Промышленная резка бетона: rezkabetona.su
На главную  Энергопотребление 

Лампы и светильники

Что же такое свет? Свет - это напрямую воспринимаемое глазом (видимое) электромагнитное излучение, которое лежит в промежутке длин волн от 380 до 780 нм (1 нм = 10-9 м). Конечно, чувствительность глаз конкретного человека индивидуальна, поэтому приведенный выше диапазон соответствует среднестатистическому человеку.

 

Вплотную к свету или видимому излучению прилегают так же два излучения - слева по спектру ультрафиолетовое (от 10 нм до 380 нм) и справа по спектру инфракрасное излуч. (от 780 нм до 1 мм). Ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучения (диапазон длин волн от 10 нм до 1 мм) совместно называются оптическим излучением. При этом свет (видимая человеком часть излучения) составляет всего 0,04% оптического диапазона, при этом сам оптический диапазон весьма незначителен в сравнении с остальным электромагнитным спектром.

 

Световое излуч. каждой длины волны воспринимается как цветное. Чувствительность глаза к разным длинам волн неодинакова. Она наиболее высока в середине видимого диапазона, приходящейся на зеленый свет с длиной волны 555 нм, и минимальна к его краям, значит в области синих и красных излучений (см. ). Очевидно, что излуч. одной и той же мощности воспринимается глазом как более интенсивное, если в его спектре больше зеленого света.

 

Иногда незнакомые с теорией света люди задают вопрос: «Какую длину волны имеет белый свет?» Такая постановка вопроса в принципе неправильна. Белым светом мы называем смесь цветных излучений, результат воздействия на глаз набора различных длин волн. Именно этим объясняется тот не очевидный факт, что в природе не есть идеально белого (не имеющего оттенка) излучения. Любой реальный белый свет имеет оттенок, определяющийся соотношением входящих в него красных, синих и зеленых излучений.

 

Свет жизненно важен для человека, поскольку с его помощью человек получает более 90% всей получаемой информации об окружающем мире.

 

Свет обеспечивает безопасность. На улице, дома и на рабочем месте благодаря правильному освещению мы избегаем несчастных случаев.

 

Расход электроэнергии на освещение и возможности энергосбережения

 

В семье из 3 человекза год расходуется прибл. 3000 кВт*час электроэнергии без учета подготовки горячей воды. Из них приблизительно 335 квт падает на освещение, что составляет приблизительно 11% от общего расхода электроэнергии.

 

В отдельно взятой семье за счет экономичности света особого выигрыша нет. Но если жепо теме «Свет» все окажутся светлыми головами, осознающими свою ответственность за экологию, то можно сэкономить большое количество энергии. При этом Вам не нужно отказываться ни от приятных ощущений и ни от уюта от света в жилом помещении, и не нужно отказываться от его функциональной необходимости во время работы.

 

Правильная лампа для правильной цели:

 

Все источники света делятся на

 

тепловые (планковские) и люминесцентные.

 

В первом случае за счет сильного нагрева тело начинает излучать полный спектр излучения, включающий и видимую часть, а во втором - излучением света сопровождается высвобождение внутренней энергии электронов вещества.

 

Лампы накаливания

 

Стандартную конструкцию предпочтительно использовать там, где она целесообразна из-за короткого времени ее работы при включении, т.е. например, во вспомогательных помещениях, спальных комнатах, на лестничных клетках, в туалетах. Эти лампы относительно дешевые, но имеют плохую световую отдачу: (10-15 лм/Вт: только около 5% от используемой энергии преобразуется в свет) и небольшой средний срок службы: около 1.000 рабочих часов (и только!).

 

Энергосберегающие лампы (компактные люминесцентные лампы)

 

Можно использовать везде, где необходимо более длительное время их работы при включении, например, в гостиной, детских комнатах, кухне, в ванной комнате. По сравнению с лампами накаливания они имеют в 5-6 раз большую светоотдачу и в 10 раз больший срок службы. весьма частое включение сокращает их срок службы. Использованные энергосберегающие лампы крайне не желательно выбрасывать в контейнеры с бытовыми отходами, они должны утилизироваться отдельно.

 

Люминесцентные лампы

 

Предусмотрены в первую очередь для рабочих зон с длительным временем их работы при включении, например, в помещениях для хобби, в прачечных, и могут использоваться для кухни и ванной комнаты. Их светоотдача приблизительно в 8 раз больше, чем у стандартных ламп накаливания и они служат в 10 дольше, чем те же стандартные лампы накаливания.

 

Частое включение и выключение сокращает срок службы люминесцентных ламп.

 

Обратите внимание также на то, что и люминесцентные лампы требуют отдельной утилизации.

 

Галогеновые лампы накаливания

 

Очень хороши для акцентированного освещения, имеют приблизительно на 25% лучшую светоотдачу и двойной срок службы по сравнению со стандартными лампами накаливания. Они предусмотрены для направленного освещения.

 

Правильное применение любых типов ламп весьма важный фактор не только для Вашего зрения, но и для расхода энергии.

 

Несколько советов для Вас:

 

Использование лампы должно соответствовать фактической потребности в свете; Используйте лучше одну мощную лампу, чем несколько слабомощных ламп; Избегайте отраженного освещения; Оборудуйте рабочие места, ориентируясь на и используя дневной свет; Выбирайте место расположения светильника в соответствии с его функцией (лампа для чтения там, где действительно читают и т.д.).

 

Ясное понимание общих понятий осветительной техники

 

Все световые единицы измерения (световой поток, сила света, освещенность) представляют собой соответствующие энергетические величины, применимые для любого электромагнитного излучения, взвешенные по видимому спектру с учетом чувствительности глаза.

 

Традиционно мощность излучения оценивают в ваттах. но 1 Вт излучения с длиной волны 555 нм (зеленый) дает нам такой же зрительный эффект, как, скажем, 10 Вт излучения с длиной волны 700 нм (красный). Ответить на этот вопрос о яркости излучения, пользуясь лишь мощностью излучения, невозможно. Например, если этот излучатель красный или синий (длина волны 450 нм), то он будет намного менее ярким, чем зеленый. А если вся мощность излучения сосредоточена в инфракрасной области спектра, то свечения такого излучателя мы вообще не увидим.

 

Поэтому оценивают не мощность, а производимый эффект разноспектральных излучений. легче всего это сделать, умножив мощность излучения данной длины волны на относительную чувствительность глаза к такому излучению. Подобный цикл приведения мощности излучения к эффекту его действия носит название взвешивания мощности по чувствительности человеческого глаза, а оцененный эффект светового действия излучения - световым потоком.

 

Световой поток - величина, характеризующая количество излучаемого, поглощаемого или отраженного света. Световой поток представляет собой мощность излучения, оцененную с позиции его воздействия на зрительный аппарат человека.

 

Единица светового потока - 1 люмен (1 лм), что соответствует потоку зеленого излучателя с длиной волны 555 нм, мощностью 1/683 Вт.

 

Эффективность источника излучения, показывающая, сколько света вырабатывается на 1 Вт потребляемой энергии, измеряется в люменах на ватт (лм/Вт) и носит название световой отдачи. Максимальная теоретически возможная световая отдача равна 683 лм/Вт и наблюдаться она может только у источника с длиной волны 555 нм, преобразующего энергию в свет без потерь. Излучатель, содержащий в своем спектре свет с другими длинами волн, будет иметь худшую эффективность. Лучшие из современных ламп имеют световую отдачу, приближающуюся к 200 лм/Вт.

 

Световая отдача современных классов ламп

 

Кроме общего количества света, излучаемого источником в пространство, необходимо представлять распределение излучения по направлениям. Интенсивность излучения традиционно оценивается потоком излучения в исчезающе малом телесном угле, отнесенным к этому углу. Для светового излучения она описывается силой света, единицей измерения которой является 1 кандела (кд). Упрощенно можно считать, что сила света демонстрирует, какую долю светового потока отдает ист. в рассматриваемом направлении.

 

Сила света - количество светового потока, излучаемое вдоль выбранного направления в пространстве. Единица силы света - кандела (кд)

 

сила света излучателя зависит от направления излучения.

 

Если поместить интересующий нас излучатель в центр окружности, разбитой на 360 секторов, а потом измерить в каждом секторе силу света, то получится весьма распространенный в светотехнике график, называемый кривой силы света (КСС). Этот график составляется в полярной системе координат. Первой координатой является собственно значение силы света, откладываемой по прямой оси, а - второй угол поворота этой оси относительно нулевого направления. по графику КСС можно без труда определить силу света источника в любом направлении.

 

График распределения силы света может характеризовать не только лампу, но и светильник, в котором она установлена. Если светильник несимметричен относительно своей оси (сила света зависит не от плоского, а от пространственного угла наблюдения), то в документации на него приводятся две КСС - в продольной и поперечной плоскостях.

 

Не менее важным параметром является яркость источника или освещенной им поверхности. Подобно силе света, яркость характеризует количество света, излучаемого или отражаемого в данном направлении, но не в абсолютном выражении, а в отношении к площади излучающей (переизлучающей) поверхности. ист. площадью 1 м2 и силой света 10 кд будет иметь такую же яркость, как ист. площадью 0,5 м2 и силой света 5 кд, несмотря на то, что световые потоки и силы света этих источников будут различны. Тем не менее, их поверхности будут восприниматься человеческим глазом, как разные по размеру, но одинаково яркие, в этом и заключается физиологический смысл понятия яркости.

 

Яркость измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м2).

 

И, наконец, последней, но едва ли не самой важной в светотехнике ключевой величиной является освещенность, показывающая, сколько света падает на ту или иную поверхность. Освещенность равна отношению светового потока, упавшего на поверхность, к площади этой поверхности.

 

Единицей измерения освещенности является 1 люкс (лк). 1 лк = 1 лм/м2.

 

Освещенность - световой поток, падающий на единицу площади данной поверхности. Освещенность является характеристикой именно освещаемой поверхности, а не излучателя. Помимо характеристик излучателя, освещенность зависит также от геометрии и отражающих характеристик окружающих данную поверхность предметов, и от взаимного положения излучателя и данной поверхности.

 

Распространенной ошибкой не знакомых со светотехникой людей является попытка считать освещенность характеристикой излучателя. Нередко можно услышать вопрос: а какую освещенность дает эта лампа? Теперь ответ нам очевиден. Освещенность дает не лампа, а та часть ее светового потока, которая попала на интересующую нас поверхность. А то, сколько света дойдет до поверхности, зависит от расстояния до этой поверхности, ориентации лампы в пространстве, наличия отражающих или поглощающих свет объектов: А значит, вопрос некорректен и для ответа на него не хватает исходных данных.

 

Выше проанализированы вопросы измерения количества света, но не меньшую роль играет качество освещения, под которым чаще всего мы понимаем цвет света и цветовоспроизведение.

 

«Идеальный» или монохроматический цвет, содержащий лишь одну длину волны, практически невозможно воспроизвести при помощи стандартных электрических ламп, поэтому любое реальное цветное излуч. также представляет собой набор излучений из определенного диапазона длин волн.

 

Аналогично, как было отмечено выше, оттенок белого света либо насыщенность цветного света определяется соотношением монохромных излучений. Здесь уместно дать ответ на часто встречающийся вопрос: "А сколько есть цветов в природе?". Количество цветов, как и количество возможных соотношений монохромных излучений, бесконечно. но с практической позиции имеет смысл говорить о максимальном количестве различимых глазом цветов, которое составляет около 12 млн.

 

Цвет «белого» света подразделяется на 3 группы:

 

дневной свет - белый (tw), нейтральный белый (nw) и теплый белый (ww).

 

Лампы накаливания, например, излучают теплый белый свет, а люминесцентные лампы обладают цветом всех трех видов света.

 

Пускорегулирующие аппараты

 

Для работы люминесцентных ламп требуются приборы, способные ограничивать ток - так называемые пускорегулирующие аппараты. Эти пускорегулирующие аппараты в принципе обуславливают энергопотери, степень которых в зависимости от конструкции аппарата может быть различной. Стандартный пускорегулирующий аппарат, например, для 18-ваттной люминесцентной лампы потребляет дополнительную мощность потерь 8 ватт, т.е. общая потребляемая мощность составляет 26 ватт. Энергосбережение возможно при использовании электронных пускорегулирующих аппаратов. Они используются для режима работы люминесцентных ламп с высокой частотой 20 и 40 кГц. Светоотдача лампы увеличивается на 7-10%, а потребление мощности при приблизительно одинаковой электроэнергии, расходуемой на освещение, уменьшается с 18 ватт до 16 ватт. При мощности потерь пускорегулирующего аппарата 2 ватта потребляется в сумме только 18 ватт. Это и составляет приблизительно 30% по сравнению со случаем использования стандартных пускорегулирующих приборов.

 

Чтобы не блуждать в потемках: много света за небольшие деньги – на данный момент это совсем легко

 

Расход электроэнергии одной энергосберегающей лампы составляет только 20% по сравнению со стандартной лампой накаливания.

 

Срок службы одной энергосберегающей лампы составляет 10.000 рабочих часов, что в 10 раз больше, чем у стандартной лампы накаливания.

 

Сравним общие затраты населения, связанные с использованием ламп накаливания и энергосберегающих ламп при средней продолжительности работы соответственно 1000 и 10.000 часов в Беларуси и Германии при тарифах на электроэнергию120 руб. и 0,15 Евро за кВт*час.

 

Как видно из приведенного расчета, замена пяти ламп накаливания на энергосберегающие люминесцентные лампы экономически выгодна: при дополнительных первоначальных затратах 77,5 тыс. рублей, ежегодная экономия составляет 35,6 тыс. руб. и уже через два года затраты окупаются, а за период службы энергосберегающих ламп экономия составит247,5 тыс. руб.

 

При увеличении стоимости электроэнергии экономия возрастает, что можно проследить на расчете для условий Германии.

 

Энергосберегающие лампы оправдывают себя в первую очередь вкомерческих организациях. Организация, которая заменяет систему имеющегося освещения с 25 стандартными лампами накаливания по 100 ватт на систему с 25 энергосберегающими лампами по 20 ватт, экономит приблизительно927 тыс.рублей за год (при продолжительности использования освещения 10 часов в день в течение 5 рабочих дней), при тарифе на электроэнергию197 руб. за кВт*час.

 

Галогеновые лампы накаливания

 

Главным недостатком стандартной лампы накаливания является ее малая светоотдача и ее короткий срок службы. При наполнении ее галогенными соединениями (к группе галогенов относятся неметаллические химические элементы фтор, хлор, бром, йод и астатин) можно избежать образования сажи на внутренней стороне стеклянной колбы, так что лампа в течение всего срока службы будет излучать постоянную световую энергию (люмен). Полезный эффект достигается за счет того, что пары галогенов способны соединяться с испаряющимися частицами вольфрама, а затем под действием высокой температуры распадаться, возвращая вольфрам на спираль. Вылетающие с раскаленной спирали атомы вольфрама, не долетают до стенок колбы лампы (за счет чего и снижается почернение), а возвращаются обратно химическим путем. Это явление получило название галогенного цикла.

 

За счет этого светоотдача и срок службы лампы значительно улучшаются. В то время, как стандартная лампа накаливания достигает светоотдачи 10 лм/ватт, галогенная лампа накаливания играючи достигает 25 лм/ватт. Кроме того, галогенные лампы накаливания имеют более компактную конструкцию и пригодны для изящных и специальных светильников.

 

В специализированных магазинах на данный момент имеются в продаже галогенные лампы накаливания для работы с напряжением сети 220 вольт и лампы для низковольтного режима работы: на 6,12, 24 вольта. Для низковольтных галогенных ламп дополнительно требуется трансформатор.

 

Для декоративного акцентного освещения все больше используются галогенные отражающие лампы мощностью 10-50 ватт, и рефлекторные лампы с отражателями тлеющего свечения 20-75 ватт. При этих лампах 2/3 образующегося тепла отводится назад через отражатель, пропускающий инфракрасные лучи, так что освещаемые этими лампами объекты не весьма сильно нагреваются.

 

Стандартным сроком службы сетевых и множественных низковольтных галогенных ламп принято считать период в 2000 часов. Как и у обычных ламп накаливания, механические воздействия на лампы в цикле эксплуатации (в особенности, для линейных ламп с большой длиной спирали), и частые включения сокращают их срок службы.

 

Цветовая температура галогенных ламп, как и реальная температура их нити накала, выше, чем у традиционных ламп накаливания и составляет 3000-3200 К. Этот параметр можно изменить при помощи встроенных или внешних светофильтров, и подбором толщины интерференционного отражающего слоя в зеркальных лампах. Индекс цветопередачи Ra галогенных ламп, как и у всех тепловых источников света, максимален и равен 100, причем за счет более высокой температуры накала (по сравнению с обычными лампами накаливания) свет галогенных ламп лучше воспроизводит сине-зеленые цвета.

 

На на данный моментшний день галогенные лампы остаются единственным сравнительно экономичным и при этом недорогим видом источника света с "теплым" спектром. Этим объясняется их богатый ассортимент, имеющий тенденцию к расширению. В первую очередь лампы данного вида находят применение в бытовом и функционально-декоративном освещении.

 

Как и где светить светильникам: функция определяет тип лампы

 

Энергосберегающие лампы

 

Так называемые энергосберегающие лампы представляют собой источники света, аналогичные лампам накаливания, но имеющие в 5-6 раз более высокую светоотдачу и в 10 раз больший срок службы, чем их столетние родственники. Специалисты обозначают их как компактные люминесцентные лампы, т.к. производство света базируется на принципе люминесцентных ламп.

 

Свойства цвета света и цветовой передачи света энергосберегающих ламп аналогично как и у стандартных ламп накаливания. Они имеют цоколь как и лампы накаливания и поэтому подходят к стандартным патронам. Энергосберегающие лампы используются в основном в гастрономии, торговых залах, в жилых помещениях, и в помещениях с декоративным освещением. Для освещения улиц, пешеходных зон и торговых пассажей уже давно используются исключительно только энергосберегающие лампы или люминесцентные лампы.

 

В быту энергосберегающие лампы имеют не весьма большие преимущества по яркости и экономичности энергии. Это связано в первую очередь с тем, что пока так же нет такого разнообразия типов и форм этих ламп, как это имеет место для старых хороших ламп накаливания. Энергосберегающие лампы не могут регулироваться по яркости и требуют так называемого пускорегулирующего аппарата. На рынке имеется сейчас 2 системы ламп:

 

Лампы с индуктивным пускорегулирующим аппаратом и стартером тлеющего разряда (устаревшая техника)

 

Лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом (новая техника).

 

Вы должны в принципе приобретать только энергосберегающие лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом, т.к. лампы со стартером тлеющего разряда содержат незначительное количество радиоактивного вещества «Криптон 85». Кроме того, энергосберегающие лампы легче, имеют более высокую светоотдачу и не мигают при включении.

 

Срок службы неинтегрированных ламп и ламп со встроенным традиционным балластом составляет до 10000 ч и определяется теми же факторами, что и этот параметр у люминесцентных ламп. Интегрированные лампы с электронными балластами служат несколько дольше до 12000 ч, но весьма чувствительны как к завышенному, так и к пониженному напряжению сети. Как и у других видов ламп, частые включения оказывают неблагоприятное воздействие на срок их службы.

 

Цветовая температура компактных люминесцентных ламп, составляет 2700...4000 К. Это обстоятельство определяется их целевой областью применения - бытовым освещением. Существуют также отдельные модели дневной (5000-6500 К) цветности. Во всех компактных лампах используются трех - и пятиполосные люминофоры, за счет чего обеспечивается индекс цветопередачи Ra не ниже 80-85.

 

Компактные люминесцентные лампы представляют собой серьезную альтернативу обычным и зеркальным лампам накаливания как в бытовом, так и в профессиональном освещении. Можно ожидать, что уже занятые этими лампами позиции на рынке светотехники пострадают от внедрения новых источников света значительно слабее, чем у более старых видов ламп.

 

Люминесцентные лампы

 

Из всех типов ламп люминесцентные лампы имеют самую высокую светоотдачу. Так называемые трехленточные люминесцентные лампы при весьма хорошей светопередаче достигают до 96 люменов/ватт, т.е. фактически в 10 раз больше, чем лампа накаливания. Поэтому люминесцентные лампы являются хорошими источниками сбережения энергии, а значит и экономичными. Основная область применения: промышленные зоны (мастерские, офисы, заводские цеха и т.д.)

 

В люминесцентных лампах свет производится с помощью ртути и нанесенного на внутренней стороне колбы лампы люминесцентного слоя.

 

В качестве люминофоров служат инертные газы, например, неон, аргон или гелий. Возбуждаемые электронами атомы ртути производят внутри колбы лампы невидимое для человека ультрафиолетовое излучение, которое люминофоры преобразует в видимый свет, при этом различные люминофоры имеют различные цвета света и свойства цветопередачи. Светоотдача различных люминофоров также отличается друг от друга. Точно также как и компактные люминесцентные лампы или энергосберегающие лампы, так и стандартные люминесцентные лампы функционируют только с пускорегулирующим аппаратом. И в этом случае Вы должны приобретать лампы только с электронным пускорегулирующим аппаратом.

 

Люминесцентные лампы рассчитаны на так называемую оптимальную окружающую температуру, которая обычно совпадает с комнатной (18-25°С). При меньших или больших температурах светоотдача лампы падает. Если окружающая температура ниже +5°С, зажигание лампы вообще не гарантируется. С этой особенностью связаны ограничения, накладываемые на применение этих ламп в наружном освещении.

 

Срок службы люминесцентных ламп определяется многими факторами и в основном зависит от качества их изготовления. Физическое перегорание лампы происходит в момент разрушения активного слоя либо обрыва одного из ее электродов. Наиболее интенсивное распыление электродов наблюдается при зажигании лампы, поэтому полный срок службы сокращается при частых включениях. Полезным сроком службы принято считать период, в течение которого лампа дает не менее 70% от начального светового потока. Этот период может истекать задолго до перегорания лампы как такового. Средний полезный срок службы современных люминесцентных ламп в зависимости от модели составляет 8000-15000 ч.

 

Люминесцентные лампы охватывают практически весь диапазон цветовых температур от 2700 до 10000 К. Существуют также цветные лампы. Индекс цветопередачи Ra меняется от 60 для ламп со стандартными люминофорами до 92...95 у ламп с весьма хорошей цветопередачей. Улучшение цветопередачи сопровождается некоторым снижением световой отдачи.

 

Эксплуатационными особенностями люминесцентных ламп являются мерцание светового потока с частотой питающей сети и его спад в течение срока службы. Мерцание лампы незаметно глазу, но сказывается на утомляемости зрительной доли мозга. Подобное освещение непригодно для напряженной зрительной работы (чтения, письма и т.п.) и может вызывать стробоскопический эффект на вращающихся предметах. Электронные балласты полностью исключают эту проблему, так что на на данный моментшний день их можно рекомендовать для большинства применений.

 

Люминесцентный свет в настоящее время абсолютно доминирует на рынке внутреннего освещения общественных зданий. Несмотря на стремительно развивающегося конкурента – светодиодные системы – традиционные люминесцентные лампы будут удерживать свои позиции так же много лет. В последнее время наблюдается также тенденция активного проникновения люминесцентного света в бытовые и дизайнерские применения. Ранее этот цикл сдерживался в основном несовершенством конструкции и не вполне удачной цветовой гаммой старого модельного ряда ламп.

 

Утилизация люминесцентных ламп

 

Все люминесцентные лампы, в том числе и энергосберегающие, содержат малые количества ртути и других тяжелых металлов и они ни в коем случае не должны попадать в контейнеры с бытовыми отходами, а должны утилизироваться отдельно.

 

В Могилеве есть организация, которая принимает люминесцентные лампы: ЧУПП "экологичность города и деревни", тел. 31-50-45, моб. 029 605-13-89.

 

Переработку ламп производят:

 



ЗАКОН. Газопоршневые электростанции - р. Энергетические перспективы США. 18.

На главную  Энергопотребление 





0.0206
 
Яндекс.Метрика