[00934199]学校智能网络绿色照明节能控制系统的研究与应用

《学校智能网络绿色照明节能控制系统的研究与应用》是河南省科技厅2010年科技攻关计划项目，项目编号：102102210239。该课题研究的是学校智能照明节能控制系统，符合节能照明的发展方向，有益于国内节能照明的快速发展。该研究项目分析了当今国内外学校节能照明的发展方向以及学校节能照明存在的问题，根据学校照明电光源的节能分析与选用原则，学校教学楼与图书馆等主要场所的照明电光源应优先选用T8直管型荧光灯。设计了节能照明智能控制系统。通过对节能照明智能控制器的研制，实现了学校教室、实验室、图书馆、学生寝室等主要场所分组与分级并用的照明调光方式。根据室内座位的多少将室内灯具分成组，每组灯具对应设定的座位数，每个灯罩内安装三个日光灯管，灯具安装数量与位置根据室内实际情况进行合理的设计，使灯罩内每一个灯管点亮时，给室内照明区域提供的照度为100lx。当室内光照度Ev≥300lx时关闭室内所有灯具。当室内光照度Ev＜200lx时，则根据对室内人数统计自动控制开启灯具的组数和灯罩内灯管数量。测试实验结果表明，学校节能照明智能控制系统完全符合预期设计指标，节能照明效果良好。通过科学选用学校照明电光源，利用人体信息与光照信息实现了对学校照明灯具的自动控制，可改善学校环境，使学校照明系统平均节电率30%以上，同时照明灯具的维修和管理费用大为减少，使用寿命延长4O%以上，用三年左右的时间，学校就可基本收回智能照明控制系统所增加的全部费用。该课题创新点：1、设计了教学楼与图书馆用日光灯照明节能智能控制器，编制了单片机电路控制程序，实现了计数、分组、分级调光的能智能控制。2、在教学楼与图书馆用日光灯照明节能智能控制器的基础上，稍加改变单片机控制程序与电路，就可构成实验楼用日光灯节能照明智能控制器、学生寝室用日光灯节能照明智能控制器、学校园区与学生生活区道路灯节能照明智能控制器，基本实现了节能照明智能控制器的通用化。主要技术性能指标：以室内5组灯具(对应150个座位左右)为实例检测，室内人数在1-30时开一组灯，31-60人时开两组灯，依次类推，当室内人数在120人以上时，打开全部的5组灯具，此时，每个灯罩内只有一个日光灯管亮。当室内光照度下降到在灯罩内只有一个日光灯管亮时光照度依然小于200lx时，灯罩内有两个日光灯管同时点亮。当室内光照度下降到在灯罩内有两个日光灯管亮时光照度依然小于200lx时，灯罩内三只日光灯管同时点亮。室内光照度增加的控制过程同上相近。实现了根据室内光照度和人数的情况对灯具进行分组与分级照明调光控制，分组与分级照明调光效果良好。节能照明控制系统若投入生产，其销量将是非常可观的。如果按一个节能照明控制器平均90元的销售价格，生产一个节能照明控制器的原材料、工时费及其它等合计需60元，其单只产品净利润为30元。面向全国众多用户，按年产200万个计算，年销售收入将达1.8亿元，6000万元/年的净利润。据统计，中国的照明用电占整个电力的15%左右，实行节能的潜力很大。学校用电照明费用是学校电费的主体，人为造成照明能源浪费的现象仍然非常严重。根据不完全统计：80%的教学楼存在着在白天光照良好的情况下教室灯具开启和在午休时间长明灯的现象。造成电能浪费的现象除了节能意识薄弱以外，另一个重要的原因就是节能照明智能控制器的应用与研究不够，使用的照明电器电光转换效率不高，电器使用寿命短，这些都增大了学校的用电费用。学校照明电光源选用坚持的原则是灯具效率要高；要按室内空间比选择灯具的配光，提高利用系数；使用寿命要长，性能价格要高。不但要获得良好的照明效果，还要以TOC(客户总成本)的观点来计算分析，即总成本=采购成本+使用成本+维护成本，同时要兼顾灯具的外观与分布设计，从而达到节能的目的。通过科学选用学校照明电光源，利用人体信息与光照信息实现了对学校照明灯具的自动控制，可改善学校环境，使学校照明系统平均节电率30%以上，同时照明灯具的维修和管理费用大为减少，使用寿命延长4O%以上，用三年左右的时间，学校就可基本收回智能照明控制系统所增加的全部费用。在学校还没有适合各类学校的、科学合理的智能照明系统。为此，开展学校节能照明控制系统的研究与推广，可产生巨大的经济、社会和环境预期效益。从社会效益方面看，一是能够大大提高中国在节能照明控制产品的科技水平和国内外市场上的竞争能力；二是该节能照明控制器选用单片机电路控制，其外围元件少、结构简单，既降低了材料成本，又简化了生产过程，并且便于调试和维修，为生产厂家降低劳动强度、提高生产效率提供了前提条件；三是便于批量生产，使用方便。