Conținutul articolului
- Costuri mai mici de energie electrică – mai multă lumină
- Cât va dura lampa LED
- Tipuri de lămpi cu LED
- Selecție lampă LED
În acest articol, vom vorbi în detaliu despre iluminatul cu LED-uri, deoarece în următorii ani, aceste lămpi vor fi instalate în majoritatea lămpilor din interiorul și în apropierea caselor noastre. Veți afla ce tipuri de lămpi cu LED există, de ce factori depinde durata de funcționare a unei lămpi LED, cum să faceți alegerea corectă.
În comparație cu lămpile obișnuite de uz casnic – cu un filament și fluorescent – majoritatea dintre noi știm foarte puțin despre echipamentele electrice cu LED. Nu, LED-urile obișnuite sunt prezente în viața de zi cu zi de mult timp, informându-ne despre pornirea aparatelor de uz casnic sau scânteile cu lumini colorate în copacul de Anul Nou, dar cum pot lumina o cameră sau o stradă – LED-urile sunt atât de mici? Îmi propun să examinăm îndeaproape iluminarea cu LED-uri din toate părțile, deoarece în următorii ani aceste lămpi vor fi instalate în majoritatea lămpilor din interiorul și din apropierea caselor noastre.
Costuri mai mici de energie electrică – mai multă lumină
Orice lămpi electrice convertesc energia electrică furnizată acestora în radiații luminoase, vizibile pentru ochiul uman și măsurate în lumeni. Cu cât este mai mare eficiența luminoasă, cu atât sunt mai eficiente aceste corpuri de iluminat..
Să comparăm lămpi cu LED și „lămpi Ilici”. Cu două decenii mai devreme, pentru a îmbunătăți iluminarea, gospodăriile au înlocuit, de exemplu, o lampă incandescentă de 100 de wați cu una mai puternică de 150-200 de watt sau instalate lămpi cu mai multe prize, în orice caz crescând consumul de energie electrică. Raportul dintre energia electrică consumată și eficiența luminoasă a lămpilor cu incandescență este de – 1 watt aproximativ 12 lumeni. Este posibilă creșterea eficienței luminoase a unor astfel de lămpi doar prin creșterea temperaturii de încălzire a filamentului de wolfram, dar acest lucru va scădea serios viața lor deja scurtă – o lampă obișnuită de 100 W nu poate străluci mai mult de 1000 de ore, deoarece încălzirea distruge filamentul incandescent. Singura modalitate de creștere a duratei de funcționare este de a reduce eficiența deja scăzută, care nu depășește 15%. De exemplu, scăzând valoarea de eficiență la 4% prin reducerea tensiunii consumate de lampă, puteți crește durata de funcționare a acesteia de o mie de ori – dar o astfel de lampă va străluci complet.
Lămpile cu LED-uri moderne pentru fiecare watt consumat de electricitate produc cel puțin 100 de lumeni, intensitatea fluxului luminos pe care îl generează depășește-l de cel al lămpilor incandescente de aproximativ 10 ori. De exemplu, farurile LED sunt mai eficiente și consumă mai puțin energie decât omologii lor incandescenți. Eficiența luminoasă a unei lămpi cu LED depinde de tipul și temperatura încălzirii cu LED, de caracteristicile sursei de alimentare, precum și de designul acesteia – elemente optice și de împrăștiere a luminii situate pe baza lămpii.
Pentru a obține o putere maximă de lumină, echiparea unei lămpi cu doar LED-uri de înaltă calitate nu este suficientă. Producătorul trebuie să construiască cel mai eficient regim termic în interiorul acesteia – dacă temperatura LED-urilor din regiunea activă (zona de recombinare a electronilor pe suprafața cristalului) crește cu 10 ° C, atunci fluxul luminos al unei astfel de lămpi va scădea cu 2,5%. Cu alte cuvinte, o lampă LED care generează un flux luminos de 100 de lumeni, cu încălzirea în zona de recombinare a electronilor de aproximativ 25 ° C, după instalarea într-o lampă închisă se poate încălzi în zona activă până la 100 ° C – intensitatea radiației luminoase în acest caz va scădea la 80 lumeni.
Directivitatea radiațiilor luminoase. Lămpile incandescente și fluorescente, fiind instalate în corpuri de iluminat, generează un flux luminos uniform în toate direcțiile – o astfel de iluminare poate fi focalizată într-o singură direcție doar cu ajutorul abajurului sau reflectorului. Emisia de lumină a LED-urilor este întotdeauna direcționată doar într-o singură direcție, prin urmare, lămpile cu LED sunt echipate cu un element optic (optică secundară) care schimbă direcția liniară a fluxului luminos de la fiecare LED în unghiul necesar, ceea ce face posibilă obținerea unor împrăștieri de lumină.
Linearitatea fluxului luminos produs de o lampă cu LED este atât un avantaj, cât și un dezavantaj al lămpilor de acest tip – pe de o parte, lumenele nu sunt irosite și doar iluminează zonele necesare, ceea ce permite instalarea lămpilor cu putere mai mică în lămpi. Pe de altă parte, construcția iluminatului cu lămpi cu LED-uri trebuie să fie luată în mod deosebit de responsabil, deoarece amplasarea incorectă a dispozitivelor de iluminare va duce la formarea unor zone prea iluminate și prea întunecate în cameră..
Cât va dura lampa LED
Diversi producători vorbesc despre o durată de viață de 30.000-100.000 de ore, adică în primul caz, lampa va dura mai mult de 8 ani, în al doilea – peste 27 de ani, cu condiția ca lampa să fie utilizată zilnic timp de 10 ore. După cum am menționat mai sus, durata de funcționare a lămpilor cu LED depinde de caracteristicile similare ale LED-ului – să aruncăm o privire mai atentă la acestea..
Primul criteriu care influențează viața unui LED este calitatea cristalului cu LED și uniformitatea structurii sale. În timpul funcționării, cristalul se degradează din două motive – ca urmare a încălcărilor multiple ale rețelelor de cristal și din cauza migrației atomilor de metal care formează electrozii.
a) construcția unui LED convențional: 1 – anod; 2 – catod; 3 – conductor; 4 – cristal; 5 – lentilă de plastic
b) construirea unui LED puternic: 1 – corp; 2 – conductor; 3 – radiator; 4 – cristal; 5 – lentilă; 6 – catodÎn acele zone ale cristalului în care grilajul de cristal a suferit cele mai multe daune, energia electrică se consumă numai cu eliberarea de căldură, adică fără radiații de lumină. Cauza exactă a acestui defect nu a fost stabilită și se crede că este cauzată de electricitatea statică..
Atomii de metal care pătrund în structura cristalului din electrozi provoacă curenți de scurgere – mișcarea curentului în cristal prin incluziuni metalice la nivel atomic, nu se produce lumină. Odată cu creșterea curentului și a temperaturii, procesul de penetrare a atomilor de metal în cristalul LED-ului crește brusc, în timp ce radiația de lumină și tensiunea cad – un astfel de LED va eșua rapid. Acest dezavantaj este inerent la lămpile cu LED-uri „overclockate” ieftine, care au o luminozitate ridicată, cu disiparea căldurii insuficient de eficientă – producătorii lipsiți de scrupule preferă acest lucru, cel mai ieftin mod de a crește performanța luminoasă a produselor lor datorită duratei de viață relativ scurte a produsului..
Cu toate acestea, nu numai producătorul, ci și utilizatorul este adesea de vină pentru creșterea temperaturii în lampa LED și, ca urmare, uzura rapidă. Un radiator care îndepărtează căldura din LED-uri trebuie să-l ofere aerului înconjurător sau peretelui de care este atașat corpul de iluminat. Dacă instalați mai multe lămpi cu LED-uri într-un tavan suspendat sau închideți becul lor cu un material învecinat, atunci chiar și lampa de cea mai înaltă calitate se va supraîncălzi rapid datorită lipsei de spațiu pentru disiparea căldurii. Apropo, va fi corectă instalarea lămpilor LED de tavan Armstrong în tavanul fals, realizate sub formă de panouri.
Disiparea slabă a căldurii în timpul funcționării lămpii cu LED-uri afectează de asemenea fosforul care acoperă cristalul LED și sistemul optic încorporat în LED. Un semn de uzură a fosforului este o nuanță albăstruie a radiației luminoase cauzată de predominanța radiațiilor directe din cristal. Sistemul optic, realizat în principal din silicon sau plastic, își pierde transparența, ceea ce reduce puterea de lumină a LED-urilor.
Trebuie menționat că LED-urile de la patru dintre cei mai mari producători din lume în acest domeniu, respectiv compania japoneză Nichia, olandezul Philips, americanul Gree și germanul Osram, au cele mai mari performanțe și o durată de viață mai lungă. În ceea ce privește durata de funcționare a lămpilor cu LED, trebuie menționat că acestea pot genera radiații de lumină timp de câteva decenii, dar intensitatea acestei radiații va scădea treptat din motivele descrise mai sus. După 25.000 de ore (când se lucrează 10 ore pe zi – 6,5 ani) de funcționare, intensitatea fluxului luminos va scădea cu 25-30%, ceea ce, cu toate acestea, îndeplinește cerințele standardelor moderne.
Tipuri de lămpi cu LED
În funcție de scopul lor, lămpile cu LED sunt împărțite în stradă, industriale și gospodărești.
Corpurile de iluminat exterior LED care emit lumină albă sunt concepute pentru a ilumina drumuri, parcuri și diverse structuri arhitecturale, nu au o lampă înlocuibilă. Locuința lor servește pentru două scopuri – pentru a oferi o protecție maximă împotriva prafului și a umidității, precum și pentru a acționa ca un calorifer care îndepărtează căldura în atmosferă..
Corpurile de iluminat pentru birouri (lumină albă), locuințe și facilități comunale și ateliere industriale, de asemenea, nu au elemente înlocuibile și practic nu au nevoie de întreținere. Acestea diferă de corpurile de iluminat stradale prin faptul că îndeplinesc cerințe mai stricte pentru calitatea iluminării, redarea de culoare stabilă și condițiile de funcționare..
Lămpile LED de uz casnic (lumină galbenă) au o putere redusă (până la 20 W), designul și caracteristicile lor îndeplinesc o serie de cerințe pentru calitatea iluminatului, a incendiului și a siguranței electrice, se disting prin aspectul lor decorativ. De obicei, corpurile de iluminat casnice sunt echipate cu becuri LED înlocuibile. Acest grup de lămpi este cel mai divers în designul și locația sa de instalare – pot fi încorporate în tavan, podea, pereți, mobilier, suspendate, folosite pentru iluminarea mesei, ca lumină de noapte, iluminat la fața locului etc..
Selecție lampă LED
Durata de viață a unei lămpi cu LED depinde de o serie de caracteristici încorporate în timpul producției, de aceea numele producătorului este important atunci când alegeți – adică numai criteriul prețului nu determină calitatea acesteia. Să trecem la alegerea – cum să nu greșim cumpărând deloc o lampă LED ieftină?
Criteriul obișnuit de selecție – puterea lămpii în wați – nu este în întregime indicativă în raport cu lămpile cu LED, deoarece raportează doar consumul de energie pe unitate și trebuie să cunoaștem cantitatea de radiații luminoase.
Emisia de lumină, măsurată în lumeni (lm), caracterizează capacitatea unei lămpi date de a ilumina o cameră. În unele cazuri, producătorul „uită” să indice valoarea fluxului luminos pe ambalajul lămpii, citând doar o comparație cu o lampă incandescentă cu o anumită putere – spun ei, această lampă LED îi corespunde pe deplin în ceea ce privește calitatea iluminării. Vă sugerez să utilizați tabelul de mai jos pentru a determina relația dintre emisia de lumină și puterea lămpii..
Putere incandescentă a lămpii (W) Lampa fluorescentă, de putere (W) Lampa LED, de putere (W) Fluxul luminos (lm), mediu 20 5-7 2-3 250 40 10-13 4-5 400 60 15-16 8-10 700 75 18-20 10-12 900 o sută 25-30 12-15 1200 150 40-50 18-20 1800 200 60-80 25-30 2500 S-ar părea că aceste date sunt suficiente pentru a alege alegerea unei lămpi cu LED, dar acest lucru nu este așa – trebuie luat în considerare faptul că lămpile cu LED emit un fascicul îngust, spre deosebire de lămpile fluorescente și incandescente. Producătorii extind unghiul de iluminare a lămpii cu un element optic, indicând unghiul de divergență al fasciculului de lumină de pe pachet. Dacă unghiul este de 120 °, atunci aceasta înseamnă următorul lucru – fluxul luminos emis de lampă scade la jumătate pe măsură ce fluxul luminos se abate de la axa centrală cu 60 °. Schema de directivitate a radiațiilor luminoase cu o divergență de 120 ° este destul de largă – spațiul de sub o astfel de lampă va fi iluminat pe o suprafață mare cu aproape aceeași luminozitate. Lămpile cu LED cu un unghi de divergență de la 20 ° la 30 ° sunt potrivite numai pentru iluminarea zonei (accent), nu sunt potrivite pentru iluminarea obișnuită a camerei.
Bine, s-ar putea să credeți, ar trebui să alegeți lămpi cu LED cu divergență de 120 ° – indiferent de ce! Iluminarea cu unghi larg creează o altă problemă – luminozitate ridicată la unghi larg, care poate provoca disconfort ochilor gospodariilor. Din acest motiv, lămpile cu un unghi larg de răspândire pot fi instalate numai în corpurile de iluminat pentru tavan și perete care îndeplinesc cerința unui unghi de protecție. Permiteți-mi să explic: unghiul de protecție a corpului de iluminat este cel mai mare unghi la care sursa de lumină (lampa) în sine nu intră în linia directă de vedere a ochiului uman, adică nu luminează ochii. Unghiul de protecție din corpurile de iluminat este creat cu ajutorul unor ecrane de zăbrele, așezate la o anumită distanță de bec.
Următorul indicator este temperatura culorii sau, cu alte cuvinte, tonul de culoare al radiației luminoase generate de o lampă dată. Dacă totul a fost simplu cu lămpile cu incandescență – lumina lor a fost doar galbenă, atunci în cazul lămpilor fluorescente și a LED-ului nu este cazul. Atunci când alegeți o lampă, asigurați-vă că acordați atenție temperaturii culorii indicate pe pachet în grade Kelvin:
- De la 2700 la 3500 ° K – așa-numita lumină „caldă” cu o nuanță galbenă, similară radiației de lumină de la lămpile incandescente. În același timp, lămpile cu o temperatură de culoare de 2700 ° K emit o lumină galbenă pronunțată, dar fluxul lor luminos nu este atât de puternic, iar cele cu o temperatură de culoare de 3500 ° K se disting prin radiații luminoase mai puternice cu nuanțe mai mici de galben (produc mai multă lumină albă decât galben).
- De la 4000 până la 5000 ° K – emisie neutră de lumină albă, care asigură iluminare strălucitoare. Aceste lămpi sunt utilizate frecvent în birouri, întreprinderi și instituții publice;
- Peste 6500 ° K – lumină albă rece, cu eficacitate luminoasă ridicată. Acest grup de lămpi este utilizat doar pentru iluminatul stradal.
În sfârșit, asigurați-vă că acordați atenție indicelui de redare a culorilor (indicele de redare a culorilor) indicat pe ambalajul lămpii – valoarea sa numerică caracterizează cât de mult culoarea obiectelor iluminate de această lampă se va potrivi cu culoarea lor naturală. Valoarea optimă a acestui indicator va fi un indice de redare a culorilor de peste 70 sau mai mult (sau un grad de redare a culorii de cel puțin 2A). Lămpile stradale pot avea o valoare a indexului mai mică de 60 (sau 2B), dar nu mai mică.
Te rog să-mi spui mai multe despre iluminarea LED și diversele nuanțe disponibile în această tehnologie. Care este avantajul principal al iluminării LED față de alte opțiuni de iluminat și cum pot alege nuanța potrivită pentru nevoile mele?
Ce tipuri de nuanțe sunt disponibile în iluminarea LED?