Bài tập lớn Kỹ thuật chiếu sáng CS ngoài trời,đường,trong nhà,phân xưởng

Năng lượng được chuyển hóa thành quang năng rất thấp so với nhiệt năng tỏa ra, do vậy hiệuquả chiếu sáng không cao đèn lượng thải.. Đèn huỳnh quang bao gồm 2 loại:

Trang 1

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

A PHẦN LÝ THUYẾT :

1 Các loại đèn :

Khái niệm chung :

Đèn điện là nguồn sáng nhân tạo biến đổi điện năng thành quang năng, Có thể chia ra làm 3nhóm chính như sau:

1.1 Đèn sợi đốt :

Đèn sợi đốt được biết đến đầu tiên và là loại đèn xuất hiện đầu tiên Là một lựa chọn hữuhiệu và được sử dụng trên mọi hệ thống chiếu sáng, đặc biệt là những nơi cần tính chân thựccủa màu sắc và không yêu cầu độ sáng cao

Đèn sợi đốt bao gồm 2 loại là đèn sợi đốt thường và sợi đốt halogen

1.1.1 Đèn sợi đốt thông thường :

Đèn sợi đốt tạo ra ánh sáng nhờ việc đốt nóng dây tốc ở nhiệt độ rất cao, qua đó phát ra bứcxạ nhìn thấy được

Trang 2

Các bộ phận chính của đèn sợi đốt gồm dây tốc, dây tóc hỗ trợ, bóng đèn thủy tinh, khí trơ vàđui đèn.

- Dây tóc: được làm bằng wolfram do có nhiệt độ nóng chảy cao và độ bay hơi thấp.

- Bóng đèn: là lớp vỏ bao bọc bằng thủy tinh bao quanh dây tóc và chứa khí trơ, cách li dây

tóc với không khí (giữ dây tóc không bị cháy)

- Khí trơ: làm giảm sự bay hơi của dây tóc, Các khí thường được sử dụng là Argon và nitơ.

Năng lượng được chuyển hóa thành quang năng rất thấp so với nhiệt năng tỏa ra, do vậy hiệuquả chiếu sáng không cao (đèn lượng thải) Ưu điển của đèn sợi đốt là chỉ số hoàn màu CRIcao và không cần thiết bị phụ trợ để nối với nguồn

1.1.2 Đèn sợi đốt Halogen :

Sự khác biệt chính giữa đèn sợi đốt thông thường và đèn sợi đốt halogen là lớp khí halogentrong bầu thủy tinh Ngoài ra, nhiệt độ trong đèn halogen phải cao hơn và kích thước bóng nhỏhơn so với đèn sợi đốt thông thường

Ưu thế của đèn sợi đốt halogen là tuổi thọ cao hơn, hiệu quả phát sáng cao hơn, kích thướcnhỏ, nhiệt độ màu cao hơn và ít tổn hao trong quá trình sử dụng

1.2.Đèn phóng điện huỳnh quang :

Đèn phóng điện huỳnh quang (đèn huỳnh quang) là loại đèn phóng điện trong môi trườngthủy ngân áp suất thấp, trong đó ánh sáng tạo ra chủ yếu nhờ việc bột huỳnh quang được tácđộng bằng năng lượng của tia cực tím tạo ra khi phóng điện giữa hai cực

Đèn huỳnh quang bao gồm 2 loại: huỳnh quang ống và huỳnh quang compact

1.2.1 Đèn huỳnh quang ống (Fluorescent Tube ) :

Thân bóng có dạng là một ống thủy tinh dài và được bịt kín bởi hai điện cực ở đầu ống, bêntrong có chứa thủy ngân áp suất thấp và một lượng nhỏ khí trơ để đánh lửa và điều chỉnh hồ

Trang 3

quang Bề mặt trong ống được bao phủ bởi lớp bột huỳnh quang (hoặc phốt pho) có chức năngđịnh lượng ánh sáng phát ra và nhiệt độ màu của đèn.

Bóng đèn huỳnh quang phát ra ánh sáng có nhiệt độ màu nằm trong khoảng 2700K - 6500K.Đèn huỳnh quang ống được chia thành nhiều loại tông màu và chỉ số tái tạo màu

Theo tiêu chuẩn CIE, được chia thành 3 nhóm chính:

- Ánh sáng trắng ban ngày: TC > 5000 K

- Ánh sáng trắng trung tính: 5000 K ≥ TC ≥ 3000 K

- Ánh sáng trắng ấm: TC > 3000 K

Đèn huỳnh quang ống đòi hỏi thiết bị phụ trợ là chấn lưu và tắc te, bên canh đó cần có một tụbù để nâng cao hệ số công suất

Đèn làm việc tốt nhất sau 5 phút và cần thời gian từ 4-15 phút trước khi khởi động lại

1.2.2 Đèn huỳnh quang compact ( Compact Fluorescent Lamp ):

Đèn compact huỳnh quang là đèn huỳnh quang được thiết kế với bộ khởi động nhỏ gọn nằmbên trong đui đèn

Đèn compact huỳnh quang có hình dáng nhỏ gọn, bóng đèn được uốn cong theo hình chữ Uhoặc xoắn ốc, hiệu suất phát quang tốt, nhiệt độ màu trung bình 2700 K - 4100 K, chỉ số hoànmàu cao (80-90) Tuổi thọ cao và tiết kiệm điện năng

1.3.Đèn phóng điện cường độ cao (HID):

Đèn phóng điện cường độ cao (HDI) bao gồm: thủy ngân cao áp, Metal-Halide và đènSodium

1.3.1 Đèn thuỷ ngân cao áp HPM ( High Pressure Mercury ):

Trang 4

Là thế hệ đèn HID đầu tiên, phóng điện trong chất khí phát ra ánh sáng nhờ sự kích thíchnguyên tử thủy ngân trong môi trường áp suất 1-10 atm.

Đèn thuỷ ngân cao áp có nhiệt độ màu nằm trong khoảng 3000K-4300K, chỉ số hoàn màuthấp, 40-55

Do thủy ngân bị xuống cấp nhanh chóng đồng thời hiệu suất phát quang thấp nên đèn thuỷngân cao áp không thích hợp với chương trình chiếu sáng hiệu suất cao

1.3.2 Đèn Metal Halide :

Ống phóng điện: Nó được làm bằng thạch anh tinh khiết Đôi khi, một lớp màu trắng của

zirconium oxide được bao phủ phía ngoài của khoang điện cực để tăng nhiệt độ tường tại điểmđó

Điện cực: Nó tương tự như bóng đèn thủy ngân cao áp.

Vỏ bóng đèn: Vỏ của đèn metal halide được làm thủy tinh cứng hoặc thạch anh Một số loại

thậm chí không có vỏ thủy tinh

Bề mặt bên trong của vỏ thủy tinh hình bầu dục có một lớp phosphor để biến bức xạ cực tímthành bức xạ nhìn thấy được Tuy nhiên, halogenua sử dụng cho đèn metal halide chỉ tạo ramột lượng nhỏ tia cực tím, và chủ yếu, nó phát ra bức xạ quang phổ trong vùng bước sóng tiacực tím, nơi chuyển đổi thành bức xạ nhìn thấy được là rất yếu

Hỗn hợp khí trong ống phóng điện: Các ống phóng điện cho vào một hỗn hợp các khí trơ

(neon và argon hoặc argon krypton-), một dosis của thủy ngân và các hợp chất halogenua, tùythuộc vào loại đèn

Trang 5

Đèn Metal Halide

Hỗn hợp khí trong vỏ đèn: Vỏ thủy tinh của một bóng đèn metal halide có ống phóng điện

được bơm đầy với một hỗn hợp của neon argon, thì cũng phải được bơm đầy với neon để ápsuất neon bên trong và bên ngoài ống là như nhau Trong trường hợp ống phóng điện đượcbơm đầy với một hỗn hợp của krypton- argon, thì nitơ có thể được sử dụng trong vỏ thủy tinh,hoặc chất nào khác, hay là có thể không cần khí bên trong

Điều kiện làm việc của đèn metal halide rất giống đèn thủy ngân cao áp thường Nó được mắcnối tiếp với một chấn lưu và một tụ bù để hạn chế dòng điện

Đèn metal halide có điện áp đánh lửa là rất cao Phải sử dụng một tắc te hoặc thiết bị đánh lửavới điện áp sốc lên đến 0,8-5 KV

Hầu hết các loại đèn cho phép đánh lửa lại ngay lập tức trong lúc đèn đang nóng (ngay saukhi được tắt), bằng cách sử dụng điện áp sốc lên đến 35-60 KV Nếu không, phải chờ cho đènmát trong khoảng thời gian bốn đến mười lăm phút trước khi được làm việc trở lại

1.3.3 Đèn Sodium cao áp HPS ( High Pressure Sodium ) :

Trang 6

Các bộ phận chính của đèn sodium cao áp gồm những bộ phận sau:

- Ống phóng điện: Các ống phóng điện được làm từ gốm oxit nhôm (nhôm thiêu kết) khả

năng chịu nhiệt tốt và có phản ứng hóa học với hơi natri

- Điện cực: điện cực được bao phủ bởi một lớp vật liệu phát xạ, bao gồm một thanh

wolfram được bọc xoắn xung quanh

- Khí được bơm: Bên trong ống phóng điện là là natri, thủy ngân và khí hiếm (xenon hoặc

argon) trong đó natri là thành phần tạo ra ánh sáng chính của đèn

- Vỏ thủy tinh: Vỏ đèn thường là rỗng.

Có hình dạng là hình bầu hoặc hình ống Đầu tiên có một lớp phủ bên trong Tuy nhiên, ốngphóng điện của đèn sodium cao áp hầu như không phát ra bất kỳ bức xạ cực tím nào, lớp phủchỉ đơn giản là một lớp bột khuếch tán màu trắng, để giảm độ chói của ống phóng điện Vỏđèn luôn luôn làm bằng thủy tinh trong suốt

Tắc te và hỗ trợ khởi động: Nhiều đèn sodium cao áp có một bộ hỗ trợ khởi động kết hợp,

giúp giảm lượng điện áp đánh lửa cao điểm cần thiết cho việc đánh lửa đèn Đôi khi, cả hai bộkhởi động và bộ khởi động phụ trợ tích hợp được tích hợp ngay trong đèn

Trang 7

Những đèn này có một bộ thiết bị phụ trợ gồm một chấn lưu và một bộ kích xung điện tùyloại, cần có thêm một tụ bù, giá trị hoạt động bình thường đạt được sau năm phút từ khi đánhlửa Khi đèn tắt, do một áp lực rất lớn của ống phóng điện, nó cần được làm mát xuống khoảngbốn phút trước khi được bật trở lại.

Đèn sodium cao áp tỏa ra năng lượng thông qua một phần ánh sáng quang phổ nhìn thấyđược Vì vậy, khi so sánh với các đèn sodium thấp áp, độ hoàn màu có thể chấp nhận được

1.3.4 Đèn Sodium thấp áp LPS ( Low Pressure Sodium ) :

Ống phóng điện và bộ phận hỗ trợ: Ống phóng điện của đèn sodium thấp áp có hình chữ U,

để có được nhiều nhất không gian và tạo ra một tường cách nhiệt tốt hơn Nó được làm bằngthủy tinh natri-canxi, và bề mặt bên trong được bảo vệ bởi kính borat để tạo thành một lớp bảovệ cho hơi natri

Các ống này cũng có một số khe hở hoặc lỗ nhỏ, nơi mà natri lắng đọng trong quá trình làmviệc

Ống phóng điện: Bên trong ống phóng điện gồm natri kim loại có độ tinh khiết cao và hỗnhợp của neon và argon, mà hoạt động như khí mồi và khí ngắt

Điện cực: đèn sodium thấp áp có điện cực phóng điện lạnh Bao gồm một dây wolfram, điều

này khiến cho một số lượng lớn kim loại phát xạ được duy trì

Vỏ thủy tinh: Nó rỗng và được bao phủ bởi một lớp màng mỏng vật liệu phản xạ hồng ngoại

ở bề mặt bên trong của nó Các bức xạ hồng ngoại phát ra hầu hết là bức xạ nhiệt và được trở

Trang 8

vào ống phóng điện, giữ ống ở nhiệt độ mong muốn Theo cách này, bức xạ nhìn thấy đượctruyền đi.

Đèn này chắc chắn cần một thiết bị phụ trợ gồm có một thiết bị cung cấp điện với một biếnáp tự động hoặc chấn lưu và tắc te với điện áp xung tùy loại, cần có một tụ bù kèm theo

Giá trị tối đa đạt được sau mười lăm phút từ khi đánh lửa Khi đèn được tắt,cần có một vàiphút làm nguội để có thể đánh lửa trở lại

Bóng đèn này có hiệu suất phát sáng lên đến 200 lm/ W và có tuổi thọ cao

1.4 Đèn LED (Lighting Emitting Diode) :

LED (Light-emitting diode – Đi-ốt bức xạ ánh sáng):

Bản chất của LED là một đi-ốt, nó chứa một chíp bán dẫn có pha các tạp chất để tạo ra một

tiếp giáp P-N, kênh P chứa lỗ trống, kênh N chứa điện tử, dòng điện truyền từ A-nốt( kênh P) đến K-tốt (kênh N), khi điện tử lấp đầy chỗ trống nó sinh ra bức xạ ánh sáng, các bước sóngphát ra có màu khác nhau tùy thuộc vào tạp chất trong chíp bán dẫn, LED phân thành ba loạichính theo dải công suất: cỡ nhỏ, cỡ trung bình, cỡ lớn

– LED cỡ nhỏ tiêu thụ dòng điện từ 2 mA đến 20 mA điện áp đặt trên chíp từ 1,5V đến 3V,

chúng được thiết kế đơn chiếc phục vụ cho mục đích hiển thị trạng thái của máy, chiếu sángcục bộ

– Đèn LED cỡ trung: được thiết kế có chân cắm để hàn vào mạch in hoặc thành chíp 4 chân

để giúp tản nhiệt tốt, chúng được ghép thành bảng mạch với nhiều LED nối tiếp hoặc songsong Loại đèn LED này thường sử dụng làm các biển báo, đèn chiếu hậu ô-tô, đèn chiếu sángkhẩn cấp, chúng tiêu thụ dòng điện cỡ 100 mA

– LED công suất lớn hay HPLED tiêu thụ dòng điện vài trăm mA đến vài Ampe, do tiêu thụ

dòng điện lớn nên loại này nhất thiết phải gắn với một bộ tỏa nhiệt tốt, nếu không HPLED sẽhỏng sau vài giây Hiệu suất của HPLED rất cao có thể lên tới 105 lm/W Ứng dụng củaHPLED là để thay loại đèn chiếu sáng trong nhà, ngoài trời

Bản thân công nghệ LED cho phép nó phát sáng đến 100,000 h, hiệu suất phát quang cao vàrất tiết kiệm điện năng

Bảng 1.4 Thông số chi tiết các loại đèn điện:

Sợi đốt Huỳnh quang Thủy ngân Cao áp Sodium Metal- Halide LED

Cao áp Thấp áp Dải công

suất 25-600 5-100 50-1000 35-1000 18-180 32-2000 1-10H

(lm/W) 10-20 60-85 46-55 80-125 170-190 70-110 7-131

D (h) 1000-2000 120008000- 15000-24000 12000-32000 160008000- 240006000- 100000

40000-T (K) 2800- 2700- 3000- 2000- 1900- 3000-

Trang 9

– Tạo ra phân bố ánh sáng thích hợp, duy trì quang thông, tuổi thọ của bóng đèn, tạo ra chế độ điện áp, dòng đúng theo tiêu chuẩn quy định.

– Kiểm soát độ chói, tránh gây khó chịu cho người sử dụng

– Bảo vệ nguồn sáng và các thiết bị phụ kiện kèm theo chống lại các tác động của môi trường bên ngoài

– Đảm bảo an toàn cho người sử dụng và bảo dưỡng

Các thiết bị chiếu sáng thường dùng trong chiếu sáng công cộng là:

– Các đèn chiếu sáng đường phố

– Các đèn kết hợp chiếu sáng và trang trí dùng trong chiếu sáng sân vườn, công viên, vườn hoa, đường đi bộ

–Các đèn dùng trong chiếu sáng trên cầu, dưới đường hầm

–Các đèn pha dùng trong chiếu sáng các không gian lớn và các công trình kiến trúc

2.1 Bộ phận cơ :

Bộ phận cơ có chức năng định vị và bảo vệ đèn chống lại các ảnh hưởng từ môi trường sửdụng như: chống nước, chống bụi, chống va đập, cháy nổ… Tạo liên kết giữa các bộ phậnkhác của đèn và tăng tính thẩm mĩ cho công trình lắp đặt

Bộ phận cơ có 2 cấp chuẩn bảo vệ là: Độ kín IP và bảo vệ chống chịu va đập cơ học IK Độ kín IP cho ta biết khả năng chống chịu vật rắn xâm nhập, bụi và nước trong các môitrường làm việc khác nhau của bộ đèn

Ký hiệu IPxy, trong đó:

Số

thứ

nhất x

Thâm nhập của vật rắn và bụi vào

các thiết bị Số thứ hai y Thâm nhập của nước vào các thiết bị

1 Bảo vệ chống lọt vật rắn có kích thước ≥ 50nm2 1 Bảo vệ chống giọt và nước rơi thẳng đứng

2 Bảo vệ chống lọt vật rắn có kích thước ≥ 12nm2 2 Bảo vệ chống giọt và nước rơi nghiêng 15 độ

3 Bảo vệ chống lọt vật rắn có kích

thước ≥ 2,5nm2 3 Bảo vệ chống nước phun vào theo góc trên 60 độ so với phương thẳng

đứng

4 Bảo vệ chống lọt bụi có kích thước 4 Bảo vệ chống nước phun bắn vào

Trang 10

lớn hơn 0,5nm2 từ mọi hướng

5 Bảo vệ chống lọt bụi với lượng đủ

gây cản trở làm việc bình thường 5

Bảo vệ chống tia nước áp lực thấp phun từ mọi hướng

6 Bảo vệ chống lọt bụi hoàn toàn 6 Bảo vệ chống nước biển, tia áp lực cao phun từ mọi hướng

Ví dụ: thiết bị có IP34 nghĩa là:

_X=3: Bảo vệ chống lọt vật rắn có kích thước

≥ 2,5nm2

_Y=4: Bảo vệ chống nước phun bắn vào từ

mọi hướng

7 Bảo vệ chống lọt nước khi nhúng ởđộ sâu 1m

8 Bảo vệ khi nhúng sâu hơn 1

Bảo vệ chống chịu va đập cơ học IK cho ta biết khả năng chống chịu lực tác động từ bên ngoàicủa bộ đèn trong quá trình làm việc, bao gồm các cấp sau:

Cấp bảo vệ chống chịu cơ học Khả năng chịu được mức độ va đập Jun (J)

2.2 Bộ phần điện :

Bộ phận điện của bộ đèn bao gồm đui đèn, thiết bị mồi đèn, cùng các cần đấu để kết nối bóngvà thiết bị mồi đèn với nguồn điện

Bộ phận điện chủ yếu bao gồm:

- Tụ bù: Bộ phận của đèn chiếu sáng quan trọng không kém bộ phận bóng đèn là tụ bù.

Trong trường hợp điện áp tụt xuống 200V, tụ bù sẽ bù áp sao cho đủ áp 220V để bóng đènhoạt động bình thường Nếu không có tụ bù hoặc tụ bù kém chất lượng thì bóng đèn thườngxuyên bị hư hỏng do áp suất hoạt động không ổn định của dòng điện gây nên Theo nguyên lýhoạt động của đèn chiếu sáng, tụ bù đóng vai trò là người gác cổng Nếu có vấn đề về điện áp,lập tức tụ bù can thiệp để ổn định điện áp Nếu điện áp gia tăng lên mức nguy hiểm, tụ bùngừng hoạt động Một số nhà cung cấp, vì lợi nhuận hay cạnh tranh về giá, họ cố tình khônglắp tụ bù hoặc lắp tụ chất lượng kém vào đèn, bạn sử dụng đèn được một thời gian, đèn sẽhỏng toàn bộ các thiết bị còn lại

- Kích: Kích điện cũng có tác dụng làm ổn định dòng điện, tăng tuổi thọ, giúp thiết bị đèn

có ánh sáng tốt nhất Kích điện này tạo ra một dòng biến áp đủ để đèn sáng Khi bật đèn, kích

Trang 11

sẽ hoạt động trong thời gian ngắn sau đó tự ngắt Tuy nhiên, khi bật công tắc, kích tự độnghoạt động mà không cần biết bóng đèn có sáng hay không Trong trường hợp bóng đèn bịhỏng, kích điện vẫn cứ kích điều này làm cho dòng điện dội ngược về làm hỏng tăng phô

- Chấn lưu: Tăng phô hay còn gọi là chấn lưu: là thiết bị làm ổn định dòng điện khi nó có

chênh lệch lớn Đây là bộ phận không thể thiếu đối với bất kì bộ phận đèn chiếu sáng nào.

2.3 Bộ phận quang :

Bộ phận quang của bộ đèn đảm bảo sự phân bố ánh sáng trong không gian theo mục đích vàyêu cầu sử dụng góp phần nâng cao hiệu quả chiếu sáng Ngoài ra, bộ phận quang của bộ đèncòn nhiệm vụ hạn chế chói lóa của đèn nhằm bảo vệ tiện nghi nhìn tốt nhất

2.3.1 Bộ phận quang :

Bộ phận quang học có chức năng tạo ra phân bố lại ánh sáng của bóng đèn theo mục đích sửdụng, bộ phận này bao gồm các thiết bị phản xạ (phản quang), khúc xạ khuếch tán :

– Phản quang: Đây là thiết bị phân bố ánh sáng theo nguyên lý phản xạ Có 2 loại phản xạánh sáng: Phản xạ kiểu gương và phản xạ kiểu khuếch tán Phản quang được làm bằng nhômtấm đã được xử lý bề mặt, thủy tinh hoặc vật liệu khác có phủ nhôm Ngoài ra, phản quang cóthể được chế tạo từ thủy tinh ép có mạ bạc hay hợp kim Trong một số trường hợp, người ta sửdụng lăng kính phản xạ hoàn toàn làm phản quang Bề mặt của phản quang nhôm phải đượcxử lý tốt để tăng hệ số phản xạ, đảm bảo khả năng chịu nhiệt, chống ôxy hóa và ăn mòn kimloại

– Bộ phận khúc xạ: Bộ phận khúc xạ được chế tạo từ thủy tinh, nhựa, có độ bền cơ học caovà khả năng chịu nhiệt tốt, không biến dạng trong quá trình sử dụng kết hợp với phản quang đểthu được hiệu quả mong muốn

– Bộ phận khuếch tán: Có tác dụng làm giảm độ chói, tạo ra cảm giác dễ chịu cho người sửdụng, tạo ra các hình khối phát sáng theo yêu cầu thẩm mỹ Nó có thể được sử dụng kết hợpvới một trong hai bộ phận trên

2.3.2 Góc bảo vệ :

H

L

45 o

γ

Trang 12

Góc bảo vệ là góc tạo bởi tia nhìn với phương thẳng đứng của bộ đèn Chói lóa của bộ đèngây khó chịu phụ thuộc vào góc nhìn γ bộ đèn (góc bảo vệ) Góc bảo vệ thường được quan tântrong khoảng 45o ≤ γ ≤ 90o Góc bảo vệ phụ thuộc vào:

- Độ cao treo đèn H

- Khoảng cách từ người quan sát đến bộ đèn L

- Bộ phận quang học phân bố ánh sáng của bộ đèn đặc trưng bằng góc che chắn β

2.3.3 Biểu đồ phân bố cường độ ánh sáng :

Biểu đồ phân bố cường độ ánh sáng (đường cong trắc quang) là đặc tính quang học quantrọng nhất của bộ đèn, nhờ biểu đồ này, ta xác định được cường độ ánh sáng I theo hướng xácđịnh, qua đó có dữ liệu về độ rọi, độ chói và sự phân bố ánh sáng của đèn trong không gian Đường cong biểu diễn cường dộ ánh sáng trong không gian được biểu diễn bởi 2 tọa độ C và

γ Mặt phẳng đứng C quay quanh trục đối xứng đèn qua gốc tọa độ, các góc nghiêng γ trên mỗimặt phẳng C quay quanh trục ngang Đường cong phân bố cường độ ánh sáng được đo trênđơn vị quang thông chuẩn 1000lm

Biểu đồ phân bố cường độ ánh sáng của bộ đèn xác định và vẽ bằng thiết bịGoniophotometer- quang học kế

Từ biểu đồ phân bố cường độ ánh sáng của bộ đèn ta xác định được cường độ ánh sáng bộđèn với nguồn sáng có quang thông bất kì F theo góc γ trên mặt phẳng ‘C’ như sau:

I γ=I0γ F

1000,(cd )

Trang 13

2.4.Một số loại bộ đèn thông dụng :

Dựa trên khu vực chiếu sáng, người ta chia ra làm hai loại bộ đèn chính: Bộ đèn chiếu sángtrong nhà và Bộ đèn chiếu sáng ngoài trời

2.4.1 Bộ đèn chiếu sáng trong nhà :

Theo quy định của Ủy ban chiếu sáng quốc tế CIE sử dụng 20 chữ cái in hoa (A-T) để phânloại bộ đèn chiếu sáng trong nhà

BỘ ĐÈN CHIẾU SÁNG TRONG NHÀTrực tiếp

5 loại (OS) 1 loại (T)Gián tiếp

Trực tiếp hẹp

2.4.2 Bộ đèn chiếu sáng ngoài trời :

Bộ đèn chiếu sáng ngoài trời thương sử dụng là: bộ đèn đường và bộ đèn pha

2.4.2.1 Bộ đèn đường :

Bộ đèn đường là loại bộ đèn chuyên dùng để chiếu sáng đường Theo sự phân bố ánh sángcủa bộ phận quang, ta chia thành 3 loại chính: chụp hẹp, chụp bán rộng và chụp rộng

- Chụp hẹp

- Chụp bán hẹp

- Chụp rộng

2.4.2.2 Bộ đèn pha :

Là loại bộ đèn mà quang thông tập trung chủ yếu xung quanh trục quang, cho cường độ ánhsáng lớn và chiếu rất xa

3 Điều khiển chiếu sáng :

3.1 Điều chỉnh quang thông:

Có hai phương pháp chỉnh điều chỉnh quang thông:

- Công nghệ dùng chấn lưu hai công suất điều khiển từ xa

Trang 14

- Công nghệ dùng tủ điều khiển quang thông.

3.1.1 Công nghệ chấn lưu hai công suất điều khiển từ xa:

Chấn lưu 2 mức công suất là giải pháp thay thế cho giải pháp tắt bớt đèn Đây cũng là giảipháp điều chỉnh quang thông cho phù hợp với nhu cầu chiếu sáng nhưng được lắp đặt để tiếtkiệm điện năng cho từng bóng đèn Chấn lưu 2 công suất kết hợp hệ thống điều khiển từ

xa thông qua mạng thông tin di động hoặc mạng dây điện lực để theo dõi và cài đặt chế độhoạt động của các thiết bị TKĐN từ trung tâm điều khiển Thực tế sử dụng cho thấy dùng chấnlưu 2 mức công suất có nhiều nhược điểm như : Sửa chữa cần cán bộ kỹ thuật trình độ cao, chiphí tốn kém

3.1.2 Công nghệ tủ điều khiển quang thông :

Tủ điều khiển quang thông thực chất là thiết bị có khả năng điều chỉnh công suất tiêu thụ củađèn thông qua điều chỉnh điện áp đặt vào đèn Tủ điều khiển quang thông dùng để tiết kiệmđiện năng cho toàn bộ tuyến đèn đường Việc điều chỉnh điện áp có 2 công nghệ sau :

Điều chỉnh điện áp bằng biến áp theo nguyên lý bù: Thiết bị gồm 2 biến áp (xem hình 1):

Biến áp 1 là biến áp cách ly công suất lớn kết hợp biến áp 2 là biến áp tự ngẫu có công suấtbằng 1/4-1/3 công suất biến áp 1( tùy theo phạm vi điều chỉnh) Thiết bị điều chỉnh điện ápkiểu này thuộc loại truyền thống được áp dụng trong các ổn áp của Châu Âu từ thế kỷ trước.Giải pháp này cho phép tăng công xuất thiết bị do dòng điện phụ tải không qua chổi than

Hình 1: Sơ đồ nguyên lý thiết bị kiểu bù

Sản phẩm trong nước có: SUPERDIM (SCITECH JSC), Sản phẩm nước ngoài có: QPS( Malaysia); Compacto (Augier Đức )…Thiết bị Compacto (Augier Đức ) có khả năng liênlạc và điều khiển từ xa nhưng có giá bán đắt chưa phù hợp với điều kiện Việt Nam

Điều chỉnh điện áp bằng biến áp tự ngẫu: Công nghệ điều chỉnh điện áp kiểu bù và công

nghệ dùng biến áp tự ngẫu đơn thuần Qua các thử nghiệm cho thấy để đạt các chỉ tiêu vềphạm vi điều chỉnh công suất tương đương kiểu biến áp tự ngẫu đơn thuần thì thiết bị bùcồng kềnh hơn Mặt khác hiệu suất cũng thấp hơn, vì vậy các cán bộ kỹ thuật của ViệnKHNL đã nghiên cứu cải tiến thiết bị kiểu biến áp tự ngẫu Nhược điểm cơ bản của biến áptự ngẫu là chổi than chịu dòng tải Nhược điểm này đã được khắc phục bằng giải pháp chiadòng tải thành nhiều nhánh song song

Trang 15

Chiếu sáng ngoài trời

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO ĐƯỜNG

I TÌM HIỂU VỀ THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG NGOÀI TRỜI :

1.1 Đặc điểm chung của thiết kế chiếu sáng ngoài trời :

a) Đặc điểm chung của thiết kế chiếu sáng ngoài trời :

- Thành phần ánh sáng phản xạ nói chung ít được quan tâm;

- Chiếu sáng ngoài trời rất đa dạng tuỳ theo công năng của công trình;

- Vấn đề hạn chế chói loá phải đặc biệt quan tâm trong chiếu sáng ngoài trời vì tầm nhìn củamắt người theo mọi hướng;

- Trong chiếu sáng ngoài trời nói chung đối tượng nhìn chuyển động, ví du xe cộ trên đường,quả bóng trên sân;

- Do các công trình cần chiếu sáng có không gian rộng, vì thế độ rọi yêu cầu chiếu sáng ngoàitrời nói chung thấp;

- Vấn đề an toàn cho chiếu sáng ngoài trời cần được đặc biệt quan tâm

b) Phân loại chung về thiết kế chiếu sáng ngoài trời:

Chiếu sáng cáccông trình thể

thao

Chiếu sáng cáccông trình giaothông

Chiếu sáng

trang trí

-Nhà đa năng -Sân thể thaongoài trời( Sân bóng đá,bóng rổ) …

-Đường-Đèn tín hiệu-Đường hầm-Cầu … vv

… vv

Trang 16

1.2 Loại đèn sử dụng trong thiết kế chiếu sáng ngoài trời :

-Đặc điểm chung :

+)Đối với hệ thống đèn chiếu sáng ngoài trời thường đòi hỏi bóng đèn phải có công suất cao(công suất quang) đáp ứng độ sáng cho khoảng không gian lớn, điển hình như các hệ thôngđèn đường đô thị, đèn pha khu công nghiệp, trong chiếu sáng đáp ứng lĩnh vực thương mại đènchiếu sáng ngoài trời được sử dụng chiếu sáng bảng hiệu ngoài trời, lối đi, sân khấu Tất cảđều đòi hỏi phải sử dụng các loại đèn cao áp để đáp ứng đủ tiêu chuẩn ánh sáng

+)Bên cạnh việc đáp ứng đúng nhu cầu chiếu sáng ngoài trời chúng ta còn phải giải quyết bàitoán tiết kiệm chi phí tiêu hao năng lượng điện năng vì hệ thống đèn chiếu sáng ngoài trời luônngốn một khoản chi phí khá lớn hàng tháng của doanh nghiệp Để giải quyết bài toán này mộtcách lâu dài, các doanh nghiệp nên chọn sử dụng loại đèn cao áp philips chiếu sáng hệ thốngđèn ngoài trời nhằm mục đích tiết kiệm điện và sử dụng được trong thời gian dài

1.2.1 Bóng đèn :

Các loại đèn thường được sử dụng hiện nay gồm :

+)Đèn Sodium cao áp: (natri cao áp) :

Đèn hơi Natri cao áp (HPS) được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng chiếu sáng ngoài trờivà chiếu sáng công nghiệp Hiệu suất cao là đặc điểm ưu việt hơn của loại đèn này so với đènhalogen kim loại vì những ứng dụng này không đòi hỏi độ hoàn màu cao Khác với đèn thủyngân và đèn hologen kim loại, đèn HPS không có các điện cực khởi động, balat chấn lưu baogồm tác-te điện tử cao áp.ông hồ quang được làm bằng gốm, có thể chịu được nhiệt độ lên đến2372F ông được nạp khí xenon giúp tạo hồ quang cũng như hỗn hợp khí thủy ngân và natri Đặc điểm:

■ Hiệu suất - 50 - 90 lumens/Watt (chỉ số hoàn màu tốt hơn, hiệu suất thấp hơn)

■ Chỉ số hoàn màu _ - 1 - 2

■ Nhiệt độ màu - Âm

■ Tuổi thọ của đèn - 24.000 giờ, duy trì quang thông đặc biệt tốt

■ Làm nóng - 10 phút, làm nóng trở lại - trong vòng 60 giây

■ Sử dụng đèn sodium tại áp suất và nhiệt độ cao hơn sẽ làm đèn phản ứng cao hơn

■ Bao gồm 1-6 mg natri và 20mg thủy ngân

■ Khí nạp là Xenon.Tăng lượng khí sẽ cho phép giảm lượng thủy ngân, nhưng sẽ khó khởiđộng đèn hơn

■ Ông hồ quang được đặt trong một bóng đèn có lớp khuyếch tán để giảm chói

■ Áp suất càng cao, dải bước sóng càng rộng và chỉ số hoàn màu càng tốt, hiệu suất càngthấp

+)Đèn Metal Halide: (halogen kim loại)

Trang 17

Đèn halogen hoạt động tương tự đèn halogen vonfram Khi nhiệt độ tăng, hợp chất halogen

diễn ra sự phân tách, giải phóng kim loại về phía hồ quang Halogen ngăn thành đèn bằngthạch anh khỏi bị kim loại có tính kiềm tấn công

Đặc điểm :

■ Hiệu suất - 80 lumen/Oát

■ Chỉ số hoàn màu - 1A - 2 tùy thuộc vào hỗn hợp halogen

■ Nhiệt độ màu - 3,000K - 6,000K

■ Tuổi thọ của đèn - 6.000 - 24.000 giờ, duy trì quang thông kém

■ Khởi động - 2-3 phút, làm nóng lại 10-20 phút

■ Lựa chọn về màu, kích thước và chủng loại của MBI đa dạng nhất so với các loại đènkhác Chúng là loại đèn hiện đại hơn so với hai loại đèn phóng điện cường độ cao khác,

do chúng có hiệu suất tốt hơn

■ Bằng cách thêm các kim loại khác vào thủy ngân, có thể phát ra quang phổ khác

+)Đèn led:

Đèn LED là loại đèn mới nhất bổ sung vào danh sách các nguồn sáng sử dụng năng lượnghiệu quả Trong khi đèn LED phát ra ánh sáng nhìn thấy được ở dải quang phổ rất hẹp, chúngcó thể tạo ra "ánh sáng trắng” Điều này được thực hiện nhờ đèn LED xanh có phủ photphohay dải màu đỏ-xanh da trời-xanh lá cây Đèn LED có tuổi thọ từ 40.000 đến 100 giờ tùythuộc vào màu sắc Đèn LED đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng chiếu sáng, bao gồm biểnbáo lối thoát, đèn tín hiệu giao thông, đèn dưới tủ, và nhiều ứng dụng trang trí khác Mặc dùcòn mới mẻ, công nghệ đèn LED đang phát triển nhanh và rất đáng hứa hẹn trong tương lai.Tại đèn tín hiệu giao thông, một thị trường thế mạnh của LED, tín hiệu đèn đỏ chỉ huy baogồm 196 đèn LED chỉ tiêu thụ 10W trong khi đèn nóng sáng sẽ tiêu thụ 150W Các ước tínhkhác nhau về khả năng tiết kiệm năng lượng rơi vào khoảng từ 82% đến 93% Các sản phẩmLED xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau bao gồm cả đèn ở thanh, bảng điều khiển và víttrong đèn LED, thường chỉ sử dụng 1-5W mỗi đèn báo hiệu, đem lại hiệu quả tiết kiệm đángkể so với đèn nóng sáng với lợi thế tuổi thọ lâu hơn, giúp giảm yêu cầu bảo trì

Các loại đèn cao áp này có công suất từ 70W – 1000W phù hợp cho nhiều công trình dự ánkhác nhau, đáp ứng được mọi không gian chiếu sáng của doanh nghiệp

Đèn cao áp Sodium philips có ánh sáng vàng, đèn cao áp metal halide có ánh sáng trắng Haidòng này có thông số tương đương nhau, đạt tuổi thọ lên đến 28.000 giờ Tiết kiệm điện hơn40% so với các loại đèn cao áp thủy ngân Điều đáng nói ở đây là các loại đèn chiếu sángngoài trời philips luôn đạt tiêu chuẩn quốc tế về chất lượng và độ an toàn

1.2.2 Chao đèn, chụp đèn :

Tác dụng của chao,chụp đèn và cách làm tăng hiệu quả chiếu sáng của đèn.

Sử dụng chao chụp đèn có tác dụng là tăng hiệu quả chiếu sáng bởi những tác dụng sau:+ Tăng hiệu quả tập trung ánh sáng

+Bảo vệ đèn,chống bám bụi và va chạm làm hỏng đèn

+Đối với người sử dụng,chống lóa và giảm độ chói

Trang 18

Có nhiều loại chao chụp đèn với nhiều kiểu dáng khác nhau, căn cứ vào mục đích và khônggian chiếu sáng để lựa chọn chao chụp đèn phù hợp.

Để sử dụng đèn có hiệu quả cao cần sử dụng đèn có hiệu suất cao, các chao chụp đèn và bố

trí lắp đặt đúng kĩ thuật,lựa chọn đèn phù hợp với nhu cầu chiếu sáng, vệ sinh đèn thường

xuyên vì lớp bụi mỏng có thể làm giảm quang thông chiếu sáng tới 20%

Cần thay thế đèn khi đèn đã mờ, tức đèn suy giảm quang thông chiếu sáng

1.2.3 Trụ đèn :

Trụ đèn chiếu sáng đường phố, trụ đèn cao áp, Trụ đèn được thiết kế theo hình

tròn côn hoặc hình bát giác côn có độ cao 4m, 5m,6m, 7m, 8m, 9m, 10m độ Cao được sảnxuất theo thiết kế của công trình dử dụng để mang lại giá trị thẩm mỹ cao Chức năng chínhcủa trụ đèn là cố định cần đèn, bộ đèn, tạo chiều cao thích hợp để chiếu sang, là giá neo củadây, cáp điện

Trụ đèn thường được làm bằng hợp kim, do vậy có trọng lượng không quálớn, chắc chắn

Do làm bằng hợp kim và thường xuyên có tiếp xúc nên cần đảm bảo yêucầu về cách điện, nối đất và đảm bảo an toàn cho người

- Hạn chế ảnh hưởng bởi hồ quang

Tụ điện có chức năng là phẳng dòng điện, giữ ổn định điện áp, hạn chếảnh hưởng gây ra bởi sự thay đổi điện áp đột ngột và bù công suất phảnkháng

I.3 Một số tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng ngoài trời :

Với mỗi loại đối tượng chiếu sáng ta lại có phương pháp chiếu sáng và tiêu chuẩn riêng cụ thể:+) TCXDVN 259.: 2001 – Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo đường, đường phố, quảng trường đô thị

+) CIE 115: 1995 – Tiêu chuẩn chiếu sáng đường

+) TCXDVN 333:2005 – Chiếu sáng nhân tạo bên ngoài các công trình công cộng và kỹ thuật hạ tầng đô thị - Tiêu chuẩn thiết kế

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

CỦA NHÀ MÁY YAMAHA

I CƠ SỞ THIẾT KẾ :

Trang 19

1 Cơ sở thiết kế:

Hồ sơ thiết kế phần điện của công trình được lập dựa trên cơ sở sau:

- Hồ sơ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC VÀ KẾT CẤU của công trình đã được duyệt

- Các tiêu chuẩn quy phạm thiết kế:

+ Quy chuẩn xây dựng Việt Nam

+ TCVN-9385-2012: Chống sét cho công trình xây dựng

+ TCVN-9206-2012: Đặt thiết bị trong nhà ở và công trình công cộng

+ TCVN-9207-2012: Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng

+ TCVN-4756-1989: Quy phạm nối đất và không nối đất các thiết bị điện

2 Phạm vi công việc:

- Thiết kế hệ thống điện bên trong công trình

II KẾT CẤU LƯỚI ĐIỆN :

1 Hệ thống chiếu sáng:

Trong công trình sử dụng chủ yếu huỳnh quang để chiếu sáng chung, đèn lốp trần để chiếusáng khu vực phụ trợ như WC, hành lang, cửa ra vào,v,v……

2 Nguốn điện:

Nguồn điện cung cấp cho công trình dung nguồn 2 pha, được lấy từ máy biến áp

Phương thức lắp đặt:

- Tủ điện và hộp điện phòng dùng loại chế tạo lắp sẵn, chìm trong tường, cách sàn 1,5m

- Công tắc ổ cắm sử dụng loại lắp nổi, cách sàn 1,5m được lắp đặt bên trong hộp điện phòng

- Ống luồn dây đi ở độ cao 0,2m so với mặt trần văn phòng

- Tại các điểm nối dây, rẽ nhánh của dây phải được nối qua hộp nối dây, việc nối dây phảiđược thực hiện qua cầu nối dây

- Phần tiếp đất an toàn

3 An toàn điện :

Kích thước tủ điện, bảng điện, độ dài dây dần đều được đo cắt trên thực tế cho phù hợp

nhưng phải đảm bảo yếu tố kĩ thuật và vận hành thuận tiện

4 Phần mềm hỗ trợ thiết kế :

Bài tập lớn môn Kỹ thuật chiếu sáng được sử dụng các phần mềm sau:

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	1,95 MB
File đính kèm	Thiết kế trên Dialux+Cad.rar (7 MB)