Помоги проекту - поделись книгой:
Заявленный срок службы светодиодов составляет 15 лет при работе 8 часов в день и включении/выключении не более 4 раз в день. Описанные выше лампы не подходят для систем регулирования яркости, их нельзя погружать в воду, подвергать воздействию открытого пламени и раскаленных предметов.
В России существует собственное производство ламп на основе мощных светодиодов, которым занимается холдинг «Российские светодиоды». К примеру, производство светодиодных ламп «Оптолюкс-Е27-3015» осуществляется на базе одноименной фирмы (см. 1.8).
Свет лампы российского производства «Оптоган» по цветовой температуре более холодный (об этом мы еще поговорим в сравнительном анализе – на примерах – в этой главе). Мощность ламп различна – сегодня можно приобрести изделия от 3 до 15 Вт.
Представленные выше светотехнические изделия являются относительно маломощными. Тем не менее светодиоды как элементы таких изделий производятся крупнейшими компаниями, среди которых выделяются Cree Lighting, Lumileds Lighting и Nichia Corporation, имеющие собственное производство кристаллов на основе материалов InGan.
Другие компании-производители, такие как Lamina Ceramics, достигли успехов в изготовлении светильников. Они не производят собственных кристаллов, а корпусируют кристаллы других компаний под своей торговой маркой.
Светотехнические изделия в форме ламп различаются не только по форме, но и по направленности светового потока: с фокусирующей линзой, рассеянного света или матрицей из светодиодных кластеров.
К примеру, светодиодная лампа Ledare Е14, модель LED1217C6, рассчитана на напряжение 220–240 В и мощность 7 Вт (50/60 Гц), световой поток 400 лм, цветовая «температура» 2700 °К. Таким образом, сила света и мощность распределены как 57 лм/Вт.
Размеры лампы соответствуют стандарту, указанному для обычной лампы накаливания.
В отличие от ламп накаливания и энергосберегающих ламп, светодиодные имеют достаточно точное и определенное время наработки до отказа, а именно время непрерывной работы 25 000, количество включений – 25 000. В то время как энергосберегающие и лампы накаливания имеют только примерные параметры. А в части количества включений/отключений при гарантированной работоспособности устройства вообще не регламентированы.
Коэффициент CRI > 87. Этот параметр – так называемый световой индекс.
Световой индекс (CRI Color Rengering Index) рассматриваемого изделия 92. Световая мощность 94 Вт говорит о том, что «выход света» (люмен) составит 940 Ei при мощности потребления от сети 10 Вт. Класс энергосбережения «А», достаточно высокий. Это позволяет реально экономить – для сравнения: данная лампа потребляет 7 кВ за 1000 часов.
По существующим в Петербурге расценкам отпуска электроэнергии в быту – 4,02 рубля за 1 кВ/ч – и (усредненно) времени использования одной такой лампы 2 часа в день за полтора года эксплуатации придется заплатить чуть больше 30 рублей.
К разновидностям светодиодных ламп также можно отнести споты и линейные лампы. Споты – это направленные светильники, которые позволяют выделить отдельные элементы интерьера точечной подсветкой. Лампы линейной формы в основном используют для светильников общего освещения.
Преимущества светодиодов перед лампами накаливания – малое потребление электроэнергии, долговечность и надежность в эксплуатации.
На рис. 1.6–1.8 были представлены современные изделия в форме ламп, различающихся по конструктивному исполнению: с одним мощным светодиодом, «усиленным» линзами и отражателями; с кластером, состоящим из нескольких сверхъярких светодиодов без применения линз и дополнительных отражателей (спрятанных в колбу матового цвета).
Для наглядного сравнения: в работе эти два вида изделий показаны на рис. 1.9.
Внешний вид разобранной светодиодной лампы представлен на рис. 1.10.
По сути, оба вида изделий имеют одинаковые преобразователи электрической энергии. В табл. 1.1 представлены параметры цветовой температуры.
Таблица 1.1. Характеристика света по цветовой температуре
Эти сведения уместно использовать и для определения цветовой температуры светодиодных лент и других излучателей света на основе светодиодов.
Применение светодиодов в учреждениях дошкольного, школьного и профессионально-технического образования, а также во многих помещениях медицинских учреждений запрещено. Применение светодиодов в учреждениях не рекомендуется по действующему стандарту СанПиН.
С другой стороны, все магазины Москвы, Петербурга (не рынки) полны «сертифицированными» светодиодными лампами. Ограничений нет, или о них предпочитают не говорить. Значит, вред такой лампы не доказан или сомнителен.
Разумеется, есть отдельные мнения. Но мы должны опираться на фундаментальные научные исследования, если хотим утверждать «запрещено», «рекомендуется». Во всяком случае, такая, предложенная здесь, концепция, на мой взгляд, вполне соответствует масштабному потребительскому «буму», обращенному на светодиодные лампы в последние несколько лет. И здесь ничего не поделаешь. С Л рекламируют производители, люди потребляют эти лампы и желают знать – как и что в них устроено.
На разрешение таких вопросов и направлена книга – рассказать, как и что устроено. Не веду речь об отрицательных или положительных качествах продукции, не представляю ничьих интересов и опираюсь на опытное мнение.
Есть и другая сторона аргументации. Действительно, светодиодные лампы, имеющиеся в продаже в наших торговых точках (для бытового предназначения), далеко не безупречны. Но вот известная компания «Прософт» вовсю рекламирует светодиодные решения как в кластерах, так и в отдельных С Л.
На железной дороге (РЖД) уже декаду лет назад повсеместно перешли на производственное освещение мощными С Л и заменили ими галогенные, ДРН. Поэтому польза С Л до конца не изучена, и есть мнения о вреде их применения в бытовых условиях, но как устройства значительной экономии электроэнергии, особенно в больших промышленных масштабах, эффективно работоспособные в том числе в сильный мороз, лампы на светодиодах сегодня не имеют себе равных.
Особенность производства оптики для мощных СЛ в современных условиях – вопрос не праздный. Для понимания его актуальности достаточно выйти в сумерки (ночью) на улицу в крупном городе и сравнить эффективность светодиодных светофоров, ставших уже привычными на наших улицах. Такие светофоры, устанавливаемые на перекрестках и железнодорожных переездах, давно вытеснили по эффективности «старые» светофоры с лампами накаливания. Особенно этот контраст заметен в солнечную погоду.
Однако и сегодня производители оптики «спорят» между собой об эффективном способе отражения света. Основой для светодиодных ламп в данном случае служит модуль XLampTMXR-E7090. Он имеет в основе кристаллы мощных светодиодов на основе InGaN-структур на SiC-подложке, со световым потоком до 200 лм при токе потребления всего 450 мА.
О том, что (какая лампа) лучше и какова статистика аварийности, суть несколько иная тема. Я не утверждаю, что советую устанавливать светодиодные лампы везде, включая коридор квартиры между кухней и туалетом или уличные светофоры. Кто хочет, пусть устанавливает, кто не хочет – не устанавливает. Не надо видеть в тексте сплошь рекомендации. Там отражение фактов и краткий анализ ситуации. А мнений, разумеется, может быть сколь угодно много.
На практике выяснилось, что полностью «переводить» домашнее освещение на лампы светодиодные взамен «устаревших» ламп накаливания не всегда во благо.
Оказывается, большое количество светодиодных ламп (параллельно в электрической цепи) в люстрах по 3–5 рожков каждая (установленных в каждой комнате четырехкомнатной квартиры в Санкт-Петербурге и включаемых одновременно) приводит к включению защиты на автоматах с предельным током 25 А.
Дело в том, что в первый момент времени включения импульсные источники питания светодиодных ламп (а также энергосберегающих ламп с электронным балластом, с конденсаторами на входе) представляют для сети переменного тока 220 В 50 Гц очень малое сопротивление, и… происходит срабатывание защиты.
Такая ситуация может возникнуть не только в том случае, когда сеть «перегружена» потребителями электроэнергии, но и во вполне безобидной ситуации, когда одновременно подключаются к питанию 10 (и более) импульсных источников, питающих светодиодные (и «энергосберегающие») лампы мощностью 5 Вт и выше каждая.
Причем ситуация вполне реальна для многоквартирных домов и многокомнатных квартир, я уже не говорю о производственных помещениях, и заслуживает самого пристального внимания, изучения, коррекции. В то время как обычные лампы накаливания, включенные одновременно даже 20 и 30 штук по 75 Вт каждая в параллельной электрической цепи (к осветительной сети 220 Вт 50 Гц), при тех же равных условиях (автомат защиты с предельным током 25 А) не приводят к отключению электроснабжения на конкретном участке.
На рис. 1.11 – лампа LED1305G9 производства IKEA, Швеция.
На рис. 1.8 (выше по тексту) представлена светодиодная лампа производства Оптолюкс (Россия). Точное наименование «Оптолюкс Е27 9 Вт 2700 °К / 570 лм», производства компании «Оптоган», Россия.
По техническим характеристикам похожа на светодиодную лампу SUPRA – SL–LED-A60-9W/3000/E27 производства КНР, хотя у нее цвет более «холодный». В этом несомненная разница – надо смотреть на спектр: 2700 ближе к желтому, 3000 – к холодному, китайский – похолоднее и менее безопасен.
Все светодиодные лампы излучают неприятный жесткий холодный белый свет, но никак не теплый белый свет. А такой свет очень вреден для здоровья человека.
Световой поток, указанный в паспортных данных и на колбах ламп, – 2700 °К. Световой поток 60 лм/Вт, то есть 600 лм при 10 Вт. Это ближе к «теплому» свечению, нежели к холодному.
На монохромном фото визуально не заметно, каково свечение лампы LED1305G9 (другая, помощнее LED1307G10).
Однако на практике заметно, что «цвет» свечения далек от «холодного».
В сравнительном анализе выяснилось, что светодиодные лампы типа IKEA без алюминиевого теплоотвода весят всего на 100 г меньше, чем лампа отечественного производства «Оптолюкс» с теплоотводом, занимающим часть корпуса светильника.
В табл. 1.2 представлены сравнительные характеристики по светоотдаче разных типов осветительных ламп.
Таблица 1.2. Светоотдача различных электрических источников освещения
Любая лампа имеет основной параметр – величину потребляемой мощности (Вт). Мощность светодиодных ламп, предназначенных для освещения в быту, находится в пределах 3-15 Вт, однако бывают и намного более мощные варианты для наружного освещения – свыше 100 Вт.
Мощность светодиодных ламп является просто характеристикой скорости потребления электроэнергии, а для понятия силы света лампы необходимо узнать у продавца такой параметр, как световой поток.
В табл. 1.3 представлены электрические и световые характеристики некоторых светодиодных ламп.
Таблица 1.3. Электрические и световые характеристики некоторых светодиодных ламп
1.2. Ограничения и особенности осветительных ламп
По электромагнитной совместимости современные светотехнические изделия соответствует требованиям ГОСТ Р 51318.15, ГОСТ Р 51317.3.2, ГОСТ Р 51317.3.3 и ГОСТ Р 51514. Степень защиты от внешних воздействий по IP20 соответствует требованиям и условиям ГОСТ 14254.
Такие изделия не требуют обслуживания, кроме периодического (раз в полгода) контроля состояния колбы и желательной (но не обязательной) очистки внешней рассеивающей поверхности мягкой тканью. Органические растворители или легковоспламеняющиеся жидкости использовать для протирки колбы не следует по соображениям электро– и пожаробезопасности.
Бытовые светотехнические изделия имеют 2-й класс защиты от поражения электрическим током по ГОСТ 12.2.007.0.
Электрическая прочность изоляции составляет не менее 1,5 кВ в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60598-1 при нормальных условиях (температура окружающего воздуха +22 °C, относительная влажность воздуха 20 %). Следует отметить, что светодиодные лампы не подлежат ремонту в домашних условиях.
Срок службы светодиодов, заявленный производителем, составляет не менее 50 000 часов.
Бытовые изделия нежелательно использовать в помещениях с повышенной влажностью окружающего воздуха – более 80 % – и с большим содержанием пыли. При работе светодиодных ламп рабочая температура теплоотвода может достигать 70 °C. Не рекомендуется смотреть на горящий светодиод – можно повредить глаза.
В свое время были утверждены дополнения к «Гигиеническим требованиям к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03). Из новых правил (СанПиН 2.2.1/2.1.1.2585-10) исключена формулировка, ограничивающая применение источников света двумя типами: лампами накаливания и газоразрядными лампами.
Вместо этого в правилах ограничен допустимый диапазон цветовых температур – от 2400 °К до 6800 °К.
В том же регламенте введено требование к наличию защитного угла у светодиодных светильников (конкретные значения не приводятся). В новой версии документа снижение нормы освещенности на одну ступень допустимо для источников света с индексом цветопередачи выше 90.
Внимание, важно!
В редакции СанПиН запрещено применение светодиодов в учреждениях дошкольного, школьного и профессионально-технического образования, а также во многих помещениях медицинских учреждений.
1.2.1. Световой поток и его соотношение у разных ламп
Энергию любого источника света переносят излучаемые им электромагнитные волны. Именно скорость излучаемой энергии говорит нам о силе свечения каждого конкретного источника. Световую энергию человек воспринимает визуально, глазом, а наши глаза воспринимают разную длину излучения по-разному.
Излучение, которое, к примеру, имеет длину 0,55 мкм (зеленое), наши глаза воспринимают сильнее, чем 0,63 мкм (красное). Эти частные данные даны для примера.
Световой поток любой осветительной лампы измеряется в люменах и максимально близко характеризует возможности того или иного источника света осветить помещение. Однако часто бывает так, что информация о световом потоке светодиодных ламп не указана на упаковке, а вместо нее пишут мощность лампы накаливания, обладающей таким же световым потоком.
Подобная информация производителя является отчасти лукавой, так как нет возможности ее проверки. Если на упаковке указан световой поток 280 лм или не указан вовсе, но написано, что мощность лампы составляет 4 Вт и она эквивалентна 50-ваттной лампе накаливания, то спорить придется только с применением расчетов и аргументов, которые опровергнуть трудно. Вот они. Среднестатистическая (типовая, для быта) лампа накаливания мощностью 50 Вт имеет световой поток не 280 лм, а около 560 лм. То есть в данном случае данные, указанные продавцом или производителем, некорректны и призваны, видимо, только лишь для активизации продаж.
Внимание, важно!
Диапазон инфракрасного и ультрафиолетового излучений не доступен для глаз человека, поэтому для характеристики мощности излучения с учетом ее воспринимаемости глазами он условно суммируется согласно длинам волн, учитывая при этом кривую чувствительности глаз, в результате чего мы получаем нормированную величину, называемую световым потоком.
Но и эквивалентная мощность при выборе лампы также имеет важное значение, особенно при выборе светодиодных ламп взамен лампам накаливания. Наиболее правильным способом будет определение светового потока светодиодных ламп путем пересчета их согласно эквивалентной мощности ламп накаливания.
Практический пересчет лампы накаливания на светодиодную – задача, довольно легко решаемая.
В табл. 1.4 будет рассмотрена мощность светового потока обычной лампочки, светодиодной и люминесцентной.
Поделиться книгой: