Наверняка Вы что-нибудь знаете о лампах различных типов, однако вряд ли изучали этот вопрос слишком глубоко. В данном обзоре мы решили раскрыть ряд технических нюансов более полно, чтобы каждый потребитель чётко понимал, что из себя представляют разные типы лампочек и каковы характеристики эффективности их работы.
Световая отдача
Чтобы понимать, на что следует обращать основное внимание, проанализируем базовую характеристику лампы – световую отдачу. Данная величина измеряется в Лм/Вт, то есть показывает нам, сколько единиц светового потока (люменов) мы можем получить от каждой потреблённой изделием единицы энергии (ватта).
Нетрудно увидеть, что этот показатель по своей сути отражает уровень энергетической эффективности лампы. Если Вам кажется, что отрасль производства лампочек уже полностью устоялась и практически не развивается – это не так.
Наоборот, сейчас производители ламп всех типов борются как раз за то, чтобы приблизить реальную световую отдачу своих изделий к теоретически достижимым пределам.
В чём заключаются эти пределы? Здесь всё просто: это та величина световой отдачи, которая может быть достигнута при полном преобразовании электрической энергии в видимый свет требуемой яркости.
Кроме чисто технологических сложностей, есть также определённые ограничения, вносимые механизмами восприятия света человеком. Уровень чувствительности наших глаз неодинаков при различных длинах волн, излучаемых источником света.
Лучше всего мы видим жёлто-зелёную часть оптического спектра (около 555 нм), но в других его областях чувствительность снижается.
Таким образом, в техническую систему координат, сформированную понятиями «световой поток» и «мощность», включается третий фактор, физиологический.
Для его обозначения применяют термин «видимый свет», который достаточно чётко указывает на важность одного обстоятельства: в конечном итоге приоритет имеет не то, каково соотношение Лм/Вт, а то, каким образом человеческий глаз воспринимает результат излучения при данной световой отдаче источника.
Предположим, мы используем новейшую лампочку, которая способна выдавать максимальный уровень преобразования электроэнергии в свет. При этом будем также полагать, что требуемый нам оттенок как раз находится в середине оптимального для нас жёлто-зелёного диапазона.
В этих условиях мы могли бы получить рекордную световую эффективность – около 680 Лм/Вт для значения световой волны в 555 нм. Если же мы возьмём значение гораздо менее различимого нами красного цвета, то получим 180 Лм/Вт при длине волны в 630 нм.
Таким образом, очевидна колоссальная разница между разрывом в диапазоне цвета свечения и изменением величины видимого света. Потому чтобы добиться белого света, необходимо произвести смешение излучений в различных спектрах в правильной пропорции.
При этом сам спектр может быть как сплошным, так и линейчатым, а порой даже полосатым.
Цвет и свет
Несмотря на языковую родственность данных слов, с оптической точки зрения это понятия лишь связанные, но не имеющие однозначной взаимной корреляции. Даже банальный белый свет от люстры, расположенной в помещении, определяется цветностью и типом лампочки, что потребует её предварительного анализа, иначе Вы рискуете получить совсем не тот результат, на который рассчитывали.
Жилые комнаты принято освещать тёплыми тонами на уровне цветовой температуры 2700–3000К. Такие оттенки способствуют умиротворению, помогают отдохнуть и расслабиться после трудового дня. Из-за цвета нашей кожи в таком освещении мы выглядим наиболее естественно.
Офис, рабочий кабинет или письменный стол можно осветить гораздо более холодным светом. Он имеет цветовую температуру на уровне 4000-4500К и отлично подойдёт для охвата большой территории.
Опять же, зелень на подоконнике кабинета будет выглядеть при нём более насыщенно, а это, как известно, полезно для усталых от компьютера глаз. Раньше для офисов нередко применяли галогеновые лампы с цветовой температурой около 3000К.
Хоть данный тип и имеет изначально более холодный тон свечения, при этих величинах он может создавать на предметах «эффект старины»: страницы книг и листья растений будут выглядеть пожелтевшими, а мебель – выцветшей.
Грамотное распределение ламп с разным спектром может давать очень хорошие результаты. Например, неплохо себя зарекомендовало уличное двухцветное освещение, при котором проезжая часть освещается хорошо распознаваемым жёлто-зелёным светом, а тротуары – концентрирующим внимание прохладным белым.
Цветопередача
Во внутренних помещениях тоже можно прибегать к приёмам комбинирования, подобным описанному ранее, но делать это следует с осторожностью. Дело в том, что на небольших пространствах будет слишком заметна «разношёрстность» освещения, а это не только неэстетично, но и на подсознательном уровне вызывает у человека дискомфорт.
Несмотря на важность однородности цвета освещения, в интерьерах на первый план выходит именно цветопередача.
Чтобы люди, вещи и предметы мебели выглядели привычно и естественно, у ламп должен быть сплошной спектр излучения с высоким индексом CRI.
Ориентиром при этом является солнечный свет, чья цветовая температура в течение дня меняется от 1800К до 6000К, но цветопередача остаётся неизменно высокой.
Обычно лампы накаливания и качественные галогенки не грешат искажениями, поскольку имеют сплошной спектр, но разрядные лампы могут достаточно плохо передавать цвета предметов в силу наличия в их спектрах полос и линий.
Не всегда производители пишут индекс цветопередачи прямо на упаковке ламп, однако в фирменных каталогах можно найти более полную информацию по этому поводу. Там данный показатель приводится в единицах Ra или указывается как индекс CRI.
Цена деления, нулевая отметка и максимум (100 единиц) у обеих шкал одинаковые, так что можно не бояться перепутать значение при выборе.
В классическом случае за эталон взяты 8 образцов света. Лампочки накаливания приближаются к значению в 100 ед., разрядные лампы (например, натриевые) могут иметь разброс индекса от 20 до 95 ед. и т.д. Справедливости ради, хотим отметить, что индексом Ra ещё нужно научиться пользоваться.
Люминесцентные лампы и белые светодиоды с уровнем Ra=80 позиционируются как изделия с «хорошей» передачей цветов, однако допускается, чтобы даже в них один цвет немного «выпадал из обоймы».
Выяснить подобные нюансы можно только методом проб и ошибок, а потому у опытных дизайнеров и архитекторов уже имеется собственная база проверенных осветительных приборов.
С каждым годом ассортимент лампочек разных типов и форм только растёт. Преимущественную часть потребительского спроса по-прежнему составляют лампы накаливания, однако их постепенно вытесняют с рынка галогеновые, люминесцентные, энергосберегающие (КЛЛ) и светодиодные лампочки.
Последние два типа сейчас располагаются на гребне волны, однако с технической точки зрения КЛЛ заметно проигрывают светодиодным – как в плане экономичности, так и с эксплуатационной точки зрения.
Производители регулярно совершенствуют свою продукцию, что даёт нам возможность надеяться на качественно новый виток в сфере осветительной техники, предстоящий человечеству в ближайшее десятилетие.
Типы ламп
Далее кратко рассмотрим отдельные типы ламп с учётом уже знакомых нам характеристик. Сейчас на рынке можно найти такую продукцию:
- лампы накаливания;
- галогеновые лампы;
- люминесцентные лампы;
- энергосберегающие лампы (КЛЛ);
- светодиодные лампы;
- модули на базе светодиодов.
Лампы накаливания
Данная разновидность лапочек хорошо известна всем нам с детства. В стеклянной колбе располагается вольфрамовая нить, которая нагревается при прохождении через неё электрического тока. В сравнении с другими типами, их световая отдача выглядит смехотворно: около 10-15 Лм/Вт. С точки зрения качества преобразования энергии, они также заметно проигрывают другим типам, расходуясь в большей степени на получение тепла, нежели на выработку света.
Они излучают очень тёплые тона (цветовая температура около 2600-2700К) и имеют высочайший уровень передачи цвета (Ra=100).
Тем не менее, ресурс работы у данных изделий невелик – около 1000 часов, что также невероятно мало для современных осветительных приборов.
Несмотря на то, что большинство людей знают об этом, продажи лампочек накаливания всё так же стабильны. Причиной спроса является низкая цена продукции и её традиционность, укоренившаяся в нашем сознании.
Галогеновые лампы
Галогенки являются более современным типом ламп, основанным на эффекте свечения спирали в газовой среде. Для их изготовления используются специальные сорта кварцевого стекла, обеспечивающего многократное отражение светотеплового излучения внутрь колбы. Световая отдача таких ламп держится на уровне 30 Лм/Вт, а цветовая температура колеблется от 3000 К для подавляющего числа типовых моделей и до 4200 К для лампочек дневного света.
Если галогенка произведена солидной фирмой, её Ra будет стремиться к 100. Угол рассеяния таких ламп без отражателей невелик, потому они чаще применяются для фокусировки света на отдельных объектах. Срок службы превышает аналогичный показатель предыдущего типа в 2-4 раза, то есть составляет около 2000-4000 часов.
Люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы представляют собой длинный цилиндр, наполненный парами ртути, с расположенными внутри электродами. В электрическом поле пары начинают излучать УФ-лучи, что провоцирует люминофор, нанесённый на стенки трубки, светиться в видимом спектре. В зависимости от класса, такие лампы могут обеспечивать либо среднюю цветопередачу Ra=80 при световой отдаче до 104 Лм/Вт, либо же Ra=90-98 при светоотдаче около 88 Лм/Вт. Особенностью люминесцентных ламп является необходимость использования пускорегулировочных устройств. Тем не менее, их сильной стороной является долговечность – в офисах такие лампы могут успешно работать свыше 20 тыс. часов.
Энергосберегающие лампы
Известные сейчас как «энергосберегающие», такие лампы имеют второе, более правильное название, КЛЛ – компактные люминесцентные лампы. По своему строению они являются дополнением к предыдущему типу, только трубка здесь закручивается в спираль. Их светоотдача в среднем составляет до 75 Лм/Вт при цветовой температуре 2700–6000 К и индексе цветопередачи свыше 80 ед. В последние пять лет они получили большое распространение как замена традиционных лампочек во всех сферах применения последних. Несмотря на достаточную простоту ламп этого типа и умеренную стоимость, их потенциал переоценён, и эксперты утверждают, что ажиотаж вокруг КЛЛ вызван в большей степени рекламой, нежели реальной эффективностью изделия.
Светодиодные лампы
Существует два основных вида светодиодных ламп: SMD и LED filament. Здесь мы не станем углубляться в технологию их производства и сравнивать их (для этого у нас есть отдельная статья), но обозначим, что в основе их всех лежит работа светодиодов. С технической точки зрения, на нынешний момент данный тип ламп занимает лидирующие позиции.
При мощности лампы в пять ватт, её световая отдача составляет 25Лм/Вт, а уровень цветопередачи – свыше 85 ед. При этом светодиодные источники имеют пока более высокую цену, однако она полностью компенсируется сроком службы: от 50 до 100 тыс. часов.
Можно говорить, что данный тип лампочек совершил своеобразную революцию, переведя эффективное освещение на твердотельные материалы. С учётом их высокой экономичности, ближайшее время никакие конкуренты светодиодам не страшны.
Модули на базе светодиодов
Светодиоды понемногу начинают заполнять все сферы жизни, а потому многие производители стараются адаптировать их под различные хозяйственные и общественные нужды. Первой на очереди стоит замена тех ламп, которые нужны для создания цветовых эффектов. В сравнении с лампой накаливания, дополненной светофильтром, несколько диодов выглядят гораздо более удобными и экономичными.
Муниципалитеты крупных зарубежных городов предусматривают перевод на светодиоды практически всех сигнальных объектов инфраструктуры: светофоров, уличных фонарей, наземной навигации, стоп-сигналов на коммунальной технике и др. Такие изделия потребляют гораздо меньше энергии и нуждаются в замене лишь раз в 5-7 лет, что делает их несоизмеримо более выгодными для местных бюджетов.
Заключение
Не нужно быть экспертом, чтобы понимать, сколь важную роль в жизни человека играет освещение. Без света мы не могли бы заниматься многими привычными современному человеку делами: работать, читать, учиться, ходить по улицам в тёмное время суток, заниматься домашними делами.
Представленный выше сравнительный анализ источников света призван показать не только эволюцию светотехнического оборудования, но и продемонстрировать сохраняющиеся различия в сфере применения отдельных типов ламп.
Вероятно, в ближайшие годы мы станем свидетелями новых изобретений в этой сфере и сможем по достоинству оценить результаты изысканий учёных. А пока что предлагаем Вам по максимуму использовать уже доступные нам блага современной цивилизации и переходить на более энергоэффективные источники света.
Посмотреть последние модели Вы всегда можете на сайте нашего интернет-магазина «5watt».
Виды источников света. Сравнительный анализ
Лампа накаливания — самый распространенный вид лампочек. По мнению специалистов, это обуславливается простотой конструкции и применения, универсальностью и невысокой стоимостью.
Лампы накаливания — тепловой источник света, спектр которого отличается от дневного света преобладанием желтого и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета.
Применяются такие лампы, как правило, в бытовом и декоративном освещении, а также там, где к освещению не предъявляют особых требований, а потребление и срок службы ламп не являются определяющими факторами.
Галогенные лампы — это усовершенствованные лампы накаливания. Достоинством галогенных ламп является неизменно яркий свет, прекрасная передача цвета и возможность создания разнообразных световых оттенков.
Благодаря добавлению в колбу газов фтора, брома, хлора, йода, уменьшающих количество испарения вольфрама, срок службы лампы увеличился до 2000-5000 часов. Использование специальных фильтров, нанесенных на кварцевое стекло, «останавливает» ультрафиолет, что оберегает освещаемые вещи от выгорания.
Дихроичные отражатели отводят тепловое излучение за пределы освещаемой площади. Яркость освещения регулируется с помощью большого ассортимента диаметров отражателей.
Линейные галогенные лампы с нитью накала в форме спирали и прозрачной кварцевой трубкой. Эти двухцокольные лампы используются для освещения широких поверхностей. Благодаря применению упрочненных держателей, нити накала обладают высокой устойчивостью к механическим воздействиям.
Для ламп мощностью до 500 Вт позиция свечения произвольная, мощностью свыше 500 Вт — только горизонтальная, с допустимым отклонением в 4°.
Лампы совмещают в себе высокую светоотдачу, «живой» белый блеск, отличный коэффициент цветопередачи, постоянный световой поток в течение всего срока службы, мгновенное перезажигание, возможности регулировки яркости.
Галогенные лампы со стеклянным отражателем и цветным защитным стеклом. Цветное стекло добавляет световому пучку определенный оттенок. Предназначены для декоративного освещения.
Галогенные лампы с параболическим стеклянным отражателем, покрытым металлическим алюминиевым слоем. Предназначены для создания световых акцентов.
Слегка рифленая поверхность переднего стекла хорошо подчеркивает эффект «искрящегося» света и защищает горелку от загрязнения и пыли, а также от соприкосновения с руками человека.
Применяется в акцентном освещении, в освещении общественных и жилых помещений, уличной подсветке (при использовании на улице лампа должна быть защищена от попадания влаги).
Галогенные лампы с двойной колбой работают от сетевого напряжения, имеют резьбовой цоколь. Лампы характеризуются стабильной светоотдачей и отличной цветопередачей (Ra=100). Лампы могут работать с регулятором яркости. Применяются для освещения жилых и общественных помещений.
Лампы накаливания со временем теряют яркость. Современные галогенные лампы не имеют этого недостатка благодаря добавлению в газ-наполнитель галогенных элементов.
Галогенные лампы имеют яркий насыщенный и ровный свет, спектральный состав которого значительно отличается от спектрального состава света обычной лампы накаливания и приближен к спектру солнечного света.
Благодаря этому прекрасно передаются цвета мебели и интерьера в теплой и нейтральной гамме, а также цвет лица человека.
Преимущества галогенных ламп:
- высокая светоотдача;
- стабильно яркий свет на протяжении срока службы;
- долгий срок службы;
- миниатюрная конструкция;
- возможность регулирования светового потока;
- высокий уровень безопасности, особенно в условиях повышенной влажности (низковольтные лампы).
Недостатки галогенных ламп:
- до стеклянной поверхности лампы лучше не дотрагиваться голыми руками, так как на ней остаются жирные пятна, что может привести к оплавлению в этом месте стекла колбы. Лампу необходимо брать, используя кусок чистой ткани, а если колба чем-то испачкана, то нужно протереть ее медицинским спиртом;
- галогенные лампы очень чувствительны к скачкам напряжения сети, поэтому их следует включать через стабилизатор напряжения, а низковольтные — через трансформатор;
- температура колбы может достигать 500 °С, поэтому при установке ламп следует соблюдать нормы противопожарной безопасности (например обеспечить достаточное расстояние между поверхностью перекрытия и подвесным потолком).
Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света низкого давления.
Его световой поток определяется свечением люминофора под воздействием ультрафиолетового излучения, которое возникает вследствие электрического разряда.
По мнению специалистов, в соотношении «цена и качество» люминесцентные лампы являются наиболее эффективными и востребованными именно в сфере коммерческой недвижимости.
Изнутри стенка колбы покрыта смесью люминесцентных порошков, которая называется люминофор. Лампы с трехполосным люминофором более экономичны, поскольку световая отдача у них составляет до 104 Лм/Вт, но обладают худшей цветопередачей (Ra=80), а лампы с пятиполосным люминофором имеют отличную цветопередачу (Ra=90-98) при меньшей световой отдаче (до 88 Лм/Вт).
Существует два способа поджига люминесцентных ламп — электромагнитным и электронным балластом. Тип балласта влияет на зажигание ламп, а также на мерцание в работе и срок службы поджигающих электродов. При поджиге люминесцентных ламп с электромагнитным балластом происходит до 30% потерь электроэнергии.
Основным отличием люминесцентного светильника с электронным балластом от такого же светильника с электромагнитным балластом, помимо энергосбережения, веса и объема, является частота мерцания: Лампы с электронным балластом работают с высокой частотой мерцания около 42 000 Гц в секунду, тогда как лампы с электромагнитным балластом работают с частотой 100 Гц в секунду, что при длительном использовании вызывает усталость глаз.
Прямые трубчатые люминесцентные лампы — это газоразрядные лампы низкого давления. Состоят из стеклянного баллона, двух цоколей (с выводными контактами) на обоих концах баллона, двух подогревных катодов из вольфрамовой нити или стальной трубки. Баллон наполнен парами ртути и инертным газом (аргоном). Длина трубки напрямую связана со светоотдачей лампы. Применяются в жилых и общественных помещениях.
Люминесцентные лампы в виде кольца, благодаря своей форме применяются в широком диапазоне осветительных приборов. Из-за малых габаритов трубки эту лампу можно использовать в максимально плоских светильниках. Она применяется для освещения общественных и жилых помещений.
Преимущества люминесцентных ламп:
- по сравнению с лампами накаливания обеспечивает такой же световой поток, но потребляют в 4-5 раз меньше энергии;
- имеют низкую температуру колбы;
- повышенный срок службы;
Недостатки люминесцентных ламп:
- снижает световой поток при повышенных температурах;
- содержание ртути (хотя и в очень малых количествах, 40-60 мг). Эта доза безвредна, однако постоянная подверженность пагубному воздействию может нанести вред здоровью;
- люминесцентные лампы не приспособлены к работе при температуре воздуха ниже 15-20 °С.
Компактные (энергосберегающие) люминесцентные лампы вырабатывают свет по тому же принципу, что и обычные люминесцентные, только на гораздо меньшей площади, и являются компактной альтернативой люминесцентным лампам-трубкам.
Преимущества компактных ламп по сравнению с лампами накаливания:
- до 80% меньшее потребление тока при том же количестве света;
- срок службы в 6-15 раз больше по сравнению с обычными лампами накаливания и составляет, соответственно, 6000-15 000 часов в зависимости от типа;
- меньшие потери на обслуживании за счет длительного времени службы;
- возможность выбора цвета свечения.
Газоразрядные лампы высокого давления. Особенностями газоразрядных ламп, по словам специалистов, является их высокая светоотдача и длительный срок службы в широком диапазоне температур окружающей среды. В нашем климатическом поясе для архитектурного (наружного) освещения предпочтительней использовать именно газоразрядные лампы, поскольку они отлично работают при минусовой температуре. Применение газоразрядных ламп рекомендуется только с защитным стеклом, качественными комплектующими и квалифицированной сборкой схемы, иначе они небезопасны для домашнего использования. Так, например, взрыв лампы или короткое замыкание в цепи может привести к пожару. Также следует отметить, что газоразрядные лампы светят в полную силу не сразу, а по истечении 2 — 7 минут.
В группу газоразрядных ламп входят металлогалогенные, натриевые и ртутные лампы.
Металлогалогенные лампы — это ртутные лампы высокого давления, в которых используются добавки из йодидов металлов, в том числе редкоземельных, а также сложные соединения цезия и галогенида олова. Все эти добавки значительно улучшают световую отдачу и характеристики цветопередачи ламп при ртутном разряде. Все металлогалогенные лампы дают белый свет с различной цветовой температурой. Их особенность состоит в хорошем уровне цветопередачи. Любые предметы и растения под ними смотрятся абсолютно естественно. По словам специалистов, металлогалогенные лампы широко используются в освещении объектов коммерческой недвижимости, а также выставок, служебных помещений, гостиниц и ресторанов, для подсветки рекламных щитов и витрин, освещения спортивных сооружений и стадионов, для архитектурной подсветки зданий и сооружений. * Исследования проведены автором.
Достоинства металлогалогенных ламп:
- высокая световая отдача (60 — 110 Лм/Вт);
- большой срок службы (до 10 000 часов);
- компактные размеры;
Недостатки металлогалогенных ламп:
- не подходят для плавной регулировки;
- долгое зажигание и перезажигание.
Натриевые лампы принадлежат к числу наиболее эффективных источников видимого излучения: они обладают самой высокой световой отдачей среди газоразрядных ламп, экономны и имеют длительный срок службы. Обычно лампы излучают характерный желтый цвет, но если в состав зажигающего вещества входит ксенон, они дают яркий белый свет. Натриевые лампы бывают высокого (излучают свет теплого желтого цвета, подходящий для освещения больших парков, дорог и площадей) и низкого давления (идеально подходят для уличного освещения).
Достоинства натриевых ламп:
- высокий уровень светоотдачи (до 130 Лм/Вт);
- длительный срок службы (до 12 000 часов);
- энергетическая экономичность.
Недостатки натриевых ламп:
- плохая цветопередача (Ra = 20);
- долгое зажигание и перезажигание (до 10 минут).
Газоразрядные натриевые лампы применяются для освещения улиц, а также промышленных помещений, где основными условиями являются экономность и яркость, а требования к светопередаче несущественны.
Работа ртутной лампы основывается на использовании излучения электрического разряда в парах ртути. Лампы данного типа отличаются высокой светоотдачей при сравнительно небольших габаритах, они имеют длительный срок службы. 40% излучения приходится на ультрафиолетовую область спектра.
Для увеличения светоотдачи ультрафиолетовое излучение преобразуют в видимый свет с помощью люминофора, которым покрыта колба лампы.
Эти лампы позволяют значительно снижать затраты при установке, эксплуатации и техническом обслуживании в следующих областях применения: дорожное освещение, освещение ландшафтов.
Ртутная лампа высокого давления содержит пары ртути, парциальное давление которых во время работы достигает 105 Па. Такие лампы обладают высокой надежностью, хорошей цветопередачей, позволяют снизить затраты на установку и техническое обслуживание. Применяются для внутреннего и наружного освещения коммерческих и производственных объектов, для декоративного и охранного освещения. Ртутно-вольфрамовая лампа — лампа, внутри которой в одной и той же колбе находятся разрядная трубка ртутной лампы высокого давления и спираль лампы накаливания, соединенные последовательно. Колба может быть покрыта люминофором. Вольфрамовая спираль служит дополнительным источником света в красной области света и одновременно выполняет функцию балластного давления для ртутной горелки. Благодаря этому устройству улучшается передача цвета и отпадает необходимость использования дополнительного дросселя.
Преимущества ртутных газоразрядных ламп:
- широкий диапазон мощностей;
- достаточный уровень световой отдачи (30-60 Лм/Вт);
- большой срок службы (до 12 000 часов);
- ртутно — вольфрамовые лампы не требуют пускорегулирующего аппарата;
- компактные размеры;
Недостатки ртутных газоразрядных ламп:
- плохая цветопередача;
- долгое зажигание и перезажигание (до 5 -10 минут).
По мнению большинства специалистов, будущее освещения — за лампами и светильниками на светодиодах. На данный момент они еще не так востребованы на рынке, как люминесцентные лампы или лампы накаливания, и в основном применяются в архитектурном, ландшафтном и декоративном освещении, Особое внимание хотелось уделить светодиодам, продуцирующим большой световой поток, как правило, эти светодиоды с мощностью от 1 Вт до 15 Вт. Данные источники света имеют достаточно большую светоотдачу, приближающуюся уже к значению светоотдачи газоразрядных ламп, большой срок службы, компактные размеры и достаточно большую яркость. Все эти свойства открывают новые возможности применения светодиодов, как для общего, так и для прожекторного освещения. Благодаря отсутствию тела накала светодиоды отличаются высоким КПД и большим сроком службы (80 000 — 100 000 часов).
Преимущества светодиодов:
- низкое энергопотребление — не более 10% от потребления при использовании ламп накаливания;
- долгий срок службы — до 50 000 часов;
- высокий ресурс прочности — ударная и вибрационная устойчивость;
- чистота и разнообразие цветов, направленность излучения;
- регулируемая интенсивность;
- низкое рабочее напряжение;
- экологическая и противопожарная безопасность. Они не содержат в своем составе ртути и почти не нагреваются.
Теперь видна четкая картина перспективы светодиодов и их явные преимущества перед другими источниками света. Производство светодиодов в последние годы опережают все самые оптимистические прогнозы на 20-30%. Большинство экспертов сходятся во мнении, что через 7-10 лет светодиоды захватят все основные позиции на рынке света.
Социальные кнопки для Joomla
Подробное сравнение светодиодных ламп и других источников света
В данном материале мы постарались изложить подробную информацию относительно преимуществ светодиодных ламп по сравнению с люминесцентными, галогенными и традиционными лампами накаливания. Также, в подтверждение энергоэффективности и экономичности LED-ламп в статье приводятся расчеты окупаемости данных устройств. По прочтении Вы самостоятельно сможете сделать вывод о том, насколько выгодны и надежны в использовании светодиодные лампы. Изначально нужно разобраться в том, какие типы лампочек сейчас являются наиболее популярными и рассмотреть каждый из них в деталях.
Типы источников света
Лампы накаливания (в народе – «лампочки Ильича») по сей день остаются самыми распространенными в нашей стране. На рынке светотехники они представлены в многообразии размеров и мощностей. В конструкцию данного источника света входят: металлический цоколь с резьбой, колба из прозрачного стекла, вольфрамовая нить накаливания.
Работа лампочки основана на прохождении тока через вольфрамовую спираль, которая в этот момент накаляется, излучая свет. Особенность ламп накаливания, при этом отрицательная, состоит в том, что основная доля используемой электроэнергии тратится на нагрев стеклянной колбы — около 80%.
Лишь оставшиеся 20% отводятся на освещение, несмотря на то, что это главное и единственное предназначение источников света.
Сегодня лампы накаливания постепенно начали уходить на последний план, уступая место более современным, высокотехнологичным и эффективным устройствам. Даже самая низкая цена на рынке не дает возможности «лампочкам Ильича» оставаться на лидирующих позициях.
Галогенная лампа конструктивно и по принципу функционирования очень похожа на лампу накаливания. То есть, производителем света также является нить накаливания из вольфрама, только помещена она в стеклянную колбу, заполненную буферным газом.
Такой принцип устройства способствует повышению светоотдачи и увеличению срока эксплуатации в пределах 2-3 тысяч часов. Данные показатели вдвое больше показателей классических ламп накаливания. Визуальная особенность конструкции галогенных ламп – небольшие габариты колбы, благодаря чему существует возможность выпуска изделий совсем маленьких размеров.
Миниатюрные галогенные лампы используются в автомобильном освещении или во встраиваемых светильниках.
Люминесцентная (энергосберегающая) лампа по сравнению с лампами накаливания и галогенными лампами — более современный источник света.
Отличительной положительной характеристикой является низкий уровень потребления электроэнергии, следовательно, из-за чего и произошло название.
Приблизительно с 2010 года началось активное внедрение люминесцентных ламп в бытовое использовании на территории нашей страны. Но применение в освещении офисов и производственных помещений началось на десятки лет раньше.
Энергосберегающая люминесцентная лампа – это газоразрядное светотехническое устройство. Внутри него вследствие электрического разряда производится УФ-излучение, преобразующееся в дальнейшем в свет при помощи люминофора. Энергоэффективность данного источника света практически в 5 раз превышает показатели лампочек накаливания.
Светодиодная лампа (LED-лампа) – это бесспорно самый надежный, экономичный, экологичный, долгосрочный, качественный и эффективный источник света. Данный вывод подтверждается сравнительной таблицей, что располагается чуть ниже по тексту.
Исходя из наименования данных ламп очевидно, что источником света являются светодиоды. Устройство LED-ламп гораздо сложнее, чем у вышеперечисленных типов источников света. Именно поэтому светодиодные лампочки отличаются высокой стоимостью. Но мы приведем для Вас факты, доказывающие то, что внушительная цена полностью оправдана, а главное – окупаема в процессе эксплуатации.
Сравнительный анализ ламп. Светодиодные, люминисцентные и лампы накаливания
31 Августа 2015г.
Очень многие покупатели задаются вопросом, какие лампы — накаливания, люминисцентные или светодиодные — наиболее выгодны с точки зрения сроков службы, экономии бюджета и экологичности. Что ж, мы с удовольствием и максимальной объективностью расскажем об основных плюсах и минусах каждого типа ламп.
Лампы накаливания
Источником света является тело накала.
Основные плюсы:
- низкая стоимость;
- хороший индекс цветопередачи — считается, что свет, который дают лампы накаливания, является практически равным тому, который исходит от солнца, что наиболее привычно для глаз человека.
Основные минусы:
- самый низкий коэффициент полезного действия, или, по-другому, самая низкая светоотдача — большая часть потребляемой энергии расходуется на нагрев тела накала.
Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)
Источником света является люминофор, покрывающий всю поверхность колбы лампы изнутри. Следовательно, колба лампы светится вся, а не точечно, как у ламп накаливания.
Основные плюсы:
- высокая светоотдача (высокий КПД) — при одинаковом потреблении электроэнергии эти лампы светят в среднем в 5 раз ярче ламп накаливания;
- большой срок службы при непрерывном цикле эксплуатации (без частых включений и выключений) — служат в среднем в 10 раз дольше ламп накаливания;
- меньший нагрев корпуса ламп;
- есть возможность выбора цветовой температуры — холодный, теплый, УФ;
Основные минусы:
- не рассчитаны на частые включения/выключения;
- не работают с обычными диммерами;
- низкая цветопередача — возможно искажение цвета освещаемых поверхностей;
- наличие паров ртути в составе газа внутри колбы лампы — необходима специальная утилизация ламп.
Светодиодные лампы
Источником света является полупроводниковый прибор — светодиод.
Основные плюсы:
- самая большая светоотдача — при одинаковом потреблении электроэнергии эти лампы светят в среднем в 12 раз ярче ламп накаливания;
- большой срок службы — работают в 30-50 раз дольше ламп накаливания при любых циклах использования;
- низкая рабочая температура корпуса ламп;
- полная экологическая безопасность;
- высокая механическая прочность;
Основные минусы:
Таким образом, можно сделать определенные выводы. Самым экономичным и экологичным источником света на текущий момент являются светодиодные лампы, так как они не содержат опасных веществ, и у них самый большой коэффициент полезного действия.
Для большей наглядности предлагаем вашему вниманию сводную таблицу по характеристикам всех типов ламп:
| Энергопотребление: | 100 Вт = 100 Вт | 22 Вт = 100 Вт | 9 Вт = 100 Вт |
| Срок службы: | 1 000 часов | 5 000 часов | >20 000 часов |
| Тепловыделение / t° поверхности: | Высокое / > 150°С | Среднее / > 100°С | Низкое / >70°С |
| Экологичность: | Нет | Нет | Да |
| Возможность переработки: | Нет | Нет | Да |
| Ударопрочность: | Стекло / Хрупкое | Стекло / Хрупкое | Пластик / Прочный |
| Эффект ВКЛ / ВЫКЛ: | Сокращает срок службы | Сокращает срок службы | Не оказывает влияния |
| Эффективность затрат: | Низкая | Средняя | Высокая |
К списку статей
Творческая работа учащихся по теме: [Научно-исследовательская работа] Сравнительный анализ источников света | Социальная сеть работников образования
- ВЫПОЛНЕНИТЕ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА
- ИСТОЧНИКОВ СВЕТА РАЗНОГО ТИПА
- Автор работы: Серафин Роман Андреевич, 2 курс, группа 341
- Руководитель: Мирошниченко Ирина Вячеславовна, преподаватель спецдисциплин АУ «Сургутский профессиональный колледж».
В результате мирового кризиса проблема энергосбережения стала во всем мире еще более актуальной. В связи с этим в 27 странах Евросоюза с 1 сентября 2009 года уже запретили продажу ламп накаливания мощностью 100 и более ватт. В России, согласно постановлению правительства РФ, прекращение выпуска и продажи ламп накаливания началось в 2011 году.
В настоящее время в осветительных установках широко применяются энергосберегающие и светодиодные лампы.
Объект исследования: источники света разных типов: лампы накаливания, энергосберегающие (газоразрядные) и светодиодные лампы.
Цель исследования: анализ основных характеристик источников света разного типа (светоотдачу, срок службы, мощность лампы, ударопрочность, тепловыделение и т.д.).
В соответствии с целью поставлены следующие задачи исследования:
- провести анализ основных характеристик источников света разного типа;
- выявить преимущества и недостатки источников света разного типа;
- доказать энергоэффективность применения светодиодных ламп.
В результате мирового кризиса проблема энергосбережения стала во всем мире еще более актуальной. В связи с этим в 27 странах Евросоюза с 1 сентября 2009 года уже запретили продажу ламп накаливания мощностью 100 и более ватт. В России, согласно постановлению правительства РФ, прекращение выпуска и продажи ламп накаливания началось в 2011 году.
Можно очень долго рассуждать о преимуществах и недостатках этого источника света. Но, хотим мы этого, или не хотим — лампа накаливания уже свое отжила. Коэффициент полезного действия в них составляет 6-8 %, и они больше нагреваются, чем освещают (95 % тепла, 5% — света), к тому же эти лампы имеют короткий срок службы и малую светоотдачу.
На смену им пришли энергосберегающие лампы, которые, в общем-то, тоже не лишены определенных недостатков.
Наряду с экономичностью им присущи такие недостатки как неприятный для человека спектр свечения, проблемы утилизации отработанных ламп, содержащих соединения ртути, вероятность выхода из строя лампы при перенапряжении или частом включении-выключении, длительный период разогрева и т.п. Все эти недостатки могут быть устранены при внедрении светодиодных ламп.
Для того чтобы выполнить сравнительный анализ характеристик источников света, необходимо выполнить практические исследования
- Произвести монтаж схемы подключения источников света через однофазный счетчик электроэнергии, с управлением источниками света двухклавишным выключателем (рис.1.).
(PDF) Сравнение источников света
- Сравнительные характеристики различных типов источников искусственного света
- Краткие определения основных типов источников света
- 1. Лампы накаливания вакуумные (Накаливания)
- Обыкновенные классические лампы накаливания с вольфрамовой нитью помещенной в
- герметичную стеклянную колбу с откачанным воздухом. Имеют наиболее широкую область
- использования. В настоящее время с развитием других источников света, газоразрядных и
светодиодных, лампы накаливания вытесняются из привычных сфер применения. Ряд стран, в т. ч.
- Россия, имеют государственные программы замены ламп накаливания на светодиодные лампы.
- 2. Лампы накаливания галогенные (Галогенные)
- Схожи с обыкновенными лампами накаливания, но отличаются наличием небольшого
- количества инертных газов в колбе, способствующих регенерации нити накаливания при работе
- лампы. Это позволяет накалить нить до более высоких температур и соответственно излучать спектр
- больше смещенный в видимую область по сравнению с обыкновенными лампами накаливания.
- Используются в высокоинтенсивных и ярких источниках света, фарах, прожекторах, освещении
- интерьеров жилых и других непроизводственных помещений. Также в связи с развитием
- газоразрядных и светодиодных источников света, использование галогенных ламп несколько
- сокращается.
- 3. Газоразрядные люминесцентные лампы низкого давления (Люминесцентные)
- Представляют собой газонаполненные колбы низкого давления. Принцип работы основан на
- использовании тлеющего разряда в инертных газах, в отличие от дугового, как в ртутных лампах
высокого давления. Спектр излучения в основном определяется свойствами люминофора. Имеют
- широкую область применения от быта до внешних территорий и специальных помещений.
- 4. Газоразрядные ртутные лампы среднего и высокого давления (Ртутные)
- Лампы имеют внешнюю колбу с люминофором и внутреннюю колбу трубку, заполненную
- смесью инертных газов и содержащую небольшое количество ртути. Принцип действия этих ламп
- основан на интенсивном излучении с помощью дугового разряда в парах ртути. Спектр излучения
- корректируется примесью газов и люминофором. Используются для освещения больших
- территорий, площадей, улиц, цехов, теплиц.
- 5. Светодиодные лампы (Светодиодные)
- Относятся к развивающемуся направлению источников света. Действие светодиодов основано на
- явлении излучения света полупроводниками при прохождении прямого тока через переход и
- рекомбинации дырок. Светодиоды представляют собой твердотельный элемент с
- полупроводниковым кристаллом на подложке, электрическими выводами и оптической оболочкой в
- виде прозрачного компаунда. Спектр излучения корректируется составом полупроводников,
- методом сложения основных цветов от нескольких кристаллов и люминофорами. Применяются для
- освещения в быту, промышленных и специальных помещениях, открытых территорий, фасадов, на
- транспорте.
- Параметры источников света
- 1. Эффективная светоотдача Лм/Вт
- 2. Начальная стоимость, эксплуатационные расходы
- 3. Срок службы
- 4. Безопасность
- 5. Требования к электропитанию
- 6. Регулируемость, динамика
- 7. Возможности цветовоспроизведения
- 8. Приемлемость спектра излучения
- 9. Требовательность к основным условиям эксплуатации
1
1-3. Сравнительные характеристики в виде диаграмм
Диаграмма светоотдачи Лм/Вт
- 20
- 40
- 60
- 80
- 100
- 120
- Накал
- Галоген
- Люмин
- Ртутная
- Светд
- Типы
- ламп Параметры
- Накал 12
- Галоген 15
- Люмин 60
- Ртутная 50
- Светд 100
Диаграмма стоимости ламп Грн/Лм для
мощности 100 Вт
- 0,02
- 0,04
- 0,06
- 0,08
- 0,1
- 0,12
- 0,14
- Накал
- Галоген
- Люмин
- Ртутная
- Светд
- Типы
- ламп Параметры
- Накал 0,0025
- Галоген 0,005
- Люмин 0,0035
- Ртутная 0,005
- Светд 0,12
Диаграмма среднего срока службы час
- 5000
- 10000
- 15000
- 20000
- 25000
- 30000
- Накал
- Галоген
- Люмин
- Ртутная
- Светд
- Типы
- ламп Параметры
- Накал 1000
- Галоген 2000
- Люмин 11000
- Ртутная 15000
- Светд 25000
2
3. Расходы на один Люмен светового потока, Грн
Оценочный расчет
- Стоимость электроэнергии, Грн/Вт*час
- Исходные данные
- Начальная
- стоимость, Грн/Лм
- Стоимость
- дополнительного
- оборудования, Грн/Лм
- Ресурс, час Эффективность
- излучения, Лм/Вт
- SC1 n( ) C1 ceil n
- Resurs1
-
-
- ⋅
- CElectro
- LuW1 n
- ⋅+
- Cadding1
- +:=
- SC2 n( ) C2 ceil n
- Resurs2
-
-
- ⋅
- CElectro
- LuW2 n
- ⋅+
- Cadding2
- +:=
- SC3 n( ) C3 ceil n
- Resurs3
-
-
- ⋅
- CElectro
- LuW3 n
- ⋅+
- Cadding3
- +:=
- SC4 n( ) C4 ceil n
- Resurs4
-
-
- ⋅
- CElectro
- LuW4 n
- ⋅+
- Cadding4
- +:=
- SC5 n( ) C5 ceil n
- Resurs5
-
-
- ⋅
- CElectro
- LuW5 n
- ⋅+
- Cadding5
- +:=
- 0 2000 4000 6000 8000 1
- .
- 10 4
- 0.2
- 0.4
- 0.6
- 0.8
- 1
- Nakal
- Halohen
- Lumin
- Mercury
- LED
- SC1 n( )
- SC2 n( )
- SC3 n( )
- SC4 n( )
- SC5 n( )
- n
3
- 4. Безопасность
- Безопасность источника света можно рассмотреть по следующим составляющим.
- С точки зрения прочности конструкции, взаимодействия человека и окружающей среды с
- частями конструкции при возможном разрушении:
- — безопасность физического взаимодействия,
- — безопасность химического взаимодействия.
- Относительно излучения:
- — спектр излучения,
- — пульсации светового потока,
- — эффект точечной яркости.
- Сопутствующие параметры, явления и эффекты:
- — температура поверхности источника,
- — электробезопасность,
- — электрические помехи.
- Безопасность физического взаимодействия