照明控制技术已经存在了很长的时期,在有人工照明的时候照明控制技术就已经得到了应用。然而,今天我们一提到照明控制技术就会首先想到电气化的,自动化的照明控制解决方案,而不是简单的开关控制。因此,本文主要是通过解释照明控制技术的起源,发展,技术,功能,应用等方面,来帮助读者全面理解照明控制技术。
4、日光感应控制(Daylight linked control)
在人工照明中如何结合自然光一直以来都是需要认真考虑,且难于平衡的问题。最早期关于日光控制的应用是在路灯照明中,利用日光感应器来感知黄昏和黎明从而开关路灯,其原理是设定一个较低的感应照度(如:50-70lux),然后根据已设定的照度值来判断是否开关灯。这种感应器及应用的方式显而易见不适合在室内(特别是办公室)的应用,因为室内的照度要高得多通常是350-500lux,而且是需要一个恒定的照度控制。
高照度控制意味着在系统设置时需要特别注意,因为光感应控制开关灯有时会造成过亮或过暗的效果,令人感到很不舒服。另外当有自然光和人工照明同时出现时,光感应会由于照度过高而关闭人工照明,这样一来人们会很明显感知到大幅度的照度变化,从而可能通过手动的方式开启照明,这样就没法达到节能的效果。
如果光感应器可以结合调光的功能而不是仅仅开关灯,那么以上的问题就可迎刃而解。结合了调光照明可以根据自然光的强弱自动的一点点地调节,甚至可以在人们不留意时进行调解。现在许多建筑在靠近窗口的区域都安装了日光感应器,从而具有很好的节能性,并且结合调光的功能,有效提高了舒适性,达到了理想的应用效果。
5、 灯具初始亮度维护(Maintained luminance)
通常人工照明灯具在工作了一段时间后,初始亮度大多都会减弱,例如:荧光灯灯具。另外由于灯具反射罩积尘或变脏,也会降低灯具的初始亮度。虽然灯具制造商已经考虑到这个因素而对灯具作了些改进,但大多数的照明设计师还是会把该因素考虑到他们的设计方案中。因此照明设计方案的照度通常会比需要的照度高出40%,以避免灯具过了一段时间无法达到需要的照度。这样一来就照明初始阶段就会照度偏高,而且浪费电能。
如果应用了调光功能以上的问题就可以迎刃而解,在灯具初始投入使用时,我们可以设定较低的初始亮度值,在使用了一段时间后,我们可以相应的提高灯具的初始亮度值。这样既可以有效避免灯具初始亮度过高,也可以避免以后照度不足的情况,另外还可以有效节约电能,一举多得。
6、安全亮度保持(safety luminance hold)
现代的建筑通常配备后备发电机或后备电源,以备在主电路受到中断时能够保持主要的功能照明,
以上的设计要求布线时必须分开应急照明和非应急照明回路。如应用了照明控制系统可设定在应急状态下的最低照明使用模式,该模式可以是开启特定的回路灯具或调暗特定区域的照明,另外以上的照明控制模式还可以应用到其他场合,如:在晚上办公室清扫时,或商场在整理货架时等。
7、集成到BMS系统中(Links to other building systems)
今天在大多数的建筑中照明控制系统已被广泛应用,而且通常许多的感应器和通讯模块也广泛被人们采用。因此照明控制系统通常被要求与其他建筑的管理系统共享照明控制信息,例如:大楼管理系统通常要求照明控制系统的人体感应提供有没有人在该区域的信息。这样的链接通常是通过某些硬件的连接或是软件的集成来实现,不管是那种形式的集成,最重要的是要事先了解不同集成方式的优劣,并选择正确的方式。
最后我们来看看应用了数字化照明控制系统有哪些好处。事实证明正确的应用数字化照明控制系统,能给我们带来以下的好处:
1、节能(energy saving)
数字技术为照明系统的运行提供有效的节能手段。为了保证即使在灯处于寿命末期时也能达到指定的照度值,这些灯在最初的时候就在75%的调光值下工作。考虑到维护时调光值总是会增加,因此在办公室中所有的灯都在相同等级下点燃。该智能照度调节装置可以节省高达18%的能耗。在每个工作日临近结束时,可通过控制照明系统降低亮度来节省能源。
数字照明控制系统采用单灯能耗监控,确保照明使用者能准确无误的掌握照明能耗数据及实际节能效果,为后续的照明维护及节能方式提供调整的依据,并为调整照明节能控制方案提供第一手的资料。例如,照明能耗在哪里、哪月、哪天、哪个时段最大?我们是否可以采取更利于节能的控制手段如将控制装置设定为较低的调光值,来更好得降低使用成本,并达到节能的目的。
在选择合适的照度等级来保证走廊安全性的同时,应用来人感应节能功能可节省高达40%的能耗;在办公区域由于应用了日照补偿及来人感应可节省高达55%的能耗;由于数字调光镇流器本身的节能能耗等级是A1+,及是节能系数最高的电器,它的成功应用可节省3-5%的能耗。
由于全球能源危机,照明节能控制日驱重要,在不久的未来照明节能会是所有场所首先考虑的因素。
2、设计简便(handy design )
传统模拟控制在设计阶段需要考虑通过不同分组来实现不同场景的控制,因此在设计中需要许多单独的控制回路,布线复杂且布线成本较高。且在控制区域需要重新布局分隔时,需要重新布线和设计。数字数字控制系统设计简便,设计中只要通过数字信号接口相互连接,并联到2芯控制线上。所有分组和场景均可在安装调试时通过计算机软件编程,不仅节约了布线成本,对于设计修改、重新布局和分隔也只需更改软件设置而不需重新布线,非常简单易行。
3、安装经济(economy installation)
安装数字接口有2条主电源线,2条控制线,对线材无特殊要求,安装时也无极性要求,只要求主电源线与控制线隔离开, 控制线无需屏蔽, 要注意的是当控制线上电流在250mA,线长300米时压降不超过2V。控制线和电源线可并行,无需另外埋线。设计紧凑的控制组件无需专门的控制柜,因此安装简便且经济。
4、操作简单方便(easy operation)
数字镇流器内部是智能型的, 可自动处理灯丝预热, 点燃,调光、开关,故障检测等功能,用户界面是十分友好的,用户无需对此理解很深就能操作控制,如发送一个改变现行场景的命令,各个相关镇流器根据现行亮度与场景要求亮度之差,各自计算调光速率以达到所有镇流器都同步调光到要求的场景亮度,如送查询命令就可回收各镇流器的运行状态和参数。
5、 控制精确可靠(reliability)
数字为数字信号,不同于模拟信号,1010的信号可以实现无扰动控制,不会因长距离压降而使得控制信号失真,因此即使数字数字信号控制线与强电线同走一条线管也不会受干扰。数字信号是双向传输,不但可前向传输控制命令,也会将镇流器和灯管的状态、故障信息、开关,实际亮度值的信息反馈回系统。
6、通信结构可靠(stabilization)
数字接口通信协议由19bit位数组成,第1位是起始位,第2到第9位是地址位,第10到第17位是数据,第18、19位停止位。采用独特的曼彻斯特编码避免出现误码, 传输速率1200波特可保证设备之间通讯不被干扰,控制线上高电平为1 6V。控制线上的每个控制器在通信中作为MASTER功能, 而控制线上的像镇流器这样的控制电器只是响应MASTER的命令,并且系统具有分布式智能功能。
7、应用范围广泛(application)
如今,数字接口已不仅仅限用于荧光灯镇流器调光,各种卤钨灯电子变压器,气体放电灯电子镇流器,LED也采用了数字接口调光;控制设备还包括:无线电接收器、继电器开关输入接口,各种按键控制面板、包括LED显示面板都已具有数字接口,这将使数字的应用越来越广,因此它具可以应用在室内,也可以应用在室外,并根据不同项目的需求设定不同的功能,以达到舒适,节能,高效等目的。
总结(summary)
但不管照明控制技术应用在那方面,那个场合,我们都必须时刻的牢记以下两个问题:为什么我们要应用照明控制技术?该技术是为什么人服务的?只有完美得解答了以上两个问题,我们的照明控制系统的行业才会长久的得到发展和进步。
编辑:Sophy
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