LED világítás – árnyalatok

A cikk tartalma

• Kevesebb villamosenergia-költség – több fény
• Meddig tart a LED lámpa?
• A LED-lámpák típusai
• LED lámpa választás

Ebben a cikkben részletesen beszélünk a LED-es világításról, mivel az elkövetkező években ezeket a lámpákat a házak belsejében és közelében lévő legtöbb lámpába telepítik. Megtudhatja, hogy milyen típusú LED-lámpák léteznek, milyen tényezőktől függ a LED-lámpák élettartama, hogyan lehet a helyes választást megtenni.

A szokásos háztartási lámpákhoz képest – izzólámpával és fluoreszkálóval – a legtöbben nagyon keveset tudnak a LED-es elektromos berendezésekről. Nem, rendes LED-ek már régóta jelen vannak a mindennapi életben, és arról tájékoztassanak minket, hogy háztartási készülékek be vannak-e kapcsolva, vagy többszínű lámpákkal szikráznak az újévi fán, de hogyan világíthatnak meg egy helyiséget vagy utcát – a LED-ek annyira kicsik, nem? Azt javaslom, hogy alaposan vizsgáljuk meg a LED-es világítást minden oldalról, mivel az elkövetkező években ezeket a lámpákat a házak belsejében és közelében lévő legtöbb lámpába telepítik..

Kevesebb villamosenergia-költség – több fény

Bármilyen elektromos lámpával az általuk szolgáltatott villamos energia az emberi szem számára látható és lumenben mérve fénysugárzássá alakul. Minél nagyobb a fényhatás, annál hatékonyabbak ezek a lámpatestek..

Hasonlítsuk össze a LED lámpákat és az „Ilyich lámpákat”. Két évtizeddel korábban a megvilágítás javítása érdekében a háztartások kicserélték például egy 100 watt-os izzólámpát egy hatalmasabb 150-200 watt-os izzóra vagy több lámpatestbe helyezett lámpákat, mindenesetre növelve az áramfogyasztást. Az elhasznált villamos energia és az izzólámpák fényhatékonysága közötti arány – 1 watt, körülbelül 12 lumen. Az ilyen lámpák fényhatékonyságát csak akkor lehet növelni, ha megemelik a volfrámszál melegítési hőmérsékletét, de ez komolyan csökkenti a már nagyon rövid élettartamukat – egy szokásos 100 W-os lámpa több mint 1000 órán keresztül nem süthet, mivel a melegítés megsemmisíti az izzólámpát. Az élettartam növelésének egyetlen módja a máris alacsony hatékonyság csökkentése, amely nem haladja meg a 15% -ot. Például, ha a hatékonysági értéket 4% -ra csökkenti a lámpa által fogyasztott feszültség csökkentésével, ezerszeresére megnövelheti annak élettartamát – de egy ilyen lámpa teljesen halványan világít..

A modern LED-lámpák minden fogyasztásos fogyasztás esetén legalább 100 lument termelnek, az általuk generált fényáram intenzitása körülbelül 10-szer meghaladja az izzólámpák fényét. Például a LED-es fényszórók hatékonyabbak és kevésbé energiaigényesek, mint az izzólámpák. A LED-lámpák fényhatékonysága a LED-hevítés típusától és hőmérsékletétől, a tápegység jellemzőitől, valamint a kialakításától függ – a lámpán található optikai és fényszóró elemek.

A maximális fényhatás elérése érdekében nem elegendő egy lámpa felszerelése csak kiváló minőségű LED-ekkel. A gyártónak be kell építenie a leghatékonyabb hőszabályozási módot benne – ha a LED-ek hőmérséklete az aktív régióban (az elektron rekombinációs zóna a kristály felületén) 10 ° C-kal növekszik, akkor egy ilyen lámpa fényáramja 2,5% -kal csökken. Más szavakkal: egy olyan lámpa, amely 100 lumen fényáramot generál, és körülbelül 25 ° C hőmérsékleten melegszik fel az elektron rekombinációs zónában, miután beszerezték egy zárt lámpába, az aktív zónában 100 ° C-ra felmelegszik – a fénysugár intenzitása ebben az esetben 80 lumenre csökken..

A fény sugárzás iránya. A világítótestekbe beépített izzólámpák és fénycsövek minden irányban egyenletes fényáramot generálnak – az ilyen világítás csak egy lámpaernyő vagy reflektor segítségével lehet egy irányba fókuszálni. A LED-ek fénykibocsátása mindig csak egy irányba irányul, ezért a LED-lámpák optikai elemmel (másodlagos optika) vannak felszerelve, amely megváltoztatja az egyes LED-ek fényáramának lineáris irányát a kívánt szögbe, amely lehetővé teszi bizonyos fényszóródást.

A LED-lámpák által generált fényáram linearitása mind az ilyen típusú lámpák előnye, mind hátránya – egyrészt a lumen nem pazarlik, hanem csak a szükséges területeket világítja meg, ami lehetővé teszi az alacsonyabb teljesítményű lámpák beépítését a lámpákba. Másrészt a LED-es lámpákkal való világítás megépítését különösen felelősségteljesen kell figyelembe venni, mivel a világítóberendezések helytelen elhelyezése túlvilágított és túl sötét terek kialakulásához vezet a helyiségben..

Meddig tart a LED lámpa?

Különböző gyártók 30 000–100 000 órás élettartamról beszélnek, vagyis az első esetben a lámpa több mint 8 évet fog tartani, másodszor pedig több mint 27 évet, azzal a feltétellel, hogy a lámpát naponta 10 órán át használják. Mint fentebb említettük, a LED-lámpák élettartama a LED hasonló tulajdonságaitól függ – nézzük meg közelebbről őket..

A LED élettartamát befolyásoló első kritérium a LED kristály minősége és szerkezetének egyenletessége. Működés közben a kristály két okból romlik – a kristályrács többszöri megsértése és az elektródákat alkotó fématomok vándorlása következtében.

a) hagyományos LED felépítése: 1 – anód; 2 – katód; 3 – vezető; 4 – kristály; 5 – műanyag lencse
b) erős LED felépítése: 1 – test; 2 – vezető; 3 – hűtőborda; 4 – kristály; 5 – lencse; 6 – katód

A kristály azon területein, ahol a kristályrács a legtöbb kárt szenvedett, az elektromos áramot csak hőkibocsátással, azaz fénykibocsátás nélkül fogyasztják. A hiba pontos okát nem tudták meghatározni, és azt feltételezik, hogy statikus elektromosság okozza..

Az elektródákból a kristályszerkezetbe behatoló fématomok szivárgási áramot okoznak – az áram mozgása a kristályban fém zárványokon keresztül atomszinten nem keletkezik fény. Az áram és a hőmérséklet növekedésével a fématomok behatolása a LED kristályába hirtelen növekszik, miközben a fény sugárzása és a feszültség esik – egy ilyen LED gyorsan meghibásodik. Ez a hátrány rejlik az olcsó „overclock” LED-lámpákban, amelyek nagy fényerővel rendelkeznek, és nem eléggé hatékony a hőelvezetés – a gátlás nélküli gyártók ezt részesítik előnyben, ez a legolcsóbb módja annak, hogy termékeik fényteljesítményét növeljék a termék viszonylag rövid élettartama miatt..

Azonban nemcsak a gyártó, hanem a felhasználó is a felelős a LED-lámpán belüli hőmérséklet-emelkedésért és ennek eredményeként a gyors kopásért. A LED-ektől hőt eltávolító radiátornak a környező levegőhöz vagy a falhoz kell csatlakoztatnia, amelyhez a lámpatest csatlakozik. Ha több LED-lámpát telepít felfüggesztett mennyezetbe, vagy az izzót szorosan szomszédos anyaggal zárja le, akkor még a legmagasabb minőségű lámpa is gyorsan melegszik fel, mert nincs hely a hőelvezetésre. Mellesleg helyes lesz az Armstrong LED mennyezeti lámpákat beépíteni az álmennyezetbe, panelek formájában.

A LED-lámpák működése közben fellépő rossz hőelvezetés a LED-es kristályt lefedő foszfort és a LED-be beépített optikai rendszert is befolyásolja. A foszfor kopásának jele a kristályból származó közvetlen sugárzás túlsúlya által okozott fénykibocsátás kékes árnyalatai. Elsősorban szilikonból vagy műanyagból készült optikai rendszer elveszíti átlátszóságát, ami csökkenti a LED-ek fényteljesítményét.

Meg kell jegyezni, hogy a világ négy legnagyobb gyártójának, azaz a japán Nichia, a holland Philips, az amerikai Gree és a német Osram LED-eknek van a legnagyobb teljesítményük és a leghosszabb élettartamuk. A LED-lámpák élettartamát illetően meg kell jegyezni, hogy azok évtizedek óta képesek fénysugárzást generálni, de a fent leírt okokból ezen sugárzás intenzitása fokozatosan csökken. 25 000 óra (napi 10 órás munka esetén – 6,5 év) után a fényáram-intenzitás 25-30% -kal csökken, ami azonban megfelel a modern szabványok követelményeinek.

A LED-lámpák típusai

A LED-lámpákat rendeltetésüktől függően utcai, ipari és háztartási lámpákra osztják.

A fehér fényt bocsátó LED kültéri lámpák az utak, parkok és különféle építészeti építmények megvilágítására szolgálnak, nincsenek cserélhető lámpák. Házuk két célt szolgál: maximális védelmet nyújtanak a por és a nedvesség ellen, valamint radiátorként működnek, amely hőt enged a légkörbe..

Irodai (fehér fény), lakó- és kommunális létesítmények, valamint ipari műhelyek világítótestei szintén nem tartalmaznak cserélhető elemeket, és gyakorlatilag nem igényelnek karbantartást. Ezek abban különböznek az utcai lámpatestektől, hogy megfelelnek a szigorúbb követelményeknek a világítási minőség, a stabil színvisszaadás és az üzemeltetési feltételek tekintetében..

A háztartási LED-lámpák (sárga fény) kis teljesítményűek (akár 20 W-ig), kialakításuk és jellemzőik megfelelnek a világítás, tűz és elektromos biztonság számos követelményének, megkülönböztetik dekoratív megjelenésükkel. A háztartási lámpatestek általában cserélhető LED-izzókkal vannak felszerelve. Ez a lámpacsoport a kialakítás és a felszerelés szempontjából a legváltozatosabb – beilleszthetőek a mennyezetbe, a padlóba, a falakba, a bútorokba, felfüggeszthetők, asztali világításhoz, éjszakai fényként, spotlámpákként stb..

LED lámpa választás

A LED-lámpák élettartama számos olyan tulajdonságtól függ, amelyeket beépítettek a gyártásba, ezért a gyártó neve fontos a választáskor – azaz csak az árkritérium határozza meg a minőségét. Folytassuk a választással – hogyan ne hibázjunk egyáltalán nem olcsó LED-es lámpa megvásárlásával?

A szokásos kiválasztási kritérium – a lámpateljesítmény wattban kifejezve – nem teljesen indikatív a LED-lámpákkal kapcsolatban, mivel csak az egységenkénti energiafogyasztást mutatja be, és tudnunk kell a fénykibocsátás mértékét..

A lumenben (lm) mért fénykibocsátás jellemzi az adott lámpa szoba megvilágítását. Bizonyos esetekben a gyártó „elfelejti” a lámpa csomagolásán feltüntetni a fényáram értékét, csak egy bizonyos teljesítményű izzólámpával való összehasonlításra hivatkozva – mondják, ez a LED-lámpa teljes mértékben megfelel a világítás minőségének. Javaslom az alábbi táblázat használatát a fénykibocsátás és a lámpateljesítmény közötti kapcsolat meghatározására..

Izzólámpa teljesítménye (W)	Fénycső, teljesítmény (W)	LED lámpa, teljesítmény (W)	Fényáram (lm), átlagos
20	5-7	2-3	250
40	10-13	4-5	400
60	15-16	8-10	700
75	18-20	10-12	900
száz	25-30	12-15	1200
150	40-50	18-20	1800
200	60-80	25-30	2500

Úgy tűnik, hogy ezek az adatok elegendőek a LED-lámpák megválasztásához, de ez nem így van – figyelembe kell venni, hogy a LED-lámpák keskeny sugárzást bocsátanak ki, szemben a fluoreszcens és izzólámpákkal. A gyártók a lámpa megvilágítási szögét optikai elemmel bővítik, jelezve a csomagoláson a fénysugár eltérési szögét. Ha a szög 120 °, akkor ez a következőket jelenti: a lámpa által kibocsátott fényáram felére csökken, mivel a fényáram 60 ° -kal eltér a központi tengelytől. A 120 ° -os eltéréssel rendelkező fénysugár direktíva mintája meglehetősen széles – egy ilyen lámpa alatti teret egy nagy területen megvilágítja majdnem ugyanolyan fényerővel. A 20 ° és 30 ° közötti eltérési szögű LED-lámpák csak a terület (ékezetes) megvilágításra alkalmasak, a szokásos helyiségvilágításra nem alkalmasak.

Nagyszerű, akkor gondolhatja, hogy 120 ° -os divergenciájú LED lámpákat kell választania – nem számít! A széles látószögű megvilágítás újabb problémát okoz – széles látószögű nagy fényerő, amely kellemetlenséget okozhat a háztartások számára. Ezért a széles szórási szögű lámpákat csak olyan mennyezeti és fali lámpákba szabad felszerelni, amelyek megfelelnek a védőszög követelményeinek. Magyarázza el: a lámpatest védőszöge a legnagyobb szög, amelyben a fényforrás (lámpa) nem esik az emberi szem közvetlen látóvonalába, azaz nem világítja meg a szemét. A lámpatestek védő sarokát rácsos képernyőkkel hozzák létre, amelyek a lámpától bizonyos távolságra vannak beállítva.

A következő mutató a színhőmérséklet, vagyis más szavakkal az adott lámpa által generált fény sugárzásának színtónusa. Ha az izzólámpákkal minden egyszerű volt – fényük csak sárga volt, akkor a fénycsövek és a LED lámpák esetében nem ez a helyzet. Lámpa kiválasztásakor ügyeljen arra, hogy a csomagoláson feltüntetett színhőmérsékletet Kelvin fokban adja meg:

• 2700 és 3500 ° K között – az úgynevezett „meleg” fény sárga árnyalatú, hasonlóan az izzólámpák sugárzásához. Ugyanakkor a 2700 ° K színhőmérsékletű lámpák határozott sárga fényt bocsátanak ki, de fényáramuk nem olyan erős, és a 3500 ° K színhőmérsékletű lámpákat az alacsonyabb sárga árnyalatú erősebb fénykibocsátás jellemzi (több fehér fényt bocsátanak ki, mint a sárga)..
• 4000 és 5000 ° K között – semleges fehér fénykibocsátás, erős megvilágítást biztosítva. Ezeket a lámpákat általában irodákban, üzletekben és állami intézményekben használják;
• Több mint 6500 ° K – hűvös fehér fény magas fényhatékonysággal. Ez a lámpacsoport csak utcai világításhoz használható.

Végül, ügyeljen arra, hogy figyeljen a lámpa csomagolásán feltüntetett színvisszaadási indexre (színvisszaadási index) – annak numerikus értéke jellemzi, hogy a lámpa által megvilágított tárgyak színe megfelel-e a természetes színüknek. Ennek a mutatónak az optimális értéke a 70-nél nagyobb vagy annál nagyobb színvisszaadási index (vagy legalább 2A színvisszaadási fok). Az utcai lámpák alacsonyabb, 60 (vagy 2B) indexértékkel rendelkezhetnek, de nem lehetnek alacsonyabbak.