Örökzöld téma: energiatakarékosság VII. – Világítástechnika
2011/12. lapszám | Chiovini György | 7495 |
Figylem! Ez a cikk 13 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
■ Dimmelő szabályozók, dinamikus fénymérési módszer A kapcsolószabályozókhoz képest nagyobb energia-megtakarítás várható, ha dimmelő szabályozókat alkalmazunk. Így elvileg elérhető, hogy a mesterséges világítással csak kiegészítjük a természetes vilá...
■ Dimmelő szabályozók, dinamikus fénymérési módszer
A kapcsolószabályozókhoz képest nagyobb energia-megtakarítás várható, ha dimmelő szabályozókat alkalmazunk. Így elvileg elérhető, hogy a mesterséges világítással csak kiegészítjük a természetes világítást, a kettő együtt biztosítja a szükséges megvilágítást. A szakirodalom – talán az egyszerűség kedvéért – az állandó megvilágításra szabályozás kifejezést használja. Valóban ez a szabályozás célja. Ténylegesen ezt nem érjük el, az eltérés számos körülménytől függ. Ezek egyrészt elvileg sem küszöbölhetők ki, másrészt a megvilágítás ingadozásának minden áron való csökkentése a felhasználó számára szinte állandó és terhes beavatkozási, újrakalibrálási kötelezettséggel járna. Talán nincs messze az igazságtól az, hogy az állandó megvilágításra szabályozó automatika egy jó kompromisszum.
Gondoskodik arról, hogy a mesterséges világítás minél rövidebb ideig és minél kisebb mértékben működjön szükségtelenül és a szükségesnél nagyobb intenzitással. Ez sem kevés. Ehhez is szükséges a jó tervezés, a megfelelő eszközök kiválasztása, szakszerű telepítése és üzembe helyezése. Ellenkező esetben a rendszer nem vagy rosszul fog működni.A kitűzött feladat megvalósításához szükséges az ún. dinamikus fénymérési módszer.
Az alapjel a teljes megvilágításra, pontosabban az annak megfelelő fénysűrűségre vonatkozik. Beavatkozni a mesterséges világításnál tudunk. A szabályozó számára tehát nem elég a teljes fénysűrűség meghatározása, hanem annak két összetevőjét külön is ismerni kell. A megoldás ötletes, de ehhez megfelelő elektronika szükséges. A külső eredetű fény is változik, de a változás lassúnak tekinthető. Ezzel szemben a mesterséges világítás gyorsabban változtatható.
Az elektronika képes arra, hogy egyszerre kövesse a fénysűrűség és a fényforrások fényáramának változását. Ebből számítja ki a fénysűrűség természetes és mesterséges részének arányát, nagyságát. Nyilvánvaló, hogy ez a fénymérési módszer csak akkor alkalmazható, ha az összes lámpatest (fényforrás) adata befut a szabályozóba. Ugyanakkor nincs jelentősége annak, hogy milyen elven működő fényforrások vannak a helyiségben.
Ezzel szemben a csak egy alkalmas optikai szűrőt igénylő statikus fénymérési módszer kizárja a hőmérsékleti sugárzókat, tulajdonképpen csak a fénycsövekhez célszerű alkalmazni.Mind a kapcsoló, mind a dimmelő szabályozó megnevezésre igaz, hogy használatuk elsősorban a termékekkel való megismerkedést szolgálja. A kereskedelmi gyakorlatban a jelenlétérzékelő szó járatos, amiből azonban a két funkció közül csak az egyikre derül fény. Energia-megtakarítás tekintetében az a lényeg, hogy a dimmelő szabályozó közel állandó megvilágítást tart, de csak akkor, ha személy vagy személyek is tartózkodnak az adott helyen.A kivitelt tekintve számos változat létezik.
Egy komplett szabályozó, azaz fényérzékelővel is ellátott jelenlétérzékelő minden funkciót tartalmaz (3. kép). Vannak osztott készülékek is. Ilyen esetben kerülhet a szabályozó a mennyezetre, magába a lámpatestbe és az elosztószekrénybe is. Lámpatestbe szerelhető terméket nem csak mennyezeti, hanem álló- lámpákhoz is gyártanak. Esztétikai szempontból a szabályozónak a lámpatest belsejében a helye. A fénymérőt azonban nem lehet „elrejteni”.
Vannak alig látható kivitelűek. Ezzel ellentétben más termékeket a fénycsőre kell csíptetni. Találunk más kialakítású, de ugyancsak kívül elhelyezett fénymérőket is (4. kép). Ez utóbbi akár utólag is felszerelhető egy lámpatestre. Igen érdekes az a megoldás, amelynél tulajdonképpen nincsen szabályozó: ennek szerepét egy erre a célra kifejlesztett fénycső-előtét tölti be. Működéséhez természetesen egy fénymérő is szükséges (2. fotó). A legtöbb gyártmány vezetékezést igényel, de léteznek vezeték nélküli fénymérők és szabályozók is. A dimmelő kimenet lehet analóg és digitális. Lényeges szempont az, hogy a szabályozó le tudja-e kapcsolni a teljesen leszabályozott fényforrást (előtétet). Ez az energiafogyasztásban nem elhanyagolható különbség!
Azt viszont jó elkerülni, hogy a szabályozó ki-, bekapcsolgassa a világítást. Ha ugyanis a természetes világítás éppen e nagyságrendben ingadozik, fennáll ennek az esélye. A megoldás a más hasonló helyzetben is alkalmazható késleltetés. Emellett a kikapcsolási szintet az előírt megvilágításhoz képest valamivel nagyobbra választjuk (1. ábra). Számos egyéb, a felhasználó számára érdekes opció is létezik, így többek között a kézi felülbírálás lehetősége.Minden szabályozással szemben alapkövetelmény, hogy stabil legyen. A stabil szabályozó egyensúlyi állapotba jut, a nem stabil szabályozó lengésbe jön, a kimenetet folyamatosan változtatja.
Az ilyen világításszabályozó a fényáramot ismétlődően növeli, csökkenti. Ez természetesen rossz, már csak azért is, mert ez az állandó ingadozás az ott tartózkodók számára zavaró. Egyébként is szükségtelen, de a szabályozás tekintetében is káros, ha a lámpatestek beépített teljesítménye sokkal nagyobb megvilágításnak felel meg, mint amit a szabályozónak tartania kellene. Ilyen esetben a rendszer könnyen lengésbe jöhet.
A gyártók a termékeken különböző szabályozási jellemzőket állítanak be. Van, amit a felhasználó is módosíthat. Beállíthatja a szabályozási időt, hogy gyorsabban vagy lassabban reagáljon a készülék. Beállíthatja, hogy az alapjelhez képest mekkora eltérés megengedett. Ezek azonban befolyásolják a stabilitást, megválasztásuk nem lehet önkényes. Gondolni kell arra is, hogy bizonyos fényforrások tényleges fényárama nem követi azonnal a feszültségváltozást. Ebből a szempontból nem szerencsés az, ha különböző jellegű fényforrások vannak egy szabályozási körben. (Egyszerűbb gyártmányoknál nincs ilyen probléma, mert nincs beavatkozási lehetőség.)
 |
■ A fénymérés helye
Az állandó megvilágításra szabályozás megfelelő működéséhez ismerni kell a természetes megvilágítás pillanatnyi értékét. Ezt a menynyezeten lévő fényérzékelő határozza meg a munkasíkon mérhető megvilágítás és az érzékelőnél mérhető fénysűrűség közötti összefüggés alapján. A mért értékből a dinamikus fénymérés módszerével levonjuk a mesterséges világításból származó részt, és a maradék a keresett természetes hányad lesz. A problémát az okozza, hogy a mennyezeten mért fénysűrűség és a munkasíkon mért megvilágítás kapcsolata eltérő attól függően, hogy honnan származik a fény.
 |
A lámpatestek fénykibocsátása nem változik a napszaktól függően. A fénysűrűség és megvilágítás viszonyszáma lényegében csak a munkasík reflexiós tulajdonságainak esetleges változása miatt ingadozik. Más a helyzet a napfénnyel. A menynyezetre a napfény csak reflexióval jut. Ha az adott napszakban úgy süt a nap, hogy a közvetlenül megvilágított felületekről sok fény verődik vissza a mennyezetre, akkor ott nagyobb fénysűrűséget mérünk.
Más napállásnál fordítva lesz, azaz a mennyezet viszonylag sötétben marad. Ilyenkor bár a munka- felületen mért megvilágítás már egy kedvező érték, a fényérzékelő „sötétet” jelez. Ennek a problémának a megoldásához olyan helyre kell felszerelni a fényérzékelőt, ahol ez a jelenség még kezelhető mértékű. A tapasztalatok szerint az egy oldalról megvi- lágított helyiségekben az alkalmas hely az ablakkal ellentétes helyiségfélben van.
Az ablaktól mért távolság ne legyen kevesebb a helyiség „mélységének” felénél, ne legyen több kétharmadánál. Megkönnyítheti az esetleges problémák megoldását az a fényérzékelő, mely a házban oldalirányban a függőlegeshez képest elfordítható.
Így olyan helyre „irányítható”, ahol a fénysűrűség-mérés eredménye reálisabb. Számításba kell venni azt, hogy az egyes fényérzékelők érzékelési kúpja eltérő. Vannak olyan termékek is, melyek e tekintetben két változatban – kisebb és nagyobb kúpszöggel – is rendelhetők. Egy helyiségen belül leggyakrabban egyenletes megvilágításra törekszünk. A gyakorlatban ezt csak többé-kevésbé közelítjük meg, hiszen nem lenne gazdaságos sok lámpatestet felszerelni.
Hasonló megfontolásból egy munkaterülethez rendszerint csak egy fényérzékelőt telepítünk. Nagy helyiségben, amelyik több munkaterületre osztható, megfelelő számú eszköz is alkalmazható. Ha nem egy érzékelőt kapcsolunk a szabályozóhoz, akkor többféle megoldás közül választhatunk. A szabályozó átlagot képezhet a beérkező jelekből, és ezt tekinti az ellenőrző jelnek. Ha viszonylag nagy megvilágításra törekszünk, akkor a készülék a legkisebb fénysűrűséget mérő érzékelő jelét használja fel. Ellenkezőleg, ha a legnagyobb jelet adó érzékelőt választja ki, a helyiségben valamivel mérsékeltebb lesz a megvilágítás. Ez például energiatakarékosság szempontjából kedvező.
 |
■ Világításszabályozás nagy helyiségekben
Nagyobb, egy oldalról megvilágított helyiségekben akkor is célszerű világítási zónákat, lámpatestcsoportokat kialakítani, ha kézi kapcsolókat használunk. Automatizálásnál is két vagy három zónára osztjuk fel a lámpákat. Az ablakhoz közelebb eső területen rövidebb ideig van szükség mesterséges világításra, mint a helyiség belsejében. Ahol több a természetes fény, ott kisebb fényáramra lehet a fényforrásokat dimmelni. A dimmelő szabályozóknál is bevált a mester–szolga rendszer. A világosabb helyiségrész a szolga szabályozóhoz, a sötétebb a mester szabályozóhoz tartozik. A fénymérés adata a mester szabályozóhoz fut be, a szolga szabályozó kimenetét ehhez képest egy meghatározott értékkel módosítjuk (6. ábra).
A legfejlettebb termékek akár öt különböző értéket is tudnak kezelni. Így növelhető a zónák száma, illetve további variációk is megvalósíthatók. Például egy zónán belül is lehet két különböző megvilágítást létrehozni. A különböző értékeket köthetjük napszakhoz vagy egy adott helyen lévő munkahelyhez (lámpatesthez). Ha egymás mellett két különböző intenzitású megvilágítást igénylő tevékenység folyik, a szabályozó ennek megfelelően dimmel.Folyosók világításának automatizálása sajátos feladat. A fényviszonyok jellemzően azonosak a folyosó teljes területén. Bárhol történik mozgás, a világítást működtetni kell.
A feladat megoldható mester–szolga rendszerrel, de itt több szolga szabályozót szerelünk fel. Fénymérés csak egy helyen, a mester készüléknél történik. A szolga készülékek feladata, hogy bárhol történik mozgás, azt észleljék, és a mester számára jelezzék. Az összes lámpatest a mester kimenetére van kötve (5. ábra).
Egészen nagy helyiségekben telepíthetünk zónánként egy-egy szabályozót hozzárendelt lámpatestekkel. Mindegyik jelenlétet észlel, fényt mér, és a beállított érték szerint kapcsol. A kapcsolási szint lehet azonos, de lehet különböző is. A telepítési távolságot úgy kell megválasztani, hogy ne zavarják egymást. Ennek a megoldásnak az az előnye, hogy teljesen szabad kezet kapunk az egyes helyiségrészek világításának egymástól független automatizálására.
 |
■ Hogyan válasszunk?
Az egyes kapcsoló és/vagy dimmelő szabályozók adatlapján rendszerint a következő adatok találhatók:
■ energiaellátás, tápfeszültség,
■ saját teljesítményigény,
■ fénymérő (beépített, külső),
■ optimális és maximális beépítési magasság,
■ fénymérési mód (statikus, dinamikus),
■ fényérzékelési szög,
■ két fénymérő (opció),
■ változtatható helyzetű fénymérő (opció),
■ kapcsolási érték beállítási tartománya,
■ két kapcsolási érték (opció),
■ beállítási mód (potenciométer, távirány., busz),
■ kapcsoló és/vagy dimmelő kimenet,
■ dimmelési rendszer (analóg, digitális),
■ dimmelési sebesség állíthatósága (opció),
■ leszabályozott fényforrás kikapcsolhatósága,
■ kimeneti áramkörök száma,
■ terhelés jellege (fényforrás, előtét), max. teljesítménye,
■ állapot-kijelzés (LED),
■ üzemmód (automata, félautomata),
■ kézi működtetés lehetősége,
■ késleltetési időtartamok beállítási tartománya,
■ párhuzamosítás, csatlakoztatható készülékek száma (opció),
■ szerelési mód,
■ védettség.
 |
Kétségtelen, hogy automatizálással jobban ki lehet használni a természetes világítást, mint ha ez az ott tartózkodókra lenne bízva. Az elérhető megtakarítás számos tényezőtől függ. A tapasztalatok azt mutatják, hogy egyes esetekben a villamosenergia-fogyasztás csak csekély mértékben csökkent, de volt példa arra is, hogy a korábbi érték felét meg lehetett takarítani.
