Разработка проекта энергосбережения магазина "Спортмастер" г. Екатеринбург

Оглавление
Реферат
Перечень обозначений
1.Введение
2.Характеристика объекта проектирования
2.1История компании Спортмастер
3. Анализ энергопотребления магазина
3.1. Расчет осветительных нагрузок.
4. Оптимизация подходов к энергосбережению
6. Светодиодные технологии
7. Замена люминисцентных ламп на светодиодные
9. Охрана труда
9.1. Требования к персоналу
9.2. Оперативное обслуживание. Осмотры электроустановок
9.3. Порядок и условия производства работ
9.4. Ответственные за безопасность проведения работ.
9.5. Отключения.
9.6. Проверка отсутствия напряжения.
9.7. Коммутационные аппараты
9.8. Безопасность проекта
9.9 Влияние светодиодного освещения на организм человека
Заключение
В данном проекте произведена замена рабочего освещения пом.2 склада в магазине «Спортмастер» слюминисцентного освещения на светодиодное. Окупаемость модернизации составит около 7 лет, без учета удорожания электроэнергии. В будущем, при условии, если светодиодное освещение хорошо зарекомендует себя в работе, все рабочее освещение магазина будет переведено на светодиодное.
Список использованной литературы
Приложение А – Светодиодный светильник Zers LZ-C-R
Приложение Б – График плотности спектрального распределения светодиода и люминисцентной лампы
Приложение В – Динамика показателя КЧСМ (критическая частота слияния мельканий)
Приложение Г – Динамика показателя концентрации внимания (время операций в корректурной пробе)
Приложение Д – Светильник LZ 236

Разработка проекта энергосбережения магазина "Спортмастер" г. Екатеринбург

2. Установлена обязательность проведения энергетических обследований органов государственной власти и организаций с участием государства. 3. Установлена обязательность разработки и реализации программ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности организациями с участием государства или муниципального образования и организациями, осуществляющими регулируемые виды деятельности.4. Прямо закреплена обязанность снижения бюджетными учреждениями в сопоставимых условиях объема потребленных ими воды, дизельного и иного топлива, мазута, природного газа, тепловой энергии, электрической энергии, угля в течение пяти лет не менее чем на 15 % от объема фактически потребленного ими в 2009 году каждого из указанных ресурсов с ежегодным снижением такого объема не менее чем на 3 %.5.Для крупных бюджетных учреждений, потребляющих энергоресурсы на сумму более 10 млн руб. в год, установлено требование назначения персонального ответственного за энергосбережение из числа работников. 6. Все здания и сооружения, в том числе используемые бюджетными учреждениями, обязаны соответствовать требованиям энергетической эффективности, и эта обязанность прямо возложена на собственников. Вышеперечисленные механизмы не просто зафиксированы в законе как поручения, но и подкреплены конкретной административной ответственностью за их невыполнение – внесены соответствующие изменения в Кодекс административных правонарушений РФ.Закон определил основные источники финансирования энергосберегающих мероприятий в бюджетной сфере. При этом огромная роль отведена энергосервисным контрактам, предполагающим реализацию таких мероприятий за счет внебюджетных средств и с дальнейшим возвратом вложений за счет образуемой экономии на оплате энергоресурсов. Это позволит без увеличения расходов бюджета провести модернизацию энергопотребления в бюджетной сфере и повысить ее энергоэффективность.Таким образом, созданы реальные предпосылки для выполнения задачи, поставленной президентом РФ о снижении энергоемкости российской экономики на 40 % к 2020 году [8].5. Светодиодные технологии Светодиод - это полупроводник. Его принцип работы основан на явлении электролюминесценции-холодного свечения возникающего при протекании тока. Состав материалов светодиода, образующих p-n переход определяет тип излучения. Светодиоды, или светоизлучающие диоды (в английском варианте LED – light emitting diodes) хорошо известны каждому как миниатюрные индикаторы (обычно красного или зеленого цвета), применяемые в аудио– и видеоаппаратуре и в бытовой технике.Рис.6.1 Принцип работы светодиодаПоявившиеся в начале 1990-х годов яркие светодиоды (AlGaInP) красного, оранжевого и желтого свечения, и позднее синие, зеленые и белые светодиоды InGaN сделали реальной мечту об использовании светодиодов вместо лампочки Томаса Эдиссона. Появилось много новых применений светодиодов, как высокоэффективных источников света: светофоры и активные дорожные знаки, автомобили, подсветка сотовых телефонов, световая реклама, полноцветные светодиодные дисплеи, архитектура и многое другое. Более того, сверхяркие светодиоды начали вытеснять обычные лампы накаливания и галогеновые лампы. В настоящее время белые светодиоды, используемые для задач освещения, по объему потребления превысили 50% от общего потребления ярких светодиодов. Светодиодные светильники служат реальной альтернативой традиционным источникам света, так как они обладают уникальными технологическими преимуществами, и размер их составляет всего лишь несколько миллиметров. К преимуществам светодиодов можно отнести: низкое энергопотребление - не более 10% от потребления при использовании ламп накаливания; долгий срок службы - до 100 000 часов; высокий ресурс прочности - ударная и вибрационная устойчивость; чистота и разнообразие цветов, направленность излучения; - регулируемая интенсивность; низкое рабочее напряжение; экологическая и противопожарная безопасность.Светодиоды не содержат в своем составе ртути и почти не нагреваются. В отличие от ламп накаливания светодиод излучает свет определенного цвета. Спектр цветов, которые может излучать светодиод, простирается от желтого, оранжевого и красного до зеленого и синего. Цвет излучения определяется используемыми полупроводниковыми материалами и легирующими примесями. В последнее время получили широкое распространение «белые светодиоды». Белый светодиод – на самом деле, своеобразный гибрид светодиода и люминесцентной лампы. Это монохроматический синий диод, покрытый слоем люминофора, который под действием синего излучения светодиода излучает цвет в широкой области спектра – от зеленого до красного. При смешении с собственным излучением светодиода получается свет, который человеческим глазом воспринимается как весьма близкий к обычному дневному свету, иногда с небольшим смещением в сторону холодных тонов. Существует еще один способ получения белого светодиода. Цветные светодиодные светильники содержат в одном корпусе «вперемешку» красные, зеленые и синие кристаллы, что позволяет получить при смешении их излучения белый цвет и всю цветовую гамму. Современные светодиоды характеризуются высокими техническими характеристиками: высокой яркостью (тысячи кандел на квадратный метр) и высокой эффективностью преобразования электрической энергии в световую (до единиц люмен на ватт); надежностью и большим сроком службы (до сотен тысяч часов). Вследствие этого они имеют обширные и многообразные области применения. Первоначально светодиоды применялись исключительно для индикации. Чтобы сделать их пригодными для освещения, необходимо было прежде всего научиться изготавливать белые светодиоды, а также увеличить их яркость, а точнее светоотдачу, то есть отношение светового потока к потребляемой энергии. В 60-х и 70-х годах были созданы светодиоды на основе фосфида и арсенида галлия, излучающие в желто-зеленой, желтой и красной областях спектра. Их применяли в световых индикаторах, табло, приборных панелях автомобилей и самолетов, рекламных экранах, различных системах визуализации информации. По светоотдаче светодиоды обогнали обычные лампы накаливания. По долговечности, надежности, безопасности они тоже их превзошли. Одно было плохо - не существовало светодиодов синего, сине-зеленого и белого цвета. В 1997 году был изготовлен первый светодиод, дающий белый свет. В настоящее время инженер Фред Шуберт из Центра фотонных исследований при Бостонском университете (США) создал более эффективный и более яркий белый светодиод. В основе прибора лежит синий светодиод из соединений галлия и индия с азотом. Его свет, попадая на слой из алюминия, галлия, индия и фосфора, производит оранжевые лучи. Смесь синего и оранжевого света воспринимается человеческим глазом как белая. В настоящее время светодиоды (светодиодные светильники и подсветка) нашли применение в самых различных областях: светодиодные фонари, автомобильная светотехника, рекламные вывески, светодиодные панели и индикаторы, бегущие строки и светофоры и т.д. Так же, в последнее время набирает популярность светодизайн интерьеров с использованием светодиодных светильников. Светодиоды находят применение практически во всех областях светотехники, за исключением освещения производственных площадей, да и там могут использоваться в аварийном освещении. Светодиоды оказываются незаменимы в дизайнерском освещении благодаря их чистому цвету, а также в светодинамических системах. Выгодно же их применять там, где дорого обходится частое обслуживание, где необходимо жестко экономить электроэнергию и где высоки требования по электробезопасности. Светодиоды не имеют никаких стеклянных колб и нитей накаливания, что обеспечивает высокую механическую прочность и надежность. Отсутствие разогрева и высоких напряжений гарантирует высокий уровень электро- и пожаробезопасности, а безынерционность делает светодиоды незаменимыми, когда требуется высокое быстродействие. Cверхминиатюрность и встроенное в светодиод светораспределение позволяют создавать плоские, компактные и удобные в установке осветительные приборы. Процесс вторжения светодиодных технологий в «традиционное» освещение уже не только начался, но и активно развивается. Начался он с установок, где не требуется высокий уровень освещенности: дежурное и аварийное освещение, ночное интерьерное освещение, знаки и таблички, «маркировочное» освещение.Насыщенный цвет светодиодных «световых маркеров» позволяет использовать светодиоды для цветового зонирования пространства, создания цветовых акцентов. Сочетание светопрозрачных конструкций (окна, стеновые панели, стеклянная мебель) с гибкими линейными светодиодными модулями позволяет создавать светящиеся и меняющие цвет формы. Применение сверхминиатюрных источников света позволяет создать "альтернативные" яркие световые образы для привычных предметов интерьера. С ростом световой отдачи и удешевлением приборов светодиодная «экспансия» распространяется не только на локальное, но и на общее освещение, в котором лидирующее положение пока занимают традиционные, галогенные лампы накаливания (жилые помещения) и люминесцентные лампы (офисные помещения).Светодиоды как источник света применяются отдельно (в качестве точечной подсветки) или объединяются в модули самых различных форм и размеров: от линеек до кластеров, встраиваемых в светильники. Отдельное размещение светодиодов обусловлено их использованием в качестве миниатюрных источников света, чаще всего - в декоративных целях. Сейчас это и световое декорирование предметов интерьера - например мебели, зеркальных стен, подвесных потолков; архитектурных элементов из различных материалов, а также рекламной и сувенирной продукции. Отдельное размещение может играть также и глубоко функциональную роль (например, при внутренней подсветке информационных указателей). Светодиодный кластер – источник света, представляющий собой компактный прибор с некоторым количеством светодиодов, помещенных в общий влагозащищенный корпус. Компактные размеры светодиодных модулей обеспечивают монтаж в стесненных условиях. При этом монохроматическое излучение светодиодов способствует высокой насыщенности цвета. Светодиодные модули- это выход из многих проблемных ситуаций, так или иначе связанных с компактностью, нестандартными формами осветительных установок и посадочной глубиной. Под каждую конкретную задачу, практически под любой элемент, требующий подсветки возможно изготовить модуль требуемой определенной формы и размеров, с определенным количеством и типом светодиодов, определенной конфигурацией их размещения на плате. Органично вытекающий вопрос замены перегоревших лапм в труднодоступных местах перестает быть проблемой при применении светодиодов: они просто не перегорают. Игра света и цвета - наиболее эффективный способ создания живой и органичной среды в дизайне жилого пространства и архитектурной подсветке [9]. Почему светодиодные светильники могут решить проблему энергосбережения? Рабочее напряжение светодиода лежит в диапазоне приблизительно 2–4 В в зависимости от длины волны, т. е. цвета излучаемого сигнала. Рабочий ток при этом напряжении зависит от размеров кристалла полупроводника и может варьироваться от нескольких десятков милиампер для кристаллов малых размеров (порядка 300 мкм) до сотен милиампер для кристаллов больших размеров (порядка 1 мм). Это означает, что потребляемая светодиодом электрическая мощность не превышает ватт. А световая отдача современных белых светодиодов в среднем составляет 80 лм/Вт, что превосходит световую отдачу ламп накаливания (10 лм/Вт), которые в основном используются в освещении, а также световую отдачу люминесцентных ламп (в среднем 60 лм/Вт). Это означает, что при затрате ватта электроэнергии световой поток светодиода превысит световой поток лампы накаливания в среднем в 8 раз, а световой поток люминесцентной лампы – в 1,3 раза [11].Общий объем рынка светодиодов в мире в 2005 году составил 4 млрд. долл. США, и предполагается, что в 2010 году он превысит 8 млрд долл. США [10]. Однако прогнозы мировых производителей светотехники говорят, что цифры будут значительно больше. На сегодняшний день наилучших результатов в области создания светодиодных ламп белого цвета свечения добилась компания Cree, которой удалось получить массовое изделие, обеспечивающее типовое значение световой отдачи более 100 лм/Вт в диапазоне цветовых температур 5 500–6 500 К при токе 350 мА и потребляемой мощности порядка ватта.Светодиодные светильники позволяют достичь существенной экономии электроэнергии по сравнению с традиционными источниками света – лампами накаливания (до 80 %) и люминесцентными лампами (свыше 40 %) [12]. Они длительное время не нуждаются в обслуживании (срок гарантийной эксплуатации – 5 лет, срок службы – 10 лет), что экономит эксплуатационные расходы и особенно важно в труднодоступных для замены ламп местах. Кроме того, эти светильники обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционно используемыми изделиями: высокая эффективность, малые габариты источника света, отсутствие опасности возникновения пожара или взрыва, отсутствие вредных веществ, электрическая безопасность и т. д. Также необходимо отметить высокую механическую прочность этих светильников, что является лучшей защитой от механических воздействий и просто от хулиганов. Использование современной электроники позволяет задавать любые алгоритмы работы светильника, включая самодиагностику и передачу информации об аварии на пульт дежурного, при наличии системы управления и контроля. В случае аварийного отключения электроэнергии возможно длительное (до нескольких часов) обеспечение бесперебойного освещения от малогабаритных встроенных аккумуляторных батарей. Возможна также интеграция систем звукового оповещения, управляемых от систем охранной и пожарной безопасности.С учетом получаемого экономического эффекта, применение светодиодов в целях экономии энергии является  актуальным и требует более широкого внедрения в области общего и уличного освещения. Помимо экономической эффективности, светодиодные светильники являются долговечными, их время жизни превышает время жизни люминесцентных ламп в несколько раз, а ламп накаливания – в десятки раз. Возможность низковольтного питания делает светодиодные светильники безопасными, т. е. не являющимися потенциальными источниками возникновения пожара или взрыва. Благодаря этим факторам, а также увеличившейся в последние годы световой отдаче, светодиоды стали очень перспективными источниками света уже сейчас и должны завоевать все большие сферы применения в ближайшем будущем [11]. Для магазина Спортмастер будет предложен вариант проекта энергосбережения, где в складах все рабочее освещение будет заменено на светодиодное. Основными факторами ликвидности капиталовложений являются: - уменьшение потребляемой мощности, а как следстивие ежемесячная экономия средств. Т.к. электроэнергия постоянно дорожает, то экономия будет с каждым годом все больше и больше;- пропадает необходимость в осмотре и замене люминисцентных ламп, соответственно снижение количества обслуживающего персонала;- снижение номинальной мощности, соответственно, возможность продажи лишних киловатт;- светодиодные лампы более экологичны, сделав на этом акцент, компания спортмастер получит еще большее одобрение среди покупателей, а соответственно и увеличение численности клиентов.Проект внедрения светодиодных ламп рассмотрим подробнее.6. Замена люминисцентных ламп на светодиодныеПервым этапом реконструкции системы освещения в магазине «Спортмастер» будет замена люминисцентных ламп на светодиодные на складе. В процессе реконструкции будут заменены 14 светильников LZ236 компании «Световые технологии» (Приложение Д) на светильники LZ-C-S компании «ZERS».Т.к. характеристики освещенности и кривых силы света у светильников сходны, то количество светильников после реконструкции не изменится.Мощность потребляемая освещением теперь будет равна:Pпотр. = Pсв. x n= 45х14 = 630 ВтЗначит, потребялемая мощность на освещение склада сократиться на:1008 – 630 = 378 ВтЗа 1сутки, экономия составит (при условии, что смена составляет 14 часов):Рэк = 378 х 14 = 5292 Вт/ч = 5,292 кВт/ч Стоимость 1 кВ/ч для магазина «Спортмастер» составляет 4,67 руб. без НДС. Тогда стоимость 1 кВ/ч с НДС составит:РкВт/ч = 4,67 х 1,18 = 5,51 руб.После замены освещения с люминисцентного на светодиодное в сутки будет экономиться:Fсут. = РкВт/ч x Рэк = 5,51 х 5,292 = 29,16 руб.Экономия за год составит (без учета удорожания электроэнергии):Fгод = Fсут. х 365 = 29,16 х 365 = 10 643 руб.Согласно прайс-листу фирмы «ZERS» светодиодный светильник LZ-C-S стоит 6000 руб. Окупаемость составит:О = (6000*14)/10 643 = 7,89 летС учетом того, что электроэнергия и дальше будет дорожать, то окупаемость наступит значительно быстрее.7. Охрана трудаПрименяемое оборудование, его конструкция, исполнение, способ установки и класс изоляции соответствуют параметрам сети и условиям окружающей среды по требованию ПУЭ. В процессе эксплуатации электроустановок необходимо проводить: плановый ремонт, профилактический ремонт, испытания изоляции и т.п.Согласно ПТЭ РФ (правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации) проводятся периодические осмотры электрооборудования распределительных устройств, при этом необходимо обращать внимание на общее состояние помещений, исправность дверей, замков, отсутствие течи в кровле, исправность освещения, заземляющего устройства, наличие электрозащитных средств. 7.1. Требования к персоналуРаботники, принимаемые для выполнения работ в электроустановках, должны иметь профессиональную подготовку, соответствующую характеру работы. Профессиональная подготовка персонала, повышение его квалификации, проверка знаний и инструктажи проводятся в соответствии с требованиями государственных и отраслевых нормативных правовых актов по организации охраны труда и безопасной работе персонала.Проверка состояния здоровья работника проводится до приема его на работу, а также периодически, в порядке, предусмотренном Минздравом России.Электротехнический персонал до допуска к самостоятельной работе должен быть обучен приемам освобождения пострадавшего от действия электрического тока, оказания первой помощи при несчастных случаях.Персонал, обслуживающий электроустановки, должен пройти проверку знаний и нормативно-технических документов (правил и инструкций по технической эксплуатации, пожарной безопасности, пользованию защитными средствами, устройства электроустановок) в пределах требований, предъявляемых к соответствующей должности или профессии, и иметь соответствующую группу по электробезопасности.Работнику, прошедшему проверку знаний по охране труда при эксплуатации электроустановок, выдается удостоверение установленной формы, в которое вносятся результаты проверки знаний.Работники, обладающие правом проведения специальных работ, должны иметь об этом запись в удостоверении.7.2. Безопасность проектаБЖД — система знаний, направленных на обеспечение безопасности в производственной и непроизводственной среде с учетом влияния человека на среду обитания.Жизнь и деятельность человека протекают в окружающей его среде, прямо или косвенно воздействующей на его здоровье. В окружающей среде принято выделять такие понятия, как среда обитания и среда производственной деятельности человека. В среде обитания деятельность человека не связана с созданием материальных, духовных и общественных ценностей. Среда обитания — это жилой дом, место отдыха, больница, салон транспортного средства и т. д. Деятельность человека в среде обитания происходит вне производства. Научно-технический прогресс существенно изменил и улучшил наш быт. Централизованное тепло и водоснабжение, газификация жилых зданий, электроприборы, бытовая химия и многое другое облегчили и ускорили выполнение многих домашних работ, сделали жизнь более комфортной.