Применение энергосберегающих компактных люминесцентных ламп в традиционных светильниках ЖКХ (новый подход к энергосбережению)

ООО «ЭЛиПС-О» С.А.Свешников, В.И. Хандогин к.т.н. 2008г.

Применение энергосберегающих технологий становиться все более актуальной задачей. Решение этой задачи возможно, как применением новых перспективных решений, так и сочетанием известных решений с новым не традиционным подходом. Ряд решений по энергосбережению с использованием светильников НПО, НБП, НББ, НСП с лампами накаливания и устройствами управления, нами уже обсуждались [1] и были сделаны выводы о перспективности данного направления. Несомненно, широко известные и освоенные промышленностью светильники НПО, НБП, НББ, НСП также претерпели технологическую революцию – произведена замена стеклянных рассеивателей на акриловые (РММА) и поликарбонатные, а основание и патроны из керамики и карболита заменили на пластмассовые (АВС-пластик)[2], что позволило снизить массу и стоимость светильника. Дальнейшее развитие ламп накаливания позволяет значительно снизить расходы на замену и обслуживание осветительной установки. Так, например лампы накаливания EXTRA LONG LIFE и галогенные лампы низкого давления гарантируют срок службы до 6000 часов [3]. Основные требования к светильникам такого класса с лампами накаливания приведены в [4], причем тепловой режим внутри светильника и температура его внешних элементов жестко регламентируются (детали к которым часто прикасаются, рукой должны иметь, температуру не более 85°С [4]). С повышением КПД светового элемента, т.е. переход на энергосберегающие компактные люминесцентные лампы (ЭКЛЛ) тепловой режим внутри светильника является основным, определяющим надежность и долговечность работы светильника (п. 12.4 [4] – «При эксплуатации ни одна его деталь (включая лампу), сетевые провода, входящие в светильник и монтажная поверхность не должна нагреваться до температуры, снижающей надежность работы светильника»). ЭКЛЛ состоит из электронного пускорегулирующего аппарата и люминесцентной трубки, при этом электронная часть находится в цоколе лампы с ограниченными условиями охлаждения. Предельно допустимые значения рабочих температур полупроводниковых элементов, конденсаторов и дросселей электронной части находится в пределах 85-105°С, что соответствует 50-60°С внешней предельной температуры. В большинстве случаев этот параметр нормируется в технических условиях на (ЭКЛЛ) и составляет 50°С [5], причем влияние на световой поток также значительно и приведено на рис.1[3].

В соответствии с [4]максимальная температура окружающей среды принята 30°С (если другая не указана заказчиком), то максимальный перегрев внутри светильника с ЭКЛЛ не должен превышать 20°С. В ряде случаев, учитывая статистические данные региона по распределению температур окружающей среды в течение года, возможно увеличение перегрева до 30°С без снижения надежности и светового потока светильника. Дальнейшее увеличение перегрева на каждые 10°С приводит к снижению срока службы ЭКЛЛ вдвое и значительному снижению светового потока. В связи с этим необходимо точно знать, какой мощности ЭКЛЛ применять в том или ином светильнике при замене им ламп накаливания.

диаметр шара,	150, 250мм;
материал рассеивателя	акрил (РММА);
измеритель температуры	МS8222Н с термопарой;
контрольная лампа,	15Вт (OSRAM)
регулятор напряжения	ОВR – 10/220
измеритель тока и напряжения	MS8222H
термопара размещена на расстоянии	10 мм от края патрона
температура окружающей среды Т_окр	25°С.

Для получения достоверной информации целесообразно смоделировать тепловую нагрузку внутри традиционных светильников НПО, НБП, НББ, НСП.

Для примера и проведения расчетов принят светильник НСП-03:

Результаты измерений приведены на рис.2.

Анализ результатов позволяет сделать следующие выводы: внутренний объем светильника в малой степени влияет на внутреннюю температуру из-за

отсутствия перемещения воздуха внутри светильника и слабой и слабой теплопроводности рассеивателя. Т.е всевозможные конфигурации рассеивателей светильников серии НПБ (стекло), НБО (стекло, акрил), ПСХ ( стекло, поликарбонат), НСП (акрил) [6,7] могут быть приведены к тепловой модели НСП с диаметром шара 150 мм.

Для обеспечения максимального срока службы ЭКЛЛ во всем диапазоне температур окружающей среды следует применять ЭКЛЛ мощностью до 15Вт для всех светильников НПБ, НСП, НБО (эквивалент 75Вт лампы накаливания), а с учетом статистических данных по распределению температур в течение года мощность ЭКЛЛ возрастает до 25Вт (эквивалент 125Вт лампы накаливания). Следует также отметить, что для закрытых помещений типа ванная, туалет, кухня мощность ЭКЛЛ выбирается минимальная -15Вт, а на надежность дополнительно оказывает влияние частота включений светильника [3] (см. рис.3).

Введение ограничений по мощности ЭКЛЛ позволит достичь паспортных значений срока службы, который, в зависимости от производителя ламп, колеблется от 4000 до 12000 часов.

Аналогичные исследования проведены и для современной серии антивандальных светильников «Витязь»[8,9]. Результаты измерений приведены на рис 4. Рекомендованная мощность ЭКЛЛ составляет 15-20Вт для светильников «Витязь- мини» и 2х(15-20)Вт – для светильников «Витязь». Дальнейшее повышение мощности, а следовательно, и светового потока и надежности возможно за счет разделения электронного пускорегулирующего аппарата (независимое исполнение [10]) и компактной люминесцентной лампы (КЛЛ [3,5]). Так, например, светильник «Витязь- мини» с компактной лампой DULUX L18W/ 21-840 и независимым ЭПРА 1Н18/220 имеют внутреннюю температуру не более 60°С ( при Т окр=25°С), при этом нагрев элементов ЭПРА – не более 75°С, а срок службы КЛЛ может достигать 20000 час. [3].

Таким образом, применение ЭКЛЛ в традиционных светильниках НПО, НБП, НББ, ПСХ позволяет обеспечить энергосбережение по сравнению с лампами накаливания в 5 раз и достигнуть плавного перехода на современные типы антивандальных светильников – «Новосел» и «Витязь».

РЕЗЮМЕ.

1. Основным параметром, влияющим на показатель надежности (срок службы) светильника с ЭКЛЛ, является температура внутри светильника. Причем надежность резко падает при превышении этой температуры выше 50°С.

2. Определены диапазоны мощностей для ЭКЛЛ, позволяющие достичь максимального срока службы в светильниках типа НПО, НБП, НББ, ПСХ. Рекомендуемая мощность лампы – 15Вт.

3. Антивандальные светильники серии «Витязь» рекомендуется использовать с энергосберегающими компактными лампами мощностью 15-20Вт. Увеличение светового потока и надежности возможно лишь при использовании независимого электронного пускорегулирующего аппарата и компактной люминесцентной лампы.

ЛИТЕРАТУРА.

1.Энергосбережение в ЖКХ С.А.Свешников, В.И. Хандогин www.elips-o.ru

2.Ticona/Каталог продукции. Высокоэффективные материалы для инновационных применений.

3.Spectrum.Каталог ламп. 2008.GE Consumer &Industrial Lighting.

4.ГОСТ Р МЭК 60598-1-99 Светильники часть 1. Общие требования и методы испытаний.

5. Источники света. Каталог 1996/97 Osram

6. Светотехническая Компания «ТС Электро» Каталог 2004

7. Электромонтаж. Светильники Каталог 2004 www.electro-mpo.ru

8. www.elips-o.ru

9.Патент на промышленный образец №52221 Светильник Приоритет 18.06.2001г.

10. ГОСТ Р МЭК 928-98 Устройства для ламп.