Виктор Вербовский (Victor Verbovsky)

 

Сегодня склады являются самым доходным и быстрорастущим сегментом рынка коммерческой недвижимости, и наш многолетний опыт автоматизации систем освещения зданий различного назначения позволяет говорить о том, что именно склады становятся самыми эффективными с экономической точки зрения объектами автоматизации.

Иногда сложно поверить, что только за счет установки датчиков присутствия экономия электроэнергии на освещении склада может составить 70–80%, но это легко посчитать. Например, если в круглосуточно работающем складе погрузчик въезжает в межстеллажную аллею каждые 7 мин и работает там 1 мин, то освещение в этой аллее используется всего лишь 3 ч в сутки (12,5%), а в течение 21 ч оно может быть либо отключено, либо его мощность можно автоматически понизить в 12–14 раз за счет функции диммирования (рис. 1).

Простая замена газоразрядных ламп на светодиодные светильники при модернизации освещения складов дает значительный экономический эффект, но он постепенно снижается за счет роста тарифов на электроэнергию. Постоянная работа светильников приводит также к деградации светодиодов из-за их нагрева, и уже через несколько лет их световой поток снижается на 30% и более, а значит, нужно быть готовым к очередной замене светильников.

 

Использование принципа «свет по потребности» позволяет не только кардинально снизить энергопотребление, но и продлить срок эксплуатации светильников, так как при средней интенсивности движения в аллее светодиодные матрицы светильников не будут разогреваться до высокой температуры, и, соответственно, и не будет заметного процесса их деградации.

 

Особенности применения пассивных инфракрасных датчиков присутствия (PIR—sensors) в складах

Несмотря на массовое применение PIR-датчиков в системах управления освещением складов, многие специалисты, в том числе автор этой статьи, считают, что они плохо подходят для решения этой задачи. Почему?

1. Один из главных недостатков PIR-датчиков кроется в самом принципе обнаружения движения – они реагируют не на само движение как таковое, а на разницу температур движущегося объекта и окружающей среды. Поэтому, например, если электропогрузчик холодный, а кабина водителя накрыта поликарбонатом или водитель одет в теплую спецодежду, PIR-датчики часто пропускают такое движение.
2. Второй недостаток напрямую связан с первым. Если ваш склад находится в регионе с теплым или жарким климатом, то летом, когда воздух внутри склада нагревается до +30 °С и выше, датчики перестают фиксировать движение, поскольку нет необходимой разницы температур фона и человека. Поэтому при расчете окупаемости проекта необходимо учитывать, что два или три месяца в году освещение на объекте в летний период будет включено постоянно.
3. При установке PIR-датчиков также нужно иметь в виду, что они всегда будут давать ложные срабатывания при наличии в их зоне действия потоков теплого или холодного воздуха от систем климатизации.
4. PIR-датчики хорошо определяют движение человека поперек своих лучей и плохо фиксируют движение человека вдоль лучей, то есть по направлению движения на датчик и от него. А ведь в складской аллее именно так человек и передвигается! В этом случае размер зоны чувствительности, указанный в рекламе или в паспорте, можно смело уменьшать как минимум на 30%! Некоторые производители PIR-датчиков указывают это в паспортах на свои изделия.
5. PIR-sensors не работают в морозильных складах, так как их оптическая линза покрывается инеем и они просто «слепнут».
6. Поскольку PIR-датчики являются лучевыми, то при установке на большой высоте они могут фиксировать движение только в определенных точках своей зоны чувствительности и расстояние между этими точками может достигать нескольких метров, образуя большое количество «мертвых зон».
7. PIR-датчики могут полноценно работать только при монтажной высоте до 12 м, а сегодня все большую популярность приобретают узкопроходные VNA-склады высотой до 22 м. Это обеспечивает максимальную эффективность использования внутреннего пространства склада, что особенно актуально в местах с высокой стоимостью земли.

Многие из читателей спросят, почему же при таком количестве недостатков PIR-датчиков все еще устанавливают в складах? Потому что нет альтернативы. Точнее сказать, не было. Теперь она есть, и мы поговорим об этом далее.

 

Что рекомендуют производители и инсталляторы PIR-датчиков для устранения упомянутых проблем?

В последнее время для снижения стоимости системы автоматики проектировщики и инсталляторы предлагают схему с двумя PIR-датчиками в каждой аллее склада, независимо от ее длины – в начале и в конце этой аллеи.

Как работает такая система и насколько она выгодна владельцу склада?

Один из датчиков фиксирует въезд погрузчика в аллею. Благодаря большой задержке отключения (около 10 мин), установленной инсталлятором, обеспечивается работа системы освещения в аллее, пока погрузчик находится вне зоны действия PIR-датчиков, например, работает в центре аллеи (рис. 2).

Выполнив все операции, погрузчик выезжает из аллеи, вызывая повторное срабатывание одного из датчиков, таким образом снова запуская 10-минутный таймер отключения освещения этой аллеи.

То есть в межстеллажной аллее уже никого нет, а освещение продолжает работать еще 10 мин. И вот когда время задержки в PIR-датчиках подходит к концу и освещение наконец-то должно отключиться, в аллею въезжает следующий погрузчик, и цикл повторяется. В складах с интенсивным трафиком (как, например, на рис. 1) освещение в аллее с таким датчиком вообще не отключится никогда! Это значит, что клиент потратил свои деньги на автоматизацию напрасно!

 

Радарный датчик

Принцип действия радарного сенсора основан на излучении в окружающее пространство электромагнитного поля и регистрации его изменений, вызванных отражением от движущихся предметов. Мощность излучения составляет менее 100 мВт, что в 2 раза ниже мощности излучения домашнего Wi-Fi-роутера, поэтому датчик не оказывает никакого вредного воздействия на человека.

Параметры зоны чувствительности, например, датчика-радара К2150 оптимальны для использования в местах стеллажного хранения товара на складах (угол луча 160° в одной плоскости и 12° в другой).

Характерные особенности радар-сенсора К2150 (на основании опыта более 40 проектов, реализованных нашей компанией):

— высота установки датчика: 3–30 м. Сенсор гарантированно будет работать и на высоте 40 м, но его зона чувствительности несколько уменьшится;

— отсутствие мертвых зон;

— надежная работа в любых климатических условиях – охлаждаемые и морозильные склады, склады с особыми температурно-влажностными условиями, например, камеры для дозревания бананов, хранения овощей и фруктов и т. д.;

— один датчик контролирует межстеллажную аллею длиной до 85 м – определение движения человека и до 115 м – определение движения погрузчика;

— при установке на стене (рис. 4) датчик позволяет определять присутствие человека на расстоянии до 80 м на площади до 3000 кв. м (паркинги, промышленные и городские здания и территории, проекты Smart City).

 

Высокочастотный PIR в сравнении с радаром

Давайте сравним два решения для склада – специальные PIR-датчики класса High-bay лучших мировых брендов и K2150 Radar-сенсор (таблица).

 

Один радар-сенсор вместо четырех PIR-сенсоров (рис. 5).

Здесь специалисты могут возразить: радар-сенсор включает освещение сразу во всей аллее, а PIR-датчик только в половине или даже в 1/4, поэтому данные устройства экономят больше энергии. К сожалению, это не так. Чтобы персонал склада мог комфортно работать и свет не отключался внезапно, когда человек находится в мертвой зоне PIR-сенсора, то есть между лучей, необходимо устанавливать большую задержку отключения освещения (5–10 мин). Это, как мы уже знаем, приводит к нерациональному расходованию энергии. Для радар-сенсора достаточно установить задержку отключения всего 30–60 с, поскольку он обладает очень высокой чувствительностью. Например, он способен обнаруживать движение руки человека на дистанции 50 м.

Пример – управление освещением московского склада крупной международной компании по производству напитков. В аллеях склада длиной 65 м на высоте 15 м было установлено по одному радар-сенсору с задержкой отключения 1 мин. Результат – потребление электроэнергии сократилось в 2,8 раза, каждый установленный радар-сенсор сэкономил 10 800 кВт электроэнергии в год. Инвестиции окупились за 18 месяцев при тарифе 3,13 руб./кВт (или 0,03 €/kWh). Представьте, какой мог бы быть срок окупаемости, если бы этот склад находился, например, в Германии, где 1 кВт стоит 0,17 € для крупнооптовых потребителей.

Длина кабельных линий и стоимость монтажных работ

Применение радар-сенсоров позволяет в несколько раз сократить инвестиции на установку системы управления освещением. А монтажные работы на высоте 10 м и более стоят очень дорого и предусматривают применение специальной техники.

Как правило, клиент требует также обеспечить возможность принудительного включения освещения в обход датчиков движения. Для этого нужна прокладка дополнительных кабельных линий и увеличенный объем инвестиций.

Вот пример из реального тендера крупного оптового продавца фармацевтических препаратов, в котором предлагались PIR-датчики известного европейского производителя и радар-сенсоры. Необходимо было управлять освещением 30 аллей склада длиной 84 м каждая.

Компания – инсталлятор PIR-сенсоров предложила установить 120 сенсоров и проложить 17 км кабельных линий. Компания, предлагавшая радар-сенсоры – 30 сенсоров и 3 км кабельных линий. Результат – эта фармацевтическая компания больше не использует PIR-датчики на своих объектах.

 

Эффективность автоматизации и срок окупаемости

Как показал опыт применения радар-сенсоров, срок окупаемости инвестиций составляет обычно около года, лучший достигнутый результат к настоящему моменту – 6,5 месяца. Доказано, что один сенсор может экономить 10 000 кВт в год. Если в складе уже установлены светодиодные светильники, то радар-сенсоры могут сократить потребление энергии еще в 2,5–4 раза.

К сожалению, PIR-датчики не могут обеспечить такие показатели эффективности. И схемы с установкой двух таких датчиков в начале и в конце аллеи очень распространены. Их рекомендуют в том числе европейские специалисты, приводя следующий аргумент: экономия 25% – это очень хороший показатель для европейского рынка. Ну, здесь уже слово за потребителями – стоит ли соглашаться на экономию 25%, если можно с меньшими затратами получить 60–80%?

Где еще можно использовать радары?

Радарные датчики отлично подходят для следующих систем управления освещением:

— парковка для автомобилей – один датчик на 3000 кв. м парковки;

— уличное освещение – плавное регулирование мощности освещения по присутствию транспорта и пешеходов на расстоянии до 100 м (датчик не имеет оптической линзы, поэтому он не требует периодической очистки);

— освещение улиц и велосипедных дорожек на солнечных элементах – прямое подключение к источнику питания без преобразователей;

— платформы железнодорожных вокзалов;

— подземные пешеходные переходы, метро – датчик может быть скрыт за любой радиопрозрачной поверхностью, например, установлен в рекламный световой короб;

— различные промышленные и городские здания и территории.

Радарные датчики способны определять направление и скорость движения, а также обнаруживать присутствие неподвижно стоящих людей и транспортных средств.