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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 教室照明系統(tǒng)的能耗浪費(fèi)量度及節(jié)能優(yōu)化
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 數(shù)理
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 本文以實(shí)地觀測(cè)的大量數(shù)據(jù)為依據(jù)，依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、通過(guò)物理原理和數(shù)學(xué)工具進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和分析，所得的若干結(jié)論是真實(shí)可靠的。從文獻(xiàn)查詢看，還未發(fā)現(xiàn)采用與本文類(lèi)似的研究方法進(jìn)行研究、并獲得相同結(jié)論的文獻(xiàn)報(bào)道，所以本研究具有顯著的創(chuàng)造性和先進(jìn)性。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著人們對(duì)能源危機(jī)的廣泛關(guān)注，也有很多研究人員對(duì)室內(nèi)照明進(jìn)行研究，主要包括對(duì)新材料的使用(如LED照明技術(shù)的開(kāi)發(fā))和智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（如基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)）。然而仍存在這樣的矛盾，在很多地方廣泛使用新材料尚需很長(zhǎng)一段時(shí)間，同時(shí)也沒(méi)有很好的解決讓智能控制系統(tǒng)依照教室內(nèi)人數(shù)合理控制開(kāi)燈的數(shù)目。本文基于以上現(xiàn)狀，對(duì)室內(nèi)照明系統(tǒng)的能耗情況進(jìn)行觀測(cè)和計(jì)算并進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，一方面期望弄清現(xiàn)行使用狀況下教室照明系統(tǒng)的電能浪費(fèi)情況，通過(guò)分析和重新設(shè)計(jì)燈條的位置和結(jié)構(gòu)分布。另一方面也對(duì)智能控制系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)創(chuàng)性設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，使得系統(tǒng)可以根據(jù)教室內(nèi)的人數(shù)自動(dòng)控制合理的開(kāi)燈的數(shù)目，更具智能化。 這次活動(dòng)對(duì)我校的節(jié)能工作有一定指導(dǎo)作用，對(duì)智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有一定的幫助。即使以后全都使用上了新材料，也還有其現(xiàn)實(shí)意義，因?yàn)槿绻J(rèn)識(shí)不到能源浪費(fèi)的嚴(yán)重性，在新的材料也都無(wú)濟(jì)于事。
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作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 以廣西師范學(xué)院三棟教學(xué)樓為例，通過(guò)對(duì)個(gè)教室照明燈具的安裝布局和使用現(xiàn)狀，開(kāi)展全面地觀測(cè)，取得大量數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行理論創(chuàng)新和優(yōu)化計(jì)算，從而提出新的更為合理的燈具安裝布局方案和用電策略，并研制出照明控制系統(tǒng)模型，最終很好地實(shí)現(xiàn)了高效用電和節(jié)能減排的目的。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本文以實(shí)地觀測(cè)的大量數(shù)據(jù)為依據(jù)，依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、通過(guò)嚴(yán)格的物理原理和數(shù)學(xué)工具進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和分析，所得的若干結(jié)論是真實(shí)可靠的。從文獻(xiàn)查詢看，還未發(fā)現(xiàn)采用與本文類(lèi)似的研究方法進(jìn)行研究、并獲得相同結(jié)論的文獻(xiàn)報(bào)道，所以本研究具有顯著的創(chuàng)造性和先進(jìn)性。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 盡管研究時(shí)間過(guò)于短促，觀測(cè)數(shù)據(jù)尚顯不足，計(jì)算模擬還較粗糙，但其研究方法和思路、所得的結(jié)論和提出的燈組布局方案以及節(jié)能控制措施均是合理可行的，對(duì)我校的節(jié)能行動(dòng)具有十分重要的指導(dǎo)意義。今后可在增加數(shù)據(jù)觀測(cè)量和進(jìn)行更準(zhǔn)確的計(jì)算模擬之后，便完全可將其成果應(yīng)用于教室的照明系統(tǒng)，從而定會(huì)產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 長(zhǎng)期以來(lái)，大多學(xué)校的教室用電都存在著電能浪費(fèi)現(xiàn)象，節(jié)約用電迫在眉睫。教室的燈管安裝不夠科學(xué)，造成電能不能合理高效的使用。本文在實(shí)地觀測(cè)和論證計(jì)算的基礎(chǔ)上首先擬合出了單組燈光照度在桌子平面上的分布函數(shù) ，然后依次將不同數(shù)目的燈條的光照進(jìn)行疊加，求出適合看書(shū)的面積（按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),光照度等于時(shí)為適合看書(shū)），進(jìn)而算出對(duì)應(yīng)的適合看書(shū)的位置數(shù)。經(jīng)計(jì)算得出燈與燈間距的優(yōu)化距離為（而原先是），且優(yōu)化的燈條排布是正六邊形。通過(guò)能耗的合理需求與實(shí)際使用量進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)實(shí)際使用能耗比合理使用能耗多一倍以上。根據(jù)人數(shù)與應(yīng)開(kāi)燈條數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，開(kāi)發(fā)出智能控制系統(tǒng)模型，它能記錄進(jìn)入（走出）教室的人數(shù)，并自動(dòng)開(kāi)（關(guān)）相應(yīng)的燈條數(shù)，內(nèi)部安裝有光敏傳感器，白天時(shí)它能自動(dòng)調(diào)節(jié)到合適的光強(qiáng)。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 暫無(wú)
參考文獻(xiàn)
- [1] 顧方嘉.日本LED照明技術(shù)的開(kāi)發(fā)[J].電子世界.2007,48(4):52-53 [2] 沈培宏.白光LED照明技術(shù)進(jìn)展及產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)現(xiàn)狀[J].燈與照明.2006,30(2):46-52 [3] LINY C,TRAN N,ZHOU Y,et al.Materials challenges and solutions for the packaging of high Power LEDs[C].2006 Interational Microsytems Packaging Assembly Conference.Taiwan china, 2006:1-4 [4] 龔?fù)? 樓宇自動(dòng)控制技術(shù)[M]. 天津大學(xué)出版社.2008-09 [5] 賈正松.基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù).2009(17). [6]陳九江，吳桐，王術(shù)，孫言. 教室照明系統(tǒng)的智能控制[J].黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào).2006(3). [7] 姚啟鈞.光學(xué)教程(第四版) [M]. 北京：高等教育出版社，2009. [8]姜啟源,謝金星,葉俊.數(shù)學(xué)模型（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2003. [9]賀超英.MATLAB應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 隨著人們對(duì)能源危機(jī)的廣泛關(guān)注，也有很多研究人員對(duì)室內(nèi)照明進(jìn)行研究，主要包括對(duì)新材料的使用(如LED照明技術(shù)的開(kāi)發(fā))和智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（如基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)）。然而仍存在這樣的矛盾，在很多地方廣泛使用新材料尚需很長(zhǎng)一段時(shí)間，同時(shí)也沒(méi)有很好的解決讓智能控制系統(tǒng)依照教室內(nèi)人數(shù)合理控制開(kāi)燈的數(shù)目。本文基于以上現(xiàn)狀，對(duì)室內(nèi)照明系統(tǒng)的能耗情況進(jìn)行觀測(cè)和計(jì)算并進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，一方面期望弄清現(xiàn)行使用狀況下教室照明系統(tǒng)的電能浪費(fèi)情況，通過(guò)分析和重新設(shè)計(jì)燈條的位置和結(jié)構(gòu)分布。另一方面也對(duì)智能控制系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)創(chuàng)性設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，使得系統(tǒng)可以根據(jù)教室內(nèi)的人數(shù)自動(dòng)控制合理的開(kāi)燈的數(shù)目，更具智能化。 這次活動(dòng)對(duì)我校的節(jié)能工作有一定指導(dǎo)作用，對(duì)智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有一定的幫助。即使以后全都使用上了新材料，也還有其現(xiàn)實(shí)意義，因?yàn)槿绻J(rèn)識(shí)不到能源浪費(fèi)的嚴(yán)重性，在新的材料也都無(wú)濟(jì)于事。
