淺析工廠車間照明節(jié)能改造方案

1、紙制品包裝有限公司生產車間400W汞燈和8U-210W大功率節(jié)能燈照明節(jié)電改造的技術準備青島法蘭克(Frank)微電子有限公司青島專用集成電路(ASIC)設計工作室高頻光源事業(yè)部合同能源管理機制推進事業(yè)部高頻光源設計工程師 韓儉榮關鍵詞： 400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈 8U-210W大功率節(jié)能燈 青島法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈 特深照型亞克力燈罩 Frank專用節(jié)能燈罩 地面照度實測值 功率替代比例 節(jié)電率 光譜能量分布 不可見光 可見光 視覺靈敏 低視覺靈敏可見光 光譜能量分布特性 人眼視覺函數(shù)曲線 有效視覺光效 有效視覺照度 顯色指數(shù)R值 顯色性能 頻閃深度 頻閃效應危害 投

2、資回收期一、概述紙制品包裝有限公司生產車間，現(xiàn)正在使用的電光源為：400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈和某品牌的8U-210W大功率節(jié)能燈，匹配特深照型亞克力燈罩。原光源電耗大、照度低。擬選用青島法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈，匹配Frank專用節(jié)能燈罩，進行照明節(jié)電改造。其技術準備內容如下：(一)、400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈技術特性分析在對400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈的有關技術參數(shù)實際測試的基礎上，做以下幾個方面的技術分析。1、耗電量大。400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈，其整燈總的耗電功率由兩部分構成，一部分為燈耗電功率；另一部分為電感鎮(zhèn)流器耗電功率。電感鎮(zhèn)流器耗電功率，一般占燈耗電功率的20-30，電感鎮(zhèn)流

3、器技術品質越差、使用的時間越久，耗電功率越大。一盞400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈，整燈總的耗電功率可達400W400W×(20-30)480W-520W。2、光效低，照度低。400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈，光譜能量分布結構不合理，發(fā)出的光通量為模擬日光色。含有較大比例的不可見光，可見光比例低。又因其光譜能量分布特性與人眼視覺函數(shù)曲線嚴重偏離，（作者韓儉榮）在可見光的光通量中，低視覺靈敏可見光比例較大。因此，有效視覺光效低，地面有效視覺照度低。3、顯色指數(shù)R值低，顯色性能差。400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈，顯色指數(shù)R值在20左右(太陽光顯色指數(shù)R值100)，顯色性能差，觀看彩色物體表面顏色，產生嚴重的色偏差。

4、4、頻閃效應危害嚴重。400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈，因技術原因，由50Hz工頻交流電直接驅動發(fā)光體放電發(fā)光。光通量波動幅度大，頻閃深度在55左右，頻閃效應危害嚴重，視覺疲勞。照明效果與質量概述：400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈，因上述技術因素，照明環(huán)境：朦朧、混沌、處在灰蒙蒙的“不可見光霧”中，不晴晰。有效視覺光效低，地面有效視覺照度低。地面、作業(yè)臺面與空間有效視覺真實感，缺少明亮、晴晰、舒適感。視覺疲勞，不利于提高勞動生產效率。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）(二)、8U-210W大

5、功率節(jié)能燈技術特性分析因現(xiàn)場條件所限，對8U-210W大功率節(jié)能燈，除實測到了地面照度Lx值外(遠低于400W汞燈的照度)，其它技術參數(shù)均能夠測試。所以其技術特性分析，省略。二、照明節(jié)電改造經(jīng)濟技術目標紙制品包裝有限公司生產車間，現(xiàn)正在使用的電光源為：400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈和某品牌的8U-210W大功率節(jié)能燈。經(jīng)實測，8U-210W大功率節(jié)能燈的照度，比400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈的照度低很多。由此，照明節(jié)電改造經(jīng)濟技術目際的制訂，只能以原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈的性能參數(shù)，作為參照標準進行比較、分析、制訂。其經(jīng)濟技術目標：1、改造后，地面照度Lx值有提高(約提高到原來的1.5倍左右，以現(xiàn)場實測Lx值

6、為準)。2、改造后，有效視覺光效和地面有效視覺照度有大幅度提高。地面、作業(yè)臺面與空間有效視覺真實感，明亮、晴晰、舒適。3、改造后，光源耗電功率大幅度下降，較原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈相比，節(jié)電率80以上(以現(xiàn)場實測值為準)。4、改造后，顯色指數(shù)R值達82左右，接近于太陽光顯色指數(shù)R值100，觀看彩色物體表面顏色，不產生色偏差，色彩飽和度高，顏色逼真。5、改造后，光通量波動小、穩(wěn)定，無頻閃效應危害。觀看細小物體，視覺感真實。觀看運動物體，運動軌跡真實，不晃眼，空中定位感準確。6、改造后，在每天開燈14小時，照明綜合電價0.7元的條件下，節(jié)電改造投資回收期在： 110天左右(3-4個月)。7、改造后

7、，照明效果與質量：照明環(huán)境：太陽光色，地面有效視覺照度高。地面、作業(yè)臺面與空間有效視覺真實感：明亮、晴晰、舒適。視覺不疲勞，有利于提高勞動生產效率。三、照明節(jié)電改造技術準備的技術測試(一)、實際耗電功率測量1、青島法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈(以下筒稱：青島法蘭克節(jié)能燈)，耗電功率測試參與測試人員：青島法蘭克(Frank)微電子有限公司 工程師 韓儉榮紙制品包裝有限公司動力部 王先生測試地點：紙制品包裝有限公司動力部 辦公室測試時間：二00七年六月十一日上午，11時左右。測試儀表：指針式萬用電表500mA電流檔，指針式萬用電表250V電壓檔，電壓自耦調壓器。測試技術方法：實測

8、在220V電壓狀態(tài)下，整燈輸入電流I，再按功率P電壓U×電流I，計算出整燈的耗電功率。測試數(shù)據(jù)：經(jīng)實測：青島法蘭克節(jié)能燈，在220V電壓狀態(tài)下的輸入總電流I210mA0.21A。整燈耗電功率P電壓U×電流I220V×0.21A46.2W。2、原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈，耗電功率測試因現(xiàn)場條件所限，未能實際測量。其整燈耗電功率可按其：燈功率額定值電感鎮(zhèn)流器耗電功率計算出來。在概述中已計算，取其最小值480W。(二)、關于耗電功率計算取值的說明電光源的額定功率，是指額定電壓220V狀態(tài)下的額定值。在實際現(xiàn)場照明運行中，會因電壓波動而導致，實際耗電功率高于或低于其額定值。

9、因現(xiàn)場電壓多數(shù)情況下，是高于額定電壓220V。因爾，電光源的實際耗電功率，多數(shù)情況下也是高于其額定功率值。本技術準備中，因原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈受條件所限未實測。計算時，取其最小值480W。青島法蘭克節(jié)能燈，實測額定整燈耗電功率P46.2W，為計算方便取其大整數(shù)50W。(三)、照明節(jié)電改造的實際功率替代比例與節(jié)電率照明節(jié)電改造的實際功率替代比例與節(jié)電率原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈青島法蘭克節(jié)能燈8U-210W節(jié)能燈整燈耗電功率480W50W210W替代后功率替代比例50W：480W1：9.6(與汞燈比較計算)替代后節(jié)省電功率值480W50W430W(與汞燈比較計算)替代后節(jié)電率(480W50W)

10、÷480W×10089.5(與汞燈比較計算)現(xiàn)將與210W大功率節(jié)能燈比較的數(shù)據(jù)列出，只供參考。關于210W大功率節(jié)能燈的實際耗電功率，據(jù)現(xiàn)場觀察估計，多數(shù)會小于210W，可能在6575左右，取其中間值70。(如有誤應以實測為準)替代后功率替代比例50W：210W×701：2.94(與210W大功率節(jié)能燈比較計算)替代后節(jié)省電功率值210W×7050W97W(與210W大功率節(jié)能燈比較計算)替代后節(jié)電率(210W×7050W)÷210W×10065.99(與210W大功率節(jié)能燈比較計算)(四)、實際地面照度Lx值測量二00七

11、年六月十一日，青島法蘭克向紙制品包裝有限公司提供2盞，6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈，匹配Frank專用節(jié)能燈罩。在車間保持光源位置不變，高度不變，直接替代原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈。同日，晚6時50分左右。對原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈、8U-210W大功率節(jié)能燈、青島法蘭克節(jié)能燈的地面照度Lx值，進行了實際測試。1、參與測試人員：青島法蘭克(Frank)微電子有限公司 工程師 韓儉榮紙制品包裝有限公司動力部 部長 王先生紙制品包裝有限公司動力部 王先生紙制品包裝有限公司動力部 兩位工作人員2、測試儀表：LX-101數(shù)字式照度計3、測試技術方法：在光源正下方直接測試，直接讀取照度Lx值。

12、對原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈，實測了呈三角形的相鄰的3盞燈；對8U-210W大功率節(jié)能燈，實測了相鄰2盞燈；對青島法蘭克節(jié)能燈實測了2盞。實測過程中，在實測青島法蘭克節(jié)能燈時，為防止相鄰汞燈、節(jié)能燈的光通量，輻射過來疊加后提高其測試值。故關閉了相鄰的汞燈、節(jié)能燈。在實測原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈和8U-210W大功率節(jié)能燈時，其相鄰的汞燈、節(jié)能燈和青島法蘭克節(jié)能燈，都未關閉。其實測Lx值中，包含一定數(shù)量的相鄰的汞燈、節(jié)能燈輻射過來的光通量。4、實測照度Lx值列表與比較：三種光源實測照度Lx值與比較列表原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈青島法蘭克節(jié)能燈8U-210W節(jié)能燈第1盞75Lx116Lx28Lx第2盞

13、82Lx112Lx33Lx第3盞47Lx平均照度值(75Lx82Lx47Lx)÷368Lx(116Lx112Lx)÷2114Lx(28Lx33Lx)÷230.5Lx替代后平均照度提高值114Lx68Lx46Lx(與汞燈比較計算)替代后平均照度提高率(114Lx68Lx)÷68Lx×10067.65(與汞燈比較計算)現(xiàn)將與210W大功率節(jié)能燈比較的數(shù)據(jù)列出，只供參考。替代后平均照度提高值114Lx30.5Lx83.5Lx(與210W大功率節(jié)能燈比較計算)替代后平均照度提高率(114Lx30.5Lx)÷30.5Lx×100273

14、.77 即：2.74倍(與210W大功率節(jié)能燈比較計算)5、說明：1、表中原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈，第3盞因其燈罩底部玻璃板上，有部分灰塵。如將其底部玻璃板上部分灰塵擦掉，其照度Lx值會有相應提高。3盞汞燈平均照度值，也會有相應提高。2、表中原8U-210W大功率節(jié)能燈，一行南北方向共3盞。第1盞在最南端頭，測試時未有其它光源輻射過來的光通量。第2盞在中間，測試時有北端頭的節(jié)能燈，輻射過來的部分光通量，其測試Lx值略高一些。如將其北端頭的節(jié)能燈，輻射過來的部分光通量給予遮檔，其照度Lx值會有相應降低。2盞燈平均照度Lx值，也會有相應降低。四、耗電功率、功率替代比例與節(jié)電率、實測照度Lx值與比較

15、綜合列表耗電功率、功率替代比例與節(jié)電率、實測照度Lx值與比較綜合列表原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈青島法蘭克節(jié)能燈8U-210W節(jié)能燈整燈耗電功率480W50W210W替代后功率替代比例50W：480W1：9.6(與汞燈比較計算)替代后節(jié)省電功率值480W50W430W(與汞燈比較計算)替代后節(jié)電率(480W50W)÷480W×10089.5(與汞燈比較計算)現(xiàn)將與210W大功率節(jié)能燈比較的數(shù)據(jù)列出，只供參考。關于210W大功率節(jié)能燈的實際耗電功率，據(jù)現(xiàn)場觀察估計，多數(shù)會小于210W，可能在6575左右，取其中間值70。(如有誤應以實測為準)替代后功率替代比例50W：210W&#

16、215;701：2.94(與210W大功率節(jié)能燈比較計算)替代后節(jié)省電功率值210W×7050W97W(與210W大功率節(jié)能燈比較計算)替代后節(jié)電率(210W×7050W)÷210W×10065.99(與210W大功率節(jié)能燈比較計算)替代后實測地面照度Lx值第1盞75Lx116Lx28Lx第2盞82Lx112Lx33Lx第3盞47Lx平均照度值(75Lx82Lx47Lx)÷368Lx(116Lx112Lx)÷2114Lx(28Lx33Lx)÷230.5Lx替代后平均照度提高值114Lx68Lx46Lx(與汞燈比較計算)替代后

17、平均照度提高率(114Lx68Lx)÷68Lx×10067.65(與汞燈比較計算)小 結替代400W汞燈，在平均照度提高67.65的前提下，其功率替代比例1：9.6，每盞燈節(jié)電功率430W，節(jié)電率89.5?，F(xiàn)將與210W大功率節(jié)能燈比較的數(shù)據(jù)列出，只供參考替代后平均照度提高值114Lx30.5Lx83.5Lx(與210W大功率節(jié)能燈比較計算)替代后平均照度提高率(114Lx30.5Lx)÷30.5Lx×100273.77 即：2.74倍(與210W大功率節(jié)能燈比較計算)小 結替代210W大功率節(jié)能燈，在平均照度提高273.77的前提下，其功率替代比例1：

18、2.94，每盞燈節(jié)電功率97W，節(jié)電率65.99。五、替代試驗照明效果與質量評估(一)、與原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈比較1、在每盞燈節(jié)省電功率430W，節(jié)電率89.5的前提下，用照度計實測地面平均照度提高67.65，為原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈照度的1.68倍。2、照明環(huán)境，為太陽光色，顯色指數(shù)R值82左右，較原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈提高4倍。觀看彩色物體表面顏色，不產生色偏差，色彩飽和度高，顏色逼真。如同在太陽光底下的效果。3、光通量平滑穩(wěn)定，用頻閃專用檢測陀螺檢測，其旋轉圖案如同在太陽光底下的效果，無頻閃效應危害。照明環(huán)境視覺感真實，定位準確。4、照明環(huán)境如同太陽光的效果，明亮、晴晰、舒適，視

19、覺不疲勞，有利于提高生產效率。5、本現(xiàn)場替代試驗，是在原400W金鹵燈照明環(huán)境中，插入2盞青島法蘭克6U-50W節(jié)能燈。兩種光源的光譜能量分布結構，完全不一樣，差別很大。原400W金鹵燈為模擬日光色，青島法蘭克6U-50W節(jié)能燈為太陽光色。在該環(huán)境中，原400W金鹵燈的光輻射能量，遠遠大于2盞青島法蘭克6U-50W節(jié)能燈的光輻射能量。在同一個環(huán)境中，當兩種不同光譜能量分布結構的光輻射，能量差別較懸殊時。能量大的光輻射，對能量小的光輻射，具有湮滅效應。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應用于自己的網(wǎng)站上。希望以后

20、不要這樣。）因爾，青島法蘭克6U-50W節(jié)能燈，照明效果在本現(xiàn)場試驗中，體現(xiàn)不夠充分。如整個生產車間，全部更換為青島法蘭克6U-50W節(jié)能燈，照明效果與質量會更佳。 (二)、與8U-210W大功率節(jié)能燈比較1、在每盞燈節(jié)省電功率97W，節(jié)電率65.99的前提下，用照度計實測地面平均照度提高273.77。即：為8U-210W大功率節(jié)能燈照度的2.74倍。2、照明環(huán)境，為太陽光色，顯色指數(shù)R值82左右。觀看彩色物體表面顏色，不產生色偏差，色彩飽和度高，顏色逼真。如同在太陽光底下的效果。3、光通量平滑穩(wěn)定，用頻閃專用檢測陀螺檢測，其旋轉圖案如同在太陽光底下的效果，無頻閃效應危害。照明環(huán)境視覺感真實，

21、定位準確（作者韓儉榮）。4、照明環(huán)境如同太陽光的效果，明亮、晴晰、舒適，視覺不疲勞，有利于提高生產效率。六、照明節(jié)電改造節(jié)電效益分析計算因為經(jīng)現(xiàn)場實測，原8U-210W大功率節(jié)能燈的照度，不到原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈的一半。因此，本技術準備的經(jīng)濟技術參照標準，應是照度高的光源：原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈。因爾，經(jīng)濟技術計算均是與原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈的對比計算分析。（一）、節(jié)電效益分析計算己知參數(shù)1、紙制品包裝有限公司，生產車間每天開燈的時間14小時2、紙制品包裝有限公司，生產車間照明綜合電價0.7元Kwh(度)（二）、節(jié)電效益分析計算對原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈，進行照明節(jié)電改造。照度提高1.

22、68倍，照明質量如同太陽光效果。并將產生以下幾個方面的經(jīng)濟效益。第一部分：直接節(jié)電效益計算1、每盞燈節(jié)省電功率430W2、每盞燈每天開燈14小時節(jié)電0.43Kw×12小時6.02 Kwh(度)3、每盞燈每天開燈14小時節(jié)電費6.02 Kwh(度)×0.7元Kwh(度)4.214元4、每盞燈每月節(jié)電費4.214元×30天126.42元5、每盞燈每年節(jié)電費126.42元×12個月1517.04元。第二部分：間接節(jié)電效益分析1、輸電線路導線損耗降低。導線損耗共分兩部分，分析如下：(1)、節(jié)電改造后，每盞燈功率降低，輸電線路有功電流I降低。有功電流I在導線上產生

23、的有功損耗I電流的平方×導線電阻，降低。具體數(shù)值計算，因未實測具體參數(shù)，略。(2)、節(jié)電改造后，因電子節(jié)能燈的功率因數(shù)為電容性，與現(xiàn)場電網(wǎng)的電感性功率因數(shù)，互為反相，具有補償效應。輸電線路中的無功電流Q降低，無功電流Q在導線上產生的有功損耗Q電流的平方×導線電阻，降低。具體數(shù)值計算，因未實測具體參數(shù)，略。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）2、輸電線路電壓降降低，端電壓提高。節(jié)電改造后，輸電線路有功電流I、無功電流Q降低，輸電線路電壓降(IQ)×

24、;導線電阻，降低。輸電線路末端電壓提高，改善了供電質量。具體數(shù)值計算，因未實測具體參數(shù)，略。3、輸電線路有效輸電容量提高。節(jié)電改造后，輸電線路有功電流I、無功電流Q降低，有效輸電容量提高。具體數(shù)值計算，因未實測具體參數(shù)，略。（三）、節(jié)電改造后照明器材維護成本節(jié)省分析計算1、青島法蘭克節(jié)能燈，啟輝點燃壽命1.5萬小時。己有實際使用現(xiàn)場驗證，實際啟輝點燃時間己超2年半，不需更換，繼續(xù)使用。2、青島法蘭克節(jié)能燈，自出售之日起，燈管不破損，整燈不進水。如不能啟輝點燃，質保一年，對故障部件，免費以舊換新。3、以質保一年為前提分析，節(jié)電改造后，可節(jié)省原來使用400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈，在一年中因更換汞燈的維護

25、費用。具體數(shù)值計算，略。七、照明節(jié)電改造投資回收期分析計算本技術準備的經(jīng)濟技術參照標準是，原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈。因爾，經(jīng)濟技術計算均是與原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈的對比計算分析。(一)、青島法蘭克節(jié)能燈與Frank專用節(jié)能燈罩價格1、青島法蘭克節(jié)能燈，定位于照明節(jié)電合同能源管理專用。6U-50W節(jié)能燈，每套包括：高光效、低光衰、長壽命燈管總成1個，高頻率功率驅動器(鎮(zhèn)流器)1個，6芯專用連接電纜1副。全國市場最低限價：含稅率6的稅票，不含運費，每套240元套。2、青島Frank專用節(jié)能燈罩，按積分球體曲率優(yōu)化設計，采用進口高反射率鋁合金板，連續(xù)沖壓拉伸拋光成形。光強分布特性與青島法蘭克節(jié)能燈

26、輻射特性相匹配。每套包括：高反射率鋁合金反光罩E40鑄鋁陶瓷燈口與燈座總成。全國市場最低限價：含稅率6的稅票，不含運費，每套220元套。3、價格說明：青島法蘭克節(jié)能燈、Frank專用節(jié)能燈罩，市場價格公開、固定。如需調整，將一同通知，一同執(zhí)行。(二)、照明節(jié)電改造投資回收期計算1、以1盞燈，每天開燈14小時，為例計算。照明節(jié)電改造投資回收期(6U-50W節(jié)能燈240元Frank專用節(jié)能燈罩220元)÷每天開燈14小時節(jié)電費4.214元109.2天2、1盞燈，每天開燈24小時，其投資回收期，請自行計算。八、照明節(jié)電改造技術準備分析計算結論本技術準備的經(jīng)濟技術參照標準是，原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈。因爾，經(jīng)濟技術計算均是與原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈的對比計算分析。（一）、現(xiàn)將節(jié)電實測、照度實測、節(jié)電計算、投資回收期計算等數(shù)據(jù)列表如下節(jié)電實測、照度實測、節(jié)電計算、投資回收期計算等數(shù)據(jù)列表原400W外鎮(zhèn)流高壓汞燈青島法蘭克節(jié)能燈整燈耗電功率480W50W替代后功率替代比例50W：480W1：9.6替代后節(jié)省電功率值480W50W430W