Как правильно выбрать потолочный светодиодный светильник. (часть 1. Корпус)

Виды потолочных офисных светодиодных светильников типа Армстронг:

Наверняка можно констатировать факт количественного заполнения рынка светодиодной техники и настает пора обсуждения темы "качество продукции" и данная тема занимает все большее место в диалоге производитель-клиент. Если попытаться воспроизвести график на котором будут указана динамика появления новых производителей на рынке и динамика ухудшения качества "средней" продукции на рынке (за качество принимается технические характеристики и ставка на долговечность продукта) то с большой вероятностью данный график символизирует ни что иное как крест.. на качестве...

На рынке светодиодной техники представлено более 100 компаний-"производителей" и порядка 500 компаний занимающихся дистрибуцией данной продукции. Они производят массу разнообразных модификаций светодиодных светильников типа Армстронг. Для того чтобы в этом многообразии определиться с выбором "правильного" светодиодного светильника необходимо как минимум знать из чего он состоит. Любой светодиодный светильник состоит из трех основных составляющих:

  1. Светодиоды, именно то, что излучает свет
  2. Блок питания, так называемый "драйвер"
  3. Теплоотвод, как правило сам корпус светильника.

Несомненно параметрами "правильного", а следовательно качественного и в то же время приемлемого по цене светодиодного светильника безусловно и в первую очередь являются светильники, изготовленные на основе высококачественных диодов лучших и признанных производителей в области полупроводниковых осветительных приборов - CREE (США), OSRAM (Германия), NICHIA (Япония). Огромную роль играет блок питания, который отвечает за надежную работу светильника. Как правило они являются самым слабым звеном светильника, поэтому при выборе светильника надо тщательно определить его параметры. Теплоотводом как правило является сам корпус светильника. Наилучшими теплопроводящими свойствами обладают алюминиевые корпуса. Почему? Об этом мы и поговорим.

Для начала введем определение "правильного" корпуса: "Правильный" корпус светодиодного светильника - корпус обеспечивающий наиболее качественный отвод тепла от p-n перехода светодиода и обеспечивающий максимальный выход светового потока со светодиодного модуля. Так как с данным определением "правильности" согласятся все читатели в данной статье, словосочетание "Правильный" корпус будет употребляться без кавычек.

Большая часть производителей использует корпуса от светильников ЛВО, производя монтаж светодиодных линеек в лучшем случае через изогнутую полосу алюминиевого листа толщиной max 20 мм, а в худшем случае и в большинстве своем, приклепывая линейки непосредственно к корпусу.

Рассмотрим первый критерий определения правильного корпуса - качественный теплоотвод.

Корпуса для люминесцентных светильников изготавливаются из жести толщиной 0,3 мм покрытой полимерной краской. Данные корпуса сконструированы и изготавливаются для люминесцентных ламп, не нуждающихся в принудительном охлаждении и главная задача данных корпусов - быть тарой-держателем для люминесцентных ламп, ПРА и отражателя.

По результатам проведенного опыта при монтаже светодиодной линейки состоящей из алюминиевой платы теплопроводностью 2 Вт/м·К шириной 10 мм и светодиодов CREE MX-6 в колличестве 6 штук была получена следующая информация: температура в точке пайки 57°С. Светодиоды использовались бином Q5 на токе 350 мА. Световой поток данных светодиодов при токе 350 мА и при температуре перехода 25°С составляет 122,7 лм. (рис.1)

Рисунок 1 - Скриншот программы PCT

при температуре в точке пайки 57°С световой поток светодиода составит 110,7 лм.

Наверняка в техническом описании светильника, построенном на 4-х данных линейках, производитель указал бы в графе "Световой поток" цифру 2945 лм, хотя фактически светодиодный модуль выдавал бы не более 2652 лм.

Продолжая изучение светодиодного светильника на основе корпуса ЛВО рассмотрим потери света на переотражении светового потока внутри светильника.

Компания Cree в руководстве по проектированию светильников приводит схему потерь светового потока люминесцентной лампы и светодиодного светильника (рисунок 3)

То есть потери света на переотражении и поглощении в корпусе светильника составляют 23%. В нашем случае показатель потерь будет ещё выше, так как в данной конструкции светильника светодиод находиться ещё более глубже в корпусе и прохождению светового потока препятствует отражатель 

Рисунок 3 - Потери светового потока 

Проанализировав данные схемы можно придти к выводу, что в корпусе ЛВО теряется не менее 30% светового потока модуля, т.е. полный полезный световой поток светильника составляет 2652 лм - 30% = 1856 лм. Энергопотребление данного светильника (в случае использования источника питания с КПД не менее 85% и корректором мощности позволяющий поддерживать cos ф не менее 0,98) составит 31,5 Вт, а эффективность всей системы приведется к цифре 59 лм/Вт! Для того чтобы данный светильник выдавал полный световой поток в 3000 лм он должен потреблять не менее 50 Вт.

И это с учетом, что данный расчет проводился на одних из лучших светодиодов CREE MX-6 с высоким бином.

Рассмотрим второй тип применяемых производителями корпусов - металлические корпуса толщиной стали 0,8 мм, покрытые порошковой краской и общей высотой конструкции не более 50 мм. Проведя аналогичный опыт, т.е. собрав на данном корпусе светильник состоящий из четырех светодиодных линеек по 6 светодиодов, мы получили температуру в точке пайке 51 °С.

Вновь воспользовавшись программой PCT мы получили информацию что при данной температуре на точке пайки световой поток со светодиода составляет 112,4 лм. Полный световой поток светодиодного модуля данного светильника составит 2697 лм. Потери на переотражении на корпусе при толщине светильника не более 50 мм и при правильном расположении светодиодных линеек составят не более 5%. При использовании высококачественного акрилового стекла толщиной 3 мм и коэффициентом светопропускания 0,92 полный световой поток светильника составит: Фнач = 2697 лм - 5% = 2562 лм; Фпол = Фнач·е^(-k·l) = 2420 лм. (Закон Бугера-Ламберта-Бера); Полный световой поток светильника составит 2420 лм при потреблении 31,5 Вт. Эффективность данного светильника составит 77 лм/Вт. Показатель превышающий на 30% аналогичный показатель светильника на основе корпуса ЛВО.

Рассмотрим вариант использования алюминиевой стенки для монтажа светодиодных линеек.

Для опыта был взят корпус из предыдущего опыта высотой 50 мм с использованием задней алюминиевой стенки толщиной 0,8 мм покрытой порошковой краской.

При использовании данной конструкции температура в точке пайки светодиода, при прочих равных условиях составила 38°С. Воспользовавшись программой PCT мы получили световой поток со светодиода при данной температуре равный 116,6 лм.

Рисунок 4 - Световой поток при температуре 38 °С

Полный световой поток светодиодного модуля светильника составит 2798 лм.

При использовании корпуса толщиной 50 мм и высококачественного акрилового рассеивателя полный световой поток светильника составит 2686 лм.

Эффективность данного светильника составит 85 лм/Вт, наиболее высокий из всех приведенных примеров.

Рассмотрим срок службы светодиодного модуля при разных температурах перехода

Рисунок 5 - График зависимости срока службы светодиода от температуры p-n перехода

В предыдущих опытах нами были выяснены следующие параметры:

  1. Температура p-n-перехода в светодиодном светильнике на основе корпуса ЛВО: 63 °С
  2. Температура p-n-перехода в светодиодном светильнике на основе стального корпуса: 57 °С
  3. Температура p-n-перехода в светодиодном светильнике на основе алюминиевого корпуса: 44°С

На основании графика представленного на Рисунке 5 вычислим срок службы светодиода до потери 50% светового потока:

  1. Срок службы светодиодного светильника на основе корпуса ЛВО: 85 000 ч 
  2. Срок службы светодиодного светильника на основе стального корпуса: 120 000 ч 
  3. Срок службы светодиодного светильника на основе алюминиевого корпуса: 225 000 ч

Необходимо обратить внимание на то, что на графике представленные данные для потери 50%, а для более корректной цифры 30% данные показатели будут выглядеть несколько ниже.

Согласно полученным данным огромное превосходство имеют светильники произведенные на алюминиевом корпусе, срок службы светодиодных модулей которых превышает в 2,5 раза срок службы модулей на светильниках на основе корпуса ЛВО.

Сведем все полученные данные в общую таблицу

 

Показатель Светодиодный светильник на основе
Корпус ЛВО Стальной корпус Алюминиевый корпус
Световой поток 3000 Лм 3000 Лм 3000 Лм
Потребляемая мощность 50 Вт 39 Вт 35 Вт
Эффективность 60 Лм/Вт 77 Лм/Вт 86 Лм/Вт
Срок службы (до 50%) 85 000 ч 120 000 ч 225 000 ч

Итогом данной статьи можно выделить следующий тезис: При выборе светодиодного светильника необходимо учитывать "фактор корпуса". Не правильно подобранный или неправильно сконструированный корпус влияет на температуру кристала и на количество светового потока выходящего из корпуса. Выбирайте светодиодный светильник с "правильным корпусом", это гарантирует Вам высокий срок службы светильника и высокую энергоэффективность.

Офисные светодиодные светильники типа Армстронг с алюминиевым или стальным корпусом:



Посмотреть весь каталог офисных светодионых светильников.
Бесплатный звонок по России
8 800 2500 716
Ваш город:
Обратный звонок
Обратный звонок