LED osvetlenie – nuansy

Obsah článku

• Nižšie náklady na elektrinu – viac svetla
• Ako dlho vydrží LED lampa?
• Typy LED žiaroviek
• Výber lampy LED

V tomto článku budeme hovoriť podrobne o LED osvetlení, pretože v nasledujúcich rokoch budú tieto žiarovky inštalované vo väčšine žiaroviek v našich domácnostiach av ich blízkosti. Dozviete sa, aké typy LED žiaroviek existujú, aké faktory určujú životnosť LED žiaroviek, ako sa správne rozhodnúť.

V porovnaní s bežnými domácimi lampami – s vláknami a žiarivkami – väčšina z nás vie len veľmi málo o elektrických zariadeniach LED. Nie, bežné svetelné diódy boli v každodennom živote už dlhú dobu a informovali nás o zapnutí domácich spotrebičov alebo šumivých farebných svetiel na novoročnom strome, ale ako môžu osvetľovať miestnosť alebo ulicu – svetelné diódy sú také malé, že? Navrhujem dôkladne preskúmať osvetlenie LED zo všetkých strán, pretože v nasledujúcich rokoch budú tieto žiarovky inštalované vo väčšine svietidiel vo vnútri a blízko našich domovov..

Nižšie náklady na elektrinu – viac svetla

Akékoľvek elektrické svietidlá premieňajú prijatú elektrinu na svetelné žiarenie, viditeľné ľudským okom a merané v lúmenoch. Čím vyšší je svetelný výkon, tým sú tieto svietidlá efektívnejšie..

Poďme porovnať LED žiarovky a „Iljich žiarovky“. O dve desaťročia skôr, aby sa zlepšilo osvetlenie, nahradili domácnosti napríklad 100 W žiarovku s výkonnejšou 150 – 200 W alebo nainštalované žiarovky s niekoľkými kazetami, v každom prípade zvyšujúce spotrebu elektrickej energie. Pomer medzi spotrebovanou elektrinou a svetelnou účinnosťou žiaroviek je – 1 watt asi 12 lúmenov. Svetelnú účinnosť takýchto žiaroviek je možné zvýšiť iba zvýšením teploty ohrevu volfrámového vlákna, čo však vážne zníži ich už tak krátku životnosť – obyčajná 100 W žiarovka nemôže svietiť viac ako 1000 hodín, pretože zahrievanie ničí žiarovku. Jediným spôsobom, ako predĺžiť životnosť, je znížiť už tak nízku účinnosť, ktorá nepresahuje 15%. Napríklad znížením hodnoty účinnosti na 4% znížením napätia spotrebovaného žiarovkou môžete predĺžiť jej životnosť tisíckrát – ale taká žiarovka bude žiariť úplne matne.

Moderné LED žiarovky na každý watt spotrebovanej elektrickej energie produkujú najmenej 100 lúmenov, intenzita svetelného toku, ktorý generujú, je asi 10-krát väčšia ako intenzita žiaroviek. Napríklad, LED svetlomety sú efektívnejšie a energeticky menej náročné ako ich žiarovky. Svietivosť LED žiarovky závisí od typu a teploty vyhrievania LED diód, od vlastností napájacieho zdroja, ako aj od jeho konštrukcie – optické a prvky rozptyľujúce svetlo umiestnené na základni žiarovky.

Na dosiahnutie maximálnej svetelnej účinnosti nestačí vybavenie žiarovky iba vysokokvalitnými LED diódami. Výrobca musí vo vnútri vybudovať najúčinnejší tepelný režim – ak sa teplota LED v aktívnej oblasti (zóna rekombinácie elektrónov na povrchu kryštálu) zvýši o 10 ° C, potom sa svetelný tok takejto žiarovky zníži o 2,5%. Inými slovami, LED žiarovka, ktorá vytvára svetelný tok 100 lúmenov, s ohrevom v zóne rekombinácie elektrónov asi 25 ° C, sa po inštalácii v uzavretej lampe môže zahriať v aktívnej zóne na 100 ° C – intenzita jej svetelného žiarenia sa v tomto prípade zníži na 80 lúmenov..

Smerová orientácia svetelného žiarenia. Žiarovky a žiarivky inštalované do svietidiel vytvárajú rovnomerný svetelný tok vo všetkých smeroch – takéto osvetlenie je možné zaostriť v jednom smere iba pomocou tienidla alebo reflektora. Emisia svetla LED je vždy nasmerovaná iba v jednom smere, preto sú LED žiarovky vybavené optickým prvkom (sekundárna optika), ktorý mení lineárny smer svetelného toku z každej LED na požadovaný uhol, čo umožňuje získať určitý rozptyl svetla.

Linearita svetelného toku vytváraného LED žiarovkou je tak výhodou, ako aj nevýhodou tohto typu – na jednej strane nie sú lúmeny zbytočné a osvetľujú iba potrebné oblasti, čo umožňuje inštaláciu žiaroviek s nižším výkonom. Na druhej strane, konštrukcia osvetlenia pomocou LED žiaroviek musí byť braná obzvlášť zodpovedne, pretože nesprávne umiestnenie svietidiel povedie k vytvoreniu nadmerne exponovaných a príliš tmavých oblastí v miestnosti..

Ako dlho vydrží LED lampa?

Rôzni výrobcovia hovoria o životnosti 30 000 – 100 000 hodín, tj v prvom prípade žiarovka vydrží viac ako 8 rokov, v druhom – nad 27 rokov za predpokladu, že sa žiarovka používa každý deň počas 10 hodín. Ako bolo uvedené vyššie, životnosť LED žiaroviek závisí od podobných charakteristík LED – pozrieme sa na ne bližšie..

Prvým kritériom ovplyvňujúcim životnosť LED je kvalita kryštálu LED a jednotnosť jeho štruktúry. Počas prevádzky sa kryštál rozkladá z dvoch dôvodov – v dôsledku viacnásobného porušenia kryštalickej mriežky a migrácie atómov kovu tvoriacich elektródy..

a) konštrukcia konvenčnej LED: 1 – anóda; 2 – katóda; 3 – vodič; 4 – kryštál; 5 – plastová šošovka
b) konštrukcia výkonnej LED: 1 – telo; 2 – vodič; 3 – chladič; 4 – kryštál; 5 – šošovka; 6 – katóda

V tých oblastiach kryštálu, kde najčastejšie došlo k poškodeniu kryštalickej mriežky, sa elektrická energia spotrebuje iba pri uvoľňovaní tepla, to znamená bez svetelného žiarenia. Presná príčina tejto chyby nebola stanovená a predpokladá sa, že je spôsobená statickou elektrinou..

Atómy kovu, ktoré prenikajú do kryštálovej štruktúry z elektród, spôsobujú zvodové prúdy – pohyb prúdu v kryštáli kovovými inklúziami na atómovej úrovni, nevzniká žiadne svetlo. So zvyšujúcim sa prúdom a teplotou sa proces prenikania atómov kovu do kryštálu LED prudko zvyšuje, zatiaľ čo svetelné žiarenie a pokles napätia – takáto LED rýchlo zlyhá. Táto nevýhoda je spojená s lacnými „preťaženými“ LED žiarovkami, ktoré majú vysoký jas s nedostatočne účinným odvodom tepla – bezohľadní výrobcovia uprednostňujú tento spôsob, najlacnejší spôsob zvýšenia svetelného výkonu svojich výrobkov z dôvodu relatívne krátkej životnosti produktu..

Avšak nielen výrobca, ale aj užívateľ sú často zodpovední za zvýšenie teploty vo vnútri LED žiarovky a v dôsledku toho za rýchle opotrebenie. Chladič, ktorý odstraňuje teplo z diód LED, ho musí dať okolitému vzduchu alebo stene, na ktorú je svietidlo pripevnené. Ak do zaveseného stropu nainštalujete niekoľko LED žiaroviek alebo zatvoríte ich žiarovku priľahlým materiálom, potom sa aj lampa najvyššej kvality rýchlo prehrieva kvôli nedostatku miesta na rozptyl tepla. Mimochodom, bude správne inštalovať stropné svietidlá Armstrong LED do falošného stropu vyrobeného vo forme panelov.

Slabý odvod tepla počas prevádzky LED žiarovky tiež ovplyvňuje fosfor, ktorý kryje LED kryštál a optický systém zabudovaný do LED. Znakom opotrebenia fosforu je namodralý odtieň svetelného žiarenia spôsobený prevahou priameho žiarenia z kryštálu. Optický systém vyrobený hlavne zo silikónu alebo plastu stráca priehľadnosť, čo znižuje svetelný výkon LED diód.

Je potrebné poznamenať, že LED diódy od štyroch z najväčších svetových výrobcov v tejto oblasti, konkrétne od japonskej spoločnosti Nichia, holandskej spoločnosti Philips, American Gree a nemeckej Osram, majú najvyšší výkon a najdlhšiu životnosť. Pokiaľ ide o životnosť LED žiaroviek, treba poznamenať, že môžu generovať svetelné žiarenie niekoľko desaťročí, ale intenzita tohto žiarenia sa bude postupne z vyššie uvedených dôvodov postupne znižovať. Po 25 000 hodinách prevádzky (10 hodín denne – 6,5 roka) sa intenzita svetelného toku zníži o 25 – 30%, čo však spĺňa požiadavky moderných štandardov.

Typy LED žiaroviek

V závislosti od ich účelu sa LED žiarovky delia na ulicu, priemysel a domácnosť.

Vonkajšie svietidlá LED vyžarujúce biele svetlo sú určené na osvetlenie ciest, parkov a rôznych architektonických štruktúr, nemajú vymeniteľnú lampu. Ich kryt slúži na dva účely – poskytuje maximálnu ochranu pred prachom a vlhkosťou a pôsobí ako radiátor, ktorý odvádza teplo do atmosféry.

Svietidlá pre kancelárie (biele svetlo), bytové a komunálne zariadenia a priemyselné dielne tiež neobsahujú žiadne vymeniteľné prvky a prakticky nevyžadujú údržbu. Od pouličných svietidiel sa líšia tým, že spĺňajú prísnejšie požiadavky na kvalitu osvetlenia, stabilné podanie farieb a prevádzkové podmienky..

Domáce LED žiarovky (žlté svetlo) majú nízku spotrebu (do 20 W), ich prevedenie a vlastnosti spĺňajú množstvo požiadaviek na kvalitu osvetlenia, požiarnej a elektrickej bezpečnosti, majú dekoratívny vzhľad. Domáce svietidlá sú zvyčajne vybavené vymeniteľnými žiarovkami LED. Táto skupina lámp je najrozmanitejšia vo svojom konštrukčnom a inštalačnom umiestnení – môžu byť zabudované do stropu, podlahy, stien, nábytku, zavesené, používané na osvetlenie stolov, ako nočné svetlo, bodové osvetlenie atď..

Výber lampy LED

Životnosť LED žiarovky závisí od množstva charakteristík, ktoré sú do nej zabudované počas výroby, preto pri výbere je dôležitý názov výrobcu – to znamená, že iba kritérium ceny nestanovuje jeho kvalitu. Poďme na výber – ako sa nedopustiť chýb tým, že si kúpite lacné LED žiarovky?

Obvyklé výberové kritérium – výkon svetelného zdroja vo wattoch – nie je úplne indikatívne vo vzťahu k LED žiarovkám, pretože uvádza iba svoju spotrebu energie na jednotku a potrebujeme poznať množstvo svetelného žiarenia.

Emisia svetla meraná v lúmenoch (lm) charakterizuje schopnosť danej žiarovky osvetľovať miestnosť. V niektorých prípadoch výrobca „zabudne“ uviesť svetelný tok na obale žiarovky, pričom porovnáva iba žiarovku s určitým výkonom – hovorí, že táto LED lampa je z hľadiska kvality osvetlenia úplne v súlade s ňou. Navrhujem použiť tabuľku nižšie na určenie vzťahu medzi emisiou svetla a výkonom žiarovky..

Výkon žiarovky (W)	Žiarivka, výkon (W)	LED žiarovka, výkon (W)	Priemer svetelného toku (lm)
20	5-7	2-3	250
40	10-13	4-5	400
60	15-16	8-10	700
75	18-20	10-12	900
sto	25-30	12-15	1200
150	40-50	18-20	1800
200	60-80	25-30	2500

Zdá sa, že tieto údaje sú dostatočné na výber LED žiarovky, ale nie je tomu tak – malo by sa vziať do úvahy, že LED žiarovky vyžarujú úzke lúčové svetlo, na rozdiel od žiariviek a žiaroviek. Výrobcovia zväčšujú uhol osvetlenia žiarovky o optický prvok, pričom označujú uhol odchýlky svetelného lúča na obale. Ak je uhol 120 °, potom to znamená: – svetelný tok vyžarovaný žiarovkou sa zníži na polovicu, pretože svetelný tok sa od stredovej osi odchýli o 60 °. Smerový smer svetelného žiarenia s divergenciou 120 ° je pomerne široký – priestor pod takouto lampou bude osvetlený na veľkej ploche s takmer rovnakým jasom. LED žiarovky s uhlom odklonenia od 20 ° do 30 ° sú vhodné iba pre osvetlenie priestorov (prízvuk), nie sú vhodné pre bežné osvetlenie miestností.

Skvelé, možno si myslíte, že by ste si mali zvoliť LED žiarovky s divergenciou 120 ° – bez ohľadu na to, ako to je! Široký uhol osvetlenia vytvára ďalší problém – vysoký jas pri širokouhlom uhle, ktorý môže spôsobiť nepríjemné pocity v očiach domácností. Z tohto dôvodu sa môžu svietidlá so širokým uhlom rozmiestnenia inštalovať iba do stropných a nástenných svietidiel, pri ktorých je splnená požiadavka na ochranný uhol. Dovoľte mi vysvetliť: ochranný uhol svietidla je najväčší uhol, pri ktorom samotný zdroj svetla (lampa) nespadá do priamej priamej viditeľnosti ľudského oka, to znamená, že nerozsvieti oči. Ochranný uhol vo svietidle sa vytvára pomocou mriežkových mriežok umiestnených v určitej vzdialenosti od žiarovky..

Ďalším ukazovateľom je teplota farby, inými slovami farebný odtieň svetelného žiarenia generovaného danou lampou. Keby bolo všetko jednoduché s žiarovkami – ich svetlo bolo iba žlté, potom v prípade žiariviek a LED žiaroviek to tak nie je. Pri výbere žiarovky nezabudnite na teplotu farby uvedenú na obale v stupňoch Kelvin:

• Od 2700 do 3500 ° K – takzvané „teplé“ svetlo so žltým odtieňom, podobné svetelnému žiareniu zo žiaroviek. Zároveň žiarovky s farebnou teplotou 2700 ° K vyžarujú výrazné žlté svetlo, ale ich svetelný tok nie je taký silný, a žiarovky s farebnou teplotou 3500 ° K sa vyznačujú silnejším svetelným žiarením s nižšími odtieňmi žltej (produkujú viac bieleho svetla ako žltého)..
• Od 4 000 do 5 000 ° K – neutrálne vyžarovanie bieleho svetla, ktoré poskytuje jasné osvetlenie. Tieto žiarovky sa bežne používajú v kanceláriách, podnikoch a verejných inštitúciách;
• Viac ako 6500 ° K – chladné biele svetlo s vysokou svetelnou účinnosťou. Táto skupina svietidiel je použiteľná iba pre pouličné osvetlenie.

Nakoniec nezabudnite venovať pozornosť indexu podania farieb (indexu podania farieb), ktorý je uvedený na obale žiarovky – jej číselná hodnota charakterizuje, do akej miery sa farba predmetov osvetlených touto žiarovkou zhoduje s ich prirodzenou farbou. Optimálnou hodnotou tohto ukazovateľa bude index podania farieb 70 a vyšší (alebo stupeň podania farieb najmenej 2A). Pouličné svietidlá môžu mať nižšiu indexovú hodnotu 60 (alebo 2B), ale nie nižšiu.