Эффективность энергосбережения компактными люминесцентными лампами

Внедрение экономичных источников электрического освещения является одним из актуальных направлений реализации Федерального Закона об энергосбережении и повышении энергоэффективности.

Постановка вопроса

В настоящее время для освещения бытовых, общественных и производственных помещений применяется три вида ламп, которые различаются принципом действия: лампы накаливания, люминесцентные и светодиодные.

Лампы накаливания имеют самую низкую светоотдачу (около 10 лн/Вт) и низкий К.П.Д.(примерно 5%), но благодаря дешевизне и простоте в эксплуатации до сих пор, более ста лет, имеют широкое применение.

Более пятидесяти лет выпускаются люминесцентные лампы, которые имеют намного лучшие световые и энергетические характеристики, но такие недостатки, как сложная схема включения, шум, мерцание при работе, ограничивают применение этих ламп в жилых и общественных помещениях.

Последние десятилетие во всем мире широкое распространение получили компактные люминесцентные лампы (далее КЛЛ). Они имеют встроенное в цоколь лампы электронное пускорегулирующее устройство, что позволяет использовать их в патроне лампы накаливания без дополнительных работ. Эти лампы при работе бесшумны и создают ровный свет.

В России до настоящего времени эти лампы не нашли массового применения. Причин тому, на наш взгляд, несколько: во-первых - 90% КЛЛ, присутствующих на рынке, являются изделиями, изготовленными в Китае по лицензиям Европейских и других фирм [ 1 ] , но качество их вызывает сомнение у российского покупателя; во-вторых - опыт эксплуатации КЛЛ в

реальных условиях позволяет усомниться в достоверности информации, представляемой производителями ламп, по эффективности энергосбережения и сроку службы ламп; в третьих – высокая рыночная стоимость КЛЛ, которая примерно в 10 раз превышает стоимость лампы накаливания.

Объекты и методы исследования

Для оценки технических характеристик рыночной продукции нами были проведены выборочные испытания ламп накаливания мощности от 40 до 100 Вт и компактных люминесцентных ламп мощность от 13 до 45 Вт. При испытаниях использовался светильник прямого света с металлическим эмалированным отражателем диаметром 120 мм. Освещенность на горизонтальной поверхности на расстоянии 50 см от патрона светильника измерялась люксметром Ю-116.

Паспортные и экспериментальные технические характеристики испытуемых ламп проведены в (табл. 1).

Анализ полученных и заявленных производителем характеристик ламп показал, что у ламп накаливания паспортные технические характеристики соответствуют экспериментальным, в то время как у 37% испытуемых КЛЛ фактическая потребляемая мощность была меньше заявленной в 1,5…2,5 раза. Измеренная освещенность, создаваемая этими лампами, также оказалась в 1,3…3 раза меньше паспортной.

На наш взгляд, такую продукцию следует отнести к явному браку. При дальнейшем анализе такие лампы исключались, а учитывались лампы, у которых измеренная потребляемая мощность соответствовала паспортному значению.

Фирмы изготовители КЛЛ дружно заявляют о том, что компактная люминесцентная лампа потребляет в 5 раз меньше электроэнергии, чем аналогичная по создаваемой освещен- ности лампа накаливания.

Результаты измерения освещенности создаваемой лампой в зависимости от мощности ламп представлены на рис.1.

Из графика следует, что при освещенности в 70 Lк соотношение мощностей ЛН/КЛЛ равно 2,25; при освещенности в 100 Lк ЛН/КЛЛ равно 2,35, то есть для подавляющего большинства ламп, присутствующих на рынке России, соотношение мощностей ламп накаливания и КЛЛ не превышает 2,5.

Для экспертной оценки эффективности энергосбережения при использовании КЛЛ для бытового освещения произведены расчеты по экономии электроэнергии и окупаемости внедрения КЛЛ.

Результаты расчетов

Годовые затраты на освещение помещения определяются по формуле

Тгор .

С год = ^Сэл . + ^Сл _т       , руб .

Тслуж .

где С_эл . = Р уст . • Т_гор . • Т _э . - стоимость электрической энергии, руб.

Т_э - тариф на электроэнергию, руб/кВт - ч.

Т _служ - средний срок службы лампы, ч.

Т_{гор .} - среднее время горения (работы), ч.

Р_{уст .} - суммарная установленная мощность ламп, кВт.

С„ = NT„ - стоимость всех ламп, руб. л .            л

N - количество ламп, шт.

Т_л - средняя стоимость лампы.

	Таблица 1
Технические характеристики ламп

Торговая марка	Паспортные						Измеренные
	Мощн . Вт.	Напря-же-ние, В	Свет. поток, Lm	Свет. тем-ра, ° К	Срок службы, ч.	Ток , А	Освещен-ность, L k	Напря-же-ние, В	Ток, А	Мощность, ВА
Компактные люминесце нтные лампы
Космос	13	220-240	715	4200 А	8000	90	62	218	0,06 0	13,1
Lezard	15	220-240	825	4200 А	8000	-	55	218	0,04 6	10,0
Красная цена	18	220-240	1100	2700 D	3000	-	28	220	0,03 3	7,2
СОMPAC T	23	220-230	-	2700 А	8000	-	88	217	0,11 0	24,2
СОMPAC T	26	220-230	1600	2700	3000	-	80	218	0,13	28,3
Lexman	26	240	-	2700	3000	-	79	218	0,11 5	25
	40	150-250	-	4200	-	-	68	218	0,07 5	16,5
Космос	45	220-240	2850	4200	-	-	100	218	0,21 0	45,8
Лампы накаливания
Лисма	40	220-230	430		1000	-	68	218	0,20	43
Лисма	60	220-230	750		1000	-	85	218	0,28 5	61
Лисма	75	220-230	950		1000	-	90	217	0,35	75
Лисма	100	220-230	1400		1000	-	100	215	0,5	107

Рис.1. Зависимость освещенности от мощности лампы:

ЛН – для ламп накаливания

КЛЛ – для компактных люминесцентных ламп.

Годовой расход электроэнергии расчитывается по формуле

W = Р уст . • Т гор ., кВт • ч .                                      (2)

Срок окупаемости КЛЛ вычисляется как отношение стоимости всех КЛЛ к годовой экономии за оплату электроэнергии.

С

Т_{о к}=---------л -------, лет.                                (3)

ок год.лн.      год.клл

Расчеты производились для двух вариантов освещения средней благоустроенной квартиры лампами накаливания (ЛН) и компактными люминесцентными лампами (КЛЛ) Исходные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2

Исходные данные для расчетов

Показатель	Ед. измерения	ЛН	КЛЛ
Количество ламп мощностью 15 Вт	шт.	-	8
Количество ламп мощностью 26 Вт	шт.	-	6
Количество ламп мощностью 40 Вт	шт.	4	-
Количество ламп мощностью 60 Вт	шт.	3	-
Количество ламп мощностью 75 Вт	шт.	3	-
Количество ламп мощностью 100 Вт	шт.	4	-
Ламп всего	шт.	14	14
Установленная мощность	кВт	0,965	0,276
Средняя стоимость лампы	руб.	10	150
Срок службы лампы	час.	1000	3000
Время работы в течение года	час.	1095	1095
Тариф за электроэнергию	руб.	2,28	2,28

Расчеты по формуле (2) показывают, что применение КЛЛ позволяет снизить годовой расход электроэнергии на освещение в 3,5. По данным расчетов в работе [ 2 ] этот показатель равен 4,1.

Финансовые расходы на освещение сведены в таблицу 3.

Таблица 3

Расходы на освещение

Тип лампы	Расходы на замену ламп		Стоимость электроэнергии		Всего
	Руб./год	%	Руб./год	%	Руб./год	%
Лампы накаливания	152	5,97	2546	94,03	2698	100
Компактные люминесцентные лампы	740	52	679	48	1419	100

Сравнение расходов на освещение подтверждает экономическую эффективность применения КЛЛ. Суммарные затраты на освещение уменьшаются почти в 2 раза, но расходы на содержание освещения КЛЛ составляют около 50% годовых расходов. В то время, как с лампами накаливания расходы на содержание ламп не превышают 6%.

Расчетная годовая экономия с КЛЛ составила 1279 руб. Расчетная окупаемость около двух лет.

Заключение

Применение компактных люминесцентных ламп для освещения помещений является эффективным мероприятием по энергосбережению. КЛЛ позволяют снизить электропотребление примерно в три раза, но не в 5 раз, как заявляют изготовители.

Широкое внедрение КЛЛ сдерживается неоправданно высокой рыночной ценой этих изделий, это приводит к необходимости больших финансовых затрат на приобретение КЛЛ и увеличению срока окупаемости.

Для массового внедрения КЛЛ наряду с законодательным запрещением производства ламп накаливания [ 3 ] следует привести в соответствие рыночную стоимость компактных люминесцентных ламп.