В статье освещается один из способов экономии электроэнергии – сокращение мощности, потребляемой бытовой аппаратурой в дежурном режиме.
А. Мельниченко
Вопросы эффективного использования электроэнергии уже неоднократно обсуждались в обществе. И это не осталось незамеченным. Например, лампы накаливания в ряде стран постепенно выходят из употребления. При покупке стиральной машины обращают внимание на наличие экономичного режима стирки. И, несмотря на это, лишь для того чтобы создать дополнительные удобства, широко практикуется эксплуатация бытовой техники в дежурном режиме. Это приводит к ежегодному расходу энергии в пределах Германии, сравнимому с расходом энергии большого города, такого, как Берлин.
В то время как лампы накаливания в большинстве домашних хозяйств заменяются экономичными лампами, устройства, бесполезно расходующие энергию в дежурном режиме, все еще остаются вне нашего внимания. Во многих домах постоянно включено в сеть большое число устройств, хотя работают они лишь изредка. Примером может служить факс, который в течение месяца работает примерно один раз, однако все это время – 720 часов! -находится в дежурном режиме [1].
ЗАТРАТНАЯ “ЭКОНОМИЯ”
Выпускавшаяся ранее аппаратура имела выключатель питания, с помощью которого ее можно было полностью отключать от сети. Со временем вошли в моду сетевые адаптеры, совмещенные со штепсельной вилкой, которые облегчили согласование электронной аппаратуры с параметрами сетей электропитания разных стран. В целях экономии на них не устанавливают выключатель питания, хотя их энергопотребление в холостом режиме достаточно велико. Такая экономия выгодна лишь производителю, но не потребителю.
Сидя перед телевизором, можно оценить, насколько удобен пульт дистанционного управления. Но мало найдется людей, которые полностью отключают телевизор от сети после просмотра передач.
Некоторые устройства в дежурном режиме потребляют от сети мощность порядка 10-20 Вт. Примером может служить торшер с галогенной лампой, потребляющий в выключенном состоянии порядка 10 Вт. Это же касается устаревших моделей принтеров или факсов. Если же они оснащены трансформаторами или стабилизаторами, то эта мощность возрастает многократно.
ЗАКОНОДАТЕЛЬНЫЕ МЕРЫ
ПО ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Вступившая в силу с начала этого года рамочная директива “EuP” (Energy-using Products) должна дать дополнительный импульс процессу экономии энергии. Основная ее цель – содействие сокращению потребления энергии в течение всего срока службы аппаратуры. Директива распространяется на все электроприборы, используемые как в учреждениях, так и в быту: от кофеварок и радиоприемников до компьютеров, принтеров, телефонов, модемов и т.д.
Поскольку на благоразумное отношение потребителей к вопросу экономии электроэнергии надеяться не приходится, директива накладывает ограничения на параметры новых источников питания. В результате общее потребление энергии аппаратурой в дежурном режиме должно сократиться к 2020 году на 25%, несмотря на рост ее количества.
В директиве оговорено, что, начиная с 7 января 2010 г., вся аппаратура с дистанционным управлением должна потреблять в выключенном состоянии не более 1 Вт. При наличии постоянно включенного индикатора (например, в проигрывателе с жестким диском) допускается увеличение потребления до 2 Вт. В течение последующих трех лет эти цифры должны быть сокращены вдвое. Следует упомянуть, что в сетевых адаптерах повышенной мощности в режиме холостого хода этот порог превышен, не говоря уже о классических трансформаторных адаптерах.
БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДЕЖУРНОГО РЕЖИМА
Если потребляемая аппаратурой мощность превышает 100 Вт, то для дежурного режима необходимо использовать отдельный блок питания. В этом случае основной блок питания при переходе в дежурный режим полностью отключается от сети с помощью реле.
Дежурный блок питания можно выполнить на основе малогабаритного AC/DC-преобразо-вателя с высоким КПД. Для этой цели могут быть с успехом использованы компактные преобразователи фирмы Recom [2], например, преобразователь RAC04. Его выходная мощность составляет 4 Вт, чего вполне достаточно для питания инфракрасного приемника и светодиодного индикатора состояния. Ток нагрузки преобразователя близок к оптимальному значению, при котором обеспечивается максимальный КПД, поэтому мощность, потребляемая аппаратурой в дежурном режиме, минимальна. Измеренная в процессе лабораторных испытаний мощность, потребляемая преобразователем RAC04-12SA от сети, составила около 100 мВт.
Блок-схема системы питания современной аппаратуры показана на рисунке. Основной блок обеспечивает питание всех устройств, необходимых для высококачественного воспроизведения звука. При выключении питания с помощью пульта этот блок отключается от сети. Включенным остается лишь дежурный преобразователь RAC04, потребляющий несколько сотен милливатт, что гораздо меньше, чем в аппаратуре прежних моделей с потребляемой в дежурном режиме мощностью порядка 10-20 Вт.
По такой схеме могут быть выполнены многие устройства, используемые в учреждениях и в быту, например, электроприводы, закрывающие жалюзи, или система автоматического управления их положением в зависимости от освещенности. Принцип тот же: когда основной блок питания отключен, работает экономичный и малогабаритный преобразователь дежурного блока питания.
Блок-схема электропитания аппаратуры с использованием дополнительного блока питания для дежурного режима на основе преобразователя серии RAC04 фирмы Recom
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
Наряду с экономией электроэнергии большое внимание при проектировании бытовой аппаратуры уделяется вопросам электромагнитной совместимости. При этом принимаются во внимание как излучаемые помехи, так и помехи, поступающие по сети электропитания. Все сетевые блоки питания бытовой аппаратуры должны соответствовать требованиям стандарта EN 55022/55024, класс В, регламентирующего уровень помех меньший, чем для класса А, принятого для промышленной аппаратуры.
Помехоподавляющие фильтры уже встроены во все преобразователи серии RAC фирмы Recom. Помехи подавляются непосредственно в месте их возникновения. При этом объем, занимаемый компонентами фильтра, меньше, чем при использовании внешних компонентов. В результате уменьшаются расходы на приобретение компонентов и проведение испытаний.
НАДЕЖНОСТЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Прочность изоляции преобразователей серии RAC составляет 3 кВ (опционно – 4 кВ), они имеют защиту от короткого замыкания, а также от повышения входного напряжения и тока нагрузки сверх допустимого предела. Преобразователи сохраняют работоспособность в диапазоне температур окружающего воздуха от -40 до 70 °C.
Фирма Recom, как европейский производитель, ориентирующийся на мировой рынок, использует только высококачественные компоненты, прошедшие всесторонние испытания. Для этого в Гмундене (Gmunden), Австрия, построена специальная лаборатория, в которой изделия проходят, так называемый, HALT-тест (Highly Accelerated Life Test). При выявлении отказов в работе компонентов проводятся их исследования с помощью электронного микроскопа. После этого результаты сообщаются производителям компонентов для корректировки производственного процесса.
Эти мероприятия связаны с расходами времени и средств, однако, в конечном счете, они способствуют повышению надежности выпускаемой продукции. Так, для преобразователя RAC04 среднее время наработки до отказа, определяемое согласно стандарту MIL-HDBK-217F, составляет 350 тысяч часов.
БОЛЬШЕ МОЩНОСТИ В МАЛОМ ОБЪЕМЕ
Новые преобразователи также выгодно отличаются от разработанных ранее изделий серии RAC более компактными размерами. Например, объем преобразователя RAC04 составляет 17 см3, его удельная мощность – около 0.25 Вт/см3. А преобразователь RAC20 с выходной мощностью 20 Вт имеет еще большую удельную мощность – 0.60 Вт/см3.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе развития общество постепенно осознает необходимость существенного снижения темпов расходования природных ресурсов. Такие понятия, как “Green Power” и “Eco Design” все чаще встречаются в технических журналах. Даже системы автоматизации зданий проектируются с учетом фактического времени работы отдельных устройств. Для экономии энергии используется также дистанционное управление такими системами через сеть Интернет.
После того как вместо ламп накаливания повсеместно стали использовать энергосберегающие лампы, основные усилия по экономии электроэнергии направлены на уменьшение мощности, потребляемой электронной аппаратурой в дежурном режиме. И этому нужно содействовать всеми способами, как на законодательном уровне, так и на уровне рядового потребителя.
Дополнительную информацию о продукции фирмы Recom можно получить в сети Интернет по адресу: www.recom-international.com или в фирме VD MAIS — официальном дистрибьюторе Recom в Украине.
Лайкнути
Твітнути