Система управления офисным освещением (СУОО) ООО «ОПТИК-ТС»

Рис. 1. Принцип управления освещением офиса с датчиком освещенности

Рис. 2. Иллюстрация работы системы управления с LED светильниками (яркость 44% и 16%)

Рис. 3. Иллюстрация работы системы управления с LED светильниками (яркость 25% и 0%)

Рис. 4. Размещение датчика освещенности «ANT-LS» на потолке

Рис. 5. Иллюстрация работы системы управления с люминесцентными светильниками

Рис. 6. Дежурное освещение коридора (5%)

Рис. 7. Рабочее освещение коридора (80%)

Рис. 8. Рабочее освещение части коридора

Рис. 9. Внешний вид контроллеров «ANT-Power» и «ANT-Standart»

Рис. 10. Внешний вид цифрового датчика освещенности «ANT-LS»

Предлагаемая ООО «ОПТИК-ТС» СУОО обеспечивает автоматическое поддержание заданного уровня освещенности в помещениях при изменяющемся уровне естественной освещенности и минимизирует необоснованное расходование электроэнергии при достаточной естественной освещенности.

Работа системы базируется на том факте, что в помещении с естественным источником освещенность падает при удалении от него (Рис. 1). В большинстве случаев, при облачной погоде или в утреннее/вечернее время для обеспечения нормального уровня освещенности включают искусственное освещение во всем помещении, при том, что около окна обеспечивается необходимый уровень за счет естественного источника.

СУОО обеспечивает адаптивное динамическое управление уровнем освещенности путем регулирования светового потока групп светильников в зависимости от уровня естественного света. Цифровая система непрерывно измеряет уровень освещенности на рабочей поверхности и в случае отличия его от заданного изменяет яркость светильников, чтобы уровень освещенности соответствовал заданному. Таким образом, в светлое время суток светильники, расположенные ближе к окнам, будут работать с меньшей мощностью или будут отключены совсем.

Система реализуется на контроллерах серии «ANT-Standart» (муравей), разработанных ООО «ОПТИК-ТС», с 2-мя независимыми каналами управления (до 20-ти светильников на канал) и возможностью подключения 2-х цифровых датчиков освещенности «ANT-LS» с диапазоном измерения 0,05-180000лк и погрешностью 10%. В зависимости от размера и остекления помещения необходимо 1-2 датчика и 1 контроллер.

Проиллюстрируем работу системы на примере стандартного офисного помещения с одним окном и двумя рядами светодиодных (LED) светильников, система автоматически поддерживает заданный уровень освещенности 300лк на рабочем столе. В утреннее/вечернее время при недостаточной естественной освещенности в один из моментов времени (Рис. 2) светильник, расположенный у окна, работает в режиме мощности 16% от максимального значения, а светильник, удаленный от окна, работает в режиме мощности 44%, что обеспечивает средний уровень экономии электроэнергии для данного помещения и данных условий 70%.

В дневное время при большом уровне естественного освещения, светильник, расположенный у окна будет выключен, а светильник, удаленный от окна, работает в режиме мощности 25% от максимального значения (Рис. 3), что обеспечивает средний уровень экономии электроэнергии для данных условий 87,5%

Средняя экономия электроэнергии для данного помещения при использовании СУОО составляет 65%.

Система работает с любыми управляемыми (диммируемыми) светодиодными светильниками, например, ARM64-R-N, производства ООО «ПЛАНАР-СВЕТОТЕХНИКА» (г.СПб.). Возможность диммирования определяется конструкцией встроенного в светильник источника питания. Управление осуществляется стандартными для систем освещения сигналами ШИМ или «0-10В». Функция диммирования может быть оговорена с производителем светильников при заказе.

В качестве диммируемых источников освещения могут использоваться модернизированные люминесцентные светильники 4×18 Вт. Модернизация состоит в замене стандартных дросселей и пускателей на управляемые электронные балласты (ЭПРА). Помимо возможности диммирования, данные ЭПРА снижают потребление на 35-45% и продлевают срок службы ламп в 3 раза, что значительно снижает общие затраты на эксплуатацию и утилизацию люминесцентных ламп. Учитывая большой парк таких светильников модернизация может быть альтернативой замене на светодиодные источники света. На Рис. 5 показана работа системы СУОО с люминесцентными светильниками в школьном классе. Расположенные у окон светильники работают в режиме минимальной мощности 5%, второй и третий ряды работают в режимах 20% и 60% от максимальной мощности, соответственно, что обеспечивает средний уровень экономии электроэнергии для данного помещения и данных условий 72%.

По нашей статистике, подтвержденной исследованиям компаний Philips и Siemens, среднедневная экономия электроэнергии при внедрении адаптивных СУОО может составлять 50-70% в зависимости от размера окон и географической ориентации помещений.

Помимо мест длительного пребывания людей, в зданиях имеются коридоры и помещения с кратковременным нахождением людей, которые можно оборудовать системой автоматического управления освещением. Система обеспечивает изменение уровня яркости светильников с «дежурного» (5-10)% во время отсутствия посетителей (Рис. 6), до максимально установленной величины (60-100%) на определенное время с момента появления посетителя в данном месте (Рис. 7). При этом, обеспечивается плавное увеличение освещенности, что создает комфортные условия для зрения посетителей в отличие от традиционных систем с полным отключением осветительных приборов. Предусмотрена регулировка времени работы светильников в режиме полного освещения с момента выхода посетителя из зоны контроля системы.

Возможно секционирование длинного коридора, позволяющее включать на максимальную (заданную) яркость только светильники в зоне присутствия объекта (Рис. 8).

В качестве датчиков движения/присутствия могут использоваться как стандартные инфракрасные (PIR) или радиочастотные датчики, так и имеющиеся в помещении IP камеры. Возможна реализация данного подхода с существующими неуправляемыми источниками освещения (лампы накаливания, энергосберегающие лампы, LED светильники) путем коммутации части светильников с помощью модуля «ANT-Power», имеющего 2 реле (250В, 10А) для независимого управления 2-мя группами светильников и 1 канал ШИМ (0-10В) для плавного управления. Данный подход дает меньшую экономию электроэнергии, но требует значительно меньших единовременных затрат на внедрение, т. к. используются штатные источники освещения.

Предлагаемое оборудование имеет в своем составе энергонезависимые часы реального времени и календарь, что позволяет составлять временные расписания, исключая «забывчивость» персонала при отключении освещения, что дополнительно сокращает издержки. Оборудование может использоваться как интеллектуальный «сумеречный» датчик для автоматического включения освещения при недостаточной естественной освещенности в холлах, лестничных пролетах, технических помещениях, офисных и жилых зданий. Помимо автоматического режима работы система обеспечивает «ручное» управление через выключатель освещения, что позволяет увеличивать яркость светильников до 100% либо их полностью выключать.

Управляющие модули серии «ANT» (Рис. 9) выполнены в корпусах «на DIN рейку» для размещения в стандартных щитах управления или освещения.

Цифровой датчик освещенности ANT-LS (Рис. 10) выполнен в миниатюрном корпусе, не нарушающем общий дизайн помещения.

Контроллеры серии «ANT» имеют в своем составе различные интерфейсы для внешнего взаимодействия (RS 485, 1-ware, IR, I2C), что позволяет подключать к ним различные датчики и интегрировать их в централизованную систему управления различными инженерными системами здания или территории, например, отоплением, кондиционированием, мультимедийными устройствами, контролем доступа и т. п. при построении систем «умный дом», «умный двор», «умный город».

Оборудование серии «ANT» полностью разработано и изготавливается в г. Рязань, в настоящее время ведется разработка различного программного обеспечения, позволяющего расширить области применения данного оборудования. Рассматриваемая система управления офисным освещением не имеет прямых аналогов.