Un supervizor de întreținere trece printr-o fabrică de procesare a alimentelor unde 36 de corpuri cu tuburi fluorescente sunt înlocuite la fiecare șase luni. Electricianul recomandă trecerea la lumini cu LED tri-proof pentru 50.000 de ore. Supervizorul întreabă: ce se înțelege prin iluminare cu LED și de ce merită să schimbi un sistem de iluminat care a funcționat de ani de zile?
LED înseamnă diodă emițătoare de lumină. Este o componentă semiconductoare care transformă curentul electric direct în lumină vizibilă. Spre deosebire de lămpile cu incandescență, care depind de un filament încălzit, sau tuburile fluorescente, care se bazează pe descărcarea de gaz și o acoperire cu fosfor, un LED produce lumină la nivelul cipului fără o perioadă de încălzire și cu mult mai puțină căldură reziduală. Această diferență unică modifică aproape fiecare calcul al costurilor în iluminatul comercial și industrial.
Acronimul se extinde la diodă emițătoare de lumină. O diodă este o componentă electronică cu două terminale care permite curentului să circule într-o singură direcție. Într-un LED, joncțiunea este realizată din materiale semiconductoare special dopate. Când curentul direct trece prin joncțiune, electronii se recombină cu golurile de electroni și eliberează energie sub formă de fotoni. Lungimea de undă a acelor fotoni determină culoarea luminii.
Acest mecanism de generare este fundamental diferit de sursele de lumină mai vechi:
Deoarece lumina provine mai degrabă de la o joncțiune în stare solidă decât de un element încălzit sau de o descărcare de gaz, tehnologia LED este numită și iluminare în stare solidă.
Luați un cip LED standard pentru montare pe suprafață, utilizat într-un dispozitiv comercial. Cipul este un pătrat mic de material semiconductor, de obicei pe bază de nitrură de galiu, montat pe un substrat. Când driverul furnizează un curent continuu controlat, electronii se deplasează prin joncțiunea p-n. De fiecare dată când un electron cade într-o gaură, diferența de energie este emisă ca un foton. Decalajul energetic specific al materialului determină culoarea acelui foton.
LED-urile albe sunt produse în mod normal într-unul din două moduri:
Deoarece culoarea luminii albe poate fi definită la nivel de cip și fosfor, corpurile LED pot fi reglate la diferite temperaturi de culoare corelate și niveluri de redare a culorii. Specificatorii obțin mai mult control decât orice tehnologie de iluminare oferită anterior.
Aceste trei surse de lumină diferă în moduri care afectează facturile de energie, programele de întreținere, sarcina de căldură și selecția corpurilor de iluminat. Tabelul de mai jos compară valorile tipice pentru puterea de lumină echivalentă.
| Parametru | Incandescent | Fluorescent | LED |
|---|---|---|---|
| Eficacitatea sistemului | 10–17 lm/W | 50–70 lm/W | 120–200 lm/W |
| Durată de viață tipică | 1.000–2.000 ore | 8.000–15.000 ore | 30.000–100.000 ore |
| Emisia de caldura | Foarte sus | Moderat | Scăzut |
| Timp de încălzire | Imediat | 1–3 minute | Imediat |
| Toleranță de comutare | Sărac | Sărac | Excelent |
| Conținut de mercur | Niciuna | Da | Niciuna |
| Fragilitate mecanică | Înalt | Înalt | Scăzut |
Un corp de iluminat LED complet este mai mult decât un cip atașat la o carcasă. Include mai multe subsisteme care determină performanța, fiabilitatea și durata de viață. Cumpărătorii care compară produse din fabrici diferite ar trebui să evalueze fiecare dintre aceste zone, mai degrabă decât să compare doar puterea.
Cipurile SMD sau COB generează lumina. Calitatea cipului, acuratețea binningului și rezistența termică afectează direct fluxul luminos, consistența culorii și deprecierea pe termen lung.
LED-urile au nevoie de un curent continuu reglat. Un driver bine construit convertește rețeaua de curent alternativ, protejează împotriva supratensiunii și menține curentul stabil, astfel încât ieșirea luminii să nu se deplaseze sau să pâlpâie.
Chiar și LED-urile eficiente produc căldură la joncțiune. Un radiator din aluminiu de dimensiuni corecte menține temperatura de joncțiune scăzută și păstrează fluxul de lumen și durata de viață.
Carcasa oferă stabilitate mecanică și definește gradul IP. Carcasele cu etanșare și etanșare sunt necesare pentru mediile umede, cu praf sau cu spălare la presiune înaltă.
Lentilele, reflectoarele și difuzoarele modelează fasciculul. Un unghi al fasciculului de 120 de grade este popular în fitingurile liniare industriale, deoarece acoperă zone largi în mod uniform, de la înălțimi de montare mici la medii.
Termeninalele de cablare, conectorii și clemele de montare decid cât de rapid este instalat dispozitivul și cât de ușor este înlocuit ulterior. Blocurile terminale fără scule reduc munca la instalare.
În familiile de produse modulare, driverul și sursa de lumină pot fi înlocuite independent. Acest design reduce costurile de întreținere pe termen lung, deoarece un driver eșuat nu necesită aruncarea întregului dispozitiv.
Driver LED cu curent ondulat scăzut de 25W-75W seria LSM P2 Această sursă de alimentare LED modulară este evidențiată după o discuție despre driverele înlocuibile, oferind opțiuni de la 25W până la 75W cu curent de ondulare scăzut și eficiență de până la 93% pentru întreținere fiabilă. Vizualizare produs → Eficacitatea luminoasă, exprimată în lumeni pe watt, este cel mai direct mod de a compara sursele de lumină. Un corp de iluminat LED tipic de înlocuire furnizează 120 până la 160 lm/W, în timp ce tehnologiile mai vechi rămân cu mult sub acest interval. Graficul de mai jos arată poziția relativă a fiecărei tehnologii.
La nivel de sistem, un corp cu LED consumă cu aproximativ 70 până la 80% mai puțină energie electrică decât o instalație incandescentă pentru aceeași lumină livrată. După cum este explicat în defalcarea noastră a design cu siplă LED de înaltă eficiență luminoasă , sistemul optic și eficiența driverului împreună determină cât de mult din puterea de intrare devine lumină utilă. Pe o perioadă de funcționare de 50.000 de ore, doar economia de energie electrică este adesea de câteva ori mai mare decât prețul inițial de achiziție al dispozitivului LED.
Tehnologia LED acoperă acum aproape toate categoriile de aplicații. Pentru clădirile comerciale și industriale, cele mai frecvent specificate familii de corpuri de iluminat includ:
Alegerea dispozitivului trebuie determinată de înălțimea de montare, condițiile ambientale, cerințele optice și accesul la întreținere, nu numai de forma lămpii. De exemplu, a Corp de iluminat LED complet proiectat ca un singur sistem, de obicei, funcționează mai bine decât o lampă retrofit plasată într-o carcasă veche, deoarece calea termică și optica sunt proiectate împreună.
LG15D Slim LED Batten Fiting cu unghi de fascicul de 120° Menționat în contextul corpurilor de iluminat complete care depășesc refacerile, această șipcă IP20 oferă fascicul de 120°, până la 150 lm/W și lungimi multiple de la 0,6 m până la 1,8 m pentru utilizare flexibilă. Vizualizare produs → Mediile dure sunt cele în care tehnologia LED dezvăluie cel mai mare avantaj față de iluminatul fluorescent. Un tub fluorescent dintr-un atelier cu praf pierde treptat puterea pe măsură ce praful se depune pe tub și pe carcasă. Într-o zonă de spălare, umezeala poate pătrunde în fiting și poate deteriora demarorul sau balastul. Fitingurile cu LED concepute pentru aceste condiții folosesc carcase sigilate din policarbonat sau aluminiu, difuzoare cu garnituri și feronerie rezistentă la coroziune.
Evaluările IP sunt modalitatea standard de a compara nivelurile de protecție. IP65 protejează împotriva pătrunderii prafului și a jeturilor de apă de joasă presiune, ceea ce se potrivește cu majoritatea unităților de alimente și băuturi. IP66 adaugă protecție împotriva jeturilor mai puternice, ceea ce este potrivit pentru spălarea obișnuită la presiune înaltă. IP67 adaugă imersiune temporară, care este de obicei inutilă în interior.
Un alt parametru important este rezistența la impact, exprimată ca rating IK. Instalațiile instalate în depozitele traficate cu stivuitoare sau gropile de întreținere a vehiculelor trebuie să aibă IK08 sau mai mare pentru a supraviețui unei coliziuni accidentale.
LG06J Lumină LED Tri-Proof din aliaj de aluminiu IP65 Urmând o notă privind rezistența la impact, această lampă cu trei rezistențe IP65 are un corp din aliaj de aluminiu, fascicul de 120° și sursă de lumină înlocuibilă pentru o instalare durabilă și ușor de întreținut. Vizualizare produs → Selectarea unui corp de iluminat LED necesită mai mult decât verificarea puterii. Următorii termeni apar pe fiecare fișă de date serioasă, iar înțelegerea lor îi ajută pe cumpărători să compare ofertele în mod corect.
| Term | Sens practic |
|---|---|
| Fluxul luminos | Putere totală de lumină în lumeni. Comparați lumenii mai degrabă decât puterea atunci când evaluați luminozitatea. |
| CCT | Temperatura de culoare corelată în kelvin. 2700–3000 K arată cald, 4000 K este neutru, iar 5000–6500 K arată rece și ca lumina zilei. |
| CRI | Indicele de redare a culorii de la 0 la 100. CRI 80 este standard pentru majoritatea interioarelor; CRI 90 sau mai mare este preferat pentru sarcinile de inspecție și vânzare cu amănuntul. |
| Unghiul fasciculului | Lățimea luminii se răspândește. Grinzile înguste se potrivesc la înălțimi mari de montare; fasciculele largi se potrivesc iluminatului general al zonei. |
| Evaluare IP | Protecție împotriva pătrunderii prafului și apei. IP20 este pentru locații interioare uscate; IP65 și IP66 sunt pentru locuri umede și cu praf. |
| Evaluare IK | Protecție la impact. Valorile mai mari înseamnă că carcasa rezistă la lovituri mecanice mai puternice. |
| Durata de viata L70 | Ore până când fluxul luminos scade la 70% din puterea inițială. Valorile tipice variază de la 30.000 la 100.000 de ore. |
| Tip șofer | Interfața de control, cum ar fi nedimmabilă, triac, DALI sau 0–10 V. Confirmați compatibilitatea cu sistemul de control al locației înainte de a comanda. |
Cumpărătorii care evaluează corpurile LED de la diferiți furnizori ar trebui să compare la fel. Următoarea listă de verificare acoperă cele mai comune cauze ale problemelor de achiziții în proiecte comerciale și industriale.
LED-urile funcționează în mod natural cu sistemele de control electronic, deoarece funcționează pe DC de joasă tensiune și răspund instantaneu la schimbările curente. Sentirea gradului de ocupare, exploatarea luminii naturale și reducerea programată pot fi adăugate la instalațiile cu LED-uri fără problemele de compatibilitate observate cu unele echipamente fluorescente. Într-un depozit obișnuit, combinarea corpurilor de iluminat cu LED-uri înalte cu detectarea prezenței reduce consumul de energie de iluminat cu încă 20 până la 40 la sută.
Multe corpuri de iluminat LED moderne sunt proiectate mai degrabă ca sisteme decât lămpi de sine stătătoare. Driverele modulare, sursele de lumină înlocuibile și opțiunile de interfață pentru sistemele de management al clădirilor sunt din ce în ce mai frecvente. Cumpărătorii care se așteaptă la o actualizare a controlului în viitor ar trebui să verifice dacă familia de produse aleasă acceptă această cale fără o înlocuire completă a dispozitivului de fixare.
Prețul inițial nu spune întreaga poveste. Luați în considerare o instalare cu 50 de corpuri care rulează 4.000 de ore pe an. Dacă corpurile LED economisesc 40 de wați pe poziție în comparație cu sistemul fluorescent anterior, economisirea anuală a energiei electrice este de 8.000 kWh. La un tarif mediu de energie electrică comercială de 0,12 USD pe kWh, adică aproximativ 960 USD pe an, înainte de a număra forța de muncă economisită prin nere-lampirea tuburilor fluorescente la fiecare 12 până la 18 luni.
Tabelul de mai jos oferă o comparație simplificată pentru o poziție de fixare pe o perioadă de 10 ani de funcționare.
| Componenta costului | Fitting fluorescent | Montaj LED |
|---|---|---|
| Costul inițial de achiziție | 30 USD | 55 USD |
| Înlocuirea lămpii | 4 peste 10 ani | 0 |
| Puterea de intrare a sistemului | 58 W | 35 W |
| Energie pe an | 232 kWh | 140 kWh |
| Costul energiei pe an | 27,84 USD | 16,80 USD |
| Costul energiei pe 10 ani | 278,40 USD | 168,00 USD |
*Presumează un fiting LED cu o durată de viață nominală de 50.000 de ore și înlocuirea întregului corp de iluminat la sfârșitul duratei de viață.
Peste 10 ani, poziția LED-ului economisește mai mult de 110 USD doar în energie electrică și elimină patru vizite de muncă pentru înlocuirea lămpii. Această marjă face LED-ul alegerea rațională chiar și atunci când diferența de primul cost este relativ mare.
Corpurile LED nu conțin mercur, ceea ce simplifică eliminarea și reduce sarcina de conformitate în comparație cu tuburile fluorescente. Durata lor de viață mai lungă înseamnă că sunt fabricate și aruncate mai puține produse de înlocuire. La sfârșitul duratei de viață, carcasa din aluminiu și driverul majorității corpurilor de iluminat LED pot fi separate și reciclate prin canale standard de deșeuri electronice.
Deoarece LED-urile emit foarte puține radiații infraroșii și ultraviolete, reduc decolorarea textilelor, ambalajelor și lucrărilor de artă în mediile de vânzare cu amănuntul și de afișare. Puterea de căldură mai mică reduce, de asemenea, sarcina de răcire în clădirile cu aer condiționat, adăugând la economia totală de energie.
Durata de viață imprimată se referă de obicei la întreținerea lumenului L70 sau L80, adică orele până când corpul de iluminat oferă 70 sau 80% din puterea sa de lumină inițială. Nu este o perioadă de eșec. Menținerea temperaturii de joncțiune scăzută și alegerea unui driver de calitate prelungesc durata de viață efectivă.
Pâlpâirea este de obicei cauzată de un driver de calitate scăzută sau de incompatibilitatea dintre driver și un dimmer. Driverele bune mențin ondulația curentului de ieșire scăzută și sunt testate cu variatoare obișnuite. Cumpărătorii ar trebui să solicite o listă de compatibilitate pentru atenuare sau o valoare procentuală de pâlpâire înainte de a cumpăra.
Corpurile LED pentru iluminare generală sunt proiectate pentru a îndeplini cerințele de siguranță fotobiologică ale IEC 62471 și sunt clasificate ca scutite sau cu risc scăzut. Regula sensibilă este aceeași ca și în cazul oricărei surse de lumină puternică: evitați să priviți direct la fasciculul unui corp de iluminat de mare intensitate.
Da. Spre deosebire de tuburile fluorescente, care pot dura câteva minute pentru a atinge puterea maximă în camerele reci, LED-urile pornesc la luminozitate maximă instantaneu. Temperaturile ambientale scăzute ajută efectiv cipurile să rămână reci, ceea ce îmbunătățește durata de viață. Mediile cu temperaturi ridicate sunt mai solicitante și necesită o selecție atentă a radiatorului.
Corpurile de iluminat tri-proof adaugă protecție împotriva apei, prafului și impactului mecanic, de obicei cu un grad IP65 sau mai mare și un corp dur din policarbonat sau aluminiu. Fitingurile standard pentru șipci sunt de obicei IP20 sau IP40 și sunt utilizate cel mai bine în spații interioare uscate. Instalarea unui fiting neetanșat într-o locație umedă riscă o defecțiune timpurie.