LED-valgustus – nüansid

Selles artiklis räägime üksikasjalikult LED-valgustitest, sest lähiaastatel paigaldatakse need lambid enamikesse lampidesse meie kodudes ja nende läheduses. Saate teada, mis tüüpi LED-lambid on olemas, millised tegurid määravad LED-lampide kasutusea, kuidas teha õiget valikut.

Võrreldes tavaliste majapidamislampidega – hõõgniidi ja fluorestsentsiga – teab enamik meist LED-elektriseadmetest väga vähe. Ei, tavalised LED-id on igapäevaelus juba pikka aega olnud, teavitades meid kodumasinate sisselülitamisest või mitmeaastaste tuledega sädemeid uusaastapuul, kuid kuidas saavad nad tuba või tänavat valgustada – LEDid on nii väikesed, kas pole? Teen ettepaneku uurida tähelepanelikult LED-valgustust igast küljest, sest lähiaastatel paigaldatakse need lambid enamikesse lampidesse meie kodudes ja nende läheduses..

Vähem elektrikulusid – rohkem valgust

Kõik elektrilised valgustusseadmed muudavad neile vastuvõetud elektrienergia valguskiirguseks, mis on inimese silmale nähtav ja mõõdetud luumenites. Mida suurem on valguse võimsus, seda tõhusamad on need valgustid..

Võrdleme LED-lampe ja “Ilyichi lampe”. Kaks aastakümmet varem valgustuse parandamiseks vahetasid leibkonnad näiteks 100 W hõõglampi võimsama 150-200 vatti ühega või paigaldasid mitme kassetiga lambid, suurendades igal juhul elektritarbimist. Hõõglampide tarbitud elektrienergia ja valgusefektiivsuse suhe on – 1 vatt umbes 12 luumenit. Selliste lampide valgustõhusust on võimalik suurendada ainult volframniitkuumutemperatuuri tõstmisega, kuid see vähendab nende niigi lühikest kasutusiga tõsiselt – tavaline 100 W lamp ei saa paista rohkem kui 1000 tundi, kuna kuumutamine hävitab hõõgniidi. Ainus viis kasutusiga pikendamiseks on niigi madala efektiivsuse vähendamine, mis ei ületa 15%. Näiteks alandades efektiivsuse väärtust 4% -ni, vähendades lambi tarbitavat pinget, saate selle kasutusiga pikendada tuhandekordselt – kuid selline lamp paistab täiesti tuhmiks.

Kaasaegsed LED-lambid tarbitud elektrienergia iga vatti kohta annavad vähemalt 100 luumenit, nende tekitatava valgusvoo tugevus ületab hõõglampide intensiivsust umbes 10 korda. Näiteks on LED-prožektorid tõhusamad ja vähem energiamahukad kui nende hõõglambid. LED-lampi valgustugevus sõltub LED-i kuumutamise tüübist ja temperatuurist, toiteallika omadustest, samuti selle disainist – lambi aluses asuvad optilised ja valgust hajutavad elemendid.

Maksimaalse valgusefektiivsuse saavutamiseks ei piisa ainult kõrgekvaliteediliste LED-ide varustamisest. Tootja peab selle sees üles ehitama kõige tõhusama termorežiimi – kui aktiivses piirkonnas asuvate LED-ide temperatuur (kristalli pinnal elektronide rekombinatsiooni tsoon) tõuseb 10 ° C, siis väheneb sellise lambi valgusvoog 2,5%. Teisisõnu, LED-lamp, mis tekitab 100 valendiku suuruse valgusvoo ja kuumeneb elektronide rekombinatsiooni tsoonis temperatuuril umbes 25 ° C, võib pärast suletud lambisse paigaldamist kuumeneda aktiivses tsoonis temperatuurini 100 ° C – selle valguskiirguse intensiivsus väheneb sel juhul 80 luumenini..

Valguskiirguse suund. Valgustitesse paigaldatavad hõõglambid ja päevavalguslambid tekitavad ühtlast valgusvoogu kõigis suundades – sellist valgustust saab teravdada ühes suunas ainult lambivarju või reflektori abil. LED-ide valguskiirgus on alati suunatud ainult ühes suunas, seetõttu on LED-lambid varustatud optilise elemendiga (sekundaaroptika), mis muudab iga LED-i valgusvoo lineaarsuuna vajaliku nurgani, mis võimaldab teil teatud valguse hajumist saavutada.

LED-lambi toodetava valgusvoo lineaarsus on nii seda tüüpi lampide eelis kui ka puudus – ühelt poolt ei lähe luumenid raisku ja valgustavad ainult vajalikke alasid, mis võimaldab lampidesse paigaldada väiksema võimsusega lampe. Teisest küljest tuleb LED-lampidega valgustite ehitamisse suhtuda eriti vastutustundlikult, sest valgustusseadmete vale paigutamine põhjustab ruumis liiga valgustatud ja liiga tumedate alade moodustumist..

Kui kaua LED-lamp kestab

Erinevad tootjad räägivad kasutusiga 30 000–100 000 tundi, st esimesel juhul kestab lamp üle 8 aasta, teisel juhul üle 27 aasta, tingimusel et lampi kasutatakse iga päev 10 tundi. Nagu eespool mainitud, sõltub LED-lampide kasutusiga LED-i sarnastest omadustest – vaatame neid lähemalt..

Esimene LED-i eluiga mõjutav kriteerium on LED-kristalli kvaliteet ja selle struktuuri ühtlus. Töötamise ajal laguneb kristall kahel põhjusel – kristallvõre korduvate rikkumiste ja elektroodide moodustavate metalli aatomite migratsiooni tagajärjel.

a) tavalise LED-i ehitamine: 1 – anood; 2 – katood; 3 – dirigent; 4 – kristall; 5 – plastik lääts
b) võimsa LED-i ehitamine: 1 – korpus; 2 – dirigent; 3 – jahutusradiaator; 4 – kristall; 5 – lääts; 6 – katood

Nendes kristalli piirkondades, kus kristallvõre on kõige rohkem kahju kannatanud, tarbitakse elektrit ainult soojuse eraldumisega, see tähendab ilma valguseta. Selle defekti täpset põhjust pole kindlaks tehtud ja arvatakse, et selle põhjuseks on staatiline elekter..

Elektroodidest kristallstruktuuri tungivad metalli aatomid põhjustavad lekkevoolusid – voolu liikumine kristallis läbi metallide inklusioonide aatomi tasemel, valgust ei teki. Voolu ja temperatuuri tõusuga suureneb järsult metalli aatomite tungimise protsess LED-kristalli, samal ajal kui valguse kiirgus ja pinge langevad – selline LED ebaõnnestub kiiresti. See puudus on omane odavatele “üleklapitud” LED-lampidele, millel on kõrge heledus ja ebapiisavalt efektiivne soojuseraldus – hoolimatute tootjate eelistatakse seda, odavaimat viisi oma toodete valguse jõudluse suurendamiseks toote suhteliselt lühikese tööea tõttu.

Kuid mitte ainult tootja, vaid ka kasutaja on sageli süüdi LED-lambi sees oleva temperatuuri tõusu ja selle tagajärjel kiire kulumise eest. Valgusdioodidelt soojust eemaldav radiaator peab suunama selle ümbritsevasse õhku või seina, mille külge valgusti on kinnitatud. Kui paigaldate ripplakke mitu LED-lampi või sulgete nende pirni tihedalt külgneva materjaliga, siis kuumeneb isegi kõrgeima kvaliteediga lamp kiiresti ruumi puudumise tõttu soojuse hajumiseks. Muide, korrektne on paigaldada vales lakke Armstrongi LED-laelampid, mis on valmistatud paneelide kujul.

Halb soojuse hajumine LED-lampi töö ajal mõjutab ka LED-kristalli katvat fosforit ja LED-i sisseehitatud optilist süsteemi. Fosfori kulumise märk on valguskiirguse sinakas varjund, mis on põhjustatud kristalli otsese kiirguse ülekaalust. Peamiselt silikoonist või plastist valmistatud optiline süsteem kaotab läbipaistvuse, mis vähendab LED-ide valgusjõudu.

Tuleb märkida, et selle piirkonna nelja suurima tootja, nimelt Jaapani ettevõtte Nichia, Hollandi Philips, Ameerika Gree ja Saksa Osram LED-id on kõige suurema jõudlusega ja kõige pikema tööeaga. Seoses LED-lampide kasutusiga tuleb märkida, et need võivad tekitada valguse kiirgust mitu aastakümmet, kuid selle kiirguse intensiivsus väheneb järk-järgult ülalkirjeldatud põhjustel. Pärast 25 000 töötunni (kui töötate 10 tundi päevas – 6,5 aastat) töötamist väheneb valgusvoo intensiivsus 25-30%, mis vastab siiski tänapäevaste standardite nõuetele.

LED-lampide tüübid

Sõltuvalt nende otstarbest jagatakse LED-lambid tänava-, tööstus- ja majapidamisvalgustiteks.

Valget valgust kiirgavad LED-välisvalgustid on ette nähtud teede, parkide ja mitmesuguste arhitektuurikonstruktsioonide valgustamiseks, neil pole vahetatavat lampi. Nende korpusel on kaks eesmärki – pakkuda maksimaalset kaitset tolmu ja niiskuse eest, samuti töötada radiaatorina, mis eemaldab atmosfääri kuumuse..

Kontorite (valge tuli), eluaseme- ja kommunaalhoonete ning tööstustöökodade valgustitel pole samuti vahetatavaid elemente ja nad praktiliselt ei vaja hooldust. Need erinevad tänavavalgustitest selle poolest, et vastavad rangematele nõuetele valgustuskvaliteedi, stabiilse värvitoonituse ja töötingimuste osas..

Kodumajapidamises kasutatavad LED-lambid (kollane tuli) on väikese võimsusega (kuni 20 W), nende disain ja omadused vastavad paljudele valgustuse, tule- ja elektriohutuse kvaliteedinõuetele, neil on dekoratiivne välimus. Tavaliselt on majapidamises kasutatavad valgustid varustatud vahetatavate LED-pirnidega. See lampide rühm on oma disaini ja paigalduskoha poolest kõige mitmekesisem – neid saab ehitada lakke, põrandasse, seintesse, mööbli, riputada, kasutada lauavalgustuseks, öövalgustina, kohtvalgustina jne..

LED-lampide valik

LED-lambi eluiga sõltub paljudest omadustest, mis on sellesse tootmise ajal lisatud, seetõttu on valimisel oluline tootja nimi – see tähendab, et ainult hinnakriteerium ei määra selle kvaliteeti. Liigume edasi valiku juurde – kuidas mitte teha vigu, ostes mitte üldse odavat LED-lampi?

Tavaline valikukriteerium – lambi võimsus vattides – ei ole LED-lampide osas täiesti soovituslik, kuna need näitavad ainult energiatarbimist ühiku kohta ja me peame teadma valguskiirguse hulka.

Valguskiirgus, mõõdetuna luumenites (lm), iseloomustab antud lambi võimet ruumi valgustada. Mõnel juhul “unustab tootja” osutada lambi pakendile valgusvoogu, tehes ainult võrdluse teatud võimsusega hõõglambiga – nende sõnul on see LED-lamp sellega valgustuskvaliteedi osas täiesti vastavuses. Valguse ja lambi võimsuse suhte määramiseks soovitan kasutada allolevat tabelit..

Hõõglambi võimsus (W)	Luminofoorlamp, võimsus (W)	LED-lamp, võimsus (W)	Valgusvoo (lm) keskmine
20	5.-7	2-3	250
40	10-13	4.-5	400
60	15-16	8-10	700
75	18–20	10–12	900
sada	25-30	12-15	1200
150	40-50	18–20	1800
200	60-80	25-30	2500

Näib, et neist andmetest piisab LED-lambi valiku tegemiseks, kuid see pole nii – tuleb arvestada, et LED-lambid eraldavad erinevalt päevavalguslampidest ja hõõglampidest kitsa valgusvihu. Tootjad laiendavad laterna valgustuse nurka optilise elemendiga, näidates pakendil oleva valguskiire lahknurka. Kui nurk on 120 °, tähendab see järgmist: lambi kiirgav valgusvoog väheneb pooleks, kuna valgusvoog kaldub keskteljest 60 ° võrra. Valguskiirguse suunajuhis, mille erinevus on 120 °, on üsna lai – sellise lambi all olev ruum valgustatakse suurel alal peaaegu sama heledusega. LED-lambid, mille kaldenurk on 20 ° kuni 30 °, sobivad ainult ala (aktsent) valgustamiseks, need ei sobi tavaliseks ruumi valgustuseks.

Tore, võite arvata, et peaksite valima 120-kraadise erinevusega LED-lambid – hoolimata sellest, kuidas see on! Lainurkvalgustus tekitab veel ühe probleemi – suure heleduse lainurga korral, mis võib põhjustada leibkondade silmis ebamugavusi. Sel põhjusel saab laia levimisnurgaga lampe paigaldada ainult lae- ja seinavalgustitesse, kus kaitsenurga nõue on täidetud. Selgitan: valgusti kaitsenurk on suurim nurk, mille korral valgusallikas (lamp) ise ei lange inimsilma otsesesse vaatevälja, see tähendab, et see ei sütti silmi. Kaitsenurk valgustites luuakse võrekraanide abil, mis on seatud lambipirnist teatud kaugusele.

Järgmine indikaator on antud lambi tekitatava valguskiirguse värvitemperatuur ehk teisisõnu värvitoon. Kui hõõglampidega oli kõik lihtne – nende valgus oli ainult kollane, siis päevavalguslampide ja LED-lampide puhul see nii pole. Lambi valimisel pöörake kindlasti tähelepanu pakendil näidatud värvitemperatuurile Kelvini kraadides:

• 2700 kuni 3500 ° K – nn “soe” tuli kollase varjundiga, mis sarnaneb hõõglampide valguskiirgusega. Samal ajal kiirgavad lambid, mille värvitemperatuur on 2700 ° K, selget kollast valgust, kuid nende valgusvoog ei ole nii tugev, ja neid, mille värvitemperatuur on 3500 ° K, eristab võimsam valguskiirgus madalama kollase varjundiga (nad annavad rohkem valget valgust kui kollane).
• 4000–5000 ° K – neutraalne valge valguse emissioon, mis tagab ereda valgustuse. Neid lampe kasutatakse tavaliselt kontorites, ettevõtetes ja avalikes asutustes;
• Üle 6500 ° K – jahe valge tuli, kõrge valgustugevusega. Seda lambirühma saab kasutada ainult tänavavalgustuse jaoks.

Lõpuks pöörake kindlasti tähelepanu lambi pakendil näidatud värviedastuse indeksile (värviedastusindeks) – selle arvväärtus iseloomustab, kui palju selle laternaga valgustatud objektide värv vastab nende loomulikule värvile. Selle indikaatori optimaalseks väärtuseks on värviedastuse indeks 70 või suurem (või värviedastusaste vähemalt 2A). Tänavalampide indeksi väärtus võib olla madalam – 60 (või 2B), kuid mitte madalam.