ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Разработка конструкции и технологии изготовления новой серии 4-х и 6-ти канальных компактных люминесцентных ламп мощностью 5-23 Вт со встроенным электронным ПРА с параметрами, обеспечивающими их конкурентоспособность на мировом рынке».

Рекомендуемая область пременения

- Внутренне освещение жилых помещений;
- Внутренне освещение помещений общественно-административного назначения;
- Торговые залы и офисы;
- Лестничные площадки.

Назначение, цели и задачи проекта

Целью работы являлось выполнение комплекса теоретических и экспериментальных исследований газового разряда различного типа и создание на их базе высокоэффективных компактных люминесцентных ламп с цоколем Е27 и встроенным в цоколь электронным ПРА мощностью 5-23 Вт для замены ламп накаливания в быту, отвечающих по своим параметрам лучшим мировым аналогам. При выполнении темы было разработано и изготовлено необходимое технологическое оборудование и созданы производственные мощности по мелкосерийному производству указанных типов ламп на базе опытного производства ОАО «Лисма-ВНИИИС». Производство разрабатываемых источников света было обеспечено па уровне платежеспособности заказчиков, выявленных на основе маркетинговых исследований.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

В настоящее время в России, по разным данным, порядка 110 млрд. кВт·часов электроэнергии расходуется на освещение. Это около 14% всего того, что генерируется в стране. Практически освещение является крупнейшим однотипным потребителем электроэнергии. При этом на выработку единицы световой энергии у нас в стране сегодня расходуется в 1,3-1,4 раза больше электроэнергии, чем в передовых странах. Светообеспечение на душу населения у нас в 3,5-4 раза меньше, чем в США, Японии или ведущих странах Европы. В связи с этим, при наличии и широком применении современных энергосберегающих источников света необходимой номенклатуры и с соответствующими техническими характеристиками можно через 5-6 лет получить колоссальный результат, а именно сэкономить порядка 34 млрд. кВт·часов электроэнергии в год. Это даст возможность увеличить потребление световой энергии в 1,5 раза и расходовать на выработку одного мегалюмен·часа 18, а не 28 кВт·часов электроэнергии как сегодня.

Наиболее энергоёмкими сферами потребления электроэнергии на цели освещения в нашей стране являются промышленные и жилые помещения, на долю которых приходится более 70% всего парка эксплуатируемых светильников и соответственно самих источников света.

Наиболее эффективно задача энергосбережения в освещении может решаться, в первую очередь, в жилом и промышленном секторах путем широкого применения новых высокоэффективных источников света. В жилых помещениях - это постепенная замена неэффективных ламп накаливания (ЛОН) на люминесцентные лампы (ЛЛ), которые в 5 и более раз эффективнее ЛОН.

В настоящее время одним из перспективных направлений развития светотехники - создание и широкое использование в технике освещения высокоэффективных энергосберегающих источников света, какими являются разработанные и выпускаемые компактные люминесцентные лампы со встроенным электронным ПРА различного исполнения, предназначенные для прямой замены ламп накаливания. Преимуществом ламп указанного типа является сочетание в единой конструкции достоинств газоразрядных источников света (высокая световая отдача и большой срок службы, превышающие в 5-8 раз аналогичные параметры ламп накаливания) с малыми габаритами и простотой эксплуатацией ламп накаливания. Такая конструкция компактных ламп позволяет их эксплуатировать в существующих осветительных установках с лампами накаливания, обеспечивая при этом до 80 % экономию электроэнергии. Наличие электронного ПРА обеспечивает мгновенное зажигание ламп и отсутствие стробоскопического эффекта, характерного для работы обычных линейных люминесцентных ламп А возможность варьировать спектром излучения позволяет иметь лампу с различными световыми оттенками излучения – «тёпло-белым» (как у ламп накаливания), «белым», «дневного света», т. е. можно подбирать освещение по вкусу.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

По рассматриваемому проекту ОАО "Лисма-ВНИИИС" разработал большую номенклатуру высокоэффективных источников света. Это серия компактных люминесцентных ламп (КЛЭ) с резьбовым (как у ЛОН) цоколем Е27 и Е14 и встроенной электронной пускорегулирующей аппаратурой    (ЭПРА) мощностью от 7 до 23 Вт, предназначенных для прямой замены ламп накаливания мощностью 25-150 Вт в существующих осветительных установках жилых помещений.

- Новый технологический процесс для производства 4-х и 6-ти канальных люминесцентных ламп

В результате проведённой работы был создан новый технологический процесс по изготовлению 4-х и 6-ти канальной конструкции компактной люминесцентной лампы вместо 2-х канальной. Кроме того, новая лампа имеет встроенный электронный аппарат и цоколь как у ламп накаливания. Ниже приведена схема технологического процесса.

Отличительными особенностями нового технологического процесса являются:

- загибка трубок в П-образную форму для создания компактной конструкции конструкцию;

- изготовление бусинковой ножки вместо тарелки в обычных люминесцентных лампах;

- заштамповка смонтированной бусинковой ножки в трубку вместо операции заварки;

- сварка двух П-образных трубок в 4-х канальную конструкцию и изготовление 4-х канальной компактной люминесцентной лампы;

- сварка трёх П-образных трубок в 6-ти канальную конструкцию и изготовление 6-ти канальной компактной люминесцентной лампы.

Кроме того отдельно собираются электронные пускорегулирующие аппараты, которые монтируются в пластмассовый корпус лампы при её сборке. Конечным процессом сбореи является навинчивание и закрепление металлического цоколя типа Е 27 или Е 14.

В результате указанного технологического процесса созданы лампы разрядные низкого давления люминесцентные компактные с четырёх и шестиканальной разрядной трубкой и цоколем Е27 (Е14), имеющие электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА, расположенный внутри пластмассового корпуса), разработаны следующих типов  КЛЭ5-4,  КЛЭ7-4, КЛЭ11-4, КЛЭ15-4, КЛЭ20-4, КЛЭ15-6, КЛЭ20-6, КЛЭ23-6, где в условном обозначении ламп буквы и цифры обозначают: К - компактная; Л - люминесцентная; Э - с встроенным электронным ПРА; 5, 7, 11, 15, 20, 23 - номинальная мощность в Вт; 4 - четырёхканальная; 6 - шестиканальная.

- Характеристики ламп

Общий вид, габаритные и присоединительные размеры, масса ламп и тип цоколя должны соответствовать указанным на рис.1 и 2 и таблице 1 .

Рис. 1

Четырехканальные компактные люминесцентные лампы

Таблица 1

Рис.  2

Шестиканальные компактные люминесцентные лампы

Таблица 2

* - после 100 ч горения

** - нижнее значение мощности и верхнее значение светового потока не ограничиваются

*** - величина справочная

Средняя продолжительность горения должна быть не менее 8000 ч.

Цветность ламп "белая", цветовая температура 3500 К.

- Меры безопасности

Лампы, как и все приборы, имеющие оболочку из стекла, требуют аккуратного обращения. Лампы необходимо предохранять от ударов, резких сотрясений, падений, резких колебаний температуры,

Ввёртываться и вывёртываться лампы из патронов должны только за пластмассовый корпус.

Замену и чистку ламп от пыли производят после отключения их от питающей сети только в холодном состоянии.

OCTOPOЖHO! Лампы содержат ртуть. В случае боя ламп необ­ходимо собрать ртуть резиновой грушей и место, где разбилась лампа, промыть трёхпроцентным раствором марганцевокислого калия.

Вышедшие из строя лампы должны храниться упакованными в специальном помещении и периодически вывозиться в специально от­ведённое место.

-Порядок установки ламп

Лампы  изготавливаются в исполнении УХЛ категории 4.2 по          ГОСТ 15543.1 и ГОСТ 15150 для работы и следующих условиях:

- температура окружающего воздуха от 5 до 35 °С;

- относительная влажность воздуха не более 70 % при 25 °С;

- высота над уровнем моря не более2000 м;

- окружающая среда не должна быть взрывоопасной насы­щенной токопроводящей пылью ихимически активной;

- отсутствие тряски, вибрации, ударов.

Лампы включаются в сеть переменного тока частоты 50 Гц с напряжением 220 В путём вворачивания в патроны резьбовые серии Е 27 (Е14) по ГОСТ 2746.0.

Температура стенок корпуса лампы не должна превышать 80 °С.

- Хранение и транспортирование

Лампы должны храниться в индивидуальной упаковке в закры­том сухом, проветриваемом помещении при отсутствии в воздухе паров кислот и щелочей при температуре окружающей среды не ниже 5 °С и не выше 40°С. Относительная влажность воздуха - не более 70 % при температуре окружающей среды 25 °С.

Срок хранения 2 года с момента изготовления.

При транспортировании ящики с упакованными лампами должны быть защищены от атмосферных осадков и механических повреждений.

- Гарантии изготовителя

Гарантийный срок эксплуатации устанавливается 7 месяцев со дня ввода ламп в эксплуатацию при соблюдении условий эксплуатации, хранения и транспортирования.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Технико-экономическая эффективность работы. Исходные данные:

- Объём выпуска – 120,0 тысяч ламп в год;

- Структура выпуска - 60,0 тысяч ламп 4-х канальной конструкции, 60,0 тысяч ламп 6-ти канальной конструкции;

- Цена ламп (в комплекте с электронным ПРИ): 4-х канальных -140 руб./шт., 6-ти канальных - 150 руб./шт.;

- Срок службы ламп - 8000 часов или 3000 часов в год;

- Стоимость электроэнергии - 0,7 руб./кВт•ч;

- Эффективность использования компактных люминесцентных ламп в сравнении с лампами накаливания:

5-11 Вт (КЛЭ 4-х канальная) - 75 Вт (ЛОН), экономия - 64 Вт; 15-23 Вт (КЛЭ 6-ти канальная) - 100 Вт (ЛОН), экономия - 80 Вт.

Расчёт экономии электроэнергии от использования КЛЭ 5-11 Вт ( 4-х канальные ):

64 Вт • 3000 ч - 192 кВт•ч в год. На объём выпуска ламп 60 тыс.шт. в год экономия будет составлять:

192 кВт•ч х 60 тыс.шт. = 12 млн. кВт•ч. В стоимостном выражении это составит:

12 млн. кВт•ч х 0,7 руб./кВт•ч =8,4 млн. руб. За срок службы ламп (3 года) экономия электроэнергии составит:

12 млн. кВт•ч х 3 года = 36 млн. кВт•ч или в стоимостном выражении

8,4 млн. руб./год х 3 года = 25,2 млн. руб.

С учётом стоимости ламп, чистая экономия средств у потребителя составит:

Стоимость ламп равна:

140 руб./шт. • 60 тыс. шт. = 8,4 млн. руб. Чистая прибыль потребителя составит:

25,2 млн. руб. - 8,4 млн. руб. = 16,8 млн. руб.

Окупаемость ламп у потребителя составит:

8,4 млн. руб. : 8,4 млн. руб. = 1 год = 12 месяцев.

Расчёт экономии электроэнергии от использования КЛЭ 15-23 Вт (6-ти канальные):

80 Вт х 3000 ч = 240 кВт•ч в год. На объём выпуска ламп 60 тыс. шт. в год экономия будет составлять:

240 кВт•ч х 60 тыс. шт. = 14,4 млн. кВт•ч. В стоимостном выражении это составит:

14,4 млн. кВт•ч х 0,7 руб./кВт•ч = 3,08 млн. руб. За срок службы ламп (3 года) экономия электроэнергии составит:

14,4 млн. кВт•ч/год х 3 года = 43,2 млн. кВт•ч или в стоимостном выражении

9,8 млн. руб./год х 3 года =27,24 млн. руб.

С учетом стоимости ламп, чистая экономия средств у потребителя составит:

Стоимость ламп равна:

150 руб./шт. х 60 тыс. шт. = 9,0 млн. руб.

Чистая прибыль потребителя составит:

27,24 млн. руб. - 9,0 млн. руб. =18,24 млн. руб.

Окупаемость ламп у потребителя составит:

9,0 млн.руб.:3,08 млн.руб-0.99 года-12 месяцев.

Общая экономия электроэнергии в год у потребителя при планируемом объёме выпуска ламп составит:

12,0 млн. кВт•ч + 14,4 млн. кВт•ч = 26,4 млн. кВт•ч

или в стоимостном выражении:

26,4 млн. кВт•ч х 0,7 руб./кВт•ч = 16,48 млн. руб.

Чистая прибыль потребителей, за вычетом стоимости ламп в комплекте с электронным ПРА, составит:

Амортизация стоимости КЛЭ 5-11 Вт:

140 руб.: 3 года = 46,7 руб.

Амортизация стоимости КЛЭ 15 23 Вт:

150 руб.: 3 года = 50 руб.

Амортизация стоимости выпускаемых ламп в год:

46,7 руб. х 60 тыс. шт. = 2,8 млн. руб.

50 руб. х 60 тыс. шт. = 3,0 млн. руб.

или в сумме на весь объём выпуска - 5,8 млн. руб.

Вычитая из общей прибыли, получаемой потребителем в год от экономии электроэнергии, амортизационную годовую стоимость ламп, получаем величину чистой прибыли, которая составляет:

16,48 млн. руб. - 3,8 млн. руб. = 10,68 млн. руб.в год на объём выпуска КЛЭ - 120 тысяч ламп в год.

В таблице приведено сопоставление КЛЭ с резьбовыми цоколями и встроенными ЭПРА с эквивалентными по величине световыми потоками (Ф_л) с лампами накаливания общего назначения (ЛОН).

Таблица 3. Сравнительные характеристики КЛЭ мощностью 5-23 Вт (со встроенными ЭПРА, цоколем Е27) и эквивалентных по световому потоку ЛОН общего назначения 25-100 Вт.

* ЛОН с криптоновым наполнением

Расчет экономии за срок службы КЛЭ мощностью 23 Вт при замене ею ЛОН мощностью 100 Вт в одной световой точке у частного потребителя

* ЛОН с криптоновым наполнением

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

При объёме выпуска 120 тыс. шт. в год по цене 145 руб. за 1 шт. при уровне рентабельности 20 % получаемая прибыль от производства ламп составит 3,48 млн. руб.

Создание новых производственных мощностей по изготовлению запланированного объема компактных ламп потребует создания дополнительно порядка 70 рабочих мест.

Новые потребительские свойства продукции

Новые люминесцентные лампы типа КЛЭ по сравнению с трубчатыми лампами соответствующей мощности снижают материалоёмкость изделия и имеют меньшие габариты, а по сравнению с лампами накаливания имеют более высокую эффективность.

Реальная экономия (в стоимостном выражении) в быту, если в одной световой точке, например, в светильниках общего освещения на кухне ЛОН мощностью 100 Вт (криптоновая, с Фл=1500 лм) будет заменена эквивалентной ей по световому потоку КЛЭ мощностью 23 Вт с ЭПРА и цоколем Е27 при среднем времени суммарной работы 1000 часов, представлена в таблице 4.
Большой срок службы КЛЭ позволяет резко уменьшить затраты на обслуживание осветительной установки. Например, при средней годовой наработке светильников в торговом зале магазина около 3600 ч при замене ЛОН на КЛЭ интервалы между плановыми сменами источников света увеличиваются с 3,5 мес. до 33 мес. (2 года 9 мес.), в бытовом секторе (1000 ч/год) соответственно с 11-12 мес. до 109 мес. (примерно 9 лет).
Приведенные данные показывают, сколь существенный потенциал экономии электроэнергии заложен в расширении применения КЛЭ и какой значительный вклад в оздоровление окружающей среды может внести этот энергоэффективный источник света при массовом использовании.

Мировой ежегодный прирост выпуска КЛЭ еще в середине 90-х годов превысил 25%, а суммарный объем производства достиг 250 млн. шт. в год. В настоящее время эта цифра удвоилась.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

В результате проведённой работы были получены следующие результаты:
1. Определены условия получения ртутного разряда низкого давления высокой эффективности в трубках малого диаметра (12,5 мм) при высокочастотном (20-50 кГц) питании.
2. Разработана конструкторская и технологическая документация на изготовление 4-х и 6-ти канальных компактных люминесцентных ламп со встроенным электронным ПРА, а также технические условия на них.
3. Определены требования к материалам и электронным ПРА для разработанных ламп.
4. Изготовлены опытно-промышленные образцы 4-х и 6-ти канальных компактных люминесцентных ламп.
5. Результаты испытаний ламп показали их высокие светотехнические параметры, соответствующие техническим требованиям заказчика.

Предлагаемые инвестиции

25 млн. руб.
Для расширения производства компактных люминесцентных ламп с встроенным электронным ПРА и цоколем Е 27 до запланированного объёма необходимы дополнительные инвестиции в объёме 25 млн. рублей.

Рынки сбыта

Рынком сбыта является Россия и страны СНГ, объём продаваемой продукции – 1 млн. штук.

Возможность и эффективность импортозамещения

Разработанные лампы по своим характеристикам обладают конкурентоспособностью на внутреннем и внешнем рынках.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

10.11.2006