Искусственное освещение давно и прочно вошло в нашу повседневную жизнь. Всевозможные источники света используются везде - в домах, квартирах, помещениях, офисах, объектах промышленного производства. Большинство потребителей пользуется обычными лампами накаливания с мощностью 40, 60 и 100 ватт. Однако всем известно, что у них очень низкий коэффициент полезного действия. На освещение уходит лишь половина электроэнергии, вторая половина затрачивается на нагревание самой лампочки. В связи с этим, все большую популярность приобретают лампы энергосберегающие.
Принцип действия энергосберегающих ламп
Данный вид ламп, несмотря на их высокую стоимость, получает все более широкое распространение во многих областях жизни и деятельности людей. Эти источники света отличаются компактными размерами, им не нужен стартер, чтобы запустить освещение.
Важным преимуществом энергосберегающих лампочек является их практически бесшумная работа и очень простое подключение. Все они оборудованы резьбовыми цоколями, которые просто вкручиваются в нужный светильник. К Основным достоинствам этих ламп относится высокая надежность и экономичность, достигающая 80%.
Принцип действия энергосберегающих лампочек достаточно простой. Каждая лампа заполняется парами инертных газов. Прежде всего, это аргон, неон, а в некоторых случаях - криптон. В некоторых моделях используются пары ртути. При поступлении электроэнергии в лампу, происходит нагревание катода и последующее излучение электронов. Под их воздействием наступает ионизация газовой смеси. В результате, образуется плазма с ультрафиолетовым светом, который нельзя заметить невооруженным глазом. Ультрафиолет производит освещение люминофора, покрывающего стенки колбы. В конечном итоге наступает отдача люминофором обычного видимого света.
Характеристики
Важнейшим показателем каждой энергосберегающей лампочки считается ее невысокая потребляемая мощность. Практически вся получаемая мощность преобразуется в . Для сравнения показателей энергосберегающих ламп и обычных лампочек накаливания существуют таблицы. В них наглядно показана разница между лампами, при одинаковой световой отдаче. Таким образом, разница составляет примерно в 5 раз. То есть, при одинаковом свечении обычная лампочка потребляет 100 ватт, а энергосберегающая - 20 ватт.
Таблица мощности энергосберегающих ламп и ламп накаливания.
Эффективная работа лампочки определяется световым потоком, представляющим собой важную отличительную характеристику каждого осветительного прибора. Данный параметр измеряется в люменах и от него напрямую зависит яркость свечения.
Важнейшей характеристикой и особенностью энергосберегающих ламп является . Современные модели представлены резьбовыми и штырьковыми вариантами. Некоторые конструкции имеют уплотненный контакт и могут быть нестандартными. В любом случае каждый цоколь должен выбираться в соответствии с патроном.
Таблица световых параметров
Одним из параметров, характеризующих лампочку, является цветовая температура. Для ее измерения существует специальная температурная шкала Кельвина. В первую очередь определяется степень белизны освещенности, испускаемой лампой.
К основным цветовым температурам относятся следующие:
- Тепло-белая, с показателем ниже 3000 К.
- Нейтрально-белая (естественный свет), находится в пределах 3000-5000 К.
- Дневная белая (холодный свет) составляет свыше 5000 К.
В жилых помещениях рекомендуется использовать успокаивающие и расслабляющие теплые оттенки. Для офисных помещений наиболее оптимальным вариантом будет свет холодных тонов. Лучше всего воспринимается натуральный свет, с цветовой температурой 2800-3500 К.
Важным показателем считается параметр световой отдачи, измеряющийся в лм/Вт. Он определяет производительность электричества и количество света, вырабатываемое той или иной лампочкой. Большое значение имеет уровень освещенности какой-либо поверхности, измеряемый в люксах (лк).
Передача естественных тонов освещаемых предметов определяется с помощью индекса цветопередачи. У лампочек этот показатель связан со спектральным излучением. Абсолютно правильная передача обозначается индексом Ra. Снижение этого показателя свидетельствует об ухудшении свойств цветопередачи.
Прочие показатели
Немаловажное значение имеет срок эксплуатации энергосберегающих ламп. Нормальная работа во многом зависит от количества и быстроты включений и других конструктивных параметров. Эти показатели позволяют определить все затраты, определяющие экономическую целесообразность приобретения таких устройств.
Маркировка изделия существенно облегчает правильный выбор осветительного прибора. Существуют специальные таблицы, которые рекомендуется использовать во время покупки энергосберегающих ламп.
Возможные неисправности и ремонт
В процессе эксплуатации энергосберегающих ламп могут возникнуть различные неисправности и поломки:
- При повышенном напряжении может произойти вздутие и протечка конденсатора, что приведет к прекращению работы лампы. В этом случае потребуется замена всех полупроводников.
- Повышенное напряжение вызвало пробивание конденсатора. Свечение прибора происходит в местах расположения нитей накала. В этом случае необходимо заменить конденсатор.
- В результате неправильной эксплуатации световой поток начинает распределяться неравномерно. Происходит частичная герметизация колбы, а сама лампа не подлежит ремонту.
- Если сгорела хотя бы одна нить накала, в этом случае лампа перестанет работать. Потребуется проверка конденсатора, а на месте обрыва накала выполняется замена диода на резистор путем выпаивания.
- Неисправный диодный тиристор также нуждается в замене.
Ремонтировать энергосберегающие лампы можно только после точного определения неисправности и при наличии запасных частей, требующихся для замены. Полный переход на энергосберегающие лампы дает существенную экономию для семейного бюджета.
| Обычные лампы | Светодиодные лампы | ||
| наименование | наименование | ||
| Лампа накал. | 40 W | LED | 3W |
| Лампа накал. | 60 W | LED | 5W |
| Лампа накал. | 75 W | LED | 7W |
| Лампа накал. | 100 W | LED | 11W |
| Лампа накал. | 150 W | LED | 15W |
| Энергосбер. | 9W | LED | 3W |
| Энергосбер. | 11W | LED | 5W |
| Энергосбер. | 15W | LED | 7W |
| Энергосбер. | 20W | LED | 11W |
| Энергосбер. | 30W | LED | 15W |
| Галогенная лампа | 35W | LED | 3W |
| Галогенная лампа | 50W | LED | 4W |
| Люминесцентная лампа T8 | 18W | LED T8 | 8W |
| Люминесцентная лампа T8 | 36W | LED T8 | 15W |
Cравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к мощности светильника (Вт)
| Лампа накаливания, | Люминесцентная лампа, | Светодиодная лампа, | Световой поток, Лм |
| 20 Вт | 5-7 Вт | 2-3 Вт | Около 250 Лм |
| 40 Вт | 10-13 Вт | 4-5 Вт | Около 400 Лм |
| 60 Вт | 15-16 Вт | 8-10 Вт | Около 700 Лм |
| 75 Вт | 18-20 Вт | 10-12 Вт | Около 900 Лм |
| 100 Вт | 25-30 Вт | 12-15 Вт | Около 1200 Лм |
| 150 Вт | 40-50 Вт | 18-20 Вт | Около 1800 Лм |
| 200 Вт | 60-80 Вт | 25-30 Вт | Около 2500 Лм |
Как видно из таблицы, в среднем светодиодные лампы эффективнее ламп накаливания в 10 раз, а люминесцентных - в 2 раза.
Калькулятор экономии светодиодных ламп:
| Затраты на лампы |
|||
| Количество работающих ламп | |||
| Вид лампы | Энергосбер-щая | Накаливания |
|
| Потребляемая мощность (Вт) | |||
| Стоимость эл.энергии (1КВт) | 0,093$ (14 тг.) | 0,093$ (14 тг.) | 0,093$ (14 тг.) |
| световой поток (Люмен) | |||
| срок службы (часы) | |||
| стоимость лампы ($) | |||
| потребление эл. энергии в сутки (Вт) | |||
| потребление эл. энергии за год (Вт) | |||
| затраты на эл.энергию за 1 год ($) | |||
| затраты на эл.энергию за 2 года ($) | |||
| затраты на эл.энергию за 5 лет ($) | |||
| кол-во ламп за 5 лет | |||
| затраты на лампы за 5 лет ($) | |||
| Общие затраты за 5 лет ($) | |||
Дуговые ртутные лампы (ДРЛ)
Наиболее распространенный в настоящее время тип ламп используемых в уличном и промышленном освещении. Разработанные ранее других ламп и наименее трудоемкие в изготовлении лампы ДРЛ широко применяются для освещения внутри и вне помещений. Лампы ДРЛ обладают меньшей светоотдачей по сравнению с лампами ДНаТ, но в отличие от них не требуют для зажигания дополнительных высоковольтных запускающих устройств. Эргономические показатели освещения ламп ДРЛ (коэффициент пульсаций светового потока, соответствие спектра излучения солнечному спектру) немного хуже, чем, например, у ламп ДРИ, но гораздо лучше, чем у ламп ДНаТ.
Дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ)
В настоящее время широко применяются для освещения улиц, транспортных магистралей, общественных сооружений и т.д. Лампы ДНаТ обладают самой высокой светоотдачей среди газоразрядных ламп и меньшим значением снижения светового потока при длительных сроках службы. В связи с очень высоким коэффициентом пульсаций и большим отклонением спектра излучения лампы в область красного цвета, что нарушает цветопередачу объектов, не рекомендуется применять лампы ДНаТ для освещения внутри производственных и жилых помещений. Большая зависимость светоотдачи и напряжения зажигания у ламп ДНаТ от состава и давления внутреннего газа, от проходящего через лампу тока и от температуры горелки предъявляют очень высокие требования к качеству изготовления и условиям эксплуатации ламп ДНаТ. Поэтому для эффективной работы ламп ДНаТ необходимо обеспечивать "комфортные" условия эксплуатации - высокую стабильность напряжения питания, температуру окружающей среды от -20оС до +30оС. Отклонение от "комфортных" условий эксплуатации приводит к резкому сокращению срока службы ламп и уменьшению светоотдачи. На срок службы ламп ДНаТ также влияет качество используемых импульсных запускающих устройств. В настоящее время существует широко распространенное заблуждение, что замена ламп ДРЛ на более эффективные лампы ДНаТ приводит к улучшению качества освещения и экономии электроэнергии. При этом не учитывается, что лампа ДНаТ аналогичной мощности при большем световом потоке имеет и больший потребляемый ток. Помимо этого, преобладание красного спектра от ламп ДНаТ ухудшает общую картину видимости освещаемых объектов, что особенно опасно для освещения скоростных автомобильных магистралей.
Светодиодные лампы (СД или LED)
Сами по себе светодиоды используются достаточно давно, в основном для индикации. Излучение света светодиодом путём рекомбинации фотонов в области p-n перехода полупроводника при прохождении тока. Прорыв в области светодиодов, произошедший несколько лет назад, был связан в первую очередь с получением новых полупроводниковых материалов, повышающих яркость светодиодов более чем в 20 раз. В отличие от других технологий у светодиодов очень высокое КПД – не менее 90%(95-98%). В большинстве существующих технологий присутствует разогрев какого-либо тела или области, на что требуется приличные затраты энергии. Благодаря высокому КПД светодиодная технология обеспечивает низкое энергопотребление и малое тепловыделение. Помимо этого, в силу самой природы получения излучения, светодиоды обладают совокупностью характеристик, недостижимой для других технологий. Механическая и температурная устойчивость, устойчивость к перепадам напряжения, продолжительный срок службы, отличная контрастность и цветопередача. Плюс экологичность, отсутствие мерцания и ровный свет. Это и есть качество современной технологии.
Параметры рассматриваемых типов ламп:
| Номинальная мощность, Вт | Потребляемая активная мощность, Вт | Средняя продолжительность горения, часов | Световой поток, Лм |
||
| ДРЛ-125 | |||||
| ДРЛ-250 | |||||
| ДРЛ-400 | |||||
| ДНаТ | ДНаТ-100 | ||||
| ДНаТ-150 | |||||
| ДНаТ-250 | |||||
| ДНаТ-400 | |||||
| аналог ДРЛ-125 | |||||
| аналог ДРЛ-250 |
*У светодиодного аналога лампы ДРЛ-250 может удивить световой поток в 5000 люмен. На самом деле его вполне достаточно ввиду сильной направленности светодиодов. При использовании внутри помещений, где важно рассеяние света, этот фактор влияет намного меньше, чем во внешнем, где высота подвеса обычно составляет от 6м и выше. Экспериментальное сравнение типов ламп может это наглядно продемонстрировать. К тому же в светодиодных светильниках УСС используется нововведение, которое увеличивает эффективность светильника без увеличения стоимости. У некоторых производителей есть более технологичное исполнение данной идеи, но в их случае это сказывается на стоимости.
При самостоятельном подборе аналогов ДРЛ важно помнить:
Лампа ДРЛ теряет световой поток по экспоненте, и примерно через 2-3 мес. работы падает в два раза от заявленного.
В светильнике с лампой ДРЛ теряется не менее 30% светового потока на отражателях и собственном затемнении лампы.
Заявленный световой поток лампы ДРЛ и световой поток светильника с лампой ДРЛ - это разные вещи.
Реальная потребляемая мощность светильника с лампой ДРЛ на 20-50% выше заявленной мощности лампы ДРЛ, за счет потерь на ПРА.
При равных световых потоках, светодиодные светильники визуально светят ярче, за счет: отсутствия стробоскопического эффекта, высокой контрастности, высокого индекса цветопередачи (Ra) и дневного света (4700К).
Исходя из вышесказанного, при замене светильников с лампами ДРЛ на светодиодный аналог, следует учесть, что подгонка светового потока LED-светильника под заявленный световой поток новой лампы ДРЛ приведет к визуальному повышению яркости в 3-6 раз, и лишнем затратам. Так же, следует отметить, что в соответствии с новыми СНиП и ГОСТ, световой поток светодиодных светильников берется на ступень ниже, чем для ДРЛ.
| Тип лампы | ДРЛ-250 | ДНаТ-150 | СД светильник |
| Световой поток, Лм | 5000 |
||
| Потребление, Вт | 65 |
||
| Срок службы, часов | до 100тыс. |
||
| Контрастность и цветопередача | очень слабая | отличная |
|
| отличная |
|||
| Температурная устойчивость | очень слабая | отличная |
|
| Устойчивость к перепадам | отличная |
||
| Время выхода в рабочий режим | 10-15 минут | 10-15 минут | мгновенно |
| Нагревается | слабо |
||
| Экологическая безопасность | лампа содержит до 100 мг паров ртути | лампа содержит натриево-ртутную амальгаму и ксенон | абсолютно безвредна |
Примечание: Под температурной устойчивостью подразумевается то, насколько зависит как работа лампы, так и срок её службы от критических значений температуры. Например известно, что лампа ДНаТ крайне чувствительна к отклонению от "комфортных" значений температуры. Такие отклонения отрицательно влияют на светоотдачу и приводит к резкому снижению срока службы.
Сколько люмен в светильнике с лампой ДРЛ, Днат и светодиодами?
Светильник, в отличие от лампы, имеет оптическую систему для более эффективного использования светового потока. В дешевых светильниках, не имеющих специальных отражателей и качественных рассеивателей, световой поток при использовании мощных ламп ДРЛ и Днат значительно ниже и может упасть до 50-60 % от общего светового потока отдельной лампы, тогда как у светодиодных светильников, имеющих более направленный световой поток, эти потери будут значительно меньше - до 5% в зависимости от оптической системы.
| Светильник с лампой ДРЛ | Светильник с лампой Днат | Светодиодный светильник | Световой поток, Лм |
| 125 Вт | 70 Вт | 30-40 Вт | Около 3 500 Лм |
| 250 Вт | 100 Вт | 40-60 Вт | Около 8 000 Лм |
| 400 Вт | 150 Вт | 80-120 Вт | Около 12 000 Лм |
| 700 Вт | 250 Вт | 140-160 Вт | Около 20 000 Лм |
| 1000 Вт | 400 Вт | 180-200 Вт | Около 30 000 Лм |
*приблизительные соотношения на основе расчетов в программе Dialux.
Анализ:
Важно обозначить ещё один момент, о котором не сказано выше. У ламп ДРЛ и ДНаТ присутствует эффект старения. Достоверно известно, что после 400 часов работы падение светового потока у ламп ДРЛ составляет более 20%, а к концу срока жизни более 50%. Большую часть срока службы лампа излучает всего 50-60% от номинального светового потока. Это хорошо видно по кривой спада светового потока. С ДНаТами ситуация ещё печальней, ввиду их меньшей температурной устойчивости. У светодиодов подобного нет. Светодиоды в течение всего своего срока службы сохраняют свои параметры на первоначальном уровне. Лишь к концу срока может наблюдаться незначительное падение. Вот здесь-то и выявляется интересный и важный момент. Получается, что если проводить замеры параметров, например, каждый месяц в течение всего срока службы, а затем вычислить среднее, то оно будет составлять порядка (!)60% от номинала. Заявленные значения параметров касаются лишь начального периода эксплуатации и будут постоянно падать по кривой с самого начала. Это ни что иное как издержки существующих технологий. Можно вышесказанное интерпретировать следующим образом. За заявленные характеристики(в первую очередь имеется ввиду световой поток) вы платите больше или платите 100% за характеристики в реальности на ~40% ниже.
Эффективность использования данных типов светильников.
ДРЛ.
Наиболее простая и доступная по цене технология. Низкие начальные затраты при условии отсутствия жёстких требований к освещению оправдывают её использование.
ДНаТ.
Лучшая светоотдача среди газоразрядных ламп – единственное серьёзное преимущество перед ДРЛ. Но очень слабый показатель цветопередачи и большая чувствительность к температуре ставит под сомнение целесообразность замены. ДНаТ не рекомендуется использовать для внутреннего освещения, а в некоторых странах даже существует запрет. Освещение дорог, особенно скоростных, также не рекомендуется. При освещении любых других зон использование ламп ДНаТ можно считать оправданным по сравнению с ДРЛ.
СД.
Может показаться невероятным, но у светодиодных ламп нет технических недостатков. Они лучше во всём. В дополнение к сказанному выше можно добавить, что светодиодным лампам не требуются пусковые токи, а соответственно требуется меньшее сечение кабеля. Единственный минус это то, что в цене они прилично впереди. Насколько же оправдано их использование? С учётом всех факторов, касающихся издержек эксплуатации ламп ДРЛ или ДНаТ, срок окупаемости светодиодных аналогов начинается с 3-х лет. То есть – 3 года (или более) светодиодная лампа окупает себя, а во все последующие года приносит прибыль. При этом всё время выдавая самый качественный свет по сравнению с другими технологиями.
Светодиоды и КЗ.
На светодиод как на таковой подавать напряжение нельзя из-за его ВАХ(вольт-амперная характеристика). Либо он не загорится, либо сгорит, поэтому светодиод управляется током. Самый простой способ – через резистор. В светильнике для подачи «съедобного» тока на светодиодную цепь предусмотрен так называемый драйвер. Драйвер не только выступает в роли преобразователя (адаптера), но также предохраняет светодиоды от короткого замыкания (КЗ). В случае КЗ удар на себя принимает именно драйвер.
Преимущества светодиодных ламп:
Низкое энергопотребление - не более 10% от потребления при использовании ламп накаливания;
- долгий срок службы - от 50 000 часов (10-15 лет), (до 100 000 часов);
- высокий ресурс прочности - ударная и вибрационная устойчивость;
- чистота и разнообразие цветов, направленность излучения;
- регулируемая интенсивность;
- низкое рабочее напряжение;
- экологическая и противопожарная безопасность.
Совсем недавно светодиоды использовали исключительно в сигнальных приборах, табличках, кнопках и других приборах технического назначения. В настоящее время осветительные приборы на их основе все больше входят в быт обычных людей, в интерьеры квартир и офисов. Они стали незаменимы в уличном архитектурном освещении, сфере декоративной подсветки им нет равных. С каждым днем все больше офисных, торговых и производственных помещений переоборудуют на светодиодное освещение.
Приятная новость - главный врач страны, Геннадий Онищенко, заявил о полной пригодности светодиодных светильников для использования в общеобразовательных и дошкольных учреждениях без вреда для здоровья людей.
Тем не менее, светодиодные светильники еще остаются для многих чем-то неизведанным, непонятным, а некоторые люди вообще разочаровались в них из-за некачественных товаров из Поднебесной. Чтобы не одурачить самих себя, давайте поподробней разберемся в этом вопросе.
Осветительные приборы на основе светодиодов, безусловно, сложнее в техническом плане, чем, скажем, бытовые люстры на обычных или галогенных лампочках. Но разобравшись в новых терминах и свойствах, станет нетрудно их понять.
Международная Комиссия по Освещению (МКО) ввела стандарты и термины для описания всех свойств светодиодов, позволяющих нам проводить некую классификацию и вообще иметь возможность выбирать для них область применения.
Естественно, профессионалам все эти термины вполне понятны. Но как же быть обычному человеку, не имеющему специальных знаний в этой области? На самом деле «лес не на столько дремучий», как кажется на первый взгляд. Ниже мы приводим основные термины и их описание простым и понятным языком.
Мощность – тут вроде все понятно. Мы привыкли выбирать лампочки для дома исходя из их мощности и площади помещения, куда мы эти лампочки вкрутим. В принципе, все верно. Но в мире светодиодного освещения одного этого параметра для выбора светильника не достаточно. Он скорее показывает не яркость светильника, а сколько энергии он будет потреблять. Хотя прямая зависимость количества излучаемого света от мощности, безусловно, присутствует.
Вот усредненная таблица соотношения мощности обычных ламп накаливания (ЛН), компактных люминесцентных (КЛЛ) и светодиодных (LED) источников света :
Из таблицы видно, что примерное соотношение мощностей обычной лампы (ЛН) к светодиодной (LED) выражается как 7,5: 1 . То есть – 1 Ватт LED равен 7,5 Ваттам обычной лампы.
Также в таблице присутствует еще один параметр – «Световой поток» , о нем и пойдет дальше речь.
Световой поток – характеризует мощность излучения источника по ее восприятию человеческим глазом. Иными словами, показывает, насколько светло будет от конкретной лампочки или светильника. Если вернуться к таблице, то видно, что всеми любимая 100-Ваттная лампочка накаливания «дает» примерно 1200 Люмен (лм) и соответствует этому показателю светодиодный светильник мощностью 12-15 Вт .
Световая отдача – величина, характеризующая эффективность работы светильника. То есть, насколько эффективно электрическая мощность преобразуется в свет. Измеряется как отношение светового потока к мощности – люмен/ватт . Еще проще – сколько света изучает лампочка или светильник на 1 Ватт своей мощности. У современных светодиодных светильников этот показатель варьируется от 65 до 90 лм/Вт в массовом производстве. Для сравнения – у обычной лампы (ЛН) – примерно 12-13 лм/Вт, у люминесцентной (КЛЛ) – примерно 45 лм/Вт.
Также, световой поток зависит от цветовой температуры . Чем выше этот параметр, тем больше видимого света дает источник.
Цветовая температура – в простом обиходе обозначает «теплоту» излучения. Измеряется в Кельвинах (К) . Вы наверняка слышали фразы типа «дневной свет», «теплый свет», «нейтральный свет», «лампа дневного света» и тд. Так вот, под этими общими фразами кроются вполне себе конкретные цифры.
Ведь не секрет, что освещение очень сильно определяет эмоциональную составляющую наших личностей. К примеру – «теплый», желтый свет обычной лампочки мы привыкли ассоциировать с домом, с уютом. Мы расслабляемся при таком освещении. В офисах обычно используют люминесцентные светильники дневного света. При них мы абсолютно не чувствуем себя «как дома», мы эмоционально настроены на рабочий лад.
Эти факторы необходимо учитывать при выборе источников освещения под конкретные помещения и задачи.
Ниже приведена интересная таблица соответствия Цветовой температуры и пример источника с такой же температурой, которые окружают нас повседневно.
Еще один очень важный параметр светодиодного источника освещения – Цветопередача или Индекс цветопередачи .
Индекс цветопередачи (CRI или Ra) – параметр, характеризующий уровень соответствия цвета тела видимому цвету этого тела при освещении его данным источником света.
Иными словами – насколько естественно и правильно отображаются цвета конкретного объекта при освещении конкретным светильником (хоть раз да было у каждого – под одной лампой предмет казался одного цвета, под другой лампой – другой цвет).
Дело в том, что не все источники света правильно и достоверно отображают цвета, которые мы видим. На этот параметр влияет, конечно, и Цветовая температура светильника, но не всегда. Бывает, что температура у источников одинаковая, а вот цвета они передают по-разному.
Приведем некоторую классификацию разных источников освещения и их цветопередачу.
За эталон цветопередачи (RCI=100%) взята стандартная лампа накаливания. Это сделано по одной простой причине – в давние времена у людей единственным «искусственным» по тем временам источником света был огонь, будь то костер или свеча. Далее в жизнь вошла лампа накаливания, которая по Цветовой температуре была и остается близка Цветовой температуре пламени. И человеческое восприятие цвета при искусственном освещении утвердилось в этом диапазоне.
Исходя из этого, не трудно сделать вывод, что чем выше процент Индекса цветопередачи, тем качественней он «передает» цвета окружающих предметов.
Но этот параметр не всегда имеет «большой вес» при выборе светильника. Скажем, в медицинских кабинетах, образовательных учреждениях, общественных помещениях – его, безусловно, необходимо учитывать. Это логично, мы хотим воспринимать цвета со всей их натуральностью. Но, например, при освещении дорожных зон, дворов – этот вопрос практически отпадает, так как здесь важно, по сути, количество света и его направленность (о чем речь пойдет немного позже).
Напряжение
. Питающее напряжение светодиодных источников освещения (ламп и светильников) может быть:
220V (в большинстве случаев это значение «размыто» в пределах 110-260V)
24V
12V
В основном светодиоды работают от постоянного напряжения (24V или 12V ). Возможность запитать источник напрямую от стандартной сети в 220V имеется в случае последовательного соединения чипов в светодиодном модуле и помещения в цепь модулей сопротивления. Но, как мы знаем со школы, при последовательном соединении при выходе хотя бы одного звена цепочки – вся цепь перестает работать. Светодиоды, работающие от стандартной сети, называют «высоковольтными» .
В основной массе светильников используется последовательно параллельное соединение светодиодов, при котором выход одного или нескольких элементов цепи не приводит к полной неработоспособности светильника. Но при такой схеме, питание светодиодов возможно только от постоянного напряжения в 12V или 24V, то есть через специальный блок питания (как его еще называют «Драйвер» или по-научному «Светодиодное устройство управления (УУ)» ).
Поэтому, если у Вас в руках не светодиодная гирлянда, а обычный бытовой светильник, который можно включить просто в розетку – знайте, у него внутри в любом случае присутствует блок питания.
Кривая силы света (КСС) – параметр источников освещения (не только светодиодных), характеризующий как, под каким углом распределяется световой поток. Это параметр является одним из важнейших в светотехнике. Но более всего он важен именно в светодиодной отрасли, так как в отличие от стандартных источников света, которые излучают свет во все стороны, светодиод излучает свет только в одной полусфере.
Например, для освещения высоких помещений (от 10м и выше) типа складов или производственных цехов оптимальным выбором будут светильники с глубокой (Г) и концентрированной (К) КСС, а для уличного освещения, например дворовых пространств – с широкой (Ш) .
Стандартами предусмотрено 7 типов КСС:
М
–равномерная (0-180°)
С
– синусная (70-90°, 110-90°)
Л
– полуширокая (35-55°, 145-125°)
Ш
– широкая (55-85°, 125-95°)
К
– концентрированная (0-15°)
Г
– глубокая (0-30°, 180-150°)
Д
– косинусная (0-35°, 180-145°)
Подводя итог, можно сказать, что при выборе светодиодного светильника никак нельзя ограничиваться значением одного-двух параметров. Они все вкупе влияют друг на друга и, правильно подобранный светильник, всегда будет радовать глаз и прослужит вам долгое время.
Сегодня рынок предлагает большой выбор источников света: светодиодные, всем известные и привычные лампы накаливания, галогенные и компактные люминесцентные. Последние из названных исполнения еще называют энергосберегающие, так как они успешно заменили аналоги с нитью накаливания благодаря небольшому уровню потребления энергии.
Кроме того, существуют модели таких ламп с цоколем Эдисона (Е27). Для сравнения создана специальная таблица соответствия основных технических характеристик разнотипных источников света (световой поток, мощность): люминесцентных энергосберегающих, светодиодных, накаливания.
Отличия в конструкции
Наиболее популярный во все времена вид лампы – с вольфрамовой нитью, расположенной внутри прозрачной или матовой колбы. Это исполнения с нитью накаливания, которые оснащены цоколем Эдисона Е27, Е14 или Е40. Свечение продуцирует проходящий по вольфрамовой нити электрический ток. Это самый доступный вариант.
Только минусов у него довольно много, что заставляет постепенно переходить на другие лампы, например, люминесцентные энергосберегающие.
устройство галогенновых видов
В частности, срок службы аналогов с нитью накаливания составляет всего 1 000 часов, к тому же они отличаются небольшим КПД (большая часть энергии преобразуется в тепловую).
Несколько более эффективные лампы галогенные. В их конструкции также предусмотрена вольфрамовая нить, как и в аналоге с нитью накаливания. Но внутри колбы содержится бром или йод. Химические процессы, происходящие между этими элементами и атомами вольфрама, способствуют продлению срока службы такой лампы (до 4 000 часов).
Еще более совершенный вариант – энергосберегающие источники света. Мощность компактных люминесцентных лампочек заметно ниже, чем у аналогов с нитью накаливания и галогенных исполнений, а интенсивность излучения обеспечивает не менее яркий свет.
В конструкции основными элементами являются электроды, при подаче тока образуется дуговой разряд. УФ излучение появляется благодаря газообразному наполнению (инертный газ, пары ртути), а видимым его делает люминофор, нанесенный на внутренние стенки колбы.
Конструкция диодной лампы
Рынок предлагает еще и светодиодные лампы. В основе их функционирования – светоизлучающие диоды, тип и количество которых определяет интенсивность светового потока. По мощности это самые экономичные исполнения. В ассортименте моделей каждого вида источника света представлены варианты, оснащенные цоколем Эдисона Е 27, что позволяет устанавливать их вместо аналогов с нитью накаливания.
Обзор технических характеристик ламп
При выборе ключевыми являются именно параметры источника света, благодаря которым легко определить, соответствуют ли выбранные лампы условиям эксплуатации (площадь помещения, высота установки, температура окружающей среды, достаточный уровень яркости и др.).
Цветовая температура
Основные технические характеристики разнотипных лампочек:
- Мощность (Вт). Определяет уровень энергопотребления источника света. Рекомендуется обращать внимание на экономичные исполнения, особенно, если подбираются лампы для помещения, где свет будет включаться на длительный период (кухня, гостиная, детская).
- Интенсивность светового потока (лм). Данный параметр позволяет определить еще перед покупкой, насколько ярким будет свет от прибора. Если рассматривать светодиодные исполнения, то световой поток не будет зависеть от мощности. Эта связь между параметрами наблюдается в люминесцентных энергосберегающих, галогенных и аналогах с нитью накаливания.
- Цветовая температура. В зависимости от значения данного параметра можно получить холодный голубой (более 5 000 К), теплый желтый (менее 3 000 К) и нейтральный свет (4 000 К). Опираясь на величину цветовой температуры, можно определить уровень комфорта от свечения лампы (чем выше значение, тем хуже воспринимается свет).
- Тип цоколя. В разных моделях могут быть предусмотрены держатели в двух вариациях: штырьковые и резьбовые (Е 27, Е 14, Е 40). В быту проще использовать лампы с цоколем Е 27. Это наиболее распространенный тип, которым оснащаются источники света с нитью накаливания. Варианты с цоколем Е 14 отличаются меньшими размерами, а Е 40, наоборот, применяются в конструкции лампочек с большой колбой. Сегодня можно подобрать исполнения с цоколем Е 27 в ассортименте моделей каждого из видов источников сета.
- Срок службы.
Дополнительно по каждому виду лампы следует рассматривать другие характеристики.
Например, при выборе светодиодных исполнений учитывается тип используемых диодов, их количество. Энергосберегающие (компактные люминесцентные) аналоги подбираются по форме колбы.
Сравнение разных видов ламп
Чтобы определить наилучший вариант светоизлучающего элемента, необходимо провести сравнительный анализ основных параметров интересующих разновидностей. Учитывая, что галогенные исполнения сходны по уровню мощности с лампами накаливания, в таблицу соответствия они не были включены:
Сравниваем различные виды источников света
Именно соотношение светового потока и уровня нагрузки позволяет выбрать самый подходящий по совокупности характеристик вариант. Нужно еще принять во внимание и конфигурацию помещения, так как лампа с большой интенсивностью излучения не всегда удовлетворяет требованиям освещенности невысокого помещения малой площади.
Обзор положительных и отрицательных черт
Главную роль играет мощность. Таблица сравнения показала, что наилучшими являются лампы энергосберегающие и светодиодные. Кроме того, уровень нагрузки светоизлучающего элемента не влияет на степень интенсивности его излучения. А значит, есть возможность сэкономить до 80% электроэнергии, причем без минимальной потери качества освещения.
Уровень яркости у источников света одного значения мощности (для примера можно взять 4 Вт) выше у светодиодных исполнений (300 лм). Такой вариант греется меньше других. Кроме того, лампы на базе диодов прочнее. А вот эксплуатация люминесцентных аналогов не полностью безопасна, так как они оснащены стеклянной колбой, внутри которой еще и содержатся пары ртути.
По сроку эксплуатации лидируют, опять же, исполнения на базе диодов (в среднем 50 000 часов). Чуть отстают от них энергосберегающие лампы (9 000-12 000 часов). Аналоги с нитью накаливания проигрывают и по данному параметру (1 000 часов).
Преимуществом каждого из названных светоизлучающих элементов является тип используемого держателя – все они оснащены цоколем Е 27.
Основные недостатки люминесцентных компактных и светодиодных вариантов заключаются в довольно высокой цене. Но если учесть длительный срок службы обеих разновидностей, можно говорить об экономии при их покупке, так как не придется часто менять лампу. Кроме того, оба варианта характеризуются нейтральным белым или холодным светом. Поэтому принято считать, что лампочки этих видов создают менее приятное глазу освещение комнаты. Но прогресс не стоит на месте и постепенно ассортимент источников света расширяется, что означает появление различных по цветовой температуре свечения.
Популярные в последнее время энергосберегающие лампы одно из лучших за последнее время изобретений. Компактные в своих размерах не требующие стартера для запуска освещения, работающие без звука, простые в подключении (резьбовой цоколь элементарно устанавливается в осветительное оборудование), экономящие электроэнергию на 80 %, надежные, вот часть основных достоинств этих приборов.
Принцип работы энергосберегающей люминесцентной лампы заключается в ней содержание паров ртутного вещества, газов аргона, неона, иногда криптона. Когда электроэнергия поступает в лампу, нагревается катод, от которого начинает излучаться электроны. Они ионизируют газовую смесь до получения плазмы, излучающую ультрафиолетовый свет, невидимый для человеческого глаза. За счет этого света освещается люминофор, покрывающий стенки трубки и в результате, люминофор выдает привычный видимый свет.
Основные характеристики
Мощность
Важнейшей отличительной характеристикой энергосберегающих ламп от других – это небольшое потребление мощности. Вся мощность, которую они получают, преобразуется в свет. Мощность таких лампочек 3 – 85 Вт.
Таблица мощности энергосберегающих ламп
Нижеприведенная таблица показывает соотношения энергосберегающей лампы и лампы накаливания: цифры – средний показатель указывает на то, что одинаковый свет подают лампы, с разной мощностью (разница приблизительно в 5 раз). Так, например лампочка накаливания в 100 Ватт работает так же как энергосберегающая в 20 Ватт
| Лампа накаливания | Энергосберегающая лампа |
| 25 | 5 |
| 40 | 9 |
| 60 | 11 |
| 75 | 15 |
| 100 | 20 |
| 120 | 23 |
Световой поток
Эффективность работы лампы кроме этого определяет еще одна важная характерная особенность энерголамп – световое движение, с единицей измерения лм (люмен). От него зависит, насколько ярко светит прибор. Глаза человека не воспринимают даже самого мощного ультрафиолетового или инфракрасного излучений.
Тип цоколя
Цоколь — важнейшая часть и особенность энергосберегающих ламп.
При ее покупке следует рассмотреть цоколь, он должен соответствовать патрону.
На рынке представлены цоколи различных марок: штырьковые и резьбовые, с уплотненным контактом и нестандартные. Нижеприведенная таблица дает общие сведения о типах цоколей.
Световая температура
К качественным параметрам относится цветовая температура (измеряется с помощью шкалы температуры Кельвина (обозначается «К»)), которая определяет естественность (белизны) освещенности, исходящей от лампы.
Различают следующие цветовые температуры:
- тепло-белая (менее 3000 К),
- нейтрально-белая (от 3000 до 5000 К)
- дневная белую (более 5000 К).
Для жилых помещений лучше пользоваться лампами с теплыми оттенками. Они расслабляют и успокаивают. В офисных помещениях лучше подойдут холодные тона. Натуральной и наиболее приятной для человека считается температура цвета от 2800 до 3500 К.
Световая отдача
В вопросе экономии энергии основным параметром производительности электричества считается световая отдача, измеряющаяся в лм/Вт. Через этот показатель устанавливается количество света вырабатываемого устройством.
Максимальный уровень световой отдачи равен 683 лм/Вт. Ранее отдача равнялась 10-15 лм/Вт, а сейчас – 100 лм/Вт.
Уровень освещенности
Показатель, который определяет освещенность определенной поверхности, называется уровнем освещенности (измеряется в лк (люкс)). Нормой освещенности рабочей поверхности в России 200 лк, В Европе равняется 800 лк.
Индекс цветопередачи
Индексом цветопередачи определяется цифра естественной передачи тона освещаемых предметов. Цветопередача лампочек зависит от спектрального излучения. Лампе с абсолютно правильной передачей цветового спектра предметов присваивается индекс Ra. Уменьшение показателя Ra, указывает на ухудшение цветопередающих свойств.
Срок работы
К эксплуатационным характеристикам относится продолжительность работы лампы, быстрота включения и их количество (гарантированных), конструктивные параметры. Эти характерные особенности показывают затраты на использование, с помощью которых определяется выгода покупки лампы.
Маркировка энергосберегающих ламп
Перед покупкой энергосберегающей лампы стоит обратить внимание на маркировку, указанную на упаковке. Российские производители, следуя правовым стандартам, в качестве маркировки люминесцентных ламп используют букву, зарубежные производители пользуются числовыми значениями. Нижеприведенная таблица показывает маркировки отечественных и зарубежных ламп:
| Маркировка РФ | Маркировка зарубежная | Характеристика |
| Л | люминесцентная; | |
| Б | 835 | белой цветности; |
| 33 | Холодный белый | |
| ЛД | 54 | Холодный дневной (в синеву) |
| ТБ | 29,827830/930 | тепло-белая;
желтоватый |
| Д | 765/865/965 | дневной цветности; |
| Ц | 880 SKYWHITE | с улучшенной цветопередачей; |
| Э | с улучшенной экологичностью; | |
| 76/79 | для мясных прилавков | |
| 89 | для аквариума | |
| 77 | для растений | |
| 08 | для проверки банкнот и интерьерной подсветки | |
| 15 | красный | |
| 16 | жёлтый | |
| 17 | зелёный | |
| 18 | синий |
Корме этого маркировка энергосберегающих ламп указывает на:
- силу мощности (20 Вт),
- температуру цвета (85w 6400k),
- тип цоколя (gu3),
- галогеновую лампу (mr 16),
- рефлекторную лампу (r 80).
Страны производители энергосберегающих ламп
| Страна производитель | Название фирмы выпускающие энергосберегающие лампы |
| Российская Федерация | Космос |
| ФРГ | Osram |
| Дания | Comtech |
| США | General Electric |
| Япония | Hitachi |
| КНР | Zeon |
| Нидерланды | Philips |
Схема работы энергосберегающей лампы
Основная часть энергосберегающих ламп это колба, внутри которой с обеих сторон впаяны спирали. Их покрывают слоем оксида, что бы создать термоэлектронную эмиссию (когда подается напряжение, начинается разогрев спиралей до нужной температуры, от чего происходит появление электронов). В колбе содержаться ртутные пары, которые вступают в столкновения с электронами, образовывая излучение ультрафиолетом. Оно приводит к яркому свечению люминофора и человек видит привычный для себя электрический свет.
Для большего срока работы ламп лучше пользоваться непостоянным напряжением. Двигающиеся в колбе электроны представляют собой катод и анод. При долгой работе лампы электроны будет перегреваться, за счет чего слой оксида быстро разрушится. После разрушения слоя оксида увеличится сопротивление электродов и снизится световой поток лампы. Когда электроды разрушены лампа перестает работать.
Неисправности энергосберегающих ламп
| № | Поломка энергосберегающей лампы | Решение проблемы поломки лампы |
| 1. | Повышение напряжения приводит к вздутию и протечке конденсатора, лампа прекратит работать. | Такое повреждение требует заменить все полупроводники. |
| 2. | Повышение напряжения пробивает конденсатор. Прибор начинает светиться в местах, где остались нити накала. | Данное повреждение исправляется заменой конденсатора. |
| 3. | Неправильная эксплуатация приводит к неравномерному распределению светового потока. Колба частично герметизируется. | В этой ситуации лампа неисправна. |
| 4. | При сгорании нити накала (достаточно одной), лампа не работает. Для начала необходимо проверить конденсатор. | На месте оборванного накала, диод заменяется резистором посредством выпаивания. |
| 5. | Неисправность диодного тиристора приводит к поломке устройства. | Необходимо заменить неисправный элемент. |
Ремонт энергосберегающих ламп
Приступать к ремонту энергосберегающих ламп можно выяснив причину неисправности и убедившись в наличии запасных деталей, которые будут устанавливаться на место поврежденных.
Далее, с помощью отвертки, разбирают корпус лампочки. Затем отсоединяют провода, идущие из колбы. Перерезают оба провода, питающие электрическое устройство. Цифровыми клещами проверяют спирали колбы. При сгорании хотя бы одной спирали накала, колба считается неисправной и лампа подлежит утилизации.
При работающих спиралях восстановить прибор можно. Приобретая детали взамен перегоревших, нужно выбирать модели той же маркировки что и неисправное устройство.