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        蘇州市軌道交通地下車站照明系統(tǒng)節(jié)能改造淺析

        2014-12-31 00:00:00王國華
        基層建設(shè) 2014年22期

        摘要:蘇州市軌道交通一號(hào)線車站站廳、站臺(tái)照明燈具主要選用反光型燈具,燈具光源以三基色熒光燈T8燈管為主,選用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能式電感鎮(zhèn)流器。

        軌道交通行業(yè)照明系統(tǒng)節(jié)電采用的手段主要為能源手段、光源手段、管理手段。結(jié)合軌道交通各機(jī)電系統(tǒng)的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析,照明能耗約占總能耗的8%-12%,照明節(jié)電通過光源手段正在成為一種趨勢(shì),節(jié)電技術(shù)手段安全可靠,效益明顯。

        目前,深圳地鐵二號(hào)線及福田樞紐、上海地鐵四號(hào)線公共區(qū)已全線采用LED燈具,與T8熒光燈相比,單燈節(jié)能約26%,采用系統(tǒng)調(diào)光控制,節(jié)電達(dá)50%以上,節(jié)能效果明顯。同時(shí),廣州地鐵2號(hào)線、上海地鐵二號(hào)線、八號(hào)線,南京地鐵一號(hào)線等正在進(jìn)行燈具改造,擬全部使用LED燈具,公共區(qū)照明燈具選用LED燈具,具有較大的節(jié)能潛力。

        針對(duì)照明節(jié)電光源手段,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)照明的要求,在不影響甚至超過原有燈具的照明要求前提下,采用LED燈具類型來替代現(xiàn)有燈具的節(jié)能方式并啟用照明節(jié)電模式,能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

        關(guān)鍵詞:照明系統(tǒng);節(jié)能改造;LED;節(jié)電模式

        緒論

        軌道交通行業(yè)照明系統(tǒng)節(jié)電采用的手段主要為能源手段、光源手段、管理手段。一號(hào)線主要為能源手段來實(shí)現(xiàn)照明節(jié)電,通過回路在配電上及現(xiàn)場(chǎng)的交叉布置進(jìn)行分組控制設(shè)置,采用停運(yùn)后的節(jié)電模式關(guān)閉工作照明來實(shí)現(xiàn)照明節(jié)電的要求,但是普通照明燈具使用壽命短,維護(hù)成本高,燈具能耗大,光效低在一定程度上給節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益帶來一定負(fù)面影響。

        廣州地鐵2號(hào)線、上海地鐵二號(hào)線、八號(hào)線,南京地鐵一號(hào)線等正在進(jìn)行燈具改造,擬全部使用LED燈具,公共區(qū)照明燈具選用LED燈具,具有較大的節(jié)能潛力,能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

        一、車站照明系統(tǒng)概況

        蘇州軌道交通一號(hào)線車站站廳、站臺(tái)照明燈具主要選用反光型燈具,燈具光源以三基色熒光燈T8燈管為主。

        設(shè)備區(qū)照明選用直光型敞開式或帶有格柵的熒光燈具。公共區(qū)照明燈具采用熒光燈及節(jié)能筒燈交叉分回路布置,照度充足。區(qū)間照明燈具為具有三防性能的長(zhǎng)管熒光燈。

        二、照明系統(tǒng)節(jié)能改造必要性

        結(jié)合軌道交通各機(jī)電系統(tǒng)的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析,照明能耗約占總能耗的8%-12%,照明節(jié)電通過光源手段正在成為一種趨勢(shì),節(jié)電技術(shù)手段安全可靠,效益明顯。

        目前,深圳地鐵二號(hào)線及福田樞紐、上海地鐵四號(hào)線公共區(qū)全線采用LED燈具,與T8熒光燈相比,單燈節(jié)能約26%,采用系統(tǒng)調(diào)光控制,節(jié)電達(dá)50%以上,節(jié)能效果明顯。同時(shí),廣州地鐵2號(hào)線、上海地鐵二號(hào)線、八號(hào)線,南京地鐵一號(hào)線等正在進(jìn)行燈具改造,擬全部使用LED燈具,公共區(qū)照明燈具選用LED燈具,具有較大的節(jié)能潛力。

        針對(duì)照明節(jié)電光源手段,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)照明的要求,在不影響甚至超過原有燈具的照明要求前提下,采用LED燈具類型來替代現(xiàn)有燈具的節(jié)能方式或啟用照明節(jié)電模式,能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

        三、照明系統(tǒng)節(jié)能改造方式

        1.合同能源管理模式(簡(jiǎn)稱EMC)

        由投資方全額投資,使用LED燈替換現(xiàn)用普通日光燈,通過節(jié)電產(chǎn)品節(jié)省下來的電費(fèi),按比例支付進(jìn)行利潤(rùn)分享。在合同有效期限內(nèi),由投資方提供技術(shù)支持、安裝指導(dǎo)、故障維修等無償服務(wù)。在合作期間,技改部分維護(hù)管理由投資公司負(fù)責(zé),由此形成雙贏格局。合同到期,所有產(chǎn)品使用權(quán)歸軌道公司所有,投資方不再收取任何費(fèi)用。

        2.采購LED燈直接更換方式

        自主購買LED燈具替換,在使用過程中所產(chǎn)生的收益全部歸軌道公司所有。一號(hào)線剛剛試運(yùn)營兩年時(shí)間,大量采購LED燈具更換成本太高,維護(hù)更換作業(yè)將帶來較高的人力、物力消耗和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn),可行性不高。

        四、節(jié)能模式對(duì)比分析

        經(jīng)調(diào)研,對(duì)于已開通運(yùn)營軌道線路,因初期投入成本較高尚未有大面積更換LED燈具案例,因此對(duì)于已開通的軌道交通一號(hào)線,重點(diǎn)對(duì)EMC模式進(jìn)行分析。

        1.EMC模式

        1.1 EMC模式收益預(yù)估

        節(jié)能效益分享期限為 5 年,年預(yù)估節(jié)電效益637 萬元,效益分享期內(nèi)分成比例為 30%:70%;甲方分享30%,年度分享效益191萬元;乙方分享70%,年度分享效益446萬元。

        蘇州市軌道交通1號(hào)線照明節(jié)能分析

        區(qū)域域

        名稱

        規(guī)格

        替換燈具

        每天開燈時(shí)間(H)

        燈具數(shù)量(套)

        每燈具光源數(shù)量(個(gè))

        光源總數(shù)量(個(gè))

        原燈功率(W)

        替換功率(W)

        功率

        差(W)

        每年開燈時(shí)間(H)

        替換前用電量(KWH)

        替換后用電量(KWH)

        年節(jié)電量(KWH)

        電費(fèi)單價(jià)(元/KWH)

        年節(jié)電額(元)

        設(shè)備

        區(qū)

        單管格柵罩熒光燈

        220V 36W

        18W LED燈管

        24.000

        10

        1

        10

        40

        18

        22

        8760

        3504

        1577

        1927

        0.852

        1642

        單管帶反射罩熒光燈

        220V 36W

        18W LED

        燈管

        24.000

        258

        1

        258

        40

        18

        22

        8760

        90403

        40681

        49722

        0.852

        42363

        雙管熒光燈

        220V2*36W

        2*18WLED燈管

        24.000

        117

        2

        234

        40

        18

        22

        8760

        81994

        36897

        45096

        0.852

        38422

        嵌入式雙管格柵燈

        220V2*36W

        2*18WLED燈管

        24.000

        79

        2

        158

        40

        18

        22

        8760

        55363

        24913

        30450

        0.852

        25943

        安全照明燈(吸頂燈)

        220V 40W

        LED吸頂

        24.000

        87

        1

        87

        40

        18

        22

        8760

        30485

        13718

        16767

        0.852

        14285

        公共區(qū)

        熒光燈

        220V 36W

        18W LED燈管

        18.945

        875

        1

        875

        40

        18

        22

        6914.9

        242022

        108910

        133112

        0.852

        113412

        普通節(jié)能燈

        220V 20W

        8W LED球泡燈

        18.945

        108

        1

        108

        20

        8

        12

        6914.9

        14936

        5974

        8962

        0.852

        7635

        木瀆站小計(jì)

        1534

        1730

        518707

        232672

        286036

        243703

        1號(hào)線共用站

        1號(hào)線站點(diǎn)合計(jì)

        36816

        41520

        12448978

        5584117

        6864861

        5848862

        區(qū)間

        熒光燈

        220V 36W

        18W LED燈管

        14.833

        5148

        5148

        40

        18

        22

        5414

        1114860

        501687

        613173

        0.852

        522423

        1號(hào)線總計(jì)

        24

        13563838

        6085804

        7478034

        6371285

        表1:EMC模式收益預(yù)估

        1.2 EMC模式優(yōu)點(diǎn)

        1)分享節(jié)能效益。無需投資風(fēng)險(xiǎn)即可分享節(jié)能帶了的經(jīng)濟(jì)效益。

        2)改善照明條件。無需投資可使用環(huán)保新型LED光源(見表2),符合國家提倡節(jié)能的要求,改造后照度充足。

        3)節(jié)約維修費(fèi)用。一號(hào)線T8日光燈照明用電由于時(shí)間長(zhǎng),啟動(dòng)器,整流器,連接件多,已達(dá)使用壽命極限,維修費(fèi)用逐漸增高,EMC模式下質(zhì)保期內(nèi)全部由投資方提供燈具及售后維修。

        4)消除安全隱患。T8日光燈工作電流大,啟動(dòng)電流更大。長(zhǎng)時(shí)間的工作易導(dǎo)致線路老化,絕緣下降,極易造成安全隱患。LED燈電流小發(fā)熱量小,因此更安全。

        5)改善工作環(huán)境。T8日光燈大量密集的使用,必將造成工作環(huán)境溫度升高,額外地增加了空調(diào)的費(fèi)用,LED燈發(fā)熱量小,可降低一部分空調(diào)電能。

        性能指標(biāo)

        普通LED節(jié)能燈

        T8-36W-熒光燈管

        實(shí)際功率

        18W(含驅(qū)動(dòng)器)

        38W(含電感鎮(zhèn)流器)

        功率因數(shù)

        0.95

        0.5

        光效

        100-110lm/w

        45-50lm/w

        顯色指數(shù)

        75以上

        70以上

        啟動(dòng)時(shí)間

        瞬間

        反復(fù)啟動(dòng)4-5次,啟動(dòng)時(shí)間2S左右,且低電壓,低氣溫時(shí),啟動(dòng)時(shí)間還需延長(zhǎng)。

        頻閃

        燈珠為直流驅(qū)動(dòng),無頻閃。

        工作頻率50Hz,肉眼感覺頻閃嚴(yán)重。

        眩光

        無,柱狀光源,光色柔和

        無,柱狀光源

        壽命

        4萬小時(shí)

        8千小時(shí)

        啟動(dòng)電流

        工作電壓范圍

        AC 85-250V

        AC 200-240V

        表2:LED與熒光燈數(shù)據(jù)對(duì)比

        五、節(jié)能模式可行性分析

        通過收益及優(yōu)缺點(diǎn)可以看出,針對(duì)照明燈具已經(jīng)運(yùn)行兩年的一號(hào)線,可以采取合同能源管理模式或合同能源管理模式與節(jié)電模式都投入的方式來實(shí)現(xiàn)照明節(jié)電最大化。

        但是,對(duì)于合同能源管理模式的諸多不足,需要通過實(shí)行試點(diǎn)的方式來進(jìn)行節(jié)電效果的評(píng)估(南京地鐵由節(jié)能公司提前介入有基準(zhǔn)數(shù)據(jù)后再一號(hào)線推廣),后期通過市場(chǎng)運(yùn)作模式進(jìn)行招標(biāo),對(duì)節(jié)電效果、數(shù)據(jù)測(cè)定、回報(bào)周期、后期服務(wù)、質(zhì)量保障方式進(jìn)行控制,整體運(yùn)作可行性較高,改造對(duì)各系統(tǒng)均無影響。

        六、建議及下一步計(jì)劃

        如采用合同能源管理模式,在要求投資單位完善方案的基礎(chǔ)上有以下建議:

        1)建議制定節(jié)能管理制度。通過設(shè)備區(qū)設(shè)備房人走關(guān)燈制度要求節(jié)能降耗。

        2)建議先行測(cè)定基準(zhǔn)值。可以先行選用燈具相對(duì)比較均衡的區(qū)間照明回路或標(biāo)準(zhǔn)車站進(jìn)行測(cè)定,由節(jié)能公司提供能源管理設(shè)備,通過監(jiān)控上下行數(shù)據(jù)的比較來測(cè)算更換LED燈具的實(shí)際節(jié)能效率。

        3)先行試點(diǎn)2個(gè)站,統(tǒng)計(jì)LED燈具更換后實(shí)際效果特別是LED光衰及故障率情況,形成報(bào)表數(shù)據(jù)。考慮到LED燈具存在一定的眩光,建議車站控制室等有人辦公設(shè)備區(qū)場(chǎng)所照明仍以節(jié)能熒光燈光源為主,公共區(qū)照明局部可考慮采用LED燈具替換。

        4)方案中經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益量化數(shù)據(jù)要詳細(xì),要有量化的數(shù)據(jù)能夠很清晰體現(xiàn)一年的電費(fèi)節(jié)省數(shù)值,要有計(jì)算的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。

        5)質(zhì)保期要明確,要有穩(wěn)定性、安全性方面的承諾,質(zhì)保期后(5年)如果回收需要多少成本,未來燈具更換成本要有估算,如果繼續(xù)EMC模式收益如何分配,如何質(zhì)保要有說明。

        6)方案應(yīng)提供關(guān)于LED照明燈具技術(shù)參數(shù)(包括燈管和芯片),按照不低于一線品牌的供貨提供詳細(xì)技術(shù)參數(shù)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]房海明,肖旭華.LED照明設(shè)計(jì)及工程案例.化學(xué)工業(yè)出版社.2012

        [2]嚴(yán)慶洪,范靖.LED照明燈具合同能源管理模式(EMC)實(shí)用手冊(cè).中國時(shí)代經(jīng)濟(jì)出版社.2013

        [3]LED照明設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與技術(shù)應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.2013

        [4]電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì).中國計(jì)劃出版社.2007

        [5]電氣照明技術(shù) 第2版.機(jī)械工業(yè)出版社.2010

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