Конструкция люминесцентных и светодиодных ламп
Герметично запаянная колба из стекла, внутри которой содержится инертный газ и пары ртути — вот что представляет из себя люминесцентная лампочка. Под воздействием электричества в колбе появляется излучение. Проходя через стенки с нанесённым на них люминофором, это излучение трансформируется в световой поток.
Гораздо сложнее устроена светодиодная лампа. Она представляет собой конструкцию, состоящую из набора светодиодов, смонтированных на охлаждающих радиаторах, преобразователя напряжения, управляющей схемы, дополнительной оптики. Всё это предназначено для получения освещения, отвечающего самым высоки требованиям.
Какие лампы лучше выбрать — светодиодные или люминесцентные
Исходя из того, что известно об этих световых приборах, сравним их по нескольким критериям:
1. Расход электричества.
Для примера возьмём стандартную лампочку 60 Вт. Для её замены, при условии, что освещённость сохраняется на таком же уровне, потребуется энергосберегающая лампочка мощностью 12 Вт или 5-ваттная светодиодная. Отличия в потреблении энергии заметны каждому — светодиодная лампа обеспечит экономию более чем вдвое по сравнению с люминесцентной. Если же сравнивать с обычной лампой накаливания, потребление падает в 12 раз.
2. Долговечность.
Если верить заявлениям производителей энергосберегающих ламп, срок их службы на порядок больше, чем у обычных лампочек. Озвучиваются следующие цифры: максимальная длительность работы — 8000 часов, средняя — около 4–5 тыс. часов. Светодиодные лампы показывают иной результат — порядка 50000–60000 часов. Сравнение явно в пользу светодиодов.
3. Стойкость и неприхотливость.
Большая часть энергосберегающих ламп, даже самых новых моделей, работают меньше заявленного срока из-за тяжёлых условий эксплуатации. Скачки напряжения питающей электросети для люминесцентных ламп вредны, что приводит к более раннему выходу их из строя. На нормальную эксплуатацию и параметры светодиодных осветительных приборов перепады напряжения не оказывают серьёзного влияния. Если охлаждение светодиодов организовано правильно, светодиоды работают минимум десяток лет. Кроме того, на светодиодные лампы в меньшей степени подвержены влиянию низких температур, влажности, механических воздействий.
4. Качественные характеристики света.
Для помещений качество освещённости определяется индексом светопередачи прибора. Для светодиодных и люминесцентных ламп значение этого параметра колеблется в пределах 80–85, при максимальном значении 100. Однако следует упомянуть, что люминесцентные лампы имеют меньший, чем светодиодные, спектр и достаточно часто мерцают.
5. Безопасность.
Говоря о безопасности для человека и окружающей среды, следует вспомнить о том, что в колбах люминесцентных ламп содержится некоторое количество паров ртути. Утилизация этого вида осветительных приборов требует специального оборудования, поэтому их нужно сдавать в соответствующую организацию. Светодиодные осветительные приборы не содержат токсичных или вредны для окружающей среды соединений.
Вывод.
В итоге можно сделать следующий вывод: светодиодные лампы выигрывают сравнение по большинству технических и пользовательских свойств. Единственным критерием, по которому люминесцентные лампы пока ещё впереди, остаётся цена. Однако сегодня фирмы-производители светодиодной продукции увеличивают масштабы выпуска и снижают стоимость. Разница в цене с каждым годом становится всё меньше, а по остальным критериям выбор очевиден.
Интернет-издание «Выбор мой»
Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) подпадает под определение энергосберегающей. Все источники света, которые потребляют хотя бы на 10% меньше электроэнергии, чем лампы накаливая, можно отнести к группе энергоэффективных. Ведь известно, что аналоги с нитью накаливания характеризуются низким КПД по причине сильного нагрева, но при этом уровень мощности высокий.
Мощность преобразования энергии в световой поток
Такая физическая величина, как световой поток, позволяет охарактеризовать общий объём «световой» мощности в конкретном излучении. Именно поэтому понятие световой мощности всегда определяется световой энергией, которая переносится посредством излучения за единицу времени через какую-либо поверхность.
Соответственно, световой поток осветительного прибора является одной из основных характеристик, позволяющих определить количество света, выдаваемого тем или иным источником освещения.
Количество Lin
В зависимости от разновидности лампы, изменяется количество общего светового потока, определяющего уровень эффективности преобразования электроэнергии в свет, или, так называемый коэффициент полезного действия прибора.
Соответственно, все источники света обладают разной экономической эффективностью в процессе эксплуатации.
Табличные данные наглядно показывают в условиях аналогичной световой отдачи разницу, которая, как правило, составляет пять раз.
| Количество Lin | Показатели мощности | |
| Лампа энергосберегающего типа | Лампа накаливания | |
| 7125 | 120 W | 600 W |
| 5985 | 105 W | 525 W |
| 4875 | 85 W | 425 W |
| 3590 | 65 W | 325 W |
| 2600 | 45 W | 225 W |
| 1900 | 30 W | 250 W |
| 1360 | 20 W | 100 W |
| 720 | 12 W | 60 W |
| 420 | 8 W | 40 W |
| 220 | 5 W | 25 W |
Мощность лампы накаливания
Все традиционные лампочки накаливания относятся к искусственным источникам освещения, испускающим свет телом накала, которое нагревается посредством электрического тока до высокотемпературного режима.
Как правило, в качестве тела накала выступает спираль, выполненная из тугоплавкого вольфрама или нить угольного типа.
С целью предотвращения окисления тела накала в результате контакта с воздухом, такой элемент размещается в вакуумной, наполненной инертными газами или галоген-парами, колбе. Показатели мощности любых, реализуемых в настоящее время лампочек накаливания, варьируются.
|
Показатели мощности лампы накаливания
(Вт) |
Показатели светового потока
(Лм) |
| 25 | 220 |
| 40 | 415 |
| 60 | 710 |
| 75 | 935 |
| 100 | 1340 |
| 150 | 2160 |
| 200 | 3040 |
Мощность энергосберегающей лампы
Энергоэффективные или энергосберегающие лампочки обладают большими показателями световой отдачи, или оптимальным соотношением между такими основными параметрами, как световой поток и потребляемая осветительным прибором мощность.
Главными конструкционными элементами такого современного источника света являются колба и цокольная часть, а также электронный балласт.
Цокольная часть имеет резьбу для вкручивания в ламповый патрон, и не имеет значимых отличий от цоколя традиционной лампы накаливания, но практически все современные энергосберегающие лампы не имеют прямого контактного подсоединения, тогда как у лампы «Ильича» для соединения контактов используется стандартная спираль.
В показателях мощности тоже существует ощутимая разница.
| Показатели мощности в Вт. | Показатели светового потока в Лм. | |
| Светодиодная лампа | Люминесцентная лампа | |
| 2 – 3 | 5 – 7 | 250 |
| 4 – 5 | 10 – 13 | 400 |
| 8 – 10 | 15 – 16 | 700 |
| 10 – 12 | 18 – 20 | 900 |
| 12 – 15 | 25 – 30 | 1200 |
| 18 – 20 | 40 – 50 | 1800 |
| 25 – 30 | 60 – 80 | 2500 |
Различия между КЛЛ
Колба компактной люминесцентной энергосберегающей лампы бывает:
- U-образная (2 трубки
расположены параллельно, разработана для встроенных светильников); - с
тремя или четырьмя трубками – короче U-образной,
разработана для небольших светильников; - в
виде спирали (закрученной трубки); - 2
трубки на одной плоскости для освещения помещений с большой площадью,
вставляется в накладные плоские светильники накладного типа; - в
виде кольца с большим потоком света.
Встречаются и более экзотические
конструкции: квадратные, с шестью трубками. Мощность зависит от длины колбы,
варьирующей в пределах 13,6- 151,4 см.
Выпускаются изделия различного цвета, более широкий ассортимент у зарубежных производителей. Например, Philips предлагает КЛЛ с встроенным фотоэлементом для наружного освещения. Лампа включается/выключается в зависимости от уровня естественного освещения.
Цоколь
Существует примерно 20 разновидностей
цоколей для ламп КЛЛ, так как для каждого изделия, отличающегося по мощности,
разрабатывается свой.
Самые распространенные:
- Е14, Е27 и E40 – для замены лампочки накаливания, из-за отличий в размерах подходят не для всех светильников;
- G23 – используется с вдвое сложенной трубкой и электромагнитным дросселем, для освещения душевых и ванных, установки в настольные и настенные светильники;
- 2G7 – с вдвое сложенной трубкой, ПРА электронный (без стартера);
- G24 – с вчетверо сложенной трубкой, можно использовать в быту и промышленности;
- G53 – для замены галогенных лампочек, выполнен в виде диска с диаметром 73 мм и толщиной 16-20 мм, встроен отражатель, рассеиватель и электронный ПРА, светильник может быть обычный или с герметичным корпусом;
- 2D – квадратный, колба изогнута на плоскости, стартер электронный, встроенный, расстояние между контактами 8 мм, используется при устройстве декоративного освещения.
Мощность
Мощность КЛЛ 5-55 Вт, в быту используются изделия на 5-23 Вт. Остальные невозможно вставить вместо лампочек накаливания
Это основной параметр, на который при покупке обращает внимание рядовой потребитель
При выборе можно использовать данные из
таблицы:
| Накаливания (Вт) |
КЛЛ (Вт) |
| 20 | 5 |
| 40 | 8 |
| 60 | 12 |
| 75 | 15 |
| 100 | 20 |
| 150 | 30 |
| 200 | 40 |
Самые популярные изделия:
- G23
–5-14 Вт; - G24
– 10-36 Вт; - G53
– 6-11 Вт; - 2D
–16, 28 или 36 Вт.
Цветовая температура
Цвет свечения на российской продукции (по
ГОСТ 6825) определить просто:
- ТБ
— тепло-белый (2700 — 3300 К); - Б
— белый (3500 К) - Е
— холодно-белой (4200 К); - ХБ
— естественной (5000 К); - Д
– дневной (6500 К) – для рабочих кабинетов; - С
– синий; - Г
– голубой; - З
– зеленый; - Ж
– желтый; - К
– красный.
Зарубежные производители продукцию маркируют каждый по-своему, расшифровка может создать проблемы.
Индекс цветопередачи
У ламп КЛЛ индекс CRI от 60 до 98 Ra.
Даже у одного производителя могут быть изделия с разным значением, чем больше
цифра, тем выше цена.
Характеристики следующие:
- от
90 или 1А – очень хороший показатель; - 80-89
или 1А и хорошая 70-79 или 2А — хороший; - 60-69
или 2В и 40-59 или 3 – достаточный; - до
39 или 4 — недостаточный.
Что можно узнать из маркировки на упаковке
ГОСТ 6825 не обязует российских
производителей обозначать на упаковке индекс цветопередачи.
Зарубежные компании RA обозначают сразу
после мощности цифрой:
- 9-
если Ra = 90; - 8-
если 80 < Ra < 90; - двузначная
цифра, если Ra = 50 — 70.
Например, на упаковке написано «827», значит Ra=80, цветовая температура 2700 К (как у лампочки накаливания).
Индекс цветопередачи иногда обозначается согласно DIN 5035. Диапазон 20-100 Ra разделен на 6 частей (4 — 1А).
Обязательно обозначается напряжение и частота сети, световой поток (лм или Lum). Хорошие производители указывают минимальный срок службы при соблюдении правил эксплуатации.
Ключевые критерии оценки
Любая из этих ламп имеет свои преимущества и недостатки, но они однозначно лучше обычной ниточной, вольфрамовой по показателям энергопотребления и величины светового потока. Дать однозначный ответ на вопрос, какая из них предпочтительнее для дома, не так просто, ведь существует масса критериев оценки, параметров работы, влияющих на окончательную позицию и отличия.
Для того чтобы несколько упростить процесс сравнения, попробуем отобразить разницу в табличной форме. Воспользуемся данными, используя лампочки одного производителя, одинаковой цветовой температуры и светового потока.
| Маркировка | Philips 81535 | Philips 73062 |
| Светодиодная лампа | Энергосберегающая (люминесцентная) лампа | Энергосберегающая (люминесцентная) лампа |
| Источник света | Полупроводник | Люминофор |
| Цветовая температура, К | 2700 | 2700 |
| Напряжение, В | 220 | 220 |
| Частота сети, Гц | 50 | 50 |
| Эквивалент лампы накаливания, Вт | 40 | 40 |
| Световой поток, Лм | 470 | 480 |
| Потребляемая мощность, Вт | 68 | 68 |
| Габаритные размеры (выс. х диам.), см | 9,5 х 59,7 х 4 | 9,5 х 59,7 х 4 |
| Срок службы, час | 15000 | 8000 |
| Класс энергоэффективности | А+А | А+А |
Светодиодная лампа лучше люминесцентной по энергопотреблению, что важно для частного дома или офиса. Ее долговечность практически вдвое выше
Кроме этого следует учитывать содержание ртути в энергосберегающих осветителях, что сразу же вызывает проблемы с ее утилизацией. У диодных ламп такая проблема отсутствует. Также, последние более лучше справляются с влажностью, вибрацией, им не свойственны задержки во включении, мерцание, а частые включения не влияют на срок службы (что особенно характерно для частного дома). Единственным недостатком, рубежом, перед которым светодиодная лампа не устояла, можно считать ее цену, которая практически вдвое выше, чем у люминесцентной.
Более наглядно и доступно процесс сравнения, преимущества каждого из видов светильников, можно оценить на примере следующих видео роликов:
https://youtube.com/watch?v=5QI-6ZeHkqM
«Сравнение люминесцентных и светодиодных светильников»
«Сравнение лампы накаливания, компактной люминесцентной и светодиодной ламп по световому потоку»
Как можно судить по этой информации, светодиодные или энергосберегающие лампы однозначно выигрывают у обычных ламп накаливания при выборе их для дома или офиса. Но разница их также существенна, особенно в плане долговечности, энергопотребления, цены при одинаковом эквиваленте мощности и светопередачи.
Температура и срок службы
Кристаллы светодиодов небольшие, но излучают достаточно интенсивный световой поток. При этом часть энергии уходит в тепло. Его отвод осуществляется посредством алюминиевых радиаторов. Если изделие кустарного производства, то это существенно уменьшит его срок службы. Тот же эффект создает отсутствие необходимого количества термопасты. Отметим, что при низком температурном режиме эти особенности не проявляют себя.
Люминесцентные трубки менее устойчивы к морозам. При температуре ближе к нулю им приходится тратить довольно много времени на набор рабочей температуры. Без этого устройство не может выйти на номинальный уровень яркости. В условиях повышенной влажности на люминесцентной трубке происходит образование пленки, снижающей поверхностное сопротивление. Это в свою очередь оказывает влияние на напряжение зажигания устройства.
В целом, если цените долговечность, то замена люминесцентных ламп на светодиодные лампы будет актуальна для вас. Срок службы последних составляет от пятидесяти до ста тысяч часов
. Отметим, что энергосберегающие лампочки имеют запас прочности практически в 5–10 раз меньший.
Конечно, когда речь идет о сроках службы, имеются в виду качественные изделия брендовых производителей, дающих соответствующую гарантию. Дешевые подделки неизвестных производителей как светодиодные, так и люминесцентные, отработают от силы год–два.
Срок службы и производство
Светодиодные лампы служат, как обещают производители, 25–50 тысяч часов. При обычных подсчётах, если такая лампа обычной мощности в комнате будет светить пять часов в день, её хватает на 13–27 лет. И эти лампочки — новая технология. Не проверено, действительно ли они светят на протяжении 13 лет. Поэтому есть определённый элемент недоверия. Хотя производители дают гарантию. Так, Maxus даёт гарантию 3–5 лет, Vito — 3 года, Philips — 2 года гарантии. В любом случае такой прибор будет служить вам очень долго. Учитывая соотношение цены и стоимости — это прекрасный выбор!
Экономия получается не потому, что включаете и выключаете свет, а потому, что используют меньше электроэнергии, чем обычные. Если лампа накаливания использует 100 Вт, то светодиодная — лишь 10–13. Это говорит о меньшей мощности.
Преимущественно лампы производят в Китае, а диоды — в Германии, Японии, США. Если считать, за какое время окупится светодиодная лампочка, то в среднем срок составляет полтора года.
Так что же лучше?
Так все же, какие лампочки лучше — светодиодные или энергосберегающие? Чтобы дать окончательный ответ нужно воспользоваться несложными арифметическими расчетами.
Допустим, в доме светит лампа накаливания стоимостью 30 рублей и мощностью 60 Вт. Аналогичная энергосберегающая (КЛЛ) будет иметь мощность 12 Вт, а ее цена составляет примерно 150 рублей. Мощность светодиодной лампы будет 6 Вт, а стоимость — 450 р. Средняя стоимость одного кВт•часа по России равна 3 рубля. Средняя продолжительность свечения лампочки — 8 часов, то есть в год 2920 часов. Другими словами, за год, энергопотребление лампы накаливания в доме составляет 175,2 кВт•часа, КЛЛ — 35,04 кВт•часа, а LED — 17,5 кВт•часа. На основании полученных данных рассчитываем стоимость. За лампу накаливания мы заплатим 525,60 рублей, за КЛЛ — 105,12, а за LED — 52,5. Разница очевидна, но стоит учесть и продолжительность срока службы каждого типа ламп. Срок службы LED-лампы составляет приблизительно 30 тысяч часов или около 10 лет при продолжительности свечения 8 часов в сутки. Это в лучшем случае срок службы трех КЛЛ или 30 штук ламп накаливания.
Одна LED-лампа стоит около 450 рублей, 3 КЛЛ также 450 рублей, 30 ламп накаливания — 900 рублей. Общие затраты за 10 лет для светодиодной лампы составят 975 рублей, для КЛЛ — 1501 рубль, а для лампочки накаливания 6156 рублей. Если вспомнить о недостатках люминесцентных лампочек, то перевес явно не в сторону энергосберегающих КЛЛ.
Что же выбрать для дома?
Выбор освещения для дома не простой. Если все же выбор пал на светодиодные лампочки, конечно же, сразу возникает вопрос – «какие светодиоды лучше». Каждая из ламп обладает своими преимуществами и недостатками.
Прежде чем приступить к выбору, следует четко уяснить и определить для каких целей необходим энергосберегающий компонент? Какой из них наиболее целесообразен в использовании, в быту?
Экономия энергии видов ламп
Чтобы объективно оценить нужность такого элемента как лампы, необходимо увериться также и в его недостатках, в частности ответить на вопросы:
- Какое у них устройство?
- Каким образом достигается бережливость?
- Насколько они опасны?
Если оценивать преимущества осветительных элементов двух типов, однозначно можно заметить, что лампы энергосбережения отвечают экономической выгодностью за счет долговечности использования. Что первый, что второй вид лампы однозначно обеспечит хорошее освещение. Однако, обсуждение преимущества ни в коем случае не разъяснит какой из вариантов лучше. К примеру, светодиод прекрасен в тех вариантах, где существует дизайнерский проект в осветительной системе. Лампы такого плана имеют эстетичный вид, гармонируют с дизайном комнаты. Светодиод – прекрасный альтернативный способ сэкономить на счете за электроэнергию. Такие лампы безопасны для всех, кто находится в помещении.
Всегда ли светодиодную лампу можно просто вкрутить вместо обычной?
Нет, не всегда. Есть две проблемы, с которыми можно столкнуться:
- Работа с выключателем, имеющим индикатор. Большое количество светодиодные ламп не могут работать с выключателями, имеющими индикатор. Они вспыхивают или слабо горят, когда выключатель выключен. Это происходит из-за того, что слабый ток постоянно течёт через лампу. Выхода из этой ситуации два: или использовать лампы, корректно работающие с такими выключателями или отключать индикатор внутри выключателя.
- Диммирование. Большинство светодиодных ламп не может работать с регуляторами яркости (диммерами), но существуют специальные диммируемые светодиодные лампы (как правило они гораздо дороже обычных). В отличие от ламп накаливания, при снижении яркости светодиодная лампа не меняет цвет освещения (у обычной лампы он желтеет). Многие диммируемые светодиодные лампы диммируются не до нуля, а лишь до 15–20% полной яркости.
Конструктивные особенности светодиодных ламп
По конструктивной схеме такие лампочки похожи на люминесцентные, о чем можно судить по иллюстрации внизу.
Ключевыми компонентами являются:
- Колба диффузор. Используется для механической защиты светодиодов и равномерного распределения светового потока,
- Светодиоды. Полупроводниковые, светогенерирующие элементы,
- Плата. Печатная электросхема для включения диодов,
- Корпус радиатора. Обеспечивает достаточный теплоотвод в процессе работы лампы,
- Драйвер. Электронный блок, формирующий напряжение питания диодов,
- Защитный корпус драйвера,
- Цоколь.
Драйвер и радиатор необходимы для обеспечения нормальной работы прибора: первый – с точки зрения падения напряжения, а второй – перегрева. Оба этих условия негативно влияют на долговечность лампы.
