北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)某獨(dú)資外企公司

采用青島法蘭克6U-60W高頻率節(jié)能燈替代400W金鹵燈

照明效果與節(jié)電效益分析報告

青島法蘭克(Frank)微電子有限公司

青島專用集成電路(ASIC)設(shè)計工作室

高頻光源事業(yè)部

合同能源管理機(jī)制推進(jìn)事業(yè)部

高頻光源設(shè)計工程師  韓儉榮

電話：15265258265  13606306833  13573262961

關(guān)鍵詞：地面照度實(shí)測值  功率替代比例  節(jié)電率   光譜能量分布   不可見光   可見光   視覺靈敏   低視覺靈敏可見光   光譜能量分布特性    人眼視覺函數(shù)曲線   有效視覺光效   有效視覺照度   投資回收期     無風(fēng)險經(jīng)營項(xiàng)目  大功率節(jié)能燈 工廠車間照明  分體式大功率節(jié)能燈

一、概述

北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)某獨(dú)資外企公司，現(xiàn)正在使用的電光源為：某知名品牌的400W金鹵燈，匹配深照型燈罩。光源電耗大、照度低。2007年9月，采用青島法蘭克6U-60W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈，直接替代原某知名品牌的400W金鹵燈，進(jìn)行照明節(jié)電技術(shù)改造。其照明效果與節(jié)電效益分析如下。

二、實(shí)際測量現(xiàn)場與人員

（一）、實(shí)測現(xiàn)場：2007年9月20日，在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)某獨(dú)資外企公司生產(chǎn)車間，高度9米。

（二）、實(shí)測人員：北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)某獨(dú)資外企公司，

工廠照明管理人員，劉先生

青島法蘭克微電子有限公司，北京商務(wù)中心  劉先生

三、實(shí)際功率實(shí)測分析比較

（一）、測試儀表：單相有功電度表

（二）、測試技術(shù)方法：在生產(chǎn)車間的辦公室，實(shí)際電壓狀態(tài)下，將400W金鹵燈和青島法蘭克6U-60W高頻率節(jié)能燈，分別各加裝1塊單相有功電度表。實(shí)測24小時，再按功率P=電度數(shù)÷24小時公式，計算出實(shí)際功率。

（三）、測試數(shù)據(jù)：

1、計量時間：9月20日15時至9月21日15時,共24小時。

2、單相有功電度表基數(shù)同為0.3度

3、終止電度表記數(shù)：

青島法蘭克6U-60W高頻率節(jié)能燈=2.09度

400W金鹵燈=9.73度.

4、計算實(shí)際功率：

青島法蘭克6U-60W高頻率節(jié)能燈=（2.09度－0.3度）÷24小時

=1.79度÷24小時=74.5W

400W金鹵燈=（9.73度－0.3度）÷24小時

=9.43度÷24小時=393W

（四）、關(guān)于采用單相有功電度表，計量電子節(jié)能燈（電子鎮(zhèn)流器熒光燈）有功電度數(shù)時，產(chǎn)生正向誤差的技術(shù)機(jī)理分析。

1、電子節(jié)能燈（電子鎮(zhèn)流器熒光燈），電源端是橋式整流+電解電容濾波電路。其輸入電壓波形是連續(xù)的正弦波，輸入電流波形是不連續(xù)的、對應(yīng)于電壓波形峰值的窄脈沖波。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）

2、正因?yàn)檩斎腚娏鞑ㄐ问遣贿B續(xù)的窄脈沖波，導(dǎo)致電源輸入端功率因數(shù)比較低。并且功率因數(shù)的相位屬性為電容性。

3、正因?yàn)檩斎腚娏鞑ㄐ问遣贿B續(xù)的窄脈沖波，并且功率因數(shù)的相位屬性為電容性。在電源輸入端，只包含有：有功電流分量、諧波電流分量、直流電流分量。沒有電感性電網(wǎng)意義上的無功電流（作者韓儉榮）。

4、正因?yàn)檩斎腚娏鞑ㄐ问遣贿B續(xù)的窄脈沖波，電源輸入端的電功率，包含三個功率分量。即：有功功率分量；諧波功率分量；直流功率分量。

5、電源輸入端：（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）

有功功率分量，單相有功電度表能夠準(zhǔn)確計量。

諧波功率分量，單相有功電度表不能夠計量。但是，諧波功率分量會與電網(wǎng)的諧波功率共同作用，對單相有功電度表的計量產(chǎn)生誤差影響。絕大多數(shù)情況下，產(chǎn)生誤差的方向?yàn)椋赫蛘`差。

直流功率分量，單相有功電度表不能夠計量。直接對單相有功電度表的計量產(chǎn)生正向誤差。

6、電源輸入端的諧波功率分量和直流功率分量，對單相有功電度表的計量產(chǎn)生正向誤差的幅度范圍。與電網(wǎng)中奇偶數(shù)諧波功率的能量大小、電壓尖峰幅值大小、持續(xù)周期長短等等實(shí)際因素有關(guān)。一般情況下為10%--25%。

7、單相有功電度表的輕負(fù)載特性所決定的，正向誤差的影響（其機(jī)理請見另文分析）。

8、本現(xiàn)場計量到的功率數(shù)＝74.5 W，明顯大于額定功率值60 W。這里還有實(shí)際現(xiàn)場電壓波動、偏高的因素影響（作者韓儉榮）。

青島法蘭克6U-60W高頻率節(jié)能燈，額定功率為60 W, 額定電流為270 mA。實(shí)際產(chǎn)品的電流為負(fù)偏，在250 mA左右。

本分析計算，仍采用現(xiàn)場計量到的功率數(shù)＝74.5 W。

(五)、替代后的實(shí)際功率替代比例與節(jié)電率

替代后的實(shí)際功率替代比例與節(jié)電率列表

四、實(shí)際地面照度實(shí)測分析比較

（一）、測試儀表：LX-101數(shù)字式照度計

（二）、測試技術(shù)方法：在兩種光源正下方直接測試，直接讀取照度Lx值。

1、因現(xiàn)場電壓在波動，測試到的照度值是在一個范圍內(nèi)變化的。在實(shí)測兩種光源時，每種光源都抄錄10個數(shù)值，而后，再計算其平均值。本文限于篇幅，抄錄的10個數(shù)值不在羅列，直接顯示其平均值。

2、原400W金鹵燈，隨機(jī)在車間選定一盞。實(shí)測照度平均值=206 Lx

3、青島法蘭克6U-60W高頻率節(jié)能燈，現(xiàn)場就安裝了一盞，匹配青島法蘭克的專用節(jié)能罩。實(shí)測照度平均值=258 Lx。

（三）、實(shí)測照度平均Lx值列表與比較：

兩種光源實(shí)測照度平均Lx值與比較列表

五、兩種光源實(shí)際現(xiàn)場每瓦電功率照度值（Lx/W）分析

不同的電光源，在實(shí)際現(xiàn)場的每瓦電功率照度值（Lx/W）。所表征的物理意義：是電光源的光效高低。這也是在現(xiàn)場直觀鑒別不同的電光源光效高低的有效方法。

現(xiàn)將該現(xiàn)場的每瓦電功率照度值（Lx/W）。分析列表如下。

兩種光源實(shí)際現(xiàn)場每瓦電功率照度值（Lx/W）列表

六、采用青島法蘭克高頻率節(jié)能燈替代400W金鹵燈節(jié)電效益分析計算

本節(jié)電效益分析計算以400W金鹵燈1盞燈為例。

（一）、節(jié)電效益分析計算己知參數(shù)

1、每天開燈的時間設(shè)定2個時間段分別計算，以便參考。

即：每天開燈12小時

每天開燈24小時

2、生產(chǎn)車間照明綜合電價＝0.75元／Kwh(度)，

3、如果照明電價實(shí)際數(shù)不是＝0.75元／Kwh(度)，請以實(shí)際電價，計算該現(xiàn)場的實(shí)際節(jié)電效益。

（二）、節(jié)電效益分析計算

第一部分：直接節(jié)電效益計算

1、每盞燈節(jié)省電功率＝393W－74.5W＝318.5W

2、每盞燈每天節(jié)省電度數(shù)

每天開燈12小時＝0.3185Kw×12小時＝3.822 Kwh(度)

每天開燈24小時＝0.3185Kw×24小時＝7.644 Kwh(度)

3、每盞燈每天節(jié)省電費(fèi)數(shù)

每天開燈12小時＝3.822 Kwh(度) ×0.75元／Kwh(度) ＝2.87元/天

每天開燈24小時＝7.644 Kwh(度) ×0.75元／Kwh(度) ＝5.73元/天

4、每盞燈每月節(jié)省電費(fèi)數(shù)

每天開燈12小時＝2.87元/天×30天＝86.1元/月

每天開燈24小時＝5.73元/天×30天＝171.9元/月

5、每盞燈每年節(jié)省電費(fèi)數(shù)

每天開燈12小時＝86.1元/月×12個月＝1033.2元/年

每天開燈24小時＝171.9元/月×12個月＝2062.8元/年

第二部分：間接節(jié)電效益分析

1、輸電線路導(dǎo)線損耗降低。導(dǎo)線損耗共分兩部分，分析如下：

(1)、節(jié)電替代改造后，每盞燈功率降低，輸電線路有功電流I降低。有功電流I在導(dǎo)線上產(chǎn)生的有功損耗＝I電流的平方×導(dǎo)線電阻，降低。具體數(shù)值計算，因未實(shí)測具體參數(shù)，略。

(2)、節(jié)電替代改造后，因電子節(jié)能燈的功率因數(shù)為電容性，與現(xiàn)場電網(wǎng)的電感性功率因數(shù)，互為反相，具有補(bǔ)償效應(yīng)。輸電線路中的無功電流Q降低，無功電流Q在導(dǎo)線上產(chǎn)生的有功損耗＝Q電流的平方×導(dǎo)線電阻，降低。具體數(shù)值計算，因未實(shí)測具體參數(shù)，略。

3、輸電線路電壓降降低，端電壓提高。節(jié)電替代改造后，輸電線路有功電流I、無功電流Q降低，輸電線路電壓降＝(I＋Q)×導(dǎo)線電阻，降低。輸電線路末端電壓提高，改善了供電質(zhì)量。具體數(shù)值計算，因未實(shí)測具體參數(shù)，略。

4、輸電線路有效輸電容量提高。節(jié)電替代改造后，輸電線路有功電流I、無功電流Q降低，有效輸電容量提高。具體數(shù)值計算，因未實(shí)測具體參數(shù)，略。

（三）、節(jié)電替代改造后照明器材維護(hù)成本節(jié)省分析計算

1、青島法蘭克節(jié)能燈，啟輝點(diǎn)燃壽命2萬小時。己有實(shí)際使用現(xiàn)場驗(yàn)證，實(shí)際啟輝點(diǎn)燃時間己超2年半，不需更換，繼續(xù)使用。

2、青島法蘭克節(jié)能燈，自出售之日起，燈管不破損，整燈不進(jìn)水。如不能啟輝點(diǎn)燃，質(zhì)保一年，對故障的零部件，免費(fèi)以舊換新。

3、以質(zhì)保一年為前提分析，節(jié)電替代改造后，可節(jié)省原來使用400W金鹵燈，在一年中因更換的維護(hù)費(fèi)用。具體數(shù)值計算，略。

七、投資回收期分析計算

 (一)、青島法蘭克節(jié)能燈與Frank專用節(jié)能燈罩價格

1、青島法蘭克節(jié)能燈，定位于照明節(jié)電合同能源管理專用。6U-60W節(jié)能燈，每套包括：高光效、低光衰、長壽命燈管總成1個，高頻率功率驅(qū)動器(鎮(zhèn)流器)1個，6芯專用連接電纜1副。

全國市場最低限價：含稅率6％的稅票，不含運(yùn)費(fèi)，每套＝240元／套。

2、青島Frank專用節(jié)能燈罩，按積分球體曲率優(yōu)化設(shè)計，采用進(jìn)口高反射率鋁合金板，連續(xù)沖壓拉伸拋光成形。光強(qiáng)分布特性與青島法蘭克節(jié)能燈輻射特性相匹配。每套包括：高反射率鋁合金反光罩＋E40鑄鋁陶瓷燈口與燈座總成。

全國市場最低限價：含稅率6％的稅票，不含運(yùn)費(fèi)，每套＝220元／套。

3、價格說明：青島法蘭克節(jié)能燈、Frank專用節(jié)能燈罩，市場價格公開、固定。如需調(diào)整，將一同通知，一同執(zhí)行。

(二)、投資回收期計算

每天開燈的時間設(shè)定2個時間段，分別計算，以便參考

每天開燈12小時＝(6U-60W節(jié)能燈240元＋Frank專用節(jié)能燈罩220元)

÷每天開燈12小時節(jié)省的電費(fèi)2.87元

＝160天=5.33個月

每天開燈24小時＝(6U-60W節(jié)能燈240元＋Frank專用節(jié)能燈罩220元)

÷每天開燈24小時節(jié)省的電費(fèi)5.73元

＝80天=2.67個月

八、照明節(jié)電運(yùn)行—完成照明節(jié)電改造同時，該獨(dú)資外企獲得一個無風(fēng)險經(jīng)營項(xiàng)目

（一）、采用青島法蘭克6U-60W高頻率節(jié)能燈，替代400金鹵燈。在現(xiàn)場照度提高＝25.24％的前提下，節(jié)電率＝81％。

（二）、只要每天開燈12小時，每盞燈就節(jié)省電費(fèi)2.87元；每月就節(jié)省電費(fèi)＝86.1元，每年就節(jié)省電費(fèi)＝1033.2元。

只要每天開燈24小時，每盞燈就節(jié)省電費(fèi)5.73元；每月就節(jié)省電費(fèi)171.9元，每年就節(jié)省電費(fèi)＝2062.8元。

（三）、電能是商品，用電是成本。節(jié)電是經(jīng)營，節(jié)電效益是純利潤！生產(chǎn)過程中節(jié)省的費(fèi)用，實(shí)質(zhì)就是生產(chǎn)經(jīng)營賺取得純利潤。并且具有以下鮮明的特點(diǎn)：

1、不受內(nèi)部、外界諸因素的影響，無任何風(fēng)險。

2、每天開燈時間、節(jié)電功率空間、照明電價等因素基本是固定的，每天每年節(jié)省得電費(fèi)：穩(wěn)定可靠。

3、一次性投資，2---5個月全部賺回，投資回收快。

4、青島法蘭克高頻率節(jié)能燈，啟輝點(diǎn)燃壽命2萬小時。每天24小時點(diǎn)燃，可用830天，即：2.28年（已有現(xiàn)場點(diǎn)燃時間超過2年半，不需更換，繼續(xù)使用）。

青島法蘭克對節(jié)能燈質(zhì)保一年。青島法蘭克高頻率節(jié)能燈的實(shí)際現(xiàn)場統(tǒng)計故障率在3—5%。

保守地以2年為一個周期進(jìn)行分析：采用青島法蘭克高頻率節(jié)能燈，第一年，2—5個月收回投資，后續(xù)至1年沒有任何費(fèi)用。第二年，故障率在3—5%，即：更換燈的費(fèi)用在3—5%。與節(jié)省得電費(fèi)相比較，運(yùn)行費(fèi)用是很低的。

因此，該節(jié)電經(jīng)營項(xiàng)目：利潤高、經(jīng)營費(fèi)用低。

九、分析計算結(jié)論

該獨(dú)資外企有限公司，采用青島法蘭克6U-60W高頻率節(jié)能燈，替代400W金鹵燈。

（一）、現(xiàn)場照度提高率＝25.24％。

（二）、在照度提高25.24％的前提下，節(jié)電率＝81％。

（三）、每盞燈每天節(jié)省電費(fèi)數(shù)：

每天開燈12小時＝2.87元/天

每天開燈24小時＝5.73元/天

（四）、每盞燈每年節(jié)省電費(fèi)數(shù)

每天開燈12小時＝1033.2元/年

每天開燈24小時＝2062.8元/年

（五）、投資回收期

每天開燈12小時＝160天=5.33個月

每天開燈24小時＝80天=2.67個月

（六）、完成照明節(jié)電改造的同時，獲得一個無風(fēng)險經(jīng)營項(xiàng)目。