đmi n i đmi hq Vậy chọn nhq = 6 2. Hệ số sử dụng nhĩm 2: Ksd nhom 2 = n i dmi n i sdi dmi P K P 1 1 . = 0.8 Vậy chọn Ksd nhom 2 = 0.8
Dựa vào bảng hệ số Kmax ứng với Ksd và nhq của nhĩm, ta tra bảng (2-2) trang 112 (TL1), ta cĩ: Kmax = f(nhq, Ksd) = f(6 , 0.8) = 1,1 3. Hệ số costb nhĩm 1 : 81 , 0 cos . cos 1 1 n i dmi i n i dmi tb P P Vậy tgtb = 0,72
4. Cơng suất tác dụng và cơng suất phản kháng trung bình:
Ptb nhĩm 2 = Ksd nhĩm 2 . Pdmi= 0,8 . 34,03 = 27,224 (KW) Qtb nhĩm 2 = Ptb . tgtb = 27,224 . 0,72 = 19,6 (Kvar) 5. Cơng suất tác dụng và cơng suất phản kháng tính tốn:
Ptt = Kmax . Ptb = 1,1 . 27,223 = 29,26 (KW) Qtt = 1,1 . Qtb = 1,1 . 19,6 = 21,07 (Kvar) 6. Cơng suất biểu kiến:
Str = 36,05 (KVA) 7. Dịng tính tốn nhĩm 1: Itt = 54,78 (A) 8. Dịng đỉnh nhọn nhĩm 1: Iđn = Kmm . Iđm max + Itt nhĩm 2 – Ksd nhĩm 2 . Iđm max = 3 . 16,15 + 54,78 – 0,8 . 16,15 = 90,31 (A)
Tính tốn tương tự cho các nhĩm cịn lại, ta được kết quả ở bảng số liệu phụ tải tính tốn.
Phụ tải tính tốn cho các xưởng tiện, phay, bào (TPP1) :
Do phân xưởng tiện phay bào được chia làm 2 nhĩm thiết bị theo tiêu chuẩn IEC, ta cĩ hệ số đồng thời: Kđt = 0,9
Cơng suất tác dụng và cơng suất phản kháng:
Pttpx = (Pttđl 1 + Pttđl 2).K = (97,57 + 77,68).0,9 = 157,73 (KW) Qttpx = (Qttđl 1 + Qttđl 2).K = (62,59 + 51,43).0,9 = 102,62 (KW) Cơng suất tính tốn: Sttpx = 188,17 (KVA) Dịng tính tốn: Ittpx = 285,9 (A)
Phụ tải tính tốn cho các xưởng gị, hàn, mạ kẽm, rèn, đúc cống (TPP2) :
Do phân xưởng được chia làm 5 nhĩm thiết bị theo tiêu chuẩn IEC ta cĩ hệ số đồng thời: Kđt = 0,8
Cơng suất tác dụng và cơng suất phản kháng:
Pttpx = (Pttđl 1 + Pttđl 2 + Pttđl 3 + Pttđl 4 + Pttđl 5).Kđt = (62,15 + 29,26 + 156,16 +41,34 + 131).0,8 = 331,35 (KW) Qttpx = (Qttđl 1 + Qttđl 2 + Qttđl 3 + Qttđl 4 + Qttđl 5).Kđt = (68,37 + 21,07 + 90,33 + 23,13 + 77,11).0,8 = 224 (KW) Cơng suất tính tốn: Sttpx = 398,46 (KVA) Dịng tính tốn: Ittpx = 605,4 (A)
CHƯƠNG 5:
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO NHAØ MÁY
I. CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG :
Trong thiết kế chiếu sáng vấn đề quan trọng nhất ta phải quan tâm là đáp ứng yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngịai độ rọi, hiệu quả chiếu sáng cịn phụ thuộc vào quang thơng, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý cho các chao chụp đèn , sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật và mỹ quan. Vì vậy khi thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu sau :
- Khơng bị lĩa mắt, vì với cường độ ánh sáng mạnh mẽ làm cho mắt cĩ cảm giác lĩa, thần kinh bị căng thẳng, thị gíc sẽ mất chính xác.
- Khơng bị lĩa do phản xạ, ở một số vật cơng tác cĩ các phản xạ cũng khá mạnh và trực tiếp do đĩ khi bố trí đèn phải chú ý hiện tượng này.
- Khơng cĩ bĩng tối, nơi sản xuất khơng nên cĩ bĩng tối mà phải sáng đều, cĩ thể quan sát được tịan bộ phân xưởng. Để khử các bĩng tối cục bộ người ta thường dùng các bĩng mờ và treo cao đèn.
- Phài cĩ độ rọi đồng đều, để khi quan sát từ nơi này qua nơi khác mắt khơng điều tiết quá nhiều gây nên mỏi mắt.
- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày, điều này quyết định thị giác của ta đánh giá được chính xác hay sai lầm
- Đảm bảo độ rọi ổn định trong quá trình chiếu sáng bằng cách hạn chế sự giao động của điện áp lưới điện, cố định đèn chắc chắn, cần hạn chế Quang Thơng bù. - Đảm bảo độ rọi đầy đủ trên bề mặt làm việc.
II. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG : ( Sách KTCS – Dương Lan Hương )
1. Khái niệm về các đại lượng cơ bản :
a/ Quang Thơng : , đơn vị tính Lumen (lm).
Là quang thơng bức xạ hữu ích trong hệ chiếu sáng là lượng ánh sáng
= 683 e V d
Với : V : độ nhạy cảm phổ tương đối e : mật độ thơng lượng bức xạ
b/ Quang Hiệu : H (lm/w) (hay hiệu suất phát sáng ).
Quang hiệu được xác định bằng tỷ số quang thơng phát ra trên cơng suất của ánh sáng
c/ Độ rọi : E (lux, lx)
Độ rọi là mật độ quang thơng rớt lên mặt phẳng được chiếu sáng .
d Ia dw E
dA dA
Một lx là độ rọi khi quang thơng phân bố đồng đều 1 lm chiếu vuơng gĩc trên một mặt phẳng cĩ diện tích là 1m2
d/ Nhiệt độ màu : Tm
Đĩ là mơ tả màu của một nguồn bằng cách so sánh với màu của một vật đen nĩi chung được nung nĩng giữa 2000 và 10.000K. Nĩi chung nhiệt độ này khơng phài nhiệt độ của nguồn, trừ khi nguồn chính là vật đen bị nung nĩng
Sau đây ta cĩ thể xác định độ lớn của nhiệt độ màu này đối với các ánh sáng trắng khác nhau thường gặp :
- 2500 – 3000oK : ánh sáng mặt trời lặn, đèn sợi đốt, ánh sáng “ nĩng” nhiều bức xạ đỏ .
- 4500 – 5500oK : ánh sáng ban ngày trời sáng
- 6000 – 8000oK : ánh sáng trời cĩ mây, ánh sáng “lạnh” nhiều bức xạ màu xanh da trời.3
e/ Chỉ số màu : Ra
Chỉ số màu Ra nĩi lên sự phản ánh trung thực về màu sắc của một nguồn sáng nào đĩ.Ra cĩ giá trị từ 0 tới 100, đèn mẫu cĩ Ra = 100.
Ra < 50 : chỉ số màu khơng cĩ ý nghĩa thực tế, các màu hịan tịan bị biến đổi.
Ra < 70 : sử dụng trong cơng nghiệp khi sự thể hiệ màu thứ yếu.
70 < Ra < 85 : sử dụng thơng thường ở đĩ sự thể hiện màu khơng quan trọng.
Ra > 85 : sử dụng ở những nơi địi hỏi sự thể hiện màu quan trọng hàng đầu. 2. Các loại nguồn sáng:
a/ Các lọai đèn nung sáng: ( Incandestcent filmen lamps)
Đèn nung sáng pháp sáng là do cĩ dịng điện chạy qua dây tĩc bĩng đèn và được nung nĩng đến phát sáng, dây tĩc làm bằng Wolfram cĩ chất lượng tốt do nhiệt độ nĩng chảy của nĩ cao (3650oK), sự bĩc hơi chậm, độ bền cao. Thơng thường các đèn cĩ cơng suất nhỏ thì hút chân khơng, với đèn cĩ cơng suất lớn (P>75w) thì người ta nạp khí Ne và Argon. Các loại đèn thường gặp cĩ : - Cơng suất P = 15 – 2000 (w) - Quang Thơng =250 – 40.000 (lm) - Quang Hiệu H = 9 – 20 (lm/w) Tuổi thọ = 1000 (h)
Loại này sử dụng rộng rãi, chiếu sáng cục bộ hoặc trang trí, kinh tế ở những nơi thiết bị cĩ tuổi tho ít.
Ưu điểm :Cĩ nhiều lọai cơng suất, kích thước với nhiều cấp điện áp, khơng địi
hỏi thiết bị phụ, bực sáng tức thời, khơng phụ thuộc vào nhiệt độ mơi trường bên ngịai, màu sắc ấm áp, giá thành rẽ.
Nhược điểm : Quang Hiệu thấp < 20 (lm/w), tuổi thọ thấp, tiêu thụ năng lượng
nhiều khi độ rọi cao, phổ vàng cĩ màu đỏ.
b/ Các lọai đèn phĩng điện :
+ Đèn Huỳnh Quang : ( Fluorescent Lamps )
Là đèn phĩng điện trong hơi thủy ngân áp suất thấp, nhờ lớp bột Huỳnh Quang ở bên trong thành bĩng đèn mà biến đổi tia cực tím thành các tia ánh sáng nhìn thấy.
Cấu tạo bằng một ống thủy tinh mờ cĩ các điện cực đốt nĩng bên trong chứa khí Trơ và một lượng Thủy Ngân rất nhỏ, khi phĩng điện ở áp suất thấp 0.001 mmHg, phát xạ chủ yếu của Thủy Ngân nằm ở bước sĩng 254mm trong khi nhiệt độ Thủy Ngân vẫn nguội khoảng 50oC, khí Trơ thường được nạp đến 2 – 3 mmHg với mục đích tạo điều kiện dễ dàng cho mồi phĩng điện và làm chất đệm bảo vệ điện cực. Các loại đèn : Standard: - Cơng suất : P = 4 – 150 (w) - Quang Thơng : = 850 – 8000 (lm) - Quang Hiệu : H = 25 – 75 (lm/w) ; Htb = 50 (lm/w) - Tuổi thọ : 4000 (h)
Đèn hợp bộ : (đèn tiết kiệm năng lượng ) - Cơng suất : P =10- 36 (w)
- Quang Thơng : 250 – 2900 (lm) - Quang Hiệu : H = 25 – 81 (lm/w) - Nhiệt độ màu : T = 85oK
Ưu điểm : Hiệu suất phát sáng cao, quang hiệu H đạt từ 40 – 95 lm/w. Thời
gian làm việc cao (tuổi thọ từ 6000 – 10000 h). Cĩ thể tạo được nguồn sáng tập hợp quang phổ khác nhau, diện tích phát quang lớn. Độ chĩi tương đối thấp khoảng 5000 – 8000 cd/m2. Cĩ nhiều màu sắc để lựa chọn, khi điện áp thay đổi trong phạm vi cho phép quang hơng giảm ít khoảng 1%. Nhiệt độ thành ống đèn thấp khoảng 45oC .
Nhược điểm : ít loại cơng suất lớn, kích thước lớn, cần thiết bị phụ, ở nơi treo
cao ánh sáng khơng đủ, kích thước đèn phụ thuộc vào điện áp và cơng suất, cơng suất càng cao – kích thước đèn càng lớn, khĩ làm việc ở những nơi quá nĩng hoặc quá lạnh, quang thơng giảm nhiều ( đến 60% ) ở cuối tuổi thọ đèn.
Đèn Thủy Ngân Cao Áp: (Mercury Lamps)
Trong đèn ngịai khí Trơ (Ne, Argon) cịn cĩ hơi Thủy Ngân, khi làm việc áp suất hơi Thủy Ngân đạt tới (2 – 5 ) atm.
Ưu điểm : Quang Hiệu cao, tuổi thọ lớn, bền chắc, khơng chịu ảnh hưởng mơi
trường
Nhược điểm : Diễn sắc kém do thiếu bức xạ màu đỏ, chỉ làm việc được ở điện
áp xoay chiều, cần cĩ thiết bị phụ thời gian bật sáng lâu, do giao động quang thơng lớn, Quang Thơng giảm nhiều ở cuối tuổi thọ đèn , đèn chỉ bật sáng trở lại sau khi đã nguội từ (5 – 6 ) phút.
Một số loại đèn khác : Cĩ tráng lớp bột Huỳnh Quang. - Cơng suất : P = 80 – 2000 (w) - Quang Hiệu : H = 40 – 65 (lm/w) - Chỉ số màu :Ra = 42 - Tuổi thọ : = 10.000 (h)
Đèn này dùng để chiếu sáng trung tâm thành phố.
Cĩ tráng lớp bột Huỳnh Quang : - Cơng suất : P = 80 – 400 (w) - Quang Hiệu : 48 – 60 (lm/w) - Chỉ số màu : Ra = 60
- Nhiệt độ màu :Tm 3400oK
Đèn này dùng để chiếu sáng đường đi bộ, trung tâm thành phố.
Cĩ ánh sáng hổn hợp MIXOPAL : - Cơng suất : P = 160.500 (w) - Quang Hiệu : H = 19 – 28 (lm/w) - Chỉ số màu : Ra = 60 - Nhiệt độ màu : Tm = 3400oK - Tuổi thọ : = 6000 (h)
Đèn này dùng để chiếu sáng cá vùng đi bộ, cơng viên vườn.
Đèn HALOGEN kim loại : ( Halogenua Metal Halide Lamps ) - Cơng suất : P = 250 – 2000 (w)
- Quang Hiệu : H = 68 – 105 (lm/w) - Chỉ số màu : Ra = 65 – 69
- Nhiệt độ màu : Tm = 4000 – 6000oK - Tuổi thọ : = 1.000 – 10.000 (h)
Đèn NATRI áp suất thấp : ( Low Pressure Sodium Lamps ) - Cơng suất : P = 18 – 180 (w)
- Quang Hiệu : H = 100 – 183 (lm/w) - Tuổi thọ : 3000 – 3500 (h)
- Chỉ số màu : Ra = 0, độ chĩi thấp
Đèn này nhìn rõ ở những nơi cĩ sương mù, chỉ số màu thấp dùng để chiếu sáng các Tunnels, bãi chứa.
Đèn NATRI áp suất cao : ( Hight Pressure Sodium Lamps) - Cơng suất : P = 50 – 400 (w)
- Quang Hiệu : H = 60 – 120 ( lm/w) - Nhiệt độ màu : Tm = 10.000 (h) - Chỉ số màu : Ra = 20 – 25
Ở nhiệt độ trên 1000oC, Natri phát các vạch phổ nhìn thấy do đĩ ánh sáng trắng hơn , đèn này dùng để chiếu sáng trung tâm thành phố, đường phố, sân bãi thể thao, cơng nghiệp.
3. Các hệ chiếu sáng : ( gồm 2 hệ ) a/ Hệ chiếu sáng chung :
Hệ này khơng những bề mặt làm việc được chiếu sáng mà tất cả phịng nĩi chung cũng được chiếu sáng nữa, đèn được đặt dưới trần cĩ bề cao cách sàn tương đối.
* Chiếu sáng chung đều :
Là hệ thống chiếu sáng trong đĩ ánh sáng được phân bố đều khắp phịng làm việc đượ sử dụng trong các trường hợp khi cần cĩ các điều kiện chiếu sáng giống nhau
* Chiếu sáng :
Là dạng chiếu sáng chung nhưng các đèn chiếu được phân bố ưu tiên theo bề mặt làm việc nhằm cĩ độ rọi cao hơn các bề mặt khác.
* Hệ chiếu sáng hổn hợp :
Gồm các đèn được đặt trực tiếp tại các chỗ làm việc dùng để chiếu sáng chỗ làm việc và các đèn để dùng chiếu sáng chung để khắc phục sự phân bố khơng đều của huy độ trong tầm mắt nhìn và thiết bị tạo độ rọi cần thiết tại các lối đi trong phịng.
Để tránh sự sai biệt về huy độ chiếu sáng chung phải hịa với chiếu sáng tại chỗ, do đĩ chiếu sáng chung trong hệ chiếu sáng hổn hợp cần phải lập trên bề mặt phẳng làm việc một độ rọi cĩ giá trị bằng 10% trị số độ rọi của chiếu sáng hổn hợp. Ngồi ra các mức đĩ khơng thấp hơn 150 (lx) nếu dùng đèn phĩng điện và khơng thấp hơn 50 (lx) nếu dùng đèn nung sáng.
* Chiếu sáng làm việc : là dạng chiếu sáng cung cấp đầy đủ ánh sáng cho những họat động của con người và các phương tiện vận chuyển khi khơng cĩ hoặc thiếu ánh sáng tự nhiên.
* Chiếu sáng sự cố : dùng để chiếu sáng cho con người tiếp tục làm việc trong một thời gian hoặc an tịan của người khi ra khỏi nhà khi chiếu sáng làm việc bị hư.
* Chiếu sáng an tồn : để phân tán người ( trong nhà hoặc ngồi trời) cần thiết ở những lối đi lại những nơi trong xí nghiệp, cơng cộng khi mất chiếu sáng làm việc.
* Chiếu sáng bảo vệ : là loại chiếu sáng bên ngồi phạm vi cơng trình để phục vụ việc bảo vệ.
Yêu cầu : chỉ sử dụng đèn nung sáng để chiếu sáng sự cố và chiếu sáng an tồn.
III. LỰA CHỌN CÁC THƠNG SỐ : 1. Chọn nguồn sáng :
Nguồn sáng cĩ rất nhiều loại, cĩ thể phân loại theo cơng suất tiêu thụ từ vài chục Watt đến vài chục Kilowatt, phân loại theo điện áp sử dụng, phân loại theo hình dáng và kích thước nguồn sáng. Ta cần phải phân tích các tính năng của nguồn sáng và các điều kiện của vật chiếu sáng như tính năng điện ( điện thế, cơng suất), kích thước và hình dạng bĩng, tính chất ánh sáng (quang hiệu, tuổi thọ, huy độ), tính chất màu sắc ( thành phần thổ, màu sắc) và tính kinh tế.
Ta chọn nguồn sáng theo cơng suất sau :
- Nhiệt độ màu được chọn theo tiêu chuẩn Kruithof. - Chỉ số màu.
- Việc sử dụng tăng cường và gián đoạn của địa điểm. - Tuổi thọ của đèn.
- Quang hiệu đèn.
2. Chọn các thiết bị chiếu sáng :
Sự lựa chọn các thiết bị chiếu sáng phải dựa trên các điều kiện sau : - Tính chất mơi trường sung quanh.
- Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng và giảm sự chĩi. - Các phương án kinh tế.
Việc chọn đèn trong kỹ thuật chiếu sáng người ta vận dụng theo các trường hợp sau:
Trong các phịng ở sinh họat, văn phịng, hoặ các phịng tương tự nên dùng các loại đèn cĩ ánh sáng tán xạ hoặc phân bố trực tiếp là chủ yếu.
Đèn cĩ ánh sáng phản xạ chủ yếu dùng cho các trường học, phịng vẽ hay các phịng tương tự.
Trong các khu sản xuất ở các nhà máy xí nghiệp ta nên dùng các loại đèn cĩ ánh sáng phân bố trực tiếp.
Khơng nên để tăng mức độ phân bố quang thơng trên các bề nặt đứng vì vậy chiếu sáng sẽ khơng đạt hiệu quả tốt, nĩi chung trên bề mặt đứng cần cĩ sự phân bố ánh sáng đồng đều với yêu cầu thấp cĩ thể cho phép chiếu sáng theo như sự phân bố ánh sáng dạng Cosin nhưng khơng dùng dạng chiếu sâu.
Khơng nên dùng dạng phân bố ánh sáng rộng ( chiếu rộng ) để chiếu sáng các phịng bên trong nhà.
3. Chọn cách bố trí đèn : - Bố trí đèn theo hình thoi. - Bố trí đèn theo hình chữ nhật.
Thơng thường với mỗi đèn cụ thể nhà chế tạo cho trước khoảng cách tối đa cho phép giữa các bộ đèn trong dãy đèn (Ldọc max) và giữa các dãy đèn (Lng max) để đảm bảo sự phân bố độ rọi đồng đều khi ta phân bố các đèn.
4. Chọn độ rọi đèn : (E)
Để xác định giá trị độ rọi đối với mỗi trường hợp cần phải tính tốn đến loại