светильника за счет диммирования:
— удорожание драйвера – 100 руб;
— стоимость автономного диммера – 700 руб;
— себестоимость установки диммера в светильник – 30 руб.
Итого удорожание – 830 руб.
Срок окупаемости – 830 / 722 = 1,15 года.
а
Вариант 2. Электромагнитные диммируемые ПРА и контроллер К2000Т
С помощью контроллеров К2000Т, К2000Л можно управлять группами светильников с лампами ДНАТ 100-400Вт, используя функцию снижения мощности (диммирование), например, в ночное время. Для работы такой системы необходимо:
- наличие в светильниках диммируемого балласта 2СД-ДНАТ-100Т, 2СД-ДНАТ-150Т, 2СД-ДНАТ-250Т, 2СД-ДНАТ-400Т
- прокладка дополнительного провода (220В слаботочный — фазный или нулевой) между всеми светильниками группы
- наличие на подстанции (или электрощитовой офиса, школы, производственного здания), от которой запитана группа освещения, любого контроллера серии К2000.
Система управления освещением работает следующим образом. Когда естественного освещения на улице недостаточно (это фиксирует датчик К2100), срабатывает канал “Ф” контроллера и наружное освещение включается в режим номинальной яркости. Далее контроллер в запрограммированное пользователем время, например, в 23-00 по дополнительному сигнальному проводу посылает команду балластам светильников на их переключение в режим пониженной мощности. Переключение происходит мгновенно и без отключения ламп. Далее, например, в 6-00 контроллер посылает команду переключения в режим номинальной мощности и линия освещения работает в этом режиме до полного отключения освещения по показаниям фотодатчика контроллера.
Преимущества системы управления:
- электромагнитные балласты светильников работают при любой температуре наружного воздуха
- существенная экономия электроэнергии — до 40% в ночное время
- простая схема управления
- при необходимости можно построить систему управления с уличными датчиками движения серии К2120 (производственные территории, вокзалы, открытые склады и т.д)
- вместо сигнального провода можно использовать беспроводные элементы управления (ZigBee, PLC и др)
- можно также использовать и светильники с ЭПРА (вход управления яркостью 1-10В). Для этого в схему автоматики нужно будет добавить модуль К2010.
а
Вариант 3. Электронные диммируемые ПРА (ЭПРА) и контроллер К2000Т
ЭПРА предназначены для установки в светильниках внутреннего и наружного освещения с лампами ДНаТ 50,70,100,150,250,400,600Вт. ЭПРА имеет два режима работы — номинальный 100% светового потока и экономичный — 50% светового потока. Переключение режимов происходит путем подачи управляющего сигнала 220В (фаза или N) на специальный вход управления. Т.е вы можете выбрать, какой пусковой аппарат использовать в своем проекте — электромагнитный или электронный. Управляются они одинаково — подачей напряжения 220В (фаза или ноль) на специальный управляющий вход.
Технические характеристики:
— напряжение питания 180-250В
— коэффициент мощности — 0,96
— тип регулирования светового потока — ступенчатое; глубина регулирования — 50%
— температура окружающей среды: -40″С …+45″С.
Преимущества:
— увеличение срока службы ламы на 20%
— автоматическое отключение при неисправности лампы
— бесшумная работа светильника
— надежное зажигание при температурах до -40оС.