LED apšvietimas – niuansai

Šiame straipsnyje mes išsamiai kalbėsime apie LED apšvietimą, nes ateinančiais metais šios lempos bus montuojamos daugumoje lempų mūsų namuose ir šalia jų. Sužinosite, kokie yra LED lempų tipai, kokie veiksniai lemia LED lempos tarnavimo laiką, kaip teisingai pasirinkti.

Palyginti su įprastomis buitinėmis lempomis – su kaitrine ir fluorescencine -, dauguma iš mūsų apie LED elektros įrangą žino labai mažai. Ne, paprasti šviesos diodai jau seniai egzistuoja kasdieniniame gyvenime, informuodami apie buitinių prietaisų įjungimą ar kibirkštį įvairiaspalviais žibintais ant Naujųjų Metų medžio, tačiau kaip jie gali apšviesti kambarį ar gatvę – šviesos diodai yra tokie maži, ar ne? Siūlau atidžiai ištirti LED apšvietimą iš visų pusių, nes ateinančiais metais šios lempos bus montuojamos daugumoje lempų mūsų namuose ir šalia jų..

Mažiau elektros energijos – daugiau šviesos

Visi elektriniai apšvietimo prietaisai paverčia į juos gautą elektrą šviesos spinduliuote, matoma žmogaus akiai ir matuojama liumenais. Kuo didesnė šviesos išeiga, tuo efektyvesni yra šie šviestuvai..

Palyginkime LED lempas ir „Iljičiaus lempas“. Du dešimtmečiais anksčiau, norėdami pagerinti apšvietimą, namų ūkiai pakeitė, pavyzdžiui, 100 W kaitrinę lempą su galingesne 150–200 vatų galia arba įmontuotas lempas su keliomis kasetėmis, bet kokiu atveju padidindamos elektros energijos suvartojimą. Suvartotos elektros energijos ir kaitinamųjų lempų efektyvumo santykis yra – 1 vatas apie 12 liumenų. Šių lempų šviesos efektyvumą galima padidinti tik padidinus volframo kaitinimo siūlelio kaitinimo temperatūrą, tačiau tai rimtai sumažins jų jau trumpą tarnavimo laiką – įprasta 100 W lemputė negali šviesti ilgiau kaip 1000 valandų, nes kaitinant sunaikinamas kaitinamasis siūlas. Vienintelis būdas padidinti tarnavimo laiką yra sumažinti jau dabar žemą efektyvumą, kuris neviršija 15%. Pavyzdžiui, sumažinus efektyvumo vertę iki 4% sumažinus lempos sunaudotą įtampą, jos tarnavimo laiką galima padidinti tūkstantį kartų – tačiau tokia lempa šviečia visiškai pritemdyta.

Šiuolaikinės LED lempos už kiekvieną sunaudotos elektros vatą sukuria mažiausiai 100 liumenų, jų sukuriamas šviesos srauto intensyvumas maždaug 10 kartų viršija kaitrinių lempų. Pavyzdžiui, LED prožektoriai yra efektyvesni ir reikalauja mažiau energijos nei jų kaitriniai kolegos. Šviesos diodo lempos efektyvumas priklauso nuo šviesos diodo kaitinimo tipo ir temperatūros, maitinimo šaltinio charakteristikų, taip pat nuo jo konstrukcijos – optinių ir šviesą išsklaidančių elementų, esančių ant lempos pagrindo.

Norint pasiekti maksimalų šviesos efektyvumą, nepakanka aprūpinti lempą tik aukštos kokybės šviesos diodais. Gamintojas savo viduje turi sukonstruoti efektyviausią šiluminį režimą – jei LED lempų aktyviojoje srityje (elektronų rekombinacijos zona kristalo paviršiuje) padidėja 10 ° C, tada tokios lempos šviesos srautas sumažės 2,5%. Kitaip tariant, LED lemputė, sukurianti 100 liumenų šviesos srautą, kai šildymas elektronų rekombinacijos zonoje yra apie 25 ° C, įdėjus į uždarą lempą, ji gali įkaisti aktyviojoje zonoje iki 100 ° C – jos šviesos spinduliuotės intensyvumas tokiu atveju sumažės iki 80 liumenų..

Šviesos spinduliuotės kryptingumas. Šviestuvuose įmontuojamos kaitrinės ir liuminescencinės lempos sukuria vienodą šviesos srautą visomis kryptimis – tokį apšvietimą galima nukreipti į vieną pusę tik naudojant lempos šešėlį ar atšvaitą. Šviesos diodų šviesos išsiskyrimas visada nukreiptas tik viena kryptimi, todėl LED lempose yra įmontuotas optinis elementas (antrinė optika), keičiantis linijinę šviesos srauto kryptį iš kiekvieno šviesos diodo į reikiamą kampą, kuris leidžia pasiekti tam tikrą šviesos išsklaidymą..

Šviesos srauto, kurį sukuria LED lempa, tiesiškumas yra ir šio tipo lempų pranašumas, ir trūkumas – viena vertus, liumenai nėra švaistomi ir apšviečia tik reikiamas vietas, todėl lempose galima įrengti mažesnės galios lempas. Kita vertus, į apšvietimo su LED lempomis konstravimą reikia žiūrėti ypač atsakingai, nes neteisingas apšvietimo įtaisų išdėstymas sukels pernelyg apšviestas ir per tamsias patalpas..

Kiek laiko veiks LED lemputė

Įvairūs gamintojai kalba apie 30 000–100 000 valandų tarnavimo laiką, ty pirmu atveju lempos tarnaus daugiau nei 8 metus, antruoju – daugiau nei 27 metus, su sąlyga, kad lempa bus naudojama kasdien 10 valandų. Kaip minėta aukščiau, LED lempų tarnavimo laikas priklauso nuo panašių LED savybių – pažvelkime į jas atidžiau..

Pirmasis kriterijus, turintis įtakos šviesos diodo gyvavimui, yra LED kristalo kokybė ir jo struktūros vienodumas. Veikimo metu kristalas suyra dėl dviejų priežasčių – dėl daugybinių kristalinės gardelės pažeidimų ir dėl metalų atomų, formuojančių elektrodus, migracijos.

a) įprasto šviesos diodo konstrukcija: 1 – anodas; 2 – katodas; 3 – laidininkas; 4 – kristalas; 5 – plastikinis lęšis
b) galingo šviesos diodo sukūrimas: 1 – korpusas; 2 – laidininkas; 3 – šilumos kriauklė; 4 – kristalas; 5 – objektyvas; 6 – katodas

Tose kristalo vietose, kur labiausiai nukentėjo kristalų gardelės, elektra sunaudojama tik išskiriant šilumą, tai yra, be šviesos spinduliuotės. Tiksli šio defekto priežastis nenustatyta ir manoma, kad jį sukėlė statinė elektra..

Metalų atomai, prasiskverbiantys į kristalo struktūrą iš elektrodų, sukelia nuotėkio sroves – srovės judėjimas kristaluose per metalo inkliuzus atominiame lygyje, nesusidaro šviesa. Padidėjus srovei ir temperatūrai, metalo atomų įsiskverbimo į LED kristalą procesas staigiai padidėja, o šviesos spinduliuotė ir įtampa krinta – toks LED greitai suges. Šis trūkumas būdingas nebrangioms „perpildytoms“ LED lempoms, kurios pasižymi dideliu ryškumu ir nepakankamai efektyviu šilumos išsklaidymu – nesąžiningi gamintojai renkasi tai, pigiausią būdą padidinti savo gaminių šviesos efektyvumą dėl santykinai trumpo produkto tarnavimo laiko..

Tačiau dėl temperatūros pakilimo LED lempos viduje ir dėl to greito susidėvėjimo dažnai kaltas ne tik gamintojas, bet ir vartotojas. Radiatorius, pašalinantis šilumą iš šviesos diodų, turi jį atiduoti aplinkiniam orui arba sienai, prie kurios pritvirtintas šviestuvas. Jei įmontuosite keletą LED lempų į pakabinamas lubas arba uždarysite jų lemputę glaudžiai šalia esančia medžiaga, tada net ir aukščiausios kokybės lemputė greitai perkaista, nes trūksta vietos šilumai išsklaidyti. Beje, bus teisinga sumontuoti „Armstrong“ LED lubines lempas netikruose lubose, pagamintose plokščių pavidalu.

Prastas šilumos išsiskyrimas LED lempos veikimo metu taip pat turi įtakos LED kristalą dengiančiam fosforui ir į LED įmontuotą optinę sistemą. Fosforo nusidėvėjimo požymis yra melsvas atspalvis šviesos spinduliuotės, kurią sukelia tiesioginė kristalo spinduliuotė. Optinė sistema, daugiausia pagaminta iš silikono arba plastiko, praranda skaidrumą, todėl sumažėja šviesos diodų šviesos srautas.

Reikėtų pažymėti, kad keturių didžiausių pasaulyje šios srities gamintojų, būtent Japonijos bendrovės „Nichia“, Olandijos „Philips“, Amerikos graikų ir Vokietijos „Osram“, šviesos diodai pasižymi didžiausiu našumu ir ilgiausiai tarnauja. Kalbant apie LED lempų eksploatavimo laiką, reikėtų pažymėti, kad jos gali kelis dešimtmečius generuoti šviesos spinduliuotę, tačiau dėl aukščiau aprašytų priežasčių šios spinduliuotės intensyvumas pamažu mažės. Po 25 000 darbo valandų (dirbant 10 valandų per dieną – 6,5 metų) šviesos srauto intensyvumas sumažės 25–30%, tačiau tai atitinka šiuolaikinių standartų reikalavimus.

LED lempų tipai

Atsižvelgiant į jų paskirtį, LED lempos skirstomos į gatvių, pramonines ir buitines.

LED lauko šviestuvai, skleidžiantys baltą šviesą, yra skirti apšviesti kelius, parkus ir įvairius architektūrinius statinius, jie neturi keičiamos lempos. Jų korpusas tarnauja dviem tikslams – užtikrinti maksimalią apsaugą nuo dulkių ir drėgmės, taip pat veikti kaip radiatorius, šalinantis šilumą į atmosferą.

Biurų (balta šviesa), būsto ir komunalinių patalpų bei pramoninių dirbtuvių šviestuvai taip pat neturi keičiamų elementų ir praktiškai nereikalauja priežiūros. Jie skiriasi nuo gatvės šviestuvų tuo, kad atitinka griežtesnius reikalavimus dėl apšvietimo kokybės, stabilių spalvų perteikimo ir eksploatavimo sąlygų..

Buitinės LED lempos (geltona šviesa) turi mažą galią (iki 20 W), jų konstrukcija ir charakteristikos atitinka daugybę apšvietimo kokybės, priešgaisrinės ir elektros saugos reikalavimų, jos turi dekoratyvią išvaizdą. Paprastai buitiniai šviestuvai yra su keičiamomis LED lemputėmis. Ši lempų grupė yra pati įvairiausia pagal savo dizainą ir montavimo vietą – jas galima įmontuoti į lubas, grindis, sienas, baldus, pakabinamas, naudojamas stalo apšvietimui, kaip naktinę lemputę, taškinį apšvietimą ir kt..

LED lempų pasirinkimas

Šviesos diodo lempos tarnavimo laikas priklauso nuo daugelio savybių, įtrauktų į ją gamybos metu, todėl renkantis svarbu gamintojo vardas – tai yra, tik kainos kriterijus nenustato jo kokybės. Pereikime prie pasirinkimo – kaip nepadaryti klaidų įsigijus ne visai pigią LED lempą?

Įprastas atrankos kriterijus – lempos galia vatais – nėra visiškai orientacinis LED lempų atžvilgiu, nes joje nurodomas tik energijos suvartojimas vienam vienetui, ir mes turime žinoti šviesos spinduliuotės kiekį.

Šviesos spinduliuotė, matuojama liumenais (lm), apibūdina tam tikros lempos gebėjimą apšviesti kambarį. Kai kuriais atvejais gamintojas „pamiršta“ ant lempos pakuotės nurodyti šviesos srautą, atlikdamas tik palyginimą su tam tikros galios kaitrine lempa – jie sako, kad ši LED lempa visiškai atitinka ją apšvietimo kokybės prasme. Aš siūlau naudoti žemiau esančią lentelę, norint nustatyti ryšį tarp šviesos sklidimo ir lempos galios..

Kaitinamosios lempos galia (W)	Liuminescencinė lempa, galia (W)	LED lemputė, galia (W)	Šviesos srauto (lm) vidurkis
20	5–7	2–3	250
40	10–13	4–5	400
60	15-16	8-10	700
75	18–20 val	10–12	900
šimtas	25-30	12-15 val	1200
150	40-50	18–20 val	1800 metai
200	60–80	25-30	2500

Atrodytų, kad šių duomenų pakanka, kad būtų galima pasirinkti LED lempą, tačiau taip nėra – reikėtų atsižvelgti į tai, kad LED lempos skleidžia siauro spindulio šviesą, priešingai nei fluorescencinės ir kaitrinės lempos. Gamintojai praplečia lempos apšvietimo kampą optiniu elementu, nurodydami ant pakuotės esančio šviesos pluošto nukrypimo kampą. Jei kampas yra 120 °, tai reiškia, kad: lempos skleidžiamas šviesos srautas sumažėja perpus, nes šviesos srautas nuo centrinės ašies nukrypsta 60 °. Šviesos spinduliuotės, nukreiptos 120 ° kampu, kryptingumas yra gana platus – erdvė po tokiu žibintu bus apšviesta dideliu plotu, beveik tokiu pat ryškumu. LED lempos, kurių nukrypimo kampas nuo 20 ° iki 30 °, tinka tik ploto (akcento) apšvietimui, jos netinka įprastam kambario apšvietimui.

Puiku, galite pamanyti, turėtumėte pasirinkti LED lempas, kurių nukrypimas yra 120 ° – kad ir kaip ten bebūtų! Plačiakampis apšvietimas sukuria dar vieną problemą – didelis ryškumas plačiu kampu, kuris gali sukelti nepatogumų namų ūkių akims. Dėl šios priežasties lempas su dideliu pasklidimo kampu galima montuoti tik lubų ir sienų šviestuvuose, tenkinančiuose apsauginio kampo reikalavimus. Leiskite paaiškinti: apsauginis šviestuvo kampas yra didžiausias kampas, kuriuo pats šviesos šaltinis (lempa) nepatenka į tiesioginę žmogaus akies matymo liniją, tai yra, jis neapšviečia akių. Apsauginis kampas šviestuvuose sukuriamas grotelių ekranais, nustatytais tam tikru atstumu nuo lempos lemputės..

Kitas rodiklis yra spalvos temperatūra arba, kitaip tariant, šviesos spinduliuotės, kurią sukuria tam tikra lempa, spalvos atspalvis. Jei su kaitrinėmis lempomis viskas buvo paprasta – jų šviesa buvo tik geltona, tada fluorescencinių ir LED lempų atveju taip nėra. Rinkdamiesi lempą būtinai atkreipkite dėmesį į spalvos temperatūrą, nurodytą ant pakuotės, Kelvino laipsniais:

• Nuo 2700 iki 3500 ° K – vadinamoji „šilta“ šviesa su geltonu atspalviu, panaši į kaitrinių lempų spinduliuotę. Tuo pačiu metu lempos, kurių spalvos temperatūra 2700 ° K, skleidžia ryškią geltoną šviesą, tačiau jų šviesos srautas nėra toks stiprus, o tie, kurių spalvos temperatūra yra 3500 ° K, išsiskiria galingesne šviesos spinduliuote su žemesniais geltonos spalvos atspalviais (jie skleidžia daugiau baltos šviesos nei geltona)..
• Nuo 4000 iki 5000 ° K – neutrali baltos šviesos sklaida, užtikrinanti ryškų apšvietimą. Šios lempos dažniausiai naudojamos biuruose, įmonėse ir viešosiose įstaigose;
• Virš 6500 ° K – vėsiai balta šviesa, pasižyminti dideliu šviesos efektyvumu. Ši lempų grupė taikoma tik gatvių apšvietimui.

Galiausiai būtinai atkreipkite dėmesį į spalvų perteikimo indeksą (spalvų perteikimo indeksą), nurodytą ant lempos pakuotės – jo skaitinė vertė apibūdina, kiek objektų, apšviestų šiuo žibintu, spalva atitiks jų natūralią spalvą. Optimali šio indikatoriaus vertė bus 70 ir daugiau spalvų perteikimo indeksas (arba bent 2A spalvų perteikimo laipsnis). Gatvės lempų indekso vertė gali būti mažesnė – 60 (arba 2B), bet ne žemesnė.

Panašūs įrašai:

1. Efektyvus „pasidaryk pats“ LED gatvių apšvietimas namuose Straipsnyje aptariamas efektyvaus energijos vartojimo gatvių apšvietimo organizavimas remiantis įmontuotais LED žibintais ir mažo aukščio klasikinėmis lempomis, pateikiamos elektros schemos, rekomendacijos diegimui, galios apskaičiavimas ir gatvės apšvietimo lempų tipo pasirinkimas.. Energiją...
2. Spintelių apšvietimas virtuvėje iš LED juostos: elementų pasirinkimas, schemos, pasidaryk pats LED apšvietimas po virtuvės spintelėmis yra ergonomiškas, gražus ir modernus. Straipsnyje mes kalbėsime apie tai, kaip pasirinkti tinkamus sistemos elementus, kas yra ryšio schemos, kaip įdiegti juostą kaip savarankišką elementą ir...
3. Gatvės apšvietimas: DRL žibintai arba LED prožektoriai Tinkamai pasirinkti šviesos šaltinius nėra lengva. Norint apšviesti lauko zonas ir namų sodus, jums reikia patikimos, patvarios ir ekonomiškos apšvietimo technologijos. Siūlome suprasti skirtingų gatvių apšvietimo šaltinių stipriąsias ir silpnąsias puses....
4. Pirkite nebaigtą ar ne: visi svarbūs niuansai Yra skirtingas požiūris perkant nebaigtą namą. Kažkas tikri, kad sutaupys pinigų ir laiko pasirinkdami šią parinktį, kažkas kategoriškai prieš tai, kiti dvejoja. Tuo tarpu pasiūlymų įsigyti nebaigtą namą yra daugybė. Mūsų...

Skaityti daugiau  Užšaldyta santechnika sodyboje: atitirpinti vamzdžius ar ką daryti