Содержание
Выбирая люминесцентную (обычно называемую энергосберегающей) или светодиодную лампу, многие покупатели ориентируются по надписи на упаковке, указывающую, какою мощность лампочки накаливания она способна заменить. Но такой подход является ошибочным, так как фирмы производители зачастую завышают технические показатели своей продукции.
Так как правильно поступить и на что обратить внимание, выбирая светодиодную лампу взамен перегоревшей люминесцентной или лампы накаливания?
Таблица соответствия мощности и светового потока
В отличие от лампочек со спиралью, основным критерием выбора которых является мощность (Вт), покупать светодиодные лампы нужно по световому потоку (лм). Именно эта физическая величина указывает на то, сколько световой мощности излучает тот или иной источник света. Кстати, на упаковке всех ныне выпускаемых ламп накаливания также указывается значение светового потока. Покупателю нужно лишь научиться правильно сопоставлять ватты и люмены. А для облегчения этой задачи ниже приведена таблица соответствия мощности и светового потока для трёх основных видов ламп.
| Лампа накаливания | КЛЛ | Светодиодная лампа | Световой поток |
|---|---|---|---|
 |
 |
 |
 |
| 20 Вт | 5–7 Вт | 2–3 Вт | |
| 40 Вт | 10–13 Вт | 4–5 Вт | |
| 60 Вт | 15–16 Вт | 8–10 Вт | |
| 75 Вт | 18–20 Вт | 10–12 Вт | |
| 100 Вт | 20–25 Вт | 12–15 Вт | |
| 150 Вт | 40–50 Вт | 18–20 Вт | |
| 200 Вт | 60–80 Вт | 25–30 Вт |
Из таблицы сравнения следует, что лампочку накаливания мощностью в 100 Вт следует менять светодиодной на 12–15 Вт. Почему? Потому что их световые потоки примерно равны и составляют 1200–1400 лм. В то же время на лицевой стороне упаковки многих LED-ламп можно увидеть 10 Вт=100 Вт. Но стоит заглянуть в таблицу с техническими параметрами светодиодной лампочки, как тут же видно несоответствие по световому потоку.
Кроме этого покупатель должен учитывать ещё 2 важных нюанса:
- светоотдача светодиодных ламп тёплого свечения (2700°K) примерно на 20% ниже, чем у аналогичных ламп нейтрального свечения (4000°K);
- пластиковая колба-рассеиватель «съедает» до 10% излучаемого света. Исключение составляют филаментные LED-лампы со стеклянной прозрачной колбой, в которых нет потерь на рассеивании.
При желании можно самостоятельно рассчитать примерный световой поток светодиодной лампы. Для этого следует использовать эмпирическое соотношение: на каждый 1 ватт потреблённой мощности лампа излучает около 100 лм. Также необходимо вычесть потери электроэнергии на драйвере (примерно 1 ватт) и на рассеивателе (примерно 100 люмен). В результате получается, что лампочка мощностью 10 Вт создаёт световой поток порядка 800 лм.
Стоит отметить, что эффективность светодиодов с каждым годом растёт. Поэтому новые модели светодиодных ламп будут обладать большей световой мощностью.
Почему такая разница?
Чтобы ответить на этот вопрос, коротко рассмотрим принцип действия каждого вида лампочек и сравним их потребление энергии. В лампочке накаливания рабочим элементом служит вольфрамовая нить, которую нужно нагреть до 2000-3400°C, чтобы заставить ярко светиться. При этом примерно 95% потребляемой мощности лампы уходит на поддержание температуры спирали, а значит её КПД составит всего около 5%.
Принцип действия компактной люминесцентной лампы (КЛЛ) состоит в получении УФ-излучения за счёт прохождения тока через пары ртути с последующим преобразованием в видимый свет при помощи слоя люминофора. Энергоэффективность современных КЛЛ примерно в 5 раз выше, чем у их аналога с нитью накала.
В светодиодных лампочках свет возникает при прохождении тока через p-n-переход, после чего он пропускается через люминофор. Соотношение световой энергии и полной мощности светодиодных ламп последнего поколения может достигать 30%. Но точного значения КПД для всех LED-лампочек не существует, так как оно сильно зависит от типа применяемых светодиодов и драйвера.
Подводя итоги
Мощность светодиодной лампы, при выборе, не является первостепенно важной величиной. Гораздо важнее испускаемый ею световой поток. Этот же момент относится и к энергосберегающим КЛЛ. Если подходить к замене перегоревших источников искусственного света на светодиодные аналоги более педантично, то кроме сравнения световых потоков необходимо учитывать коэффициент пульсации, индекс цветопередачи и еще ряд других моментов, подробно описанных в статье о выборе светодиодных ламп. Также рекомендуется обратить внимание и на конструктивные особенности светильника, в котором лампочка будет использоваться.
В целях экономии электроэнергии многие потребители уже давно отказались от ламп накаливания (ЛН) и перешли на энергосберегающие люминесцентные аналоги. С развитием технологий и внедрением в производство инновационных решений в продаже появились альтернативные источники света — светодиодные лампы (СЛ). Они в несколько раз экономнее обычных и люминесцентных ламп (ЛЛ). При выборе данной продукции не достаточно руководствоваться только мощностью, необходимо знать основные характеристики и определиться с условиями эксплуатации.
Светодиодная лампа: конструкция и основные технические характеристики
Светодиодная лампа — источник света, излучение которого осуществляется за счет использования в конструкции нескольких светодиодов, соединенных в одну цепь. В отличие от других разновидностей ламп в ней не используется вольфрамовая нить накаливания, различные газы, ртуть и другие компоненты, опасные для жизни человека. Она экологически чистое устройство, не выделяющее вредных веществ во время работы и выхода из строя. По своим энергосберегающим показателям она самая экономная среди аналогов. Может использоваться для освещения улиц, промышленных или жилых объектов и помещений.
Конструкция данной лампочки состоит из следующих элементов: рассеивателя, светодиодов, монтажной платы, радиатора, блока питания, корпуса и цоколя. Последний элемент может иметь два типоразмера патрона: Е14 (маленький) и Е27 (большой).
При выборе необходимо руководствоваться значениями основных характеристик:
- Световой поток, измеряется в лм (люмены). Количество света, которое распространяется во всех направлениях от источника света.
- Мощность, единица измерения Вт. Количество потребляемой энергии за единицу времени.
- Цветовая температура свечения, единица измерения К. Определяет цвет светового потока, исходящего от источника излучения. У ламп накаливания в основном 3000К, это «теплый», желтоватый оттенок. Светодиодные источники света бывают разные, от 3000К до 6500К («холодный» цвет, с небольшой примесью синего).
- Светоотдача, измеряется в лм/Вт. Характеристика, определяющая эффективность и экономность источника света. У изделий разных производителей, она, конечно же, разная.
- Температура нагрева, единица измерения °C. Указывает на рабочую температуру нагрева стеклянной поверхности лампы.
- Срок службы, измеряется в часах. Определяет максимальный срок эксплуатации в оптимальных и заявленных производителем условиях.
- Индекс цветопередачи, CRI. Измеряется в пределах от 0 до 100 баллов. Для оптимального восприятия человеком цветопередачи от источника свет, чем больше баллов, тем выше. Нормальным считается значение 80 CRI.
Две светодиодные лампы, имеющие одинаковую мощность, могут отличаться величиной светового потока и температурой свечения.
Данная разновидность энергосберегающей лампочки может производиться двух типов: стандартное (грушевидная форма) и в виде «кукурузы». Этот фактор необходимо учитывать при замене источника света в светильнике. Последний вид не рекомендуется использовать, поскольку в такой конструкции светодиоды располагаются с наружной стороны.
Сравнение светодиодных ламп и накаливания
Для бытового использования человек использует ЛН с номинальной мощностью 40, 60, 100 Вт. Проанализируем соответствие светодиодных ламп лампам накаливания. Результаты представлены в таблице соответствия. Из проведенных данных следует, что заявленным ЛН соответствует мощность светодиодных ламп 5, 7 и 13 Вт, что более чем в 8 раз меньше.
Остальные их технические показатели практически эквивалентны. Очевидное преимущество СЛ заключается в их потребляемой мощности и продолжительности срока службы. Таким образом, замена в светильнике обычной лампочки на данный энергосберегающий источник света экономически оправдано, что в первую очередь подтверждается соотношением светодиодных ламп и ламп накаливания.
Сравнение эксплуатационных характеристик
В основном освещение используется в темное время суток, когда человек находится в состоянии покоя и отдыха. Для этих условий благоприятным светом считается мягкое (теплое) освещение. Это соответствует цветовой температуре равной 2100–3500 К. Поэтому излучаемый желтоватый свет от ЛН лучше подходит, чем белый от СЛ. В световом потоке, излучаемым светодиодом, присутствует синий цвет, который оказывает негативное воздействие на зрение человека, особенно на не сформировавшийся хрусталик детского глаза. Лампочки, имеющие синий спектр в своем излучении рекомендуется применять для освещения рабочих мест в офисе, так как стимулирует активность человека и его производительность. Также негативное влияние на зрительный нерв оказывает мерцание светодиодных ламп. Это объясняется низким качеством сборки и комплектующих деталей блока питания, а также скачками и перепадами напряжения.
Прежде чем приобретать СЛ, убедитесь, что пульсации светового потока не более 5%.
При выборе альтернативного источника света необходимо руководствоваться не только мощностью светодиодных ламп и ламп накаливания, но и остальными техническими характеристиками и факторами. Высокая цена на СЛ компенсируется за счет последующей экономии денежных средств на оплату потребляемой электроэнергии и продолжительного срока эксплуатации. А отсутствие высокой температуры нагрева наружной поверхности и выделение вредных веществ в окружающую среду во время работы повышает безопасность продукции.
Заключение
Для сохранения электроэнергии существуют альтернативные источники света лампам накаливания — светодиодные лампы. В данной статье приведены основные характеристики, влияющие на их использование.Выше представлена таблица сравнения мощностей ламп накаливания и светодиодных ламп. При выборе источника света также необходимо учитывать эксплуатационные характеристики. Надеемся, эта статья поможет принять правильное решение.
Видео
В связи с постоянным совершенствованием систем освещения, развиваются и технологии, лежащие в основе светогенерации. Сегодня на рынке представлено большое разнообразие осветительных приборов теми же лампами накаливания, газоразрядными лампами, светодиодными и т.д. Из-за постоянных споров, какие из них лучше, в рамках данной статьи мы проведем сравнение ламп накаливания и светодиодных ламп.
Сравнение конструктивных особенностей
Первые модели ламп освещения, использующих вольфрамовую нить для излучения света, появились в конце 18 века. Конструктивно лампа накаливания имеет два вывода на цоколе, к которым подключаются нить накала, последовательно включаемую в электрическую сеть.
Рис. 1: конструкция лампочки накаливания
Принцип действия этих источников освещения не изменился и до нынешнего времени:
- из стеклянной колбы откачивается воздух для создания среды близкой к вакууму;
- при подаче на нить накаливания напряжения светового потока происходит нагрев волокна до раскаленного состояния;
- за счет отсутствия в окружающем пространстве частиц, создающих препятствие для свободного выхода разогретых электронов, возникает довольно интенсивное световое излучение.
Более чем за сто лет использования этой технологии менялась только форма конструкции и эффективность накаливания.
Первые светодиоды, как источник хоть какого-то видимого светового потока появились в 60-х годах прошлого века. И только в нынешнем веке полупроводниковые элементы научились набирать в матрицы для организованного led освещения.
Конструктивно светодиодная лампа напоминает лампу Ильича, но в отличии от последней содержит в себе:
- несколько полупроводниковых элементов;
- конденсатор;
- микросхему (стабилизатор тока).
Рис. 2: конструкция светодиодной лампы
Все эти детали располагаются в стандартном корпусе и необходимы для стабильной работы устройства. Принцип действия основан на выделении элементарных частиц при переходе электрического тока через p-n переход.
Сравниваемые параметры
Чтобы разобраться в эффективности каждого из видов лампочек, необходимо сравнить их характеристики в наиболее актуальных категориях. Рассмотрим их более детально для традиционных лам и их светодиодных аналогов.
Мощность и светоотдача
Как любой электроприбор, и светодиодные, и лампы накаливания потребляют определенную величину мощности, в результате чего возникает светоотдача лампочки. Под светоотдачей следует понимать отношение объема выданного света к объему потребленной электроэнергии. Данный параметр, как нельзя лучше характеризует эффективность работы любого прибора освещения.
В устройствах с нитью накаливания показатели светоотдачи составляют порядка 8 – 10Лм/Вт. Это означает, что с каждого ватта потребленной электрической мощности лампа накаливания выдает 8 или 10 люменов. Светодиодные, в свою очередь, могут выдать от 90 до 120Лм/Вт. Как видите, чтобы получить, допустим, те же 500 люменов для обеспечения освещенности помещения вам понадобиться использовать не менее 50Вт для лампы накаливания, в то время как при средних показателях светодиодных устройств потребуется затратить всего 5Вт, благодаря чему последние получили официальный статус энергосберегающих ламп.
Однако следует отметить, что светодиоды со временем выгорают, из-за чего яркость свечения заметно снижается. В то время как нить накаливания выдает постоянный параметр вплоть до перегорания.
Теплоотдача
За счет наличия омического сопротивления в элементах лампы, происходит столкновение направленного потока заряженных частиц с молекулами металла. В результате соударения в окружающее пространство выделяется тепловая энергия. Поэтому помимо прямого назначения приборы освещения выполняют роль нагревательного элемента.
В плане тепловыделения традиционные лампочки могут нагреваться до температуры от 150 до 250ºС. При таких показателях существует достаточно большая вероятность возгорания в случае локального нагрева легковоспламеняющихся материалов при контакте со стеклянной колбой. Поэтому лампы накаливания изолируют при помощи плафонов из негорючих термоустойчивых материалов. Также не стоит забывать, что при контакте с горячей поверхностью человек может получить ожог.
Светодиодные лампы имеют слабую теплоотдачу, они нагреваются не более чем до 50ºС. Поэтому их температура нагрева не несет никакой угрозы ни окружающим предметам, ни человеку.
Не менее важным показателем является и коэффициент полезного действия. Применительно к приборам освещения КПД показывает, какой процент от потребленной из сети электроэнергии был переработан в свет, иными словами, использовался по прямому назначению. Так в устройствах с нитью накаливания электрический ток расходуется на разогрев металла, а после достижения нужной температуры для выделения инфракрасного излучения возникает свет. В этой технологии нить постоянно греется, а только затем светиться, поэтому КПД ламп накаливания составляет лишь 5 – 15%.
У светодиодных устройств за счет конструкции светодиода коэффициент полезного действия составляет около 90%. Что значительно превосходит не только модели с нитью накаливания, но также галогенные и люминесцентные лампы.
Срок службы
Продолжительность эксплуатации любой электрической лампочки измеряется в часах – это время наработки для прибора освещения, после которого он выходит со строя по причине изнашивания элементов. Для ламп накаливания этот показатель составляет около тысячи часов, в то время как светодиодные могут нормально функционировать по 50 тысяч часов. Что дает преимущество полупроводниковым моделям почти в 50 раз.
Однако следует отметить, что долговечность светодиодов существенно зависит от качества подаваемого напряжения из сети и коэффициента пульсации. Которые у отечественных компаний до сих пор оставляют желать лучшего.
Экологичность
За счет выделения вредных веществ в окружающую среду многие лампы способны существенно повлиять на среду обитания человека. Но ни светодиодная, ни лампа накаливания не имеют особо вредных составляющих, способных повлиять на природные ресурсы, в отличии от тех же люминесцентных или галогенных ламп.
Стоимость
Пожалуй, это единственный параметр, в рамках которого лампу накаливания можно вывести в однозначные лидеры. В среднем стоимость лампы накаливания варьируется в пределах 20 – 50 рублей, в то время как светодиодные модели обойдутся в 300 – 500 рублей. Как можно констатировать, классические варианты выйдут в 10 раз дешевле полупроводниковых аналогов. Но, увы, несмотря на победу в соревновании за лучшую цену лампочки накаливания нельзя назвать однозначным лидером в плане выгоды, так как срок их службы в 50 раз ниже.
Из чего можно сделать вывод, что высокая стоимость светодиодных устройств с лихвой окупается продолжительностью их работы и высокой производительностью.
Спектр свечения
Определяет цветопередачу предметов, попадающих в зону видимости человека. Так чем ниже уровень цветовых температур, тем больше восприятие окружающих нас предметов будет смещаться к красным и оранжевым тонам. При повышении температуры цветового спектра, видимые объекты будут восприниматься в синих и фиолетовых тонах.
У ламп накаливания температура свечения находится в пределах 2700 – 3000К. А вот светодиодные устройства способны выдавать спектр излучения в любом диапазоне, что реализуется в лампочках с холодным и теплым свечением. В последнее время эта функция может регулироваться на некоторых светодиодах, благодаря чему осветительный прибор способен выдавать спектр как у люминесцентных светильников, а после переключения, как лампа накаливания.
Итоговая таблица сравнения
Ниже приведены таблицы сравнения обоих типов ламп, из которых отчетливо видно преимущество светодиодных приборов освещения.
