Šajā rakstā mēs detalizēti runāsim par LED apgaismojumu, jo nākamajos gados šīs lampas tiks uzstādītas lielākajā daļā lampu mūsu mājās un to tuvumā. Jūs uzzināsit, kādi LED lampu veidi pastāv, kādi faktori nosaka LED lampu kalpošanas laiku, kā izdarīt pareizo izvēli.
Salīdzinot ar parastajām sadzīves lampām – ar kvēldiegu un dienasgaismas spuldzēm -, vairums no mums ļoti maz zina par LED elektroiekārtām. Nē, parastās gaismas diodes ir parādījušās ikdienas dzīvē jau ilgu laiku, informējot mūs par sadzīves tehnikas ieslēgšanu vai dzirkstošo ar daudzkrāsainām gaismām Jaungada kokā, bet kā viņi var apgaismot istabu vai ielu – gaismas diodes ir tik mazas, vai ne? Es ierosinu rūpīgi izpētīt LED apgaismojumu no visām pusēm, jo nākamajos gados šīs lampas tiks uzstādītas lielākajā daļā lampu mūsu mājās un to tuvumā..
Mazākas elektrības izmaksas – vairāk gaismas
Jebkuri elektriski apgaismes ķermeņi pārvērš viņiem piegādāto elektrību gaismas starojumā, kas redzams cilvēka acij un tiek mērīts lūmenos. Jo augstāka ir gaismas jauda, jo efektīvāki ir šie gaismekļi..
Salīdzināsim LED lampas un “Ilyich lampas”. Divas desmitgades iepriekš, lai uzlabotu apgaismojumu, mājsaimniecības aizstāja, piemēram, 100 W kvēlspuldzi ar jaudīgāku 150-200 vatu vienu vai uzstādīja lampas ar vairākām kārtridžiem, katrā ziņā palielinot elektroenerģijas patēriņu. Attiecība starp patērētās elektroenerģijas un kvēlspuldžu gaismas efektivitāti ir – 1 vats apmēram 12 lūmenu. Šādu spuldžu gaismas efektivitāti ir iespējams palielināt, tikai palielinot volframa kvēldiega sildīšanas temperatūru, taču tas nopietni pazeminās to jau īso kalpošanas laiku – parastā 100 W spuldze nevar spīdēt ilgāk par 1000 stundām, jo sildīšana iznīcina kvēlspuldzi. Vienīgais veids, kā palielināt kalpošanas laiku, ir samazināt jau tā zemo efektivitāti, kas nepārsniedz 15%. Piemēram, pazeminot efektivitātes vērtību līdz 4%, samazinot lampas patērēto spriegumu, jūs varat palielināt tās kalpošanas laiku tūkstoš reizes – bet šāda lampa spīdēs pilnīgi blāvi.
Mūsdienu LED lampas uz katru patērētās elektroenerģijas vatu rada vismaz 100 lūmenus, un to radītā gaismas plūsmas intensitāte aptuveni 10 reizes pārsniedz kvēlspuldžu intensitāti. Piemēram, LED prožektori ir efektīvāki un mazāk enerģijas patērējoši nekā to kvēlspuldzes. LED lampas gaismas efektivitāte ir atkarīga no LED sildīšanas veida un temperatūras, barošanas avota īpašībām, kā arī no tā dizaina – optiskajiem un gaismu izkliedējošajiem elementiem, kas atrodas uz lampas pamatnes.
Lai sasniegtu maksimālu gaismas efektivitāti, nepietiek ar lampas aprīkošanu tikai ar augstas kvalitātes gaismas diodēm. Ražotājam tā iekšpusē jāveido visefektīvākais termiskais režīms – ja gaismas diožu temperatūra aktīvajā reģionā (elektronu rekombinācijas zona uz kristāla virsmas) palielinās par 10 ° C, tad šādas lampas gaismas plūsma samazinās par 2,5%. Citiem vārdiem sakot, LED lampa, kas rada gaismas plūsmu 100 lūmenu, ar sildīšanu elektronu rekombinācijas zonā aptuveni 25 ° C, pēc uzstādīšanas slēgtā lampā var sakarst aktīvajā zonā līdz 100 ° C – tā gaismas starojuma intensitāte šajā gadījumā samazināsies līdz 80 lūmeniem.
Gaismas starojuma virziens. Kvēlspuldzes un dienasgaismas spuldzes, uzstādot gaismekļos, rada vienmērīgu gaismas plūsmu visos virzienos – šādu apgaismojumu var fokusēt vienā virzienā tikai ar abažūra vai reflektora palīdzību. Gaismas diožu gaismas emisija vienmēr tiek virzīta tikai vienā virzienā, tāpēc LED lampas ir aprīkotas ar optisko elementu (sekundāro optiku), kas maina gaismas plūsmas lineāro virzienu no katras gaismas diodes uz vajadzīgo leņķi, kas ļauj iegūt nelielu gaismas izkliedi..
Gaismas plūsmas, ko rada LED spuldze, linearitāte ir gan šāda veida spuldžu priekšrocība, gan trūkums – no vienas puses, lūmeni netiek izšķiesti un apgaismo tikai nepieciešamās vietas, kas ļauj lampās uzstādīt zemākas jaudas spuldzes. No otras puses, apgaismes ierīkošana ar LED lampām jāuzņemas īpaši atbildīgi, jo nepareiza apgaismes ķermeņu izvietošana novedīs pie telpā pārāk atklātu un pārāk tumšu zonu veidošanās..
Cik ilgi LED lampiņa darbosies
Dažādi ražotāji runā par kalpošanas laiku no 30 000 līdz 100 000 stundām, proti, pirmajā gadījumā lukturis kalpos vairāk nekā 8 gadus, otrajā – vairāk nekā 27 gadus, ar nosacījumu, ka lampu katru dienu lieto 10 stundas. Kā minēts iepriekš, LED lampu kalpošanas laiks ir atkarīgs no līdzīgām LED īpašībām – apskatīsim tos tuvāk..
Pirmais kritērijs, kas ietekmē LED darbības laiku, ir LED kristāla kvalitāte un tā struktūras vienveidība. Darbības laikā kristāls noārdās divu iemeslu dēļ – daudzkārtīgu kristāla režģa pārkāpumu rezultātā un metālu atomu migrācijas dēļ, kas veido elektrodus.
a) parastās gaismas diodes uzbūve: 1 – anods; 2 – katods; 3 – diriģents; 4 – kristāls; 5 – plastmasas lēca
b) jaudīgas gaismas diodes uzbūve: 1 – korpuss; 2 – diriģents; 3 – siltuma izlietne; 4 – kristāls; 5 – objektīvs; 6 – katodsTajās kristāla vietās, kur vislielākie zaudējumi ir nodarīti kristāla režģim, elektrība tiek patērēta tikai ar siltuma izdalīšanos, tas ir, bez gaismas starojuma. Precīzs šī defekta cēlonis nav noskaidrots, un tiek uzskatīts, ka to izraisa statiskā elektrība..
Metāla atomi, kas no elektrodiem iekļūst kristāla struktūrā, izraisa noplūdes strāvas – strāvas kustība kristālā caur metāla ieslēgumiem atomu līmenī, netiek ražota gaisma. Palielinoties strāvai un temperatūrai, strauji palielinās metāla atomu iespiešanās process LED kristālā, savukārt gaismas starojums un spriegums nokrīt – šāds LED ātri neizdosies. Šis trūkums ir raksturīgs lētām “pārspīlētām” LED lampām, kurām ir augsts spilgtums ar nepietiekami efektīvu siltuma izkliedi – negodīgi ražotāji dod priekšroku tam, kas ir lētākais veids, kā palielināt savu produktu gaismas veiktspēju, pateicoties salīdzinoši īsajam produkta darbības laikam..
Tomēr par temperatūras paaugstināšanos LED lampas iekšienē un tā rezultātā ātru nodilumu bieži vien ir vainīgs ne tikai ražotājs, bet arī lietotājs. Radiatoram, kas noņem siltumu no gaismas diodēm, tas jādod apkārtējam gaisam vai sienai, pie kuras ir piestiprināts gaismeklis. Ja jūs uzstādīsit vairākus LED lukturus piekārtos griestos vai aizvērtu to spuldzi ar cieši blakus esošu materiālu, tad pat visaugstākās kvalitātes lukturis ātri pārkarst, jo trūkst vietas siltuma izkliedēšanai. Starp citu, būs pareizi uzstādīt Armstrong LED griestu lampas viltus griestos, kas izgatavoti paneļu veidā.
Slikta siltuma izkliedēšana LED lampas darbības laikā ietekmē arī fosforu, kas pārklāj LED kristālu, un LED iebūvēto optisko sistēmu. Fosfora nodiluma pazīme ir zilgana nokrāsa gaismas starojumam, ko izraisa kristāla tiešā starojuma pārsvars. Optiskā sistēma, kas galvenokārt izgatavota no silikona vai plastmasas, zaudē caurspīdīgumu, kas samazina LED gaismas jaudu.
Jāatzīmē, ka četru pasaules lielāko ražotāju šajā apgabalā, proti, Japānas uzņēmuma Nichia, holandiešu Philips, amerikāņu grieķa un vācu Osram, gaismas diodēm ir visaugstākā veiktspēja un visilgākais mūžs. Runājot par LED lampu kalpošanas laiku, jāņem vērā, ka tās var radīt gaismas starojumu vairākas desmitgades, taču iepriekš aprakstīto iemeslu dēļ šī starojuma intensitāte pakāpeniski samazināsies. Pēc 25 000 darba stundām (strādājot 10 stundas dienā – 6,5 gadi) gaismas plūsmas intensitāte samazināsies par 25-30%, kas tomēr atbilst mūsdienu standartu prasībām.
LED lampu veidi
Atkarībā no to mērķa, LED lampas tiek sadalītas ielu, rūpniecības un sadzīves.
LED āra gaismekļi, kas izstaro baltu gaismu, ir paredzēti ceļu, parku un dažādu arhitektūras konstrukciju apgaismošanai, tiem nav nomaināmas lampas. Viņu korpuss kalpo diviem mērķiem – nodrošināt maksimālu aizsardzību pret putekļiem un mitrumu, kā arī darboties kā radiators, kas izvada siltumu atmosfērā..
Biroju (baltā gaisma), dzīvojamo un komunālo telpu un rūpniecības darbnīcu gaismekļiem arī nav nomaināmu elementu, un tiem praktiski nav nepieciešama apkope. Tie atšķiras no ielu gaismekļiem ar to, ka tie atbilst stingrākām prasībām attiecībā uz apgaismojuma kvalitāti, stabilu krāsu atveidojumu un ekspluatācijas apstākļiem..
Sadzīves LED spuldzēm (dzeltenā gaismā) ir maza jauda (līdz 20 W), to dizains un raksturlielumi atbilst vairākām prasībām attiecībā uz apgaismojuma kvalitāti, ugunsdrošību un elektrisko drošību, tām ir dekoratīvs izskats. Parasti mājsaimniecības gaismekļi ir aprīkoti ar maināmām LED spuldzēm. Šī lukturu grupa ir visdažādākā pēc konstrukcijas un uzstādīšanas vietas – tos var iebūvēt griestos, grīdā, sienās, mēbelēs, piekārtos, izmantot galda apgaismojumam, kā nakts gaismu, vietas apgaismojumu utt..
LED lampu izvēle
LED lampas kalpošanas laiks ir atkarīgs no vairākiem parametriem, kas tajā iestrādāti, tāpēc, izvēloties, ir svarīgs ražotāja nosaukums – tas ir, tikai cenas kritērijs nenosaka tā kvalitāti. Pāriesim pie izvēles – kā nepieļaut kļūdas, iegādājoties nevis lētu LED lampu?
Parastais atlases kritērijs – lampas jauda vatos – nav pilnībā orientējošs attiecībā uz LED lampām, jo tas norāda tikai enerģijas patēriņu uz vienu vienību, un mums jāzina gaismas starojuma daudzums..
Gaismas izstarojums, ko mēra lūmenos (lm), raksturo dotā luktura spēju apgaismot istabu. Dažos gadījumos ražotājs “aizmirst” uz luktura iepakojuma norādīt gaismas plūsmu, veicot tikai salīdzinājumu ar noteiktas jaudas kvēlspuldzi – viņi saka, ka šī LED lampa tam pilnībā atbilst apgaismojuma kvalitātes ziņā. Es iesaku izmantot zemāk esošo tabulu, lai noteiktu sakarību starp gaismas izstarojumu un lampas jaudu..
Kvēlspuldzes jauda (W) Luminiscences spuldze, jauda (W) LED lampa, jauda (W) Gaismas plūsma (lm) vidēji 20 5.-7 2-3 250 40 10-13 4.-5 400 60 15-16 8-10 700 75 18–20 10–12 900 simts 25-30 12-15 1200 150 40-50 18–20 1800. gads 200 60-80 25-30 2500 Liekas, ka šie dati ir pietiekami, lai izdarītu izvēli par LED lampu, taču tas tā nav – jāņem vērā, ka LED lampas atšķirībā no dienasgaismas un kvēlspuldzēm izstaro šauru staru. Ražotāji paplašina luktura apgaismojuma leņķi ar optisku elementu, norādot uz iesaiņojuma gaismas stara novirzes leņķi. Ja leņķis ir 120 °, tad tas nozīmē sekojošo – luktura izstarotā gaismas plūsma tiek samazināta uz pusi, jo gaismas plūsma no centrālās ass atšķiras par 60 °. Gaismas starojuma virziena shēma ar novirzi 120 ° ir diezgan plaša – telpa zem šāda luktura tiks apgaismota lielā apgabalā ar gandrīz tādu pašu spilgtumu. LED lampas ar novirzes leņķi no 20 ° līdz 30 ° ir piemērotas tikai laukuma (akcenta) apgaismojumam, tās nav piemērotas parastajam telpas apgaismojumam.
Lieliski, jūs varētu domāt, jums vajadzētu izvēlēties LED lampas ar 120 ° novirzi – neatkarīgi no tā, kā tas ir! Platleņķa apgaismojums rada vēl vienu problēmu – lielu spilgtumu platā leņķī, kas var radīt diskomfortu mājsaimniecību acīm. Šī iemesla dēļ spuldzes ar plašu izkliedes leņķi var uzstādīt tikai griestu un sienas gaismekļos, ja ir izpildīta prasība par aizsargājošu leņķi. Ļaujiet man paskaidrot: gaismekļa aizsargājošais leņķis ir lielākais leņķis, pie kura pats gaismas avots (lampa) neietilpst tiešā cilvēka acs redzamības līnijā, tas ir, tas neiedegas acis. Aizsardzības leņķis gaismekļos tiek izveidots ar režģu ekrānu palīdzību, kas novietoti noteiktā attālumā no spuldzes spuldzes.
Nākamais indikators ir krāsas temperatūra vai, citiem vārdiem sakot, gaismas starojuma krāsu nokrāsa, ko rada dotā lampa. Ja ar kvēlspuldzēm viss bija vienkārši – to gaisma bija tikai dzeltena, tad dienasgaismas un LED lampām tas tā nav. Izvēloties lampu, noteikti pievērsiet uzmanību krāsas temperatūrai, kas norādīta uz iepakojuma Kelvina grādos:
- No 2700 līdz 3500 ° K – tā saucamā “siltā” gaisma ar dzeltenu nokrāsu, līdzīga kvēlspuldzīšu gaismas starojumam. Tajā pašā laikā lampas ar krāsu temperatūru 2700 ° K izstaro izteiktu dzeltenu gaismu, taču to gaismas plūsma nav tik spēcīga, un lukturus, kuru krāsu temperatūra ir 3500 ° K, izceļas ar jaudīgāku gaismas starojumu ar zemākām dzeltenas nokrāsām (tās rada vairāk baltas gaismas nekā dzeltenas)..
- No 4000 līdz 5000 ° K – neitrāls baltas gaismas izstarojums, nodrošinot spilgtu apgaismojumu. Šīs lampas parasti izmanto birojos, uzņēmumos un valsts iestādēs;
- Vairāk nekā 6500 ° K – vēsa balta gaisma ar augstu gaismas efektivitāti. Šī lukturu grupa ir piemērojama tikai ielu apgaismojumam.
Visbeidzot, noteikti pievērsiet uzmanību krāsu atveidošanas indeksam (krāsu atveidošanas indeksam), kas norādīts uz luktura iepakojuma – tā skaitliskā vērtība raksturo to, cik daudz ar šo lampu apgaismoto priekšmetu krāsa atbildīs to dabiskajai krāsai. Šī indikatora optimālā vērtība būs krāsu atveidošanas indekss 70 un augstāks (vai krāsu atveidošanas pakāpe vismaz 2A). Ielas lampām var būt zemāka indeksa vērtība 60 (vai 2B), bet ne zemāka.
LED apgaismojums – nianses
LED apgaismojums ir moderna opcija, ko var viegli lietot iekštelpās vai ārpus tām. Tā ļauj iegūt labs, izteiksmīgs gaismas efekts, kas neaizņem daudz enerģijas. Turklāt LED apgaismojums ilgāk kalpo nekā parastās lampas. Tas ir efektīvs, attālināts vadības risinājums, kas ļauj patērētajām energijas izmaksām būt kontrolējamām.
Inženiertehniskās sistēmas 
Kādi ir galvenie faktori, kas jāņem vērā, izvēloties LED apgaismojumu? Vai pastāv kādas izcilas nianses, ko vajadzētu ņemt vērā? Kāda ir LED apgaismojuma ilgmūžība un enerģijas taupīšanas potenciāls salīdzinājumā ar citiem apgaismojuma veidiem? Es vēlētos uzzināt vairāk par šo tēmu!