Lựa chọn giải pháp chiếu sáng hiệu quả, tiết kiệm cho phòng học trong Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Theo thống kê, tổng số đèn huỳnh quang được sử dụng trong các giảng đường của Học viện là 2570 bóng T10 và T8, mặt khác mỗi bóng có công suất 40W, dài 1,2m dùng chấn lưu sắt từ công suất 8W. Do đó, với thời gian thắp sáng từ 10 – 14 giờ trong 1 ngày thì Học viện phải chi trả tiền điện cho chiếu sáng các giảng đường là khá lớn. Chính vì vậy, việc thiết kế hệ thống chiếu sáng mới cho các giảng đường vừa tiết kiệm điện tối ưu, hiệu quả, thuận tiện trong sử dụng mà vẫn đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật được đặt ra.

Theo tiêu chuẩn TCVN 7114:2008: Độ rọi trung bình trên mặt bàn và trên mặt bảng của phòng học phải bằng 500Lux; ánh sáng phải đảm bảo chiếu đồng đều (E_min/E_max ³ 0,7); nguồn sáng phải đảm bảo: Hiệu quả sáng H (lm/W) cao; Đường cong phân bố cường độ sáng thuộc loại hỗn hợp; Chỉ số màu tối thiểu Ra = 80; Nhiệt độ màu T = 3500 ÷ 6500 (^oK); Tuổi thọ càng cao càng tốt; không nhấp nháy ảnh hưởng đến thị lực của sinh viên, thân thiện với môi trường và hệ thống cấp điện cho các đèn phải hợp lý khi sử dụng.

Để lựa chọn cách bố trí đèn hợp lý thì qua nghiên cứu, nhóm đã chọn phần mềm DiaLux để đưa ra phương án bố trí đèn hợp lý và áp dụng cụ thể với giảng đường CD06. Với các mức chi phí đầu tư ban đầu khác nhau, nhóm đã đưa ra 3 phương án để lựa chọn cách bố trí đèn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật như trên. Phương án 1, cải tạo hệ thống chiếu sáng bằng cách giữ nguyên vị trí quạt, trần dùng bộ đèn chuyên dụng huỳnh quang cho chiếu sáng lớp học FS 40/36x2 CM1 của Rạng Đông hoặc đèn huỳnh quang T5 của Osrams. Phương án 2, giữ nguyên vị trí quạt, trần và dùng bộ đèn panel D P01 15x120/28W-1750lm hoặc đèn Led Tube 01 120/22W-2200lm. Phương án 3, bỏ quạt trần, dùng quạt tường và loại trần thạch cao, dùng đèn panel D P01 30x120/50W-4400lm hay D P01 30x30/14W-1050lm hay D P01 30x60/28W-2000lm. Qua phân tích ưu, nhược điểm, tính kinh tế của từng phương án có tính đến chi phí về vốn đầu tư và tiền điện của hệ thống chiếu sáng trong khoảng thời gian sử dụng là 24000 giờ (bằng tuổi thọ của đèn có tuổi thọ lớn nhất trong các phương án trên) cho thấy mặc dù PA1 có vốn đầu tư ban đầu ít hơn nhưng trong quá trình sử dụng tiêu tốn nhiều điện năng cộng với chi phí vốn đầu tư thêm 2 lần thay mới bóng nữa (tuổi thọ đèn huỳnh quang trung bình bằng 10000 giờ) nên thực tế lại kém kinh tế nhất. Ngoài ra, PA1 dùng đèn huỳnh quang còn không thân thiện với môi trường và làm hệ số cosφ lưới kéo xuống thấp. PA3 cần vốn đầu tư khá nhiều nên mặc dù đây là phương án tiết kiệm điện năng nhất, đem lại mỹ quan nhất trong quá trình sử dụng nhưng vẫn không bù được vốn đầu tư ban ban đầu. Hơn nữa theo phương án này ta còn chưa tính đến phải thay toàn bộ số quạt trần bằng quạt tường (mặc dù số này có thể kết hợp với đèn để thanh lý). PA2 dùng đèn Led Tube 01 120/22W-2200lm là phương án cho các thông số kỹ thuật đảm bảo cao nhất và có tổng chi phí thấp nhất trong toàn bộ khoảng thời gian xét. Các số liệu thể hiện kết quả đảm bảo kỹ thuật của phương án được phần mềm trích xuất như trên hình 1.

Dựa vào các tiêu chuẩn kỹ thuật về cung cấp điện cho chiếu sáng và tính chất hoạt động của lớp học, các cán bộ giảng viên bộ môn Hệ thống điện, Khoa Cơ – Điện tính toán thiết kế cấp điện theo nguyên tắc:

- Mặc dù đèn đặt theo chiều dọc với hướng nhìn nhưng 2 đèn gần bảng (phía trước bảng) cần phải xoay ngang lại và dùng hệ thống thanh treo xuống một đoạn khoảng 0,7 – 0,8m và cho đèn nghiêng hướng thẳng vào bảng để đảm bảo độ rọi trên bảng đạt 500 lux.

- Những đèn ở dãy sát ngoài, gần cửa sổ thì đi đường dây cấp điện riêng, để hôm trời sáng thì có thể tắt bớt những đèn ở phía đó.

- Đèn ở phía trên gần màn chiếu đi một đường dây riêng vì khi giáo viên muốn giảng bằng projector thì có thể riêng tắt đèn ở phía đó để đỡ gây chói, nhức mắt cho người học.

- Các công tắc đèn chung một cầu dao.

- Tiết diện dây dẫn, áptomat được tính toán theo điều kiện đốt nóng.

Kết quả của phương án đèn Led Tube 01 120/22W được thể hiện trên các hình 2, hình 3, hình 4, hình 5.

Tác giả: ThS. Nguyễn Thị Huyền Thanh - Khoa cơ điện