Основные технические характеристики светодиодных лент на напряжение 12 В (справочно)

Тип светодиода	Размер светодиода lхb, мм	Количество n светодиодов на один метр длины светодиодной ленты, шт.	Потребляемая мощность Pм одного метра длины светодиодной ленты, Вт	Световой поток метра длины светодиодной ленты, лм	Эквивалентная мощность лампы накаливания, Вт
SMD3528	2,8×3,5		2,4
	4,8
	9,6
SMD5050	5,0×5,0		7,2
	14,4

2. Рассчитать длину ленты для освещения помещения. Для этого необходимо выбрать разумную площадь помещения S (м²) и определить его периметр П (м). Выбирать площадь S рекомендуется не более 20-30 м². Периметр в этом случае определяется как сумма длин стен помещения. Длина ленты в случае размещения по периметру L = П (м). Для мягкого, не яркого освещения световой поток ленты Ф_ленты должен составить

Ф_ленты = L·Ф_м, лм (9.3)

Провести проверку из расчета, что Ф_ленты по требованиям освещенности не может быть удельно меньше, чем 150 лм/м². Таким образом, должно выполняться условие.

Ф_ленты ≥ 150·S, лм (9.4)

Если условие не выполняется, необходимо добавить количество светодиодов на погонный метр ленты или разместить вторую ленту для усиления освещенности.

Определить мощность потребления метра светодиодной ленты при условии, что напряжение U и ток I для каждого светодиода находятся из таблицы 9.1 согласно выбранному варианту.

P_м = n·U·I, Вт (9.5)

Напряжение U берется по верхнему пределу.

Рассчитать мощность Pленты для освещения помещения:

P_ленты = L·P_м, Вт (9.6)

4. Рассчитать альтернативную мощность ламп накаливания, требуемых для освещения помещения. Принять требование по освещенности лампами накаливания из расчета P_i = 10 Вт мощности на создание светового потока Ф_i 150 лм/м² освещаемого помещения:

Pламп = S· P_i, Вт (9.7)

5. С учетом того, что Ф_ленты = Ф_ламп, сравнить полученные данные мощности ламп накаливания Pламп с соответствующим значением мощности светодиодной ленты P_ленты. Для проверки значений служит таблица 9.3, данные могут отличаться на 10-30%.

Таблица 9.3

Соотношение мощности и светового потока для прозрачных ламп накаливания, цоколь E27, 220В

Мощность Pл, Вт	Световой поток Фл, лм	Световая отдача, лм/Вт
		15,5
		14,6
		13,6
		12,5
		10,5
		9,2

Расчет делается для ленты со светодиодами, направленными вниз. Однако, если лента будет находиться в нише, необходимо учесть потери на отражение от потолка, которые составляют не менее 50%. Для гарантированной освещенности помещения в этом случае нужно выбрать ленту с большим в два раза световым потоком.

Вычислить ежемесячную экономию средств в рублях от замены ламп накаливания на светодиодную ленту, исходя из однотарифной системы оплаты электроэнергии.

В соответствие с Постановлением ГК «Единый тарифный орган» Челябинской области № 7/1 от 17 февраля 2014 г. однотарифная система оплаты за электроэнергию составляет – 2,51 руб/ кВт•ч;

Сделать вывод об энергосбережении.

Задача 10

Расчет электрической системы «Теплый пол» в сравнении с конвективными (водяными) системами отопления

Теплый пол является одним из оптимальных средств обогрева помещения, т.к. нагретый воздух от источника поднимается вверх, отапливая все помещение (рис.10.1)

 

Рис.10.1 Схема движения тепловых потоков от теплого пола

Электрические теплые полы позволяют более точно регулировать температуру в помещении и стоят значительно дешевле жидкостных аналогов. Особенностью использования теплого пола является наличие термостатов или терморегуляторов, которые могут идентифицировать температуру в помещении, включаться по таймеру, самостоятельно контролировать тепловые характеристики помещения. Применение программируемого термостата в режиме аккумуляции тепла в бетонной стяжке снижает расходы на оплату электроэнергии (с применением двухтарифного счетчика) на 20 – 30%.

Условия задачи:

Рассчитать затраты энергии в кВт·ч и в рублях при использовании системы «Теплый пол» для квартиры, расположенной на 1 этаже многоквартирного дома. Учесть теплопотери вниз через перекрытия в подвальное помещение. Температура воздуха в котором +5 ⁰С. Сравнить отопление от теплого пола с конвективной (от водяных радиаторов) системой отопления.

Принять в расчетах следующие параметры для условий г.Челябинска:

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период: t_ср=-6,5⁰С;

Продолжительность отопительного периода: Т=218 дней;

Расчетная минимальная температура наружного воздуха: t_нар= -34⁰С;

Максимальная часовая нагрузка на отопление: Q_max=0,039 Гкал·ч

Варианты задачи представлены в табл.9.1.

Методика расчета

1. Определяются теплопотери через стены здания:

, Вт (10.1)

где S – общая площадь стен дома (без учета окон), м²; q_с – удельные теплопотери на 1 м² площади, Вт/м².

Удельные теплопотери через стены определяются по выражению:

, Вт/м² (10.2)

где: t_нар - минимальная температура наружного воздуха для наиболее холодного периода года, ⁰С; t_вн - расчетная средняя температура внутри квартиры; R_С - сопротивления теплопередаче стен (табл.10.2).

Аналогичным образом считаются теплопотери через окна Q_ок и пол Q_п. Потерями через потолок пренебречь.

2. Определяются общие теплопотери в доме:

, Вт (10.3)

3. Выбирается мощность кабельной системы отопления Р_ТП исходя из условия, что

(10.4)

При выборе системы обогрева «Теплый пол» необходимо принимать во внимание, что система работает не постоянно, а включается/выключается автоматически с помощью термостата, исходя из заданных значений температуры пола и воздуха в помещении. При этом потребляется минимум энергии, необходимой и достаточной для отопления дома и создания комфортной температуры.

4. Производится расчет расхода электроэнергии на отопление за счет теплого пола при самой низкой температуре наружного воздуха:

, кВт·ч, (10.5)

где Т_р – время работы системы «Теплый пол», ч.

5. Рассчитываются затраты на оплату электроэнергии для двух вариантов систем оплаты в соответствие с Информационным письмом ГК «Единый тарифный орган» Челябинской области № 02/2983 от 29.12.2011 г.:

– однотарифная система оплаты (К₁) - 1,379 руб/ кВт·ч;

- двухтарифная система оплаты (К₂) - 1,63 руб/ кВт·ч.

, руб.

(10.6)

, руб.

6. Рассчитывается потребление электроэнергии W_ср и расход на ее оплату C_ср., исходя из расчетного значения средней температуры наружного воздуха t_ср в отопительный период по формулам (10.1-10.6).

7. Рассчитываются расходы на оплату электроэнергии при использовании программируемого термостата в режиме аккумуляции тепла в бетонной стяжке при использовании двухставочного тарифа:

(10.7)