Riadenie osvetlenia telocvične

Osvetlenie telocvične o rozmeroch 36m x 18m s výškou stropnej konštrukcie 9m je pomerne veľká výzva v tom, že takmer 6000m³ priestoru je potrebné osvetliť čo najrovnomernejšie, aby komfort prevádzania činnosti v telocvični bol čo najvyšší.

Základné atribúty komfortného umelého osvetlenia, vhodného pre dlhodobú pracovnú činnosť sú:

• Vyžarovací uhol svetelných zdrojov 120°: základ pre priestorovo rovnomerné osvetlenie.
• Korelácia farebnej teploty osvetlenia CCT 4000K: charakter neutrálne bieleho svetla, energetický kompromis vhodný pre dlhodobú pracovnú činnosť studené biele svetlo, ktoré je charakteristické vysokou energiou čo spôsobuje rýchlu únavu. Teplé biele svetlo je charakteristické nízkou energiu čo spôsobuje rýchlu únavu aj napriek vysokému indexu farebného podania.
• Index farebného podania CRI 85, minimálne je nutné CRI 80: lepšie podanie farieb a farebných kontrastov menej unavuje ľudský organizmus.

Tieto atribúty spĺňajú LED od firmy Osram DurisE5, ktoré sú vyvinuté pre komerčné priestory s dlhodobo pracovnou činnosťou. Pre naprojektovanie osvetlenia bol použitý projektový program Dialux. Data pre program boli zmerané pomocou trigonometrického fotometra priamo vo firme Osram.

Takto vyzerá čiastkový textový výpis optických dát .ldt pre program Dialux:

• PALCO IT
• 1
• 0
• 144
• 2.5000
• 73
• 2.5000
• HD_40 PALCO IT artif
• HD_40 artif
• 22.04.2015/Palco
• 100.00
• 100.00
• 100.00
• 100.00
• 100.00
• 0.00000
• 0.00000
• 0.00000
• 0.00000
• 99.996
• 100.00
• 1.0000
• 0.00000
• 1
• 1
• Measured luminous flux of luminaire/lamp
• 4860.80
• 39.200
• 1.0000
• 1.0000

Kde bol nameraný celkový svetelný tok 4860,8 lúmenov pri príkone na vstupných svorkách 230VAC a 39,2W. Celková účinnosť svetelnej technológie je 129lm/W. Ak energetický odčítame účinnosť LED predradníkov typický 89%, potom samotné LED majú nameranú účinnosť 144lm/W, čo zodpovedá katalógovým údajom výrobcu Osram. Pri predpokladanom priemernom osvetlení 300lx, nám vyšiel naprojektovaný príkon 1600W pre konkrétny priestor telocvične. Vypočítaná projektovaná rovnomernosť E_min / E_max je 56%. Pôvodná osvetľovacia technológia malá nominálny príkon 7 900W reálne asi o 10% viac straty na indukčných predradníkoch.

Technológia metal-halogenid sú výbojky, svietidla typu Bay-lamp 60°. Namerané priemerné osvetlenie < 200lx, s vysokou nerovnomernosťou E_min / E_max < 5%. Meranie osvetlenia bolo prevadzané po 21:00 hodine bez asistencie denného osvetlenia. V telocvični je osadených 40 kusov LED modulov PALCO IT DurisE5_HD 40W. Rozmery LED modulu 42cm x 21cm, kde je osadených 240 kusov. LED Osram DurisE5 na substrate. Materiál jednostranný FR4 s hrúbkou 2mm. Namerané priemerné osvetlenie pri príkone 1 700W bolo 320lx, rovnomernosť > 60%. Meranie bolo vykonané o 21:30 bez prítomnosti denného osvetlenia cez svetlíky. Budenie LED je 50% nominálnym prúdom 60mA, čo má za následok zvýšenie účinnosti asi o 4%, súčasne zníženie tepelnej straty na LED o približne 55%, to má významný vplyv na zvýšení spoľahlivostného parametra LM70 @ 50 000 hodín, takmer o desiatkovú rádu. Takto vyzerá nainštalovaná LED osvetľovacia technológia Osram DurisE5 v telocvični.

LED modul DurisE5_HD 40W:

Je napájaný 40-timy LED predradníkmi 44W typu Flyback s aktívnym PFC, ktoré sú dostupne umiestnené v rozvodných skriniach, v paralelne zapojenej topológií.

LED predradník ACDC PFC 44W:

Rozvodná skriňa s LED predradníkmi:

Dve rozvodné skrine s 20-timy LED predradníkmi sú uzamknuté umiestnené vo výške 1,5 metra na stene s pohodlným prístupom pre profilaktiku a servis. Paralelné zapojenie LED predradníkov cez oddeľovacie schotky diódy technický zabezpečuje pri poruche jedného alebo viacerých predradníkov, že ostatné predradníky sú plne funkčné. LED moduly sú napájané cez paralelné 4mm vodiče s minimálnym úbytkom napätia pri max. 20 ampérovom prúde. Dĺžky vodičov sú 35 metrov. V telocvični sú vytvorené 2 nastaviteľné nezávislé svetelné vetvy. Vetva pri okne Pravá a vetva pri dverách Ľavá. To umožňuje nastaviť rovnomerné osvetlenie počas dňa pri asistencií denného osvetlenia.

Riadiaca jednotka osvetlenia telocvične:

Sa zapína klasickým lustrovým jednopólovým spínačom. Vstupnému prívodu je predradená prepäťová ochrana typu D s prídavným sieťovým filtrom 16A, čím sa násobne zvyšuje odolnosť celého zariadenia proti prepäťovým impulzom surge. Riadiaca jednotka umožňuje nastaviť dva režimy osvetlenia, denný režim a nočný režim. Režimy sa prepínajú jednopólovým prepínačom Deň / Noc. Výkonnostné úrovne sa dajú nastaviť nezávislé pre každý režim podľa nasledujúcej tabuľky. Výkonnostné úrovne sú registrované v nonvolatilnej pamäti typu EEPROM, pre každý režim nezávislé. To znamená, že výkonnostné úrovne ostanú zapamätané aj po vypnutí napájania. V každej osvetľovacej vetve ľavá alebo pravá sa dajú nastaviť diskrétne výkonové úrovne. Maximálny výkon vo vetve je 800W.

Výkonnostné úrovne sú percentuálnym vyjadrením z maximálneho výkonu, podľa nasledujúcej tabuľky:

Z dôvodu zamedzenia pomýlenia obsluhy je v ľavej vetve nastavená minimálna úroveň 5%. Týmto sa po privedení napájania do osvetlenia, pri ľubovoľnom nastavení výkonu, aj pri minimálnom, vždy aktivuje osvetlenie. Riadiaca jednotka sa ovláda rádio frekvenčnou kryptovanou kľúčenkou.

Tabuľka funkcií diaľkového ovládača:

• L+: zvyšovanie výkonu ľavej vetvy.
• L-: znižovanie výkonu ľavej vetvy.
• P+: zvyšovanie výkonu pravej vetvy.
• P-: znižovanie výkonu pravej vetvy.

Riadiaca jednotka sa taktiež ovláda Android aplikáciou AndroLit manažment osvetlenia. Ovládanie Android zariadenia je umožnené po zadaní PIN, ktoré si môže užívateľ zmeniť. Ak sa nesprávne zadá PIN, potom aplikácia iba informuje o spotrebe elektrickej energie a platbe. Pri neúspešnom aktivovaní PIN čísla sa môže použiť červené tlačidlo Help, pre kontaktovanie s výrobcom. Nasledujúci výpis obrázok z Android zariadenia je vytvorený po 6 týždňovej prevádzke osvetlenia telocvične ročné obdobie od začiatku septembra do polovice októbra.

Tlačidlami si nastavujem výkonnostné úrovne nezávislé v 2-och osvetľovacích vetvách:

• Ľavá: svetelná vetva pri vstupe do telocvične.
• Pravá: svetelná vetva pri okne telocvične.

Aplikácia vyhodnocuje kumulatívne veličiny:

• Spotreba elektrickej energie [kWh].
• Prevádzkový čas [hodiny].
• Platba za spotrebu elektrickej energie [€].

Dočasné veličiny s možnosťou nulovania:

• Dočasná spotreba elektrickej energie [kWh].
• Dočasná platba za spotrebu elektrickej energie [€].

Sieťové veličiny:

• Napätie [V].
• Prúd [A].
• Okamžitý činný príkon [W].
• Power Factor.
• Priemerný hodinový činný príkon [W].

Porovnanie s pôvodným osvetlením vychádza nasledovne:

Spotrebovaná energia 134,25kWh, pri sadzbe 0,197€/kWh je platba 26,4€. Prevádzková doba bola 168 hodín. Priemerný príkon je 796W čo je asi polovica z maximálneho príkonu. Pôvodné osvetľovanie, za dobu 168 hodín spotrebovalo 1456kWh, čo pri rovnakej sadzbe činí platbu 287,6€.

Vyhodnotenie úspory:

Usporená energia 1 322kWh v ovzduší o 250kg menej CO2 a pasívny príjem činí 261,2€ počas 6 týždňov. Predpokladaná ročná úspora vám prinesie 2 307€. Výkonnostné úrovne sa spínajú pomocou RELE. Keďže záťaž LED predradníka má kapacitný charakter, RELE sa spínajú pri prechode nulou. Sieťové napätie v okamžiku zapnutia má približne napätie 0V. Týmto sa eliminuje karbonizovanie kontaktov RELE, čo zvyšuje o rady spoľahlivosť celého zariadenia.

Schéma zapojenia riadiacej jednotky osvetlenia telocvične:

RIADENIE OSVETLENIA TELOCVIČNE [4,72 MB]