工厂照明系统节能改造

【摘 要】 随着社会经济的快速发展，工业照明系统节能，不是简单的使用一两种高效光源或灯具那么简单，而是必须对工厂的生产和设备进行深入的研究与分析，才能结合实际确定使用合理的高效照明系统，同时还必须兼顾维护和安全性能。基于此，本文就工厂照明系统节能改造进行分析与研究。

【关键词】 工厂；照明系统；节能改造

引言：

现代照明系统不仅仅满足了人们视觉上的明暗效果，而且采用多种控制方案给建筑物添加了丰富的艺术美感，在许多商务大厦、餐馆酒店、展销中心、体育馆等公共场所中得到了广泛应用。与此同时，照明系统也在日益成为建筑中的能耗大户。据统计，照明能耗一般占整个建筑电量能耗的25%～35%，占全国电力总消耗量的13%，因此实现照明系统节能的意义十分重大，经济效果明显。

一、工业照明的作用和基本要求

照度水平是工厂照明中的最基本的要求。对部分工作场所的要求照度值在相关的国家标准中已作了规定。室内各部分对工作面的亮度比也很重要。亮度比合适时，可减少疲劳，集中注意力。而当环顾室内时，也不会有阴暗的感觉。同时，有一个合理的比例，也可节约能源。

一般要求：工作对象与相邻的场所3：13：1：5：1，工作对象与相邻的明亮场所1：31：31：5，工作对象与远离它的暗场所10：120：l，工作对象与远离它的明亮场所1：101：20；照明器（包括窗、天空）与相邻场所20：1；整个现场40：1。

选择合适光色的光源可营造良好的工作环境，提高工作效率。显色性主要考虑要识别机械设备和加工部件的颜色，识别安全标志的颜色。对于有色彩的工作和进行颜色检验作业的场所，尤其要选择显色性良好的光源。工厂的温度环境也是选择光源时需要考虑的一个重要因素。如果室内的环境温度过低，如在冷冻食品加工厂和冷库中，不宜采用荧光灯。因为在低温时荧光灯不仅启动困难，而且光输出也要降低很多。这时可采用高强度放电灯进行照明，个别地方也可采用白炽灯。但是在那些环境温度很高的工作场所，如炼钢厂、铸造车间，采用气体放电灯时一定要保证其镇流器的工作温度不超过其最高允许温度。因此，必须选择合适的气体放电光源和灯具。

在工厂照明中，采用什么样的灯具，也是由使用的环境来决定的。如果车间内湿度较大，就需要采用用防水性能好的灯具；而在多灰尘的厂房内，则必须采用防尘的灯具。在这些情况下，都要对采用的灯具的IP等级进行慎重的选择。选用灯具时，还要考虑安全防护的要求。例如，对于人能触及的灯具，应当有很好的防触电保护性能。而对易燃和易爆场合，则应采用防爆型的灯具。

工厂的照明系统一般可采用一般照明、区域化照明、局部照明等方式。另外对某些生产制造过程和某些产品的检验，常常要求一些特殊的视觉条件，通常一般的照明系统不能满足这些要求。在这些情况下，需要找到一些特殊的解决办法。

二、改造措施

（一）节能器节能原理

节电器采用模块化设计，内部集成高性能电量计算芯片，能动态调节供电线路中的运行参数，使照明设备的工作电压运行在最优经济状态，同时可以改善电力品质，使负载的耗能最小化，实现节能的目的。节电器也能通过实时在线检测，根据用电器本身的老化程度，检测出用电器所需的最佳功率点，到达最优节能的效果。

（二）节电系统工作原理

节电系统根据照明灯具的特点，开始工作时运行于灯具最优启动电压，经过一定时间（可设定）的灯具预热工作后（产生正常弧光后），再自动转为用户设定的电压值。

照明负载工作时，系统能获取实时输出电压值并与基准电压进行比较判断，控制调压电路进行无极调压，使补偿电路产生大小不同的补偿电压，达到降低和稳定输出电压的目的。也可以根据照明需要，通过时控电路对照明负载的运行时间和供电电压进行编程（输出电压的转变过程是缓慢的斜坡方式不会产生任何冲击电流），可以最大限度地降低灯具的电耗。同时，检测控制电路控制着保护电路，当节电柜输出电压过、欠压或补偿调压系统工作不正常时，节电柜会自动切换到“旁路”状态，转到市电供电，不会造成照明负载的供电中断。

（三）照明系统的节能设计

1.合理选择光源

进行照明系统设计时，在满足照明质量要求的情况下，优先选用高发光效率的光源和高效率的灯具如节能灯、高压钠灯、细管径直管荧光灯、金属卤化物灯、电磁感应灯、LED光源等，这些灯具有功耗低、光效高、寿命长、节能效果显著（一般比普通的白炽灯节能20%～80%）等一系列特点，从而在系统的初步设计环节就能实现系统的节能，并降低系统的维护和替换费用。

2.定时控制

工厂内部的有规律的使用场所的照明可以分成若干组，每组灯具均受照明控制器的控制，通过软件编程的方式使各组照明灯具按用户预置的时间衷自动开启、关闭，例如楼梯间、走道、电梯厅、厕所等公共区域的照明灯具可预先设定时间段定时对这些场所的照明灯具进行开关控制，例如在下班时间自动变暗或关闭，或者只有在上班、营业时间才供电，从而避免了人走灯长明的浪费能源的现象。

3.集中控制

对公共场所的照明宜采用集中控制方式，并根据各分区的具体用途、使用时段和天然采光状况将公共场所所有的灯具分区、分组，设定各种照度参数和运行模式。在中央控制室可随意修改各分区的运行模式，任意设定智能化的面板开关、调整开关控制的区域，实现照明系统的人性化设计，在满足照度要求的基础上最大限度地节约能源。

例如对公共场所的照明，采用分组开关方式或调光方式控制。人员进出较多的时段（如上下班时段），打开大厅全部同路的灯光，方便人员进出；人员进出较少时段，打开部分回路的灯光；在各出人口处设有手动控制开关.可根据需要手动控制就地开关灯。

4.按钮控制

对于一些局部场所，例如办公区域、营业场所、某些特殊房间等，可采用传统的智能化手动面板控制，通过软件编程随意设置面板的控制对象，发挥其调光功能或分段控制功能，从而在手动状态下实现系统的节能。

5.泛光照明控制

广告灯、泛光照明等利用感光元件结合调光控制器，对其进行定时开启，从而避免不必要的电能的浪费。对于设有建筑设备综合管理系统BMS的建筑，可将公共区域的照明、建筑立面照明、庭院照明等纳人集成管理系统进行管理和控制，实现场景控制、定时控制，分时、分期、分月、分季控制，既美化建筑夜景，使人赏心悦目，又达到了最佳的节能目的。

6.智能照明系统

随着人们对照明系统节能要求和艺术效果的不断提高，传统的照明控制方式越来越难以满足人们对现代照明的需求，智能照明系统应运而生。它一般由以下单元组成：照明灯具、调光控制模块、照度传感器、红外跟踪器、动静探测器、时钟管理器、控制面板、网络通讯模块等单元，利用多种预置的控制方式和功能模块，对不同应用场合下的照明场所的照度参数进行分时段精确控制和开关控制，科学化、人性化管理，实现根据外部环境变化全自动调光，最大限度地利用自然光，维持照度的一致性、提供一个不受季节与外部环境影响的相对稳定的视觉环境；同时实现照明场景的智能切换，其节电效果十分显著，一般可达30%以上。

在现代建筑中采用智能照明系统具有以下优点：

（1）节能效果显著

实现了室外自然光的充分利用和照度的精确调节以及照明仄域的科学化管理，以最低的能耗来保证所需的照度要求，节能效果显著。

（2）延长灯具寿命

采用软启动和软关断技术，连续调节灯具的电压，使其具有渐亮和渐暗的效果，从而有效地抑制了电网冲击电压和浪涌电压，避免了冲击电流和高温突变对灯具的冲击，延长了灯具的使用寿命（2～4倍），大大降低了系统的运行维护费用，给用户带来极大的经济回报。

（3）方便管理维护

以模块化的自动调节控制为主，就地手动控制为辅，可预置多种场景模式，并根据需要随意修改系统地各个参数，节省了系统的管理费用。

（四）采用高效率节能灯具

在做照明系统设计时，以上各类光源均很少单独使用，而是将各种光源相互搭配，利用各种光源的优缺点进行互补，才能在工程应用中真正体现其实际应用价值，在发挥照明系统应有功能效果基础上，构筑节能降耗的完善合理方案。

在照明系统设计过程中，不仅要注意选用控光效果好、能量转换效率高的灯具，同时还应注意各种灯具的配光曲线，保证照明系统具有高效节能的灯光效果。灯具搭配不当、灯具使用效率太低等均可能使照明系统浪费高达30%～40%电能资源。灯具安装就位后，除重新选型搭配安装外，无其他方法可以补救，造成巨大能源浪费或投资资金损失。另一方面，如果整个照明系统灯具使用效率和转换效率均非常高，则不但可以使照明区域单位面积的耗电量大大下降，降低建筑电气照明系统综合投资，同时后期运行维护控制管理较为灵活可靠，有效实现了电气照明系统节能目的。

在做照明系统设计时，一般不宜选用效率低于70%的灯具。当选用装有遮光栅格灯具时，安装调试过程中要特别注意遮光栅格保护角对灯具光效性能的影响；合理选用布置非对称光分布灯具，由于此类灯具具有减弱工作区反射眩光的优点，因此其能在一定照度下，有效改善人员的视觉条件，从而获得较为优越的灯光效果；选用变质速度较慢的外壳材料灯具，如玻璃灯罩、搪瓷反射罩等外壳保护的灯具，可以有效减少光能衰减率，达到节能降耗的目的。

（五）选用新技术产品

LED（发光二极管）具有耗电量低、综合使用寿命长、反应速度快等优点，是照明系统研究的新兴方向。LED能发出多种颜色的光，可根据用户需求营造出温馨、舒适的休闲环境，目前已广泛应用于城市交通标志灯、建筑室外夜景渲染、园林艺术照明等方面。利用其光色可调时变特性，运用数字化计算机智能控制技术，根据艺术需求形成光影、明暗、色彩等多彩变换，提高建筑艺术审美功能。

LED灯具发光效率高，且其价格也有较大回落，因此在相当多的建筑中已得到普及。随着半导体技术的进一步发展，LED灯具的发光效率可能会进一步提升，目前实验室数据已可达200lm/W。相信在不久的未来，LED灯具将会在建筑电气照明系统中得到更加广泛的推广应用。

三、结束语

只有低成本，才有高效益，节能降耗已成为能源企业提高自身效益的一个重要举措，是企业应该坚持推广的一个重要决策。工厂在节能降耗中已经取得一定的成效，但仍有巨大的节能潜力有待挖掘，工厂技术人员也会不懈努力，为企业节能降耗贡献自身力量。

参考文献：

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