Астрономічний таймер
English Русский Українська
Астрономічний таймер

Актуальність

 Одним із основних способів економії електроенергії є використання пристроїв регулювання освітленості. Для організації автоматичного управління освітленням в місцях, де світло потрібно тільки в світлий період доби, найбільше поширення знайшли пристрої,  які включають і виключають штучне освітлення в залежності від величини природної освітленості об'єкта. Такі пристрої називають світлочутливими автоматами. Вони мають у своєму складі датчик освітленості,  який безпосередньо і контролює природну освітленість.
Проте останнім часом замість світлочутливих автоматів  все частіше почали використовувати астрономічні таймери, які забезпечують включення/виключення навантаження відповідно до часу сходу та  заходу сонця. Інформація про це міститься в енергонезалежній пам'яті пристрою.

У порівнянні з світлочутливими автоматами астрономічні таймери мають такі переваги:
  • не має потреби у  використанні датчика освітленості і його подальшого  перекалібрування, пов'язаного зі зміною протягом часу його властивостей, що призводить до збільшення експлуатаційних витрат;
  • відпадає необхідність постійного догляду за робочою зоною  фотодатчика.

 Сьогодні на   ринку   присутні     астрономічні  таймери   фірм Legrand,  Orbis. Їх  вартість складає від 450 до 1200  Грн/канал, що є основним їх недоліком.
Використовуючи нові підходи та сучасну елементну базу нам вдалося розробити спеціалізований астрономічний таймер АТ4-700/1 на 4 канали (під каналом можна розуміти один під'їзд багатоповерхового будинку) загальною вартістю 600 грн., що складає відповідно 150 Грн/канал.  Це близько до параметрів світлочутливих  автоматів, але при цьому забезпечується суттєвий виграш в надійності роботи та вартості експлуатаційних витрат.

Призначення та область застосування

Астрономічний таймер  АТ4-700/1 (рис. 1) призначений  для включення освітлення в темну пору доби та може бути використаний для регулювання освітленням під'їздів, вулиць, реклами, запобігання крадіжкам електроенергії  тощо.
В основу принципу роботи астрономічного таймера покладено включення або виключення навантаження відповідно до астрономічних подій (в даному випадку відповідно до сходу та  заходу сонця).
В мікропроцесорі астрономічного таймера міститься інформація про час сходу/заходу  сонця на кожен день. Енергонезалежність мікропроцесорної пам'яті  забезпечується літієвою батарейкою.
 Враховується також перехідний період (сутінки), при якому освітлення включається на 1 год. раніше заходу та виключається на 1 год. пізніше сходу сонця.
Технічні характеристики таймера представлені в таблиці 1.


Таблиця 1 Технічні  характеристики астрономічного таймера  АТ4-700/1

Номінальна напруга живлення, частота 

220 В (при любих комбінаціях фаз), 50 Гц

Кількість каналів

4

Максимальна потужність навантаження 

4*700 ВА

Обмеження потужності навантаження  на рівні

700 ВА

Власне споживання електроенергії

1,2 Вт

Температура навколишнього середовища 

від -10°С   до +40°С

Дискретність установки часу

1 хвилина

Термін служби літієвої батарейки

5 років

Точність годинника

±3 хвилини/рік

Габаритні розміри 

260х225х42 мм

Вага

220 г

Таймер автоматично здійснює перехід на «зимовий»/«літній» час.
Крім того, він має захист по перевищенню потужності навантаження, що дозволяє запобігти  крадіжкам електроенергії.  Як тільки навантаження   освітлення  під'їзду  перевищить   задану потужність  (60 Вт х 9поверхів = 540 Вт) плюс невеликий запас (150-200 Вт) – автоматично відключається подача енергії до тих пір, поки навантаження не нормалізується.
Астрономічний таймер АТ4-700/1 має також перевагу в тім, що забезпечує роботу з любою комбінацією фаз, що дозволяє рівномірно по фазам розподілити навантаження
При  потребі підключення через таймер більш потужного навантаження необхідно підключення ламп здійснювати  через електромагнітні пускачі. При цьому астрономічний таймер вже буде управляти не безпосередньо лінією, а котушкою магнітного пускача.
Для підтвердження ефективності використання  астрономічного таймера АТ4-700/1був проведений розрахунок економічних показників на випадок використання таймера для автоматичного освітлення під'їздів.

Розрахунок економічних показників

В якості вихідних даних бралися параметри під'їзду 9-ти поверхового будинку, а саме:
  • використовуються лампи розжарювання потужністю    60 Вт (дана потужність встановлюється ТУ на світильник і  санітарними нормами на освітлення під?їзду);
  • економія  електроенергії - близько 2 разів в середньому протягом року в порівнянні з безперервним режимом роботи освітлення під'їзду;
  • тариф на електроенергію -  0,25 грн /кВт*год.;
  • витрати разові (виготовлення + установка)   -  620 грн.

Враховуючи деяку невизначеність щодо кількісті ламп, які використовуються в під'їзді для його  освітлення, розрахунок економічних показників астрономічного таймера приведемо для випадків, коли працюють 3, 5 та 9  ламп.
Розрахунки зведені до таблиці 2.


Таблиця 2 Розрахунок економічних показників астрономічного таймера  АТ4-700/1

Кількість ламп в під'їзді, шт

3

5

9

Економія електроенергії на під'їзд за місяць , кВт*год

64,8

108

194,4

Економічний ефект з одного під'їзду в  місяць, грн

16,2

27

48,6

Термін окупності  астрономічного  таймера, місяців

9,6

5,7

3,2

В даному випадку не враховано виграш за рахунок унеможливлення крадіжок електроенергії з електромережі освітлення при використанні  астрономічного таймера  АТ4-700/1.
Таким чином,   нова система  освітлення  під?їздів, що використовує  астрономічний  таймер  АТ4-700/1в залежності від кількості ламп, що працюють в під?їзді, окупиться за період від  3 до 10 місяців,  а  в  подальшому   буде  давати щомісячну економію електроенергії  відповідно  від 194,4*N { кВт*год }  до  64,8*N   { кВт*год },   (де N - кількість під?їздів).

Висновки
Показано переваги використання астрономічних таймерів для автоматичного регулювання освітленості. Приводяться основні параметри астрономічного таймера АТ4-700/1. Обгрунтовано економічну доцільність його використання.
Олександр Петрович Шеремета
автор, патентовласник
к.т.н., доцент
УКРАЇНА, ВІННИЦЯ
тел. моб +38-097-260-61-97
Пошта: ap.sheremeta@gmail.com