熒光燈和LED日光燈的照明要點(圖)
上傳人:admin 上傳時間: 2007-09-26 瀏覽次數: 3029 |
據權威部門統計,2006年中國的發電量達到28344億千瓦時,2006年中國照明用電量約為3400億千瓦時以上,接近等于全國發電量的12%,幾乎為3.5座我國最大的三峽大型水力發電站的發電量。因此,照明用電的猛增以及發電能源消耗的加劇,將使我國的供電勢態和環境與生態保護的現狀日益嚴峻。如果無限制地建設水力發電設施,將會瀕臨破壞自然環境的生態災難;如果不斷增設火力發電站,又將更進一步惡化業已存在的能源危機。因此,可持續發展的科學觀念要求,一是加強可再生能源的利用,加快太陽能、風能、生物質能、核聚變能等各種發電技術的發展;二是加速節能高效光源和燈具的研究、應用與發展。本文主要討論熒光燈和LED等高發光效率節能光源和燈具在應用與發展方面的要點。重點闡述熒光燈真正實現節能應用的能耗評估方法技術和設計要素。
1. 目前最佳的節能光源
1.1 當前白熾燈已迅速淘汰
目前,在人類室內建筑照明的光源中,白熾燈由于發光效率太低,過度耗費電能,壽命太短,已被逐步淘汰,例如:在歐盟已明文出臺了基本禁用白熾燈的節能照明規范。在我國,白熾燈事實上業已退出了建筑照明的主要領域。
1.2眼下熒光燈已成為主要的建筑照明光源
目前,由于新穎材料,新型結構、新的設計理論和制造工藝的進展,使熒光燈的綜合性能得到了大幅提升,例如:
1)高發光效率、高顯色性、高流明維持率的三基色熒光粉已逐步取代了傳統的鹵磷酸鈣熒光粉;
2)新型的細徑直管熒光燈優化的結構設計,使T5熒光燈的發光效率已可達每瓦100流明左右,幾乎是普通白熾燈的十倍;
3)T5細管直管熒光燈,顯色指數Ra也已達到80至85或更高,已接近太陽光對人類可見色彩的復現與還原能力;
4)先進的燈絲和陰極設計與制造工藝,使T5細徑直管熒光燈的壽命一般都不低于10000小時,約為普通白熾燈的十倍;
5)T5細管直管熒光燈,規格系列齊全,價格已開始被普遍接受。
熒光燈不斷發展的這些節能高效技術優勢,都是熒光燈在數十年以來,至今越來越成為人類主要照明光源的原因。事實上,熒光燈已成為全球建筑照明應用最為主要、最為普遍、也是使用數量最多的重要光源,可以說各種直管型的或異形的系列熒光燈,包括基于熒光燈原理的緊湊型一體化的節能燈,幾乎已在室內建筑照明中一統天下,中國每年的熒光燈產量達到了17億支以上,并且還在不斷增長,可以預測在LED光源或其他新型光源真正成熟以前,這種局面不會根本改變。
1.3在可見的今后LED光源必將成為建筑照明光源的新秀
綜合評價LED光源,正是人類自從懂得電光源照明技術以來首次出現的集多項技術優勢于一身的固體電光源。這是人類照明技術的革命性突破。LED光源具有超長壽命、節約電能、易于控制光污染,運行可靠性高、發光色彩純正、光色豐富多彩、可控性好、體積小巧、重量輕盈、結構緊湊、供電簡單,并且在供電電壓的適應能力方面,是小型太陽能發電和小型風力發電等可再生自然能利用的天然配偶。
當前,LED的光效、熱阻和一系列材料與工藝等技術,正在得到突破,在國際上的商品化LED光源和LED燈具的最新水平可以得到體現:
1)最新商品化LED光源的發光效率:
國際上LED產品的發光效率在55lm/w至65lm/W以上,有的LED光源成果的發光效率已明確標注為100lm/W至130lm/w,接近或超過了節能燈和熒光燈的發光效率,是白熾燈的10倍以上;
2)最新商業化LED燈具的壽命:
國際上不少LED燈具產品按照流明維持70%標注,都標明為50000小時,不少LED燈具標注為100000小時,是熒光燈的10倍,白熾燈的100倍;
可以預見,LED固體光源一旦突破價格壁壘,必將成為人類照明光源的新秀。
2. 熒光燈真正實現節能應用的技術要素和能耗評估方法
2.1 熒光燈鎮流器對熒光燈照明節能的關鍵作用
熒光燈是一種低壓氣體放電光源,而工作在氣體放電特性的負阻區域,決定了熒光燈必須配備鎮流器才能正常運行。因此,熒光燈燈具整體的節能特性不僅僅只依靠發光效率優秀的熒光燈光源,鎮流器的節能指標更是一項關鍵性的因素。在評估熒光燈燈具整體能源利用效率和節能特性時,必須高度重視評估鎮流器的能源效率性能。
2.2熒光燈燈具和鎮流器的照明能源效率指標與等級
2.2.1熒光燈鎮流器的照明能源效率EEI及其等級劃分
為了真正實現熒光燈的節能照明,還必須科學衡量各種熒光燈鎮流器的節能水平,在此可參照歐盟的規范開展討論。國際上,特別是歐盟的照明企業協會CELMA(The European Manufacture Association of Luminaries)定義了一種指標,即:照明能源利用效率(Energy Efficiency In lighting),簡稱為能源效率EEI。在國際規范中,按熒光燈鎮流器照明能源效率EEI的高低,把熒光燈鎮流器劃分為不同的能源效率等級(Classification of ballast-lamp circuit for energyefficiency in lighting),以衡量不同的熒光燈鎮流器電能利用效率和節能水平的優劣。熒光燈鎮流器的照明能源效率EEI,從最高至最低分為七級:A1,A2,A3,B1,B2,C,D。
每一個等級都定義了照明能源效率EEI的數值范圍,直管熒光燈能源效率EEI的數值范圍例子如表1所示,緊湊型節能燈能源效率EEI的數值范圍例子如表2所示。目前,又分為現行值與目標值兩種,其中:不同的照明能源效率EEI的等級,對應不同種類和性能的熒光燈鎮流器,如下所示:
A1 -- 調光電子鎮流器;
A2 -- 固定輸出電子鎮流器;
A3 -- 固定輸出電子鎮流器;
B1 -- 低損耗電感鎮流器;
B2 -- 低損耗電感鎮流器;
C -- 傳統的電感鎮流器(Second phase);
D -- 早期的電感鎮流器(First phase);
2.2.2熒光燈配用不同EEI等級鎮流器節能效果和耗能數據比較
從歐洲銳高公司(Tridonic Atco)提供的直管熒光燈和緊湊型節能燈的數據,表1和表2,可以清晰地對比出各種熒光燈和節能燈,配用不同等級照明能源效率EEI鎮流器的節能效果和耗能數據。顯然,表中鎮流器照明能源效率EEI的最高等級A1,應該屬于目標值,而且只有采用先進的網絡化的可數字尋址的數控式可調光電子鎮流器,并接入到配有紅外傳感器與亮度傳感器的照明控制網絡中,才能實現。因為各種熒光燈只有實現網絡化的自動可調光照明以后,才能真正達到優化節能照明的目標。
熒光燈配用不同照明能源效率EEI等級鎮流器的節能效果和耗能數據 表 1
節能燈配用不同照明能源效率EEI等級鎮流器的節能效果和耗能數據 表 2
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