2. Áp dụng mô hình điều khiển chiếu sáng
4.12. Phân vùng điều khiển ( zone 1, zone 2, zone3 )
67
Tr ngăh pă1:ăT iăth iăđi mă8h
Ánh sáng tự nhiên ( không có đèn )
Hình 4.13: Độ rọi c a ánh sáng tự nhiên lúc 8:00AM (Eav = 112 lx)
Ánh sáng đèn ( không có ánh sáng tự nhiên )
68
Ánh sáng tự nhiên và đèn ( đèn đ ợc dim với giá trị sao cho độ rọi tại các điểm làm việc trong phòng t ơng ứng độ rọi tại các điểm khi chỉ có ánh sáng đèn )
69
Hình 4.16: Độ rọi tổng hợp trong phòng khi zone1 = 0%, zone2 = 75%, zone3 = 100%
Với Pzone = Pbđ * Nbđ
Ta có: P = (Pzone1*dimming) +(Pzone2*dimming) +(Pzone3*dimming)
70
Tr ngăh pă2:ăT iăth iăđi mă11h
Ánh sáng tự nhiên ( không có đèn )
Hình 4.17: Độ rọi c a ánh sáng tự nhiên lúc 11:00 ( Eav = 276 lx)
Ánh sáng đèn ( không có ánh sáng tự nhiên )
71
Ánh sáng tự nhiên và đèn (đèn đ ợc dim với giá trị sao cho độ rọi tại các điểm làm việc trong phòng t ơng ứng độ rọi tại các điểm khi chỉ có ánh sáng đèn )
72
Hình 4.20: Độ rọi tổng hợp trong phòng khi zone1 = 0%, zone2 = 45%, zone3 = 100%
Với Pzone = Pbđ * Nbđ
Ta có: P = (Pzone1*dimming) +(Pzone2*dimming) +(Pzone3*dimming)
73
Tr ngăh pă3:ăT iăth iăđi mă13h
Ánh sáng tự nhiên ( không có đèn )
Hình 4.21: Độ rọi c a ánh sáng tự nhiên lúc 01:00PM ( Eav = 301 lx)
Ánh sáng đèn ( không có ánh sáng tự nhiên )
74
Ánh sáng tự nhiên và đèn (đèn đ ợc dim với giá trị sao cho độ rọi tại các điểm làm việc trong phòng t ơng ứng độ rọi tại các điểm khi chỉ có ánh sáng đèn )
75
Hình 4.24: Độ rọi tổng hợp trong phòng khi zone1 = 0%, zone2 = 38%, zone3 = 100%
Với Pzone=Pbđ * Nbđ
Ta có: P = (Pzone1*dimming) + (Pzone2*dimming) + (Pzone3*dimming)
P=[18 * 5 * 0% ] + [18 * 10 * 38%] + [18 * 20 * 100%] = 428.4 (W)
Các tr ng hợp còn lại làm t ơng tự ( vì độ rọi buổi sáng x p xỉ với buổi chiều nên chon ph ơng án điều khiển công su t đèn giống nhau )
STT Th iă gian (h) Đ ăr iă ASTN Eav (lm) Dimming (%) (kWh) A Zone1
5ăb ăđènă 10ăb ăđènăZone2 Zone3 20 b ăđènă
1 8 112 0 75 100 0.495 2 9 180 0 70 100 0.486 3 10 236 0 50 100 0.45 4 11 276 0 45 100 0.441 5 12 299 0 42 100 0.4356 6 13 301 0 75 100 0.4356 7 14 283 0 70 100 0.441 8 15 247 0 50 100 0.45 9 16 194 0 45 100 0.486 10 17 128 0 42 100 0.495
L ngăđi nătiêuăth ătrongă1ăngƠyăkhiăápăd ngăh ăth ngăđi uăkhi n 3.1842
76
2.2.1.2. Mô hình 2
Trong mô hình 2 này hệ thống điều khiển công su t đèn sẽ đ ợc phân làm 3 vùng điều khiển(cửa sổ l y sáng 2m * 1.6m đặt cách sàn 0.8m ):
Zone 1: gồm 2 dưy đèn đầu tiên tính từ c a l y sáng ( 10 bộ )
Zone 2: gồm 2 dưy đèn tiếp theo ( 10 bộ )
Zone 3: gồm 3 dưy đèn còn lại ( 15 bộ )
77
Tr ngăh pă1:ăT iăth iăđi m 8h
Ánh sáng tự nhiên ( không có đèn )
Hình 4.26: Độ rọi c a ánh sáng tự nhiên lúc 8:00AM (Eav = 112 lx)
Ánh sáng đèn ( không có ánh sáng tự nhiên )
78
Ánh sáng tự nhiên và đèn ( đèn đ ợc dim với giá trị sao cho độ rọi tại các điểm làm việc trong phòng t ơng ứng độ rọi tại các điểm khi chỉ có ánh sáng đèn )
79
Hình 4.29: Độ rọi tổng hợp trong phòng khi zone1 = 50%, zone2 = 90%, zone3 = 100%
Với Pzone=Pbđ * Nbđ
Ta có: P = (Pzone1*dimming) + (Pzone2*dimming) + (Pzone3*dimming)
80
Tr ngăh pă2:ăT iăth iăđi mă11h
Ánh sáng tự nhiên ( không có đèn )
Hình 4.30: Độ rọi c a ánh sáng tự nhiên lúc 11:00 ( Eav = 276 lx)
Ánh sáng đèn ( không có ánh sáng tự nhiên )
81
Ánh sáng tự nhiên và đèn (đèn đ ợc dim với giá trị sao cho độ rọi tại các điểm làm
việc trong phòng t ơng ứng độ rọi tại các điểm khi chỉ có ánh sáng đèn )
82
Hình 4.33: Độ rọi tổng hợp trong phòng khi zone1 = 10%, zone2 = 75%, zone3 = 100%
Với Pzone = Pbđ * Nbđ
Ta có: P = (Pzone1*dimming) +(Pzone2*dimming) +(Pzone3*dimming)
83
Tr ngăh pă3:ăT iăth iăđi mă13h
Ánh sáng tự nhiên ( không có đèn )
Hình 4.34: Độ rọi c a ánh sáng tự nhiên lúc 01:00PM ( Eav = 301 lx)
Ánh sáng đèn ( không có ánh sáng tự nhiên )
84
Ánh sáng tự nhiên và đèn (đèn đ ợc dim với giá trị sao cho độ rọi tại các điểm làm việc trong phòng t ơng ứng độ rọi tại các điểm khi chỉ có ánh sáng đèn )
85
Hình 4.37: Độ rọi tổng hợp trong phòng khi zone1 = 0%, zone2 = 73%, zone3 = 100%
Với Pzone = Pbđ * Nbđ
Ta có: P = (Pzone1*dimming) +(Pzone2*dimming) +(Pzone3*dimming)
P=[18 * 10 * 0% ] + [18 * 10 * 73%] + [18 * 15 * 100%] = 311.4 (W)
Các tr ng hợp còn lại làm t ơng tự ( vì độ rọi buổi sáng x p xỉ với buổi chiều nên chon ph ơng án điều khiển công su t đèn giống nhau )
B ng 4.3: L ợng điện tiêu th trong 1 ngày khi áp d ng dimming 2
STT Th iăgiană (h) Đ ăr iă ASTN Eav (lm) Dimming (%) A (kWh) Zone1
10ăb ăđènă 10ăb ăđènăZone2 15ăb ăđènăZone3
1 8 112 50 90 100 0.432 2 9 180 40 85 100 0.405 3 10 236 25 80 100 0.369 4 11 276 10 75 100 0.333 5 12 299 0 73 100 0.3114 6 13 301 0 73 100 0.3114 7 14 283 10 75 100 0.333 8 15 247 25 80 100 0.369 9 16 194 40 85 100 0.405 10 17 128 50 90 100 0.432
86
2.2.1.3. Nĕngăl ngăđi năti tăki măgi aăba mô hình
Mô hình không đi uăkhi n Mô hình đi uăkhi n 1 Mô hình đi uăkhi n 2 A (kWH/ngày) 5.25 3.1842 2.4948 Aă(kWH/nĕm) 1386 840.6288 658.6272
Đi nănĕngăti tăki măsoă v iămôăhìnhăkhôngă
đi uăkhi nă(kWh) 0 545.3712 727.3728 T ăl ă(%) 0 39.35 52.48
S ăti năđi năph iătr ă trong 1 nĕm
(đ ng/nĕm)
3.465.000 2.101.572 1.646.568
B ng 4.4: Kh năng tiết kiệm chi phí c a 3 mô hình khi áp d ng dimming
Nh năxét:
Theo số liệu tính toán c a các mô hình ta th y khi áp d ng hệ thống điều khiển công su t cho đèn Led vào khu vực cần chiếu sáng là có hiệu qu .
Việc phân vùng điều khiển khác nhau sẽ đem lại hiệu qu tiết kiệm khác nhau, với vùng l y sáng tự nhiên bằng 2.5 lần chiều cao cửa l y sáng ta th y mô hình điều khiển 2 hợp lỦ hơn đem lại hiệu qu cao hơn 13.13% so với mô hình điều khiển 1với vùng l y sáng tự nhiên bằng 1.5 lần chiếu cao cửa l y sáng, và 52.48% so với mô hình không điều khiển đối với phòng có diện tích và vị trí nh trên.
Kh năng hoàn vốn khi áp d ng mô hình điều khiển nhanh.
87
CH NGă5.ăK TăLU NVÀăH NGăPHỄTăTRI NăĐ ă TÀI
1. K TăLU N
Luận văn đư trình bàytrình đ ợc các gi i pháp tiết kiệm năng l ợng trong chiếu sáng và đư xây dựng đ ợc một ph ơng án điều khiển công su t chiếu sáng c a đèn LED
(12VDC) theo ánh sáng tự nhiên.
Kết qu tính toán hai mô hình trên là kết qu tính đ ợc các kịch b n đ a ra tr ớc tại các mức th i gian cố định. Do đó khi áp d ng mô hình vào thực tế sẽ đem lại hiệu qu và tính chính xác cao hơn vì nó có thể đáp ứngchính xác với sự thay đổi c a ánh sáng tự
nhiên.
Việc phân chia vùng điều khiển đáp ứng sát hơn với sựthay đổi điều kiện bên ngoài. Nh đó, năng l ợng c a hệ thống chiếu sáng đ ợc tiết gi m nhiều hơn. Điều này cho th y
nên phân vùng điều khiển hệ thống chiếu sáng dựa trên độ sâu c a vùng chiếu sáng tối
u, nằm trong kho ng từ1.5 đến 2.5 lần chiều cao cửa l y sáng.
Qua kết qu tính toán và mô phỏng, th y đ ợc đáp ứng cho hệ thống chiếu sáng đ ợc tối u bằng việc sử d ng PWM DC cho đèn Led, đồng th i ph ơng pháp này cho th y
cơ hội tiết kiệm năng l ợng cho hệ thống chiếu sáng trong công trình. Việc sử d ng hệ
thống điều khiển băm xung cho Led theo ánh sáng tự nhiên cho phép đáp ứng hệ thống linh hoạt hơn so với các ph ơng pháp điều khiển chiếu sáng khác.
Những v n đề đư đạt đ ợc nh sau:
Thi công mạch điều khiển công su t bộ đèn LED 12V DC.
Kết hợp đ ợc với c m biến quang để điều chỉnh công su t đèn LED theo yêu cầu.
Mạch có thể kết hợp đ ợc với một vài hệ thống năng l ợng mới ( năng l ợng mặt tr i, năng l ợng gió, … ) để sử d ng trực tiếp nguồn DC 12V.
Nhữngv n đề còn hạn chế sau:
Mạch còn d ới dạng mô hình.
88
2. H NGăPHỄTăTRI NăĐ ăTÀI
Định h ớng phát triển c a đề tài:
Hoàn thiện hệ thống điều khiển để tạo ramột s n phẩm có thể áp d ng thực tế.
Kết hợp với hệ thống rèm nhằm đạt đ ợc mức độ rọi yêu cầu mà cực tiểu hóa chi phí năng l ợng do tổn th t và xâm nhập nhiệt trong công trình.
89
TÀI LI U THAM KH O
[1]. D ơng Lan H ơng, “ Giáo trình kỹ thuật chiếu sáng “, NXB Đại Học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh.
[2]. QCXDVN 09:2005 “ Các công trình sử dụng năng lượng hiệu quả”.
[3]. Nguyễn Xuân Phú, “Sử dụng hợp lý tiết kiệm và hiệu quả điện năng trong sản xuất & sinh hoạt”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2002.
[4]. TCVN 16-86, “ Các quy phạm chiếu sáng nhân tạo trong các công trình dân dụng”.
[5]. QCXDVN09: 2005 "Quy chuẩn xây dựng Việt Nam - Các công trình xây dựng sử dụng năng lượng có hiệu quả”, Bộ Xây Dựng, năm 2005.
[6]. Nguyễn Xuân Phú và Nguyễn Thế B o, “Bảo toàn năng lượng sử dụng hợp lý, tiết kiệm và hiệu quả trong công nghiệp”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006.
[7]. S KHCN Tp.HCM, “Văn bản quy phạm pháp luật về sử dụng năng lương tiết kiệm và hiệu quả”, Trung tâm tiết kiệm năng l ợng, XNB Đại Học Quốc Gia, năm 2008.
[8]. S KHCN Tp.HCM, “Sổ tay kiểm toán năng lượng trong tòa nhà, Trung tâm tiết kiệm năng lượng”, XNB Đại Học Quốc Gia, năm 2008.
[9]. Trần Vinh Tịnh, “Kiểm toán năng lượng tại các tòa nhà cao tầng và đề xuất phương án sử dụng năng lượng hiệu quả”, Tr ng Đại học Bách khoa, Đại học Đà
Nẵng, Tạp chí KNCN số 20.
[10]. Lê Kim Hùng và Nguyễn Thị Ngọc Minh, “Kiểm toán năng lượng trong các cơ sở sản xuất công nghiệp, đề xuất giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”, Tạp chí KHCN số 24.
[11]. Lê Văn Doanh, “Tài liệu chương trình quản lý chiếu sáng hiệu quả cho ASEAN”, ELMCA.
90
[12]. Lê Văn Doanh, “BMS Giải pháp tiết kiệm năng lượng trong tòa nhà”, ĐHBK
Hà Nội.
[13]. “Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”, 50/2010/QH12, ban hành năm
2010.
[14]. Lê T n Thanh Tùng, “Điều khiển chiếu sáng bằng Fuzzy Logic”.
[15]. Nguyễn Bội Khuê,” Kiểm toán năng lượng, phần phương pháp luận điện năng - Chương trình Kiểm toán năng lượng Quốc gia”, Đà Nẵng, 2000.
[16]. Quách Tu n Ngọc,” Ngôn ngữ lập trình C “.
[17]. Trần Xuân Tr ng, “Tài liệu sử dụng CCS tiếng Việt”.
[18]. Trung tâm tiết kiệm năng l ợng, “Quản lý và tiết kiệm năng lượng”, S KHCN
Tp.HCM, XNB Đại Học Quốc Gia, năm 2004.
[19]. Hướng dẫn sử dụng năng lượng hiệu quả trong các ngành công nghiệp Châu Á (www.energyefficiencyasia.org)
Các trang web tham kh o:
- http://www.caulacbovb.com–câu lạc bộ VB
- http://www.dientuvietnam.net–diễn đàn điện tử Việt Nam - http://www.picvietnam.com–diễn đàn PIC Việt Nam
- http://automation.net.vn/The-gioi-cam-bien/Cam-bien-chieu-sang-va-ung-dung- no-trong-he-thong-dieu-khien-chieu-sang-tiet-kiem-nang-luong-dien.html
91
PH L C
CỄCăĐ IăL NGăCHI UăSỄNG Tênăđa ̣iă
l ̣ng ụănghĩa Đ năvi ̣ Minhăho ̣a
Quang thông Là tổng l ợng ánh sáng do một nguồn sáng phát ra lumen (lm) Độ rọi Là l ợng quang thông chiếu tới một đơn vị diện tích bề mặt
lux (lx) 1 lx = 1 lm/m2
92 C ơng đô ̣ anh sáng Là l ợng quang thông do một nguồn sáng phát ra trong phạm vi một đơn vị góc khối, theo một h ớng xác định Candela (cd) 1 cd = 1 lm/Sr Độ chói Là c ng độ sáng phát ra từ bề mặt nguồn sáng hoặc bề mặt ph n xạ theo một h ớng xác định, gây nên c m giác sáng đối với mắt, giúp nhận biết vật. cd/m2 Độ đông đều
Tỷ số giữa giá trị tối thiểu va gia tri ̣ trung bình c a độ rọi
93 Chỉ số chói lóa măt tiê ̣n nghi Đặc tr ng mức độ gây ra c m giác khó chịu khi các phần c a tr ng nhìn quá chói so với độ chói xung quanh mà mắt đư thích nghi. Nhiệt độ này không liên quan gì đến nhiệt độ thực c a nguồn sáng KỦ hiệu G Nhiê ̣t đô ̣ mau ánh sáng Nhiệt độ màu c a nguồn sáng tính theo độ Kelvin diễn t màu c a các nguồn sáng so với màu c a vật đen tuyệt đối đ ợc nung nóng từ 2000K đến 10000K. Nhiệt độ này không liên quan gì đến nhiệt độ thực c a nguồn sáng Kelvin (K) Chỉsô hoàn màu Cho biết mức độ ph n ánh trung thực màu sắc c a các đối t ợng đ ợc chiếu sáng. KỦ hiệu: CRI hoă ̣c Ra
94 Hiê ̣u suât sáng Là hiệu qu phát sáng c a bóng đèn ,
băng tỷ sô gi ̃a quan thông của bong đen và công su t tiêu th .
Đèn có hiệu su t phát sáng cao là đèn cho quang thông lớn mà tiêu th năng l ợng điện ít. lm/W Phân bố c ng độ sáng Là tập hợp các đ ơng cong c ơng đô ̣ sang biểu diễn trong mă ̣t phẳng theo các mặt cắt dọc tr c quang của bộ đen.
Các hình th c chiêu
sáng
Chiêu sang trực tiêp: Hơn 90% ánh sáng đ ợc chiếu xuống d ới, vì thế ánh sáng ít bị t ng hoặc sàn h p th nh ng tạo nên bóng dâm. Kiểu chiêu sang nay thich
95
hợp vơi chiêu sang bên ngoai (tr ̣c tiêp, tăng c ơng) cho cac phân x ởng va cho các văn phòng có diện tích lớn.
Chiêu sang ban trực tiêp : T 60% đến 90% ánh sáng chiếu xuống d ới . Kiểu chiêu sang nay thich hợp vơi cac văn phong, nhà và nhà hàng
Chiêu sang hỗn hợp: T 40% đến 60% ánh sáng chiếu xuống d ới, nó chỉ đ ợc s ̉ dụng cho nh ̃ng đi ̣a điểm co cac bê mă ̣t phản chiêu tôt.
Chiêu sang ban gian tiêp: T 10% đến 40% ánh sáng chiếu xuống d ới. Không
gây choi loa, sâp bong va ta ̣o m ôi tr ơng dễ chi ̣u. Phù hợp chiếu sáng trong văn phòng, nhà và một số không gian sinh hoạt, giao tiêp chung.
Chiêu sang gian tiêp: Hơn 90% ánh sáng chiếu lên trên. Chiêu sang co hiê ̣u quả thâp nhât, nh ng tiê ̣n nghi nhin tôt, không choi va sâp bong.
Các kiểu phân bô quang Ph ơng th c chiêu sáng
Chiêu sang chung đêu: Đây la ph ơng phap chiêu sang thông dụng nhât, có thể s ̉ dụng tât cả cac kiểu chiêu sang trên nhăm đảm bảo độ rọi trong khu v ̣c chiêu sáng có độ đồng đều cao . Ph ơng phap nay đen chiêu sang th ơng đ ợc bô tri theo ma ̣ng l ơi.
96
chiêu sang cụ thể. Ph ơng phap nay s ̉ dụng chủ yêu kiểu chiêu sang tr ̣c tiêp.
Chiêu sang hỗn hợp : s ̉ dụng kêt hợp ph ơng phap chiêu sang chung đêu v à