Obsah článku
V tomto článku budeme hovořit podrobně o LED osvětlení, protože v následujících letech budou tyto lampy instalovány ve většině lamp uvnitř a v blízkosti našich domovů. Dozvíte se, jaké typy LED lamp existují, na jakých faktorech závisí životnost LED lampy, jak správně zvolit.
Ve srovnání s běžnými lampami pro domácnost – s vlákny a zářivkami – většina z nás ví o LED elektrických zařízeních jen velmi málo. Ne, běžné LED diody jsou v každodenním životě po dlouhou dobu a informují nás o zapnutí domácích spotřebičů nebo šumivých barevných světel na novoroční stromeček, ale jak mohou osvětlit místnost nebo ulici – LED diody jsou tak malé? Navrhuji pečlivě prozkoumat LED osvětlení ze všech stran, protože v následujících letech budou tyto lampy instalovány ve většině lamp uvnitř a v blízkosti našich domovů.
Nižší náklady na elektřinu – více světla
Jakékoli elektrické lampy přeměňují dodávanou elektřinu na světelné záření viditelné pro lidské oko a měřené v lumenech. Čím vyšší je světelná účinnost, tím účinnější jsou tato svítidla..
Pojďme porovnat LED žárovky a „Illyichovy lampy“. O dvě desetiletí dříve, aby se zlepšilo osvětlení, nahradily domácnosti například 100 W žárovku s výkonnější 150 až 200 W, nebo instalovaly lampy s několika zásuvkami, v každém případě zvyšující spotřebu elektřiny. Poměr mezi spotřebovanou elektřinou a světelnou účinností žárovek je – 1 watt asi 12 lumenů. Svítivost těchto žárovek je možné zvýšit pouze zvýšením teploty zahřívání wolframového vlákna, ale to vážně sníží jejich již tak krátkou životnost – běžná 100 W lampa nemůže svítit déle než 1000 hodin, protože zahřívání ničí žhavicí vlákno. Jediným způsobem, jak prodloužit životnost, je snížit již tak nízkou účinnost, která nepřesahuje 15%. Například snížením hodnoty účinnosti na 4% snížením napětí spotřebovaného lampou můžete zvýšit její životnost tisíckrát – ale taková lampa bude svítit úplně matně.
Moderní LED lampy na každý spotřebovaný elektrický proud produkují nejméně 100 lumenů, intenzita světelného toku, který generují, překračuje intenzitu zářivek asi 10krát. Například, LED světlomety jsou účinnější a méně energeticky náročné než jejich klasické protějšky. Světelná účinnost LED lampy závisí na typu a teplotě LED ohřevu, vlastnostech zdroje napájení a také na jeho konstrukci – optické a rozptylové prvky umístěné na základně lampy.
Pro dosažení maximální světelné účinnosti nestačí vybavení lampy pouze kvalitními LED diodami. Výrobce musí vybudovat nejúčinnější tepelný režim uvnitř – pokud se teplota LED v aktivní oblasti (zóna elektronové rekombinace na povrchu krystalu) zvýší o 10 ° C, pak se světelný tok takové lampy sníží o 2,5%. Jinými slovy, LED lampa, která vytváří světelný tok 100 lumenů, s ohřevem v zóně rekombinace elektronů asi 25 ° C, se po instalaci v uzavřené lampě může zahřát v aktivní zóně na 100 ° C – intenzita jeho světelného záření se v tomto případě sníží na 80 lumenů.
Směrová orientace světelného záření. Žárovky a zářivky, instalované ve svítidlech, vytvářejí jednotný světelný tok ve všech směrech – takové osvětlení lze zaostřit do jednoho směru pouze pomocí stínidla nebo reflektoru. Emise světla LED je vždy směrována pouze v jednom směru, proto jsou LED lampy vybaveny optickým prvkem (sekundární optikou), který mění lineární směr světelného toku z každé LED na požadovaný úhel, což umožňuje získat určitý rozptyl světla.
Linearita světelného toku vytvářeného LED lampou je výhodou i nevýhodou lamp tohoto typu – na jedné straně nejsou lumeny zbytečné a osvětlují pouze nezbytné oblasti, což umožňuje instalaci lamp s nižším výkonem do lamp. Na druhou stranu musí být konstrukce osvětlení pomocí LED svítilen obzvláště odpovědná, protože nesprávné umístění osvětlovacích zařízení povede ke vzniku příliš osvětlených a příliš tmavých oblastí v místnosti..
Jak dlouho vydrží LED lampa?
Různí výrobci hovoří o životnosti 30 000 až 100 000 hodin, to znamená, že v prvním případě lampa vydrží déle než 8 let, ve druhém – více než 27 let, za předpokladu, že je lampa používána denně po dobu 10 hodin. Jak je uvedeno výše, životnost LED žárovek závisí na podobných vlastnostech LED – pojďme se na ně blíže podívat..
Prvním kritériem ovlivňujícím životnost LED je kvalita LED krystalu a uniformita jeho struktury. Během provozu se krystal rozkládá ze dvou důvodů – v důsledku vícenásobného narušení krystalové mřížky a v důsledku migrace atomů kovu tvořících elektrody..
a) konstrukce konvenční LED: 1 – anoda; 2 – katoda; 3 – dirigent; 4 – krystal; 5 – plastová čočka
b) konstrukce výkonné LED: 1 – tělo; 2 – dirigent; 3 – chladič; 4 – krystal; 5 – čočka; 6 – katodaV těch oblastech krystalu, kde krystalová mříž utrpěla největší poškození, je elektřina spotřebována pouze s uvolňováním tepla, tj. Bez světelného záření. Přesná příčina této vady nebyla stanovena, ale věří se, že ji způsobuje statická elektřina..
Kovové atomy pronikající do krystalové struktury z elektrod způsobují svodové proudy – pohyb proudu v krystalu kovovými inkluzemi na atomové úrovni, nevzniká žádné světlo. Se zvyšováním proudu a teploty se proces pronikání kovových atomů do krystalu LED prudce zvyšuje, zatímco záření a napětí na svitu klesají – taková LED rychle selhává. Tato nevýhoda je spojena s levnými „přetaktovanými“ LED lampami, které mají vysoký jas s nedostatečně účinným rozptylem tepla – bezohlední výrobci dávají přednost, nejlevnější způsob, jak zvýšit světelný výkon svých výrobků kvůli relativně krátké životnosti produktu.
Za zvýšení teploty uvnitř LED lampy a v důsledku toho za rychlé opotřebení je často vina nejen výrobce, ale i uživatel. Chladič, který odvádí teplo z LED, jej musí uvolnit do okolního vzduchu nebo ke stěně, ke které je svítidlo připojeno. Pokud do zavěšeného stropu instalujete několik LED lamp nebo zavřete žárovku těsně sousedícím materiálem, pak se i ta nejvyšší kvalita lampy rychle přehřeje kvůli nedostatku místa pro odvod tepla. Mimochodem, bude správné instalovat stropní svítilny Armstrong LED do falešného stropu vyrobeného ve formě panelů.
Špatný odvod tepla během provozu LED lampy také ovlivňuje fosfor zakrývající LED krystal a optický systém zabudovaný do LED. Příznakem opotřebení fosforu je namodralý nádech světelného záření způsobený převahou přímého záření z krystalu. Optický systém, vyrobený převážně ze silikonu nebo plastu, ztrácí průhlednost, což snižuje světelný výkon LED.
Je třeba poznamenat, že LED od čtyř největších světových výrobců v této oblasti, konkrétně od japonské společnosti Nichia, nizozemské Philips, americké Gree a německé Osram, mají nejvyšší výkon a nejdelší životnost. Pokud jde o životnost LED žárovek, je třeba poznamenat, že mohou generovat světelné záření po několik desetiletí, ale intenzita tohoto záření se bude postupně snižovat z výše popsaných důvodů. Po 25 000 hodinách provozu (při práci 10 hodin denně – 6,5 roku) se intenzita světelného toku sníží o 25–30%, což však splňuje požadavky moderních standardů.
Typy LED lamp
V závislosti na jejich účelu jsou LED lampy rozděleny na ulice, průmyslové a domácnosti.
Venkovní venkovní svítidla LED, která vyzařují bílé světlo, jsou určena k osvětlení cest, parků a různých architektonických struktur, nemají vyměnitelnou lampu. Jejich pouzdro slouží dvěma účelům – poskytuje maximální ochranu před prachem a vlhkostí a také působí jako radiátor, který odvádí teplo do atmosféry..
Svítidla pro kanceláře (bílé světlo), bytová a komunální zařízení a průmyslové dílny také nemají žádné vyměnitelné prvky a prakticky nevyžadují údržbu. Od pouličních svítidel se liší tím, že splňují přísnější požadavky na kvalitu osvětlení, stabilní podání barev a provozní podmínky..
Domácí LED lampy (žluté světlo) mají nízký příkon (až 20 W), jejich design a vlastnosti splňují řadu požadavků na kvalitu osvětlení, požární a elektrickou bezpečnost, vyznačují se dekorativním vzhledem. Domácí svítidla jsou obvykle vybavena výměnnými LED žárovkami. Tato skupina lamp je nejrozmanitější ve svém konstrukčním a instalačním umístění – mohou být zabudovány do stropu, podlahy, stěn, nábytku, zavěšené, používané pro stolní osvětlení, jako noční osvětlení, bodové osvětlení atd..
Výběr lampy LED
Životnost LED svítilny závisí na řadě charakteristik, které jsou do ní zabudovány během výroby, proto je při výběru důležitý název výrobce – to znamená, že její kvalitu nestanoví pouze cenové kritérium. Pojďme k výběru – jak se nedopustit chybou koupí levné LED lampy?
Obvyklé výběrové kritérium – výkon lampy ve wattech – není ve vztahu k LED lampám zcela indikativní, protože pouze uvádí svou spotřebu energie na jednotku a my potřebujeme znát množství světelného záření.
Emise světla měřená v lumenech (lm) charakterizuje schopnost dané lampy osvětlit místnost. V některých případech výrobce „zapomíná“ uvést hodnotu světelného toku na obalu lampy, přičemž cituje pouze srovnání s žárovkou určité energie – říká, že tato LED lampa je plně v souladu s její kvalitou osvětlení. Navrhuji použít tabulku níže k určení vztahu mezi emisemi světla a výkonem lampy..
Výkon žárovky (W) Zářivka, výkon (W) LED lampa, výkon (W) Světelný tok (lm), průměr 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 se, že tato data jsou dostačující pro výběr LED svítilny, ale není tomu tak – je třeba vzít v úvahu, že LED svítilny emitují úzký paprsek, na rozdíl od zářivek a žárovek. Výrobci rozšiřují úhel osvětlení lampy optickým prvkem, což ukazuje úhel odchylky světelného paprsku na balení. Pokud je úhel 120 °, znamená to následující – světelný tok vyzařovaný lampou klesá o polovinu, protože světelný tok se odchyluje od střední osy o 60 °. Směrový směr světelného záření s divergencí 120 ° je poměrně široký – prostor pod takovou lampou bude osvětlen na velké ploše s téměř stejným jasem. LED lampy s úhlem odchylky od 20 ° do 30 ° jsou vhodné pouze pro plošné (akcentní) osvětlení, nejsou vhodné pro běžné osvětlení místnosti.
Skvělé, možná si myslíte, že byste si měli vybrat LED žárovky s divergencí 120 ° – bez ohledu na to, jak to je! Široký úhel osvětlení vytváří další problém – vysoký jas při širokém úhlu, který může způsobit nepohodlí pro domácnosti. Z tohoto důvodu mohou být žárovky se širokým úhlem rozptylu instalovány pouze do stropních a nástěnných svítidel, která splňují požadavek na ochranný úhel. Vysvětlím: ochranný úhel svítidla je největší úhel, pod nímž samotný světelný zdroj (lampa) nespadá do přímé linie pohledu lidského oka, to znamená, že nerozsvítí oči. Ochranný úhel ve svítidle je vytvořen pomocí mřížových clon, nastavených v určité vzdálenosti od žárovky.
Dalším indikátorem je teplota barev, jinými slovy, barevný tón světelného záření generovaného danou lampou. Pokud by bylo vše s jednoduchými žárovkami jednoduché – jejich světlo bylo pouze žluté, pak v případě zářivek a LED lamp tomu tak není. Při výběru lampy nezapomeňte věnovat pozornost barevné teplotě uvedené na obalu ve stupních Kelvin:
- Od 2700 do 3500 ° K – tzv. „Teplé“ světlo se žlutým nádechem, podobné světelnému záření z žárovek. Zároveň lampy s teplotou barev 2700 ° K vyzařují výrazné žluté světlo, ale jejich světelný tok není tak silný, a žárovky s teplotou barev 3500 ° K se vyznačují silnějším světelným zářením s nižšími odstíny žluté (produkují více bílého světla než žlutého).
- Od 4000 do 5000 ° K – neutrální emise bílého světla, zajišťující jasné osvětlení. Tyto lampy se běžně používají v kancelářích, firmách a veřejných institucích;
- Více než 6500 ° K – chladné bílé světlo s vysokou světelnou účinností. Tato skupina lamp se používá pouze pro pouliční osvětlení.
Nakonec nezapomeňte věnovat pozornost indexu podání barev (indexu podání barev), který je uveden na obalu lampy – jeho číselná hodnota charakterizuje, do jaké míry barva předmětů osvětlených touto lampou odpovídá jejich přirozené barvě. Optimální hodnotou tohoto ukazatele bude index podání barev 70 a více (nebo stupeň podání barev alespoň 2A). Pouliční svítilny mohou mít nižší indexovou hodnotu 60 (nebo 2B), ale nikoli nižší.
Rozumíte významu termínu „nuance“ v souvislosti s LED osvětlením? Co toto slovo přesně znamená a jak ovlivňuje výkon a design osvětlení? Rád bych se dozvěděl více o této důležité nuanci. Děkuji!