Как найти световую отдачу

Под светоотдачей светодиодных ламп подразумевают соотношение показателя светового потока к электрической мощности. Этот термин также называют энергоэффективностью. Показатель светоотдачи обязательно учитывается при организации систем освещения на любых объектах.

В статье мы рассмотрим, что означает световой поток и светоотдача светодиодных ламп, особенности расчета, таблица соответствия светового потока от потребляемой мощности LED-ламп и ламп накаливания.

Понятие светового потока светодиодной лампы

Световой поток светодиодных светильников – это общее количество света, которое выделяет прибор на определенную поверхность. Иными словами, это яркость лампы. На современных LED-лампах показатель светового потока указывается на упаковке вместе с мощностью и углом освещения. Если этих данных нет, такую лампу лучше не покупать.

С помощью показателя светового потока можно рассчитать уровень освещенности, измеряемый в люксах. Если световой поток дошел до поверхности полностью, то 1 люкс будет равен 1 люмену на квадратный метр. Если луч рассеивается под разным углом, то и освещенность будет варьироваться. Например, если лампа находится под углом 360 градусов, то свет падает не только на пол, но и на стены. Это значит, что на пол световой поток дойдет не полностью.

В чем измеряется световой поток светодиодных ламп

Понимая, в чем измеряется световой поток светодиодных ламп, легко найти этот показатель на упаковке прибора. Яркость лампы измеряется в люменах (Лм). Согласно установленным нормам, оптимальное значение светового потока для жилых комнат составляет 30 Лм на 1 кв. м. Соотношение светового потока к площади освещаемой поверхности принято измерять в люксах. Получаемое значение называют освещенностью.

Что такое световая отдача светодиодной лампы

Светоотдачей светодиодных ламп называют коэффициент величины светового потока к мощности, которая потребляется из источника электроэнергии. Чтобы определить световую отдачу лампы, нужно разделить ее световой поток, указанный в люменах, на мощность в ваттах. Если осветительный прибор со световым потоком 5000 Лм имеет мощность 50 Вт, то светоотдача лампы составит 100 Лм/Вт. Зная этот показатель, можно правильно организовать освещение для определенного помещения.

Степень нагрева кристаллов на светоотдачу светодиодов не влияет. Она зависит от качества люминофора в LED-лампе и технологии, по которой он изготовлен.

Не меньшее влияние на светоотдачу оказывают следующие факторы:

  1. Тип отражателя. Во многих лампах отражатель снижает слепящий эффект, тем самым понижая показатель светоотдачи.
  2. Наличие драйвера, способного контролировать яркость света, исходящего от лампы.
  3. От формы рассеивателя зависит эффективность защиты от вспышек и бликов. Именно поэтому меняется и светоотдача.
  4. Чем выше показатель цветовой температуры, тем больше светоотдача осветительного прибора.

Как связаны светоотдача и мощность LED-ламп         

Световая отдача LED-ламп и показатель их мощности стоят в одном ряду по своей важности. Если значения величины светового потока и светоотдачи известны, не составит труда определить мощность лампы. Для этого показатель светового потока нужно разделить на светоотдачу.

Таблица сравнения ламп накаливания с LED-лампами

Во времена, когда использовались преимущественно лампы накаливания, было принято измерять мощность исключительно в ваттах. По этой причине большинство потребителей при выборе ламп обращает внимание именно на этот показатель. При необходимости покупки вместо ламп накаливания LED-ламп встает вопрос об их соотношении по мощности. В таблице приведены эквивалентные значения.

Световой поток (Лм)

Мощность LED-лампы (Вт)

Мощность лампы накаливания (Вт)

250

2–3

25

400

5–7

40

650

8–9

60

1300

14–15

100

2100

22–27

150

Светоотдача светодиодных светильников – важный показатель, который нужно учитывать при организации освещения в совокупности с мощностью и величиной светового потока. От этих величин зависит, насколько комфортно и безопасно будет в освещаемом помещении. Выбирая лампу, необходимо ориентироваться на нормы освещенности, предусмотренные для каждого конкретного объекта.

Источник

From Wikipedia, the free encyclopedia

Luminous efficacy

Common symbols

 K
SI unit lm⋅W−1
In SI base units cd⋅s3⋅kg−1⋅m−2
Dimension {displaystyle {mathsf {J}}{mathsf {T}}^{3}{mathsf {M}}^{-1}{mathsf {L}}^{-2}}

Luminous efficacy is a measure of how well a light source produces visible light. It is the ratio of luminous flux to power, measured in lumens per watt in the International System of Units (SI). Depending on context, the power can be either the radiant flux of the source’s output, or it can be the total power (electric power, chemical energy, or others) consumed by the source.[1][2][3]
Which sense of the term is intended must usually be inferred from the context, and is sometimes unclear. The former sense is sometimes called luminous efficacy of radiation,[4] and the latter luminous efficacy of a light source[5] or overall luminous efficacy.[6][7]

Not all wavelengths of light are equally visible, or equally effective at stimulating human vision, due to the spectral sensitivity of the human eye; radiation in the infrared and ultraviolet parts of the spectrum is useless for illumination. The luminous efficacy of a source is the product of how well it converts energy to electromagnetic radiation, and how well the emitted radiation is detected by the human eye.

Efficacy and efficiency[edit]

Luminous efficacy can be normalized by the maximum possible luminous efficacy to a dimensionless quantity called luminous efficiency. The distinction between efficacy and efficiency is not always carefully maintained in published sources, so it is not uncommon to see «efficiencies» expressed in lumens per watt, or «efficacies» expressed as a percentage.

Luminous efficacy of radiation[edit]

Explanation[edit]

Wavelengths of light outside of the visible spectrum are not useful for illumination because they cannot be seen by the human eye. Furthermore, the eye responds more to some wavelengths of light than others, even within the visible spectrum. This response of the eye is represented by the luminosity function. This is a standardized function which represents the response of a «typical» eye under bright conditions (photopic vision). One can also define a similar curve for dim conditions (scotopic vision). When neither is specified, photopic conditions are generally assumed.

Luminous efficacy of radiation measures the fraction of electromagnetic power which is useful for lighting. It is obtained by dividing the luminous flux by the radiant flux.[4] Light with wavelengths outside the visible spectrum reduces luminous efficacy, because it contributes to the radiant flux while the luminous flux of such light is zero. Wavelengths near the peak of the eye’s response contribute more strongly than those near the edges.

Photopic luminous efficacy of radiation has a maximum possible value of 683.002 lm/W, for the case of monochromatic light at a wavelength of 555 nm (green). Scotopic luminous efficacy of radiation reaches a maximum of 1700 lm/W for monochromatic light at a wavelength of 507 nm.

Mathematical definition[edit]

Luminous efficacy, denoted K, is defined as[4]

{displaystyle K={frac {Phi _{mathrm {v} }}{Phi _{mathrm {e} }}}={frac {int _{0}^{infty }K(lambda )Phi _{mathrm {e} ,lambda },mathrm {d} lambda }{int _{0}^{infty }Phi _{mathrm {e} ,lambda },mathrm {d} lambda }},}

where

  • Φv is the luminous flux;
  • Φe is the radiant flux;
  • Φe,λ is the spectral radiant flux;
  • K(λ) = KmV(λ) is the spectral luminous efficacy.

Examples[edit]

Photopic vision[edit]

Type Luminous efficacy
of radiation (lm/W) 		Luminous
efficiency[note 1]
Tungsten light bulb, typical, 2800 K 15[9] 2%
Class M star (Antares, Betelgeuse), 3300 K 30 4%
Black body, 4000 K, ideal 54.7[note 2] 8%
Class G star (Sun, Capella), 5800 K 93[9] 13.6%
Black-body, 7000 K, ideal 95[note 2] 14%
Black-body, 5800 K, truncated to 400–700 nm (ideal «white» source)[note 3] 251[9][note 4][10] 37%
Black-body, 5800 K, truncated to ≥ 2% photopic sensitivity range[note 5] 292[10] 43%
Black-body, 2800 K, truncated to ≥ 2% photopic sensitivity range[note 5] 299[10] 44%
Black-body, 2800 K, truncated to ≥ 5% photopic sensitivity range[note 6] 343[10] 50%
Black-body, 5800 K, truncated to ≥ 5% photopic sensitivity range[note 6] 348[10] 51%
Ideal monochromatic source: 555 nm 683.002[11] 100%

Scotopic vision[edit]

Type Luminous efficacy

of radiation (lm/W)

Luminous

efficiency[note 1]

Ideal monochromatic 507 nm source 1699[12] or 1700[13] 100%

Blackbody efficacy 1000-16000K.svg

Lighting efficiency[edit]

Artificial light sources are usually evaluated in terms of luminous efficacy of the source, also sometimes called wall-plug efficacy. This is the ratio between the total luminous flux emitted by a device and the total amount of input power (electrical, etc.) it consumes. The luminous efficacy of the source is a measure of the efficiency of the device with the output adjusted to account for the spectral response curve (the luminosity function). When expressed in dimensionless form (for example, as a fraction of the maximum possible luminous efficacy), this value may be called luminous efficiency of a source, overall luminous efficiency or lighting efficiency.

The main difference between the luminous efficacy of radiation and the luminous efficacy of a source is that the latter accounts for input energy that is lost as heat or otherwise exits the source as something other than electromagnetic radiation. Luminous efficacy of radiation is a property of the radiation emitted by a source. Luminous efficacy of a source is a property of the source as a whole.

Examples[edit]

The following table lists luminous efficacy of a source and efficiency for various light sources. Note that all lamps requiring electrical/electronic ballast are unless noted (see also voltage) listed without losses for that, reducing total efficiency.

Category Type Overall luminous
efficacy (lm/W) 		Overall luminous
efficiency[note 1]
Combustion Gas mantle 1–2[14] 0.15–0.3%
Incandescent 15, 40, 100 W tungsten incandescent (230 V) 8.0, 10.4, 13.8[15][16][17][18] 1.2, 1.5, 2.0%
5, 40, 100 W tungsten incandescent (120 V) 5.0, 12.6, 17.5[19] 0.7, 1.8, 2.6%
Halogen incandescent 100, 200, 500 W tungsten halogen (230 V) 16.7, 17.6, 19.8[20][18] 2.4, 2.6, 2.9%
2.6 W tungsten halogen (5.2 V) 19.2[21] 2.8%
Halogen-IR (120 V) 17.7–24.5[22] 2.6–3.5%
Tungsten quartz halogen (12–24 V) 24 3.5%
Photographic and projection lamps 35[23] 5.1%
Light-emitting diode LED screw base lamp (120 V) 102[24][25][26] 14.9%
5–16 W LED screw base lamp (230 V) 75–210[27][28] 11–30%
21.5 W LED retrofit for T8 fluorescent tube (230 V) 172[29] 25%
Theoretical limit for a white LED with phosphorescence color mixing 260–300[30] 38.1–43.9%
Arc lamp Carbon arc lamp 2–7[31] 0.29–1.0%
Xenon arc lamp 30–90[32][33][34] 4.4–13.5%
Mercury-xenon arc lamp 50–55[32] 7.3–8%
Ultra-high-pressure (UHP) mercury-vapor arc lamp, free mounted 58–78[35] 8.5–11.4%
Ultra-high-pressure (UHP) mercury-vapor arc lamp, with reflector for projectors 30–50[36] 4.4–7.3%
Fluorescent 32 W T12 tube with magnetic ballast 60[37] 9%
9–32 W compact fluorescent (with ballast) 46–75[18][38][39] 8–11.45%[40]
T8 tube with electronic ballast 80–100[37] 12–15%
PL-S 11 W U-tube, excluding ballast loss 82[41] 12%
T5 tube 70–104.2[42][43] 10–15.63%
70–150 W inductively-coupled electrodeless lighting system 71–84[44] 10–12%
Gas discharge 1400 W sulfur lamp 100[45] 15%
Metal-halide lamp 65–115[46] 9.5–17%
High-pressure sodium lamp 85–150[18] 12–22%
Low-pressure sodium lamp 100–200[18][47][48] 15–29%
Plasma display panel 2–10[49] 0.3–1.5%
Cathodoluminescence Electron stimulated luminescence 30–110[50][51] 15%
Ideal sources Truncated 5800 K black-body[note 4] 251[9] 37%
Green light at 555 nm (maximum possible luminous efficacy by definition) 683.002[11] 100%

Sources that depend on thermal emission from a solid filament, such as incandescent light bulbs, tend to have low overall efficacy because, as explained by Donald L. Klipstein, «An ideal thermal radiator produces visible light most efficiently at temperatures around 6300 °C (6600 K or 11,500 °F). Even at this high temperature, a lot of the radiation is either infrared or ultraviolet, and the theoretical luminous [efficacy] is 95 lumens per watt. No substance is solid and usable as a light bulb filament at temperatures anywhere close to this. The surface of the sun is not quite that hot.»[23] At temperatures where the tungsten filament of an ordinary light bulb remains solid (below 3683 kelvin), most of its emission is in the infrared.[23]

SI photometry units[edit]

SI photometry quantities

  • v
  • t
  • e
Quantity Unit Dimension Notes
Name Symbol[nb 1] Name Symbol Symbol[nb 2]
Luminous energy Qv[nb 3] lumen second lm⋅s T J The lumen second is sometimes called the talbot.
Luminous flux, luminous power Φv[nb 3] lumen (= candela steradian) lm (= cd⋅sr) J Luminous energy per unit time
Luminous intensity Iv candela (= lumen per steradian) cd (= lm/sr) J Luminous flux per unit solid angle
Luminance Lv candela per square metre cd/m2 (= lm/(sr⋅m2)) L−2J Luminous flux per unit solid angle per unit projected source area. The candela per square metre is sometimes called the nit.
Illuminance Ev lux (= lumen per square metre) lx (= lm/m2) L−2J Luminous flux incident on a surface
Luminous exitance, luminous emittance Mv lumen per square metre lm/m2 L−2J Luminous flux emitted from a surface
Luminous exposure Hv lux second lx⋅s L−2T J Time-integrated illuminance
Luminous energy density ωv lumen second per cubic metre lm⋅s/m3 L−3T J
Luminous efficacy (of radiation) K lumen per watt lm/W M−1L−2T3J Ratio of luminous flux to radiant flux
Luminous efficacy (of a source) η[nb 3] lumen per watt lm/W M−1L−2T3J Ratio of luminous flux to power consumption
Luminous efficiency, luminous coefficient V 1 Luminous efficacy normalized by the maximum possible efficacy
See also: SI · Photometry · Radiometry
  1. ^ Standards organizations recommend that photometric quantities be denoted with a subscript «v» (for «visual») to avoid confusion with radiometric or photon quantities. For example: USA Standard Letter Symbols for Illuminating Engineering USAS Z7.1-1967, Y10.18-1967
  2. ^ The symbols in this column denote dimensions; «L«, «T» and «J» are for length, time and luminous intensity respectively, not the symbols for the units litre, tesla and joule.
  3. ^ a b c Alternative symbols sometimes seen: W for luminous energy, P or F for luminous flux, and ρ for luminous efficacy of a source.

See also[edit]

  • Photometry
  • Light pollution
  • Wall-plug efficiency
  • Coefficient of utilization
  • List of light sources

Notes[edit]

  1. ^ a b c Defined such that the maximum possible luminous efficacy corresponds to a luminous efficiency of 100%.
  2. ^ a b Black body visible spectrum
  3. ^ Most efficient source that mimics the solar spectrum within range of human visual sensitivity.
  4. ^ a b Integral of truncated Planck function times photopic luminosity function times 683.002 lm/W.
  5. ^ a b Omits the part of the spectrum where the eye’s sensitivity is very poor.
  6. ^ a b Omits the part of the spectrum where the eye’s sensitivity is low (≤ 5% of the peak).

References[edit]

  1. ^ Allen Stimson (1974). Photometry and Radiometry for Engineers. New York: Wiley and Son. Bibcode:1974wi…book…..S.
  2. ^ Franc Grum; Richard Becherer (1979). Optical Radiation Measurements, Vol 1. New York: Academic Press.
  3. ^ Robert Boyd (1983). Radiometry and the Detection of Optical Radiation. New York: Wiley and Son.
  4. ^ a b c International Electrotechnical Commission (IEC): International Electrotechnical Vocabulary, ref. 845-21-090, Luminous efficacy of radiation (for a specified photometric condition)
  5. ^ International Electrotechnical Commission (IEC): International Electrotechnical Vocabulary, ref. 845-21-089, Luminous efficacy (of a light source)
  6. ^ Roger A. Messenger; Jerry Ventre (2004). Photovoltaic systems engineering (2 ed.). CRC Press. p. 123. ISBN 978-0-8493-1793-4.
  7. ^ Erik Reinhard; Erum Arif Khan; Ahmet Oğuz Akyüz; Garrett Johnson (2008). Color imaging: fundamentals and applications. A K Peters, Ltd. p. 338. ISBN 978-1-56881-344-8.
  8. ^ ISO (2005). ISO 23539:2005 Photometry — The CIE system of physical photometry (Report). Retrieved 2022-01-05.
  9. ^ a b c d «Maximum Efficiency of White Light» (PDF). Retrieved 2011-07-31.
  10. ^ a b c d e
    Murphy, Thomas W. (2012). «Maximum spectral luminous efficacy of white light». Journal of Applied Physics. 111 (10): 104909–104909–6. arXiv:1309.7039. Bibcode:2012JAP…111j4909M. doi:10.1063/1.4721897. S2CID 6543030.
  11. ^ a b
    «BIPM statement: Information for users about the proposed revision of the SI» (PDF). Archived (PDF) from the original on 21 January 2018. Retrieved 5 May 2018.
  12. ^ Kohei Narisada; Duco Schreuder (2004). Light Pollution Handbook. Springer. ISBN 1-4020-2665-X.
  13. ^ Casimer DeCusatis (1998). Handbook of Applied Photometry. Springer. ISBN 1-56396-416-3.
  14. ^ Westermaier, F. V. (1920). «Recent Developments in Gas Street Lighting». The American City. New York: Civic Press. 22 (5): 490.
  15. ^ «Philips Classictone Standard 15 W clear».
  16. ^ «Philips Classictone Standard 40 W clear».
  17. ^ «Bulbs: Gluehbirne.ch: Philips Standard Lamps (German)». Bulbs.ch. Retrieved 2013-05-17.
  18. ^ a b c d e Philips Product Catalog[dead link] (German)
  19. ^ Keefe, T.J. (2007). «The Nature of Light». Archived from the original on 2012-01-18. Retrieved 2016-04-15.
  20. ^ «Osram halogen» (PDF). osram.de (in German). Archived from the original (PDF) on November 7, 2007. Retrieved 2008-01-28.
  21. ^ «Osram 6406330 Miniwatt-Halogen 5.2V». bulbtronics.com. Archived from the original on 2016-02-13. Retrieved 2013-04-16.
  22. ^ «GE Lighting HIR Plus Halogen PAR38s» (PDF). ge.com. Retrieved 2017-11-01.
  23. ^ a b c Klipstein, Donald L. (1996). «The Great Internet Light Bulb Book, Part I». Archived from the original on 2001-09-09. Retrieved 2006-04-16.
  24. ^ «Toshiba E-CORE LED Lamp». item.rakuten.com. Retrieved 2013-05-17.
  25. ^ «Toshiba E-CORE LED Lamp LDA5N-E17». Archived from the original on 2011-07-19.
  26. ^ Toshiba to release 93 lm/W LED bulb Ledrevie
  27. ^ «Philips — LED bulbs». Retrieved 2020-03-14.
  28. ^ «LED CLA 60W A60 E27 4000K CL EELA SRT4 | null». www.lighting.philips.co.uk. Retrieved 2021-09-26.
  29. ^ «MAS LEDtube 1500mm UE 21.5W 840 T8». Retrieved 2018-01-10.
  30. ^ Zyga, Lisa (2010-08-31). «White LEDs with super-high luminous efficacy could satisfy all general lighting needs». Phys.org. Retrieved 17 November 2021.
  31. ^ «Arc Lamps». Edison Tech Center. Retrieved 2015-08-20.
  32. ^ a b «Technical Information on Lamps» (PDF). Optical Building Blocks. Retrieved 2010-05-01. Note that the figure of 150 lm/W given for xenon lamps appears to be a typo. The page contains other useful information.
  33. ^ OSRAM Sylvania Lamp and Ballast Catalog. 2007.
  34. ^ «XENARC ORIGINAL D1S | OSRAM Automotive». www.osram.com. Retrieved 2021-09-30.
  35. ^ REVIEW ARTICLE: UHP lamp systems for projection applications[permanent dead link] Journal of Physics D: Applied Physics
  36. ^ OSRAM P-VIP PROJECTOR LAMPS Osram
  37. ^ a b Federal Energy Management Program (December 2000). «How to buy an energy-efficient fluorescent tube lamp». U.S. Department of Energy. Archived from the original on 2007-07-02.
  38. ^ «Low Mercury CFLs». Energy Federation Incorporated. Archived from the original on October 13, 2008. Retrieved 2008-12-23.
  39. ^ «Conventional CFLs». Energy Federation Incorporated. Archived from the original on October 14, 2008. Retrieved 2008-12-23.
  40. ^ «Global bulbs». 1000Bulbs.com. Retrieved 2010-02-20.|
  41. ^ Phillips. «Phillips Master». Retrieved 2010-12-21.
  42. ^ Department of the Environment, Water, Heritage and the Arts, Australia. «Energy Labelling—Lamps». Archived from the original on July 23, 2008. Retrieved 2008-08-14.{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  43. ^ «BulbAmerica.com». Bulbamerica.com. Archived from the original on December 1, 2012. Retrieved 2010-02-20.
  44. ^ SYLVANIA. «Sylvania Icetron Quicktronic Design Guide» (PDF). Retrieved 2015-06-10.
  45. ^ «1000-watt sulfur lamp now ready». IAEEL newsletter. No. 1. IAEEL. 1996. Archived from the original on 2003-08-18.
  46. ^ «The Metal Halide Advantage». Venture Lighting. 2007. Archived from the original on 2012-02-15. Retrieved 2008-08-10.
  47. ^ «LED or Neon? A scientific comparison».
  48. ^ «Why is lightning coloured? (gas excitations)». webexhibits.org.
  49. ^ «Future Looks Bright for Plasma TVs» (PDF). Panasonic. 2007. Retrieved 2013-02-10.
  50. ^ «TV-Tube Technology Builds an Efficient Light Bulb». OSA. 2019. Retrieved 2020-09-12.
  51. ^ Sheshin, Evgenii P.; Kolodyazhnyj, Artem Yu.; Chadaev, Nikolai N.; Getman, Alexandr O.; Danilkin, Mikhail I.; Ozol, Dmitry I. (2019). «Prototype of cathodoluminescent lamp for general lighting using carbon fiber field emission cathode». Journal of Vacuum Science & Technology B. AVS. 37 (3): 031213. Bibcode:2019JVSTB..37c1213S. doi:10.1116/1.5070108. S2CID 155496503. Retrieved 2020-09-12.

External links[edit]

  • Hyperphysics has these graphs of efficacy that do not quite comply with the standard definition
  • Energy Efficient Light Bulbs
  • Other Power
Источник

световая отдача что этоБольшинство из вас слышали о таком параметре как световая отдача. Что он означает и как его правильно понимать?

В первую очередь он показывает, насколько эффективно электроэнергия в светильнике, преобразуется в видимый поток света. Не на тепло или другие потери, а именно на реальное освещение.

В чем измеряется световой поток

Грубо говоря, это своеобразный КПД. Единица измерения светоотдачи – Люмен/Ватт.

в чем измеряется световая отдачаПростые лампочки накаливания, люминесцентные, ДРЛ, НЛ и светодиодные одной и той же мощности, имеют различную световую отдачу.

Больше всего этот параметр у светодиодных элементов. А у простой 100 ваттной лампочки самый низкий КПД. У нее всего 2% из всей затрачиваемой энергии идет на освещение.таблица коэффициентов КПД и светотдачи разных источников

Однако здесь многое зависит и от самого светильника, его формы, конструкции, производителя и т.д.

Если большинство параметров у различных светильников одинаковые, то главный фактор выбора того или иного источника света – это его световая отдача.лампа прожектор как влияет на светотдачу

Многие из вас наверняка задумывались, а что лучше и экономичнее – повесить в комнате просто лампочку или лампочку в светильнике? Как раз на помощь здесь и приходит такой параметр, как светоотдача.

Чтобы его узнать, необходимо световой поток источника света разделить на мощность светильника. В итоге и получим данные, измеряемые в Лм/Вт.единица измерения световой отдачи

Теоретически считается, что эти данные должны затрагивать только сам источник света и никоим образом не касаться всего светильника.как влияет форма светильника на его световой поток

Однако практика показывает, что огромный вклад в конечный итог величины светоотдачи оказывают:

  • разные отражатели
  • форма рассеивателей
  • драйвер
  • температурный режим СИД
  • даже условия измерения

Поэтому более корректно будет называть данный термин именно ”световая отдача светильника”. При покупке всегда спрашивайте именно этот параметр, т.е. какова отдача светильника в сборе, а не его светодиодов внутри.

Какова может быть максимально возможная светоотдача в идеальных условиях? В теории она достигает 683 Люмен/ватт.идеальная светоотдача величина

Но это возможно только при длине волны 555нм (зеленый цвет).

В нашей сетчатке находится около семи миллионов рецепторов – красных, синих и зеленых. Более половины из них, именно зеленые. Поэтому зеленый цвет мы воспринимаем как самый яркий.зеленый свет самый яркий

Многие заблуждаются, считая, что достаточно пропустить через кристалл светодиода max ток, и тем самым будет достигнуто максимальное значение светоотдачи. Это не так.

Для этого достаточно тока, в пределах от тридцати до шестидесяти процентов от его максимальных значений.

Поэтому светодиоды в идеале должны быть именно недогружены.

При реальных замерах дешевых светодиодов с мелкими кристаллами хорошо видно, что использовать их больше 30% не рационально.светодиоды и повышение светового потока

В итоге, при меньшей загрузке вы получаете:

  • больший срок их службы
  • меньшую температуру нагрева
  • наибольшую светоотдачу

Правда есть один негативный момент – понадобится их большее количество. А это увеличит стоимость изделия.бездрайверный лед прожектор

Выбор качественного светильника

Поэтому большинство производителей в конкурентной борьбе выбирают экономию. Монтируют меньше светодиодов, и в итоге мы имеем в светильнике максимально от 80 до 90 Лм/Вт.

Показатели от 100 Лм/Вт и выше являются очень хорошими данными и свидетельствуют о качественном светильнике.сравнение светодиодов в светильниках разных производителей

Как показывает практика, в конечном итоге дешевле применять дорогие светодиоды, как бы это абсурдно и не звучало.

Величина «денежной отдачи»: Люмен (световой поток )/ рубль (цена светодиода) это хорошо подтверждает.

Чем заканчивается экономия на количестве светодиодов? Ничем хорошим:

  • очень сильный нагрев
  • из-за нагрева нужно увеличивать площадь радиаторов охлаждения
  • ну и само собой – меньший световой поток

И это все при одинаковой мощности у качественного и дешевого изделия.

Не все производители указывают данные светоотдачи в параметрах своих светильников. Чтобы сделать расчет самостоятельно, просто возьмите из паспорта или посмотрите на упаковке 2 величины:

  • световой поток (в люменах)
  • мощность (в ваттах)

и разделите эти параметры.формула расчета световой отдачи

После чего достаточно сравнить ту или иную покупку и делать соответствующий выбор.

Вот данные световой отдачи разных источников освещения:сравнение светоотдачи разных видов лампочек

  • лампочка накаливания – от 10 до 12 Люмен/Ватт
  • люминесцентные лампы (но только у качественных производителей) – от 50 до 80 Люмен/Ватт
  • НЛ натриевая газоразрядная лампа, имеет очень хороший показатель – около 200Люмен/Вт
  • светодиоды – рекордсмены эффективности – до 300 Люмен/Ватт

Правда 300Лм/Вт это всего лишь пока лабораторное достижение, а не массовый продукт.

максимальная светоотдача для светодиодов 300ЛмСветовая отдача в энергосбережении является самым существенным параметром. И вся эволюция развития светильников — это по факту достижение его предельных теоретических значений в 683 Лм/Вт.таблица светоотдачи для разных источников освещения и светильников

Хотя если быть реалистом, даже значения в 500 Лм/Вт на сегодняшний день просто физически не достижимы.

Источник

Содержание

  1. Светотехнические параметры и понятия. Часть 1
  2. Светотехнические параметры и понятия.
  3. Как правильно понимать технические характеристики светодиодов – краткое разъяснение
  4. Фотометрические характеристики
  5. Световая отдача (коэффициент полезного действия источника света: LOR)
  6. Номинальный срок службы светодиодов
  7. Цветовые характеристики
  8. Индекс цветопередачи (CRI)
  9. Коррелированная цветовая температура (CCT)
  10. Пороги цветоразличия (бины)
  11. Упрощенная версия порогов цветоразличия. Предоставлено: Xicato
  12. Настраиваемые белые цвета
  13. Электрические характеристики
  14. Номинальная входная мощность (в Вт)
  15. Управляющий ток (в мА)
  16. Коэффициент мощности

Светотехнические параметры и понятия. Часть 1

Профессиональные светотехники и специалисты, работающие в области освещения, постоянно употребляют разные термины и определения, которые мало о чем говорят простому обывателю, но нужны для правильного описания цветового фона.

Чтобы было проще понимать, о чем идет речь, и что обозначают эти слова, мы подготовили список, объясняющий основные светотехнические термины и характеристики. Его не нужно учить наизусть, можно просто заходить на нужную страницу и освежать в памяти забытый параметр. Говорить «на одном языке» всегда проще.

Светотехнические параметры и понятия.

1 — Видимое и оптическое излучение

Весь окружающий нас мир образуется видимым и оптическим излучением, сосредоточенным в полосе электромагнитных волн от 380 до 760 нм. К ней с одной стороны добавляется ультрафиолетовое излучение (УФ), а с другой инфракрасное (ИК).

УФ-лучи оказывают биологическое воздействия и применяются для уничтожения бактерий. Дозировано они используются для лечебного и оздоровительного эффектов.

ИК-лучи используются для нагрева и сушки в установках, так как в основном производят тепловое воздействие.

2 — Световой поток (Ф)

Световой поток характеризует мощность видимого излучения по воздействию на человеческое зрение. Измеряется в люменах (лм). Величина не зависит от направления. Световой поток — это самая важная характеристика источников света.

Например, лампа накаливания Е27 75 Вт имеет световой поток 935 лм, галогенная G9 на 75 Вт — 1100 лм, люминесцентная Т5 на 35 Вт — 3300 лм, металлогалогенная G12 на 70 Вт (теплая) — 5300 лм, светодиодная Е27 9,5 Вт (теплая) — 800 лм.

Люмен (лм) — это световой поток от источника света (лампы) при окружающей температуре 25°, измеренной при эталонных условиях.

4 — Освещенность (Е)

Освещенность — это отношение светового потока, подающего на элемент поверхности, к площади этого элемента. Е=Ф/А, где, А -площадь. Единица освещенности — люкс (лк).

Чаще всего нормируется горизонтальная освещенность (на горизонтальной плоскости).

Средние диапазоны освещенности: на улице при искусственном освещении от 0 до 20 лк, в помещении от 20 до 5000 лк, 0,2 лк в полнолуние в природных условиях, 5000 -10000 лк днем при облачности и до 100 000 лк в ясный день.

На картинке представлены: а — средняя освещенность на площади А, б — общая формула для расчета освещенности.

5 — Сила света (I)

Сила света — это пространственная плотность светового потока, ограниченного телесным углом. Т. е. отношение светового потока, исходящего от источника света и распространяющегося внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление.

I=Ф/ω Единица измерения силы света — кандела (кд).

Средняя сила света лампы накаливания в 100 Вт составляет около 100 кд.

КСС (кривая силы света) — распределение силы света в пространстве, это одна из важнейших характеристик светотехнических приборов, необходимая для расчета освещения.

6 — Яркость (L)

Яркость (плотность света) — это отношение светового потока, переносимого в элементарном пучке лучей и распространяющемся в телесном угле, к площади сечения данного пучка.

L=I/A (L=I/Cosα) Единица измерения яркости — кд/м2.

Яркость связана с уровнем зрительного ощущения; распространение яркости в поле зрения (в помещении/интерьере) характеризует качество (зрительный комфорт) освещения.

В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м2.

Полностью светящийся потолок яркостью боле 500 кд/м2 вызывает у человека дискомфорт.

Яркость солнца примерно миллиард кд/м2, а люминесцентной лампы 5000–11000 кд/м2.

7 — Световая отдача (H)

Световая отдача источника света — это отношение светового потока лампы к ее мощности.

Η=Ф/Р Единица измерения светоотдачи — лм/Вт.

Это характеристика энергоэкономичности источника света. Лампы с высокой световой отдачей обеспечивают экономию электроэнергии. Заменяя лампу накаливания со светоотдачей 7–22 лм/Вт на люминесцентные (50–90 лм/Вт), расход электроэнергии уменьшится в 5–6 раз, а уровень освещенности останется тот же.

8 — Цветовая температура (Тц)

Цветовая температура определяет цветность источников света и цветовую тональность освещаемого пространства. При изменении температуры источника света, тональность излучаемого света меняется от красного к синему. Цветовая температура равна температуре нагретого тела (излучатель Планка, черное тело), одинакового по цвету с заданным источником света.

Единица измерения Кельвин (К) по шкале Кельвина: Т — (градусы Цельсия + 273) К.

Лампа накаливания — 2500–3000 К

Люминесцентные лампы — 2700 — 6500 К

Облачное небо — 6000–7000 К

Ясный день — 10 000 — 20 000 К.

9 — Индекс цветопередачи (Ra или CRI)

Индекс цветопередачи характеризует степень воспроизведения цветов различных материалов при их освещении источником света (лампой) при сравнении с эталонным источником.

Максимальное значение индекса цветопередачи Ra =100.

Ra = 90 и более — очень хорошая (степень цветопередачи 1А)

Ra = 80–89 — очень хорошая (степень цветопередачи 1В)

Ra = 70–79 — хорошая (степень цветопередачи 2А)

Ra = 60–69 — удовлетворительная (степень цветопередачи 2В)

Ra = 40–59 — достаточная (степень цветопередачи 3)

Ra = менее 39 — низкая (степень цветопередачи 3)

Ra он же CRI — color rendering index был разработан для сравнения источников света непрерывного спектра, индекс цветопередачи которых был выше 90, поскольку ниже 90 можно иметь два источника света с одинаковым индексом цветопередачи, но с сильно различающейся передачей цвета.

Комфортное для глаза человека значение CRI = 80–100 Ra

Источник

Как правильно понимать технические характеристики светодиодов – краткое разъяснение

Многие производители светодиодов пытаются сохранить свои позиции на рынке за счет того, что предоставляют минимальный объем технической информации о своих продуктах, и даже та информация, которую мы получаем, не рассказывает нам всю правду. Но это информация, которая нам действительно нужна, когда мы хотим указать в спецификации технические характеристики светодиодного продукта.

Фотометрические характеристики

Номинальный световой поток (люмены: лм)

Традиционно показатель светового потока зависел от интенсивности света, излучаемого источником освещения, независимо от влияния светильника и любого оптического устройства управления. Нет причин, по которым производители светодиодов должны были указывать какие-либо характеристики иначе, чем они есть на самом деле, но этот простой параметр намеренно вводил в заблуждение из-за того, что некоторые светодиоды не являются независимыми устройствами, а встроены непосредственно в светильник. Но этого следует коснуться при обсуждении параметра «Коэффициент полезного действия источника света» (см. ниже). В отношении светодиодных панелей указание этих параметров особенно вводило в заблуждение.

Это тот показатель, за которым «гнался» каждый производитель последние десять лет и даже более длительный период. Сначала настоящей целью было превысить уровень эффективности, который требовался в соответствии с нормативными положениями, регламентирующими уровень энергоэффективности. Эта цель была достигнута несколько лет назад.

Есть предположение, что стремление к постоянному повышению показателей энергоэффективности приведет к ухудшению качества осветительных систем, поскольку более высокая светоотдача светильников будет способствовать меньшей равномерности освещенности в пространстве, и все это в попытке удержать показатели световой эффективности.

Световая отдача (коэффициент полезного действия источника света: LOR)

Существуют два показателя светового потока; световая отдача самого источника света и показатель световой отдачи светильника, который учитывает потери, получаемые внутри корпуса и оптической системы. Коэффициент полезного действия источника света (LOR) — это разница между этими двумя значениями.

В мире не существует на 100% эффективного светильника, несмотря на заявления некоторых производителей светодиодов об обратном. Как только источник света подключается к светильнику, выходные характеристики источника света меняются. Каждый светильник должен иметь коэффициент полезного действия, хотя многие производители и предпочитают не рассказывать вам, что это такое.

Распределение интенсивности (измеряется в канделах: кд)

Кривая в полярной системе координат — это краткая характеристика, которая говорит вам, с каким светильником вы имеете дело. Она моментально выявляет, например, имеет ли потолочный светильник узко направленный луч света или широко направленный.

Показатель максимальной интенсивности обычно находится в центре светового луча. Параметр интенсивности по краям луча обычно указывается в половину от максимальной интенсивности.

Несмотря на то, что ситуация в какой-то степени улучшилась, все еще есть ощущение, как будто производители светодиодов решили, что фактические эксплуатационные качества светильника не имеют значения, будь то узко направленный луч точечного светильника или широко направленный луч осветительного прожектора, это не важно.

Номинальный срок службы светодиодов

Инженер по устройствам освещения Джеймс Хукер проводит испытания на проверку срока службы устройств

Просто указывать параметр номинального срока службы как некое количество часов, пожалуй, не имеет смысла. Этот показатель нужно приводить вместе с уточняющей метрикой — снижением светового потока в течение определенного количества часов. Обычно это показывают как параметр «Lx», где x — процент, оставшийся от первоначального уровня световой отдачи.

Указанный параметр «50 000 часов при L70» означает, что светильник потеряет 30% света за 50 000 часов.

«50 000 часов при L90» говорит нам о том, что светильник теряет только 10% света за тот же период времени.

С данным параметром связана другая метрика – «процент отказов». Речь идет о процентной доле светодиодных модулей, которые могут выйти из строя к тому моменту, когда светильник достигнет номинального срока службы. Вы не увидите этот параметр в технических спецификациях.

Цветовые характеристики

Все источники света деградируют в процессе эксплуатации, и светодиод не является исключением. В процессе использования светодиодов, с ними происходят две вещи, световая отдача снижается и ухудшается качество цвета. Правильно описанные технические характеристики будут содержать данные об этих изменениях в процессе эксплуатации.

Индекс цветопередачи (CRI)

Индекс цветопередачи показывает, насколько эффективно работает источник белого света, точно отображая цвета, которые он освещает. Идеальный параметр CRI будет равен 1; приемлемый CRI для большинства систем освещения в сфере жилой и коммерческой недвижимости — выше 0,8. Следует избегать устройств с индексом цветопередачи ниже 0,8.

Коррелированная цветовая температура (CCT)

Цветовая температура источника белого света обозначает то, насколько «теплым» или «холодным» кажется свет. Данный параметр измеряется в кельвинах (К) — чем выше показатель, тем «холоднее» свет. В домашних условиях обычно предполагается использование освещения с цветовой температурой около 2700K, что похоже на цветовую температуру традиционных ламп накаливания; в помещениях в сфере коммерческой недвижимости обычно используют освещение в диапазоне 3000K — 4000K. Новые тенденции в освещении транслируют подход «освещение для здоровья», поддерживающий суточные биоритмы. Это привело к более широкому использованию цветовой температуры естественного дневного света, превышающей 5000K.

Исторически сложилось так, что одной из основных проблем многих источников освещения была тенденция продолжать использовать лампу долгое время после того, как ее цветовые характеристики ухудшились до такой степени, что лампу уже нельзя использовать. Светодиод здесь не является исключением, и в течение расчетного срока службы можно ожидать, что цветовые характеристики могут ухудшиться. Параметр расчетного срока службы светодиода должен учитывать эту деградацию, а также снижение показателя светового потока. Лишь некоторые компании учитывают этот аспект.

Есть два показателя, которые действительно полезно указывать: цветопередача и цветовая температура в конце расчетного срока службы (L70 и прочие)

Пороги цветоразличия (бины)

Упрощенная версия порогов цветоразличия. Предоставлено: Xicato

В отношении светодиодов также введена новая метрика; «пороги цветоразличия» (McAE). Это стало необходимо из-за несоответствия цветовых характеристик светодиодов после того, как они миллионами штук выходят с промышленных сборочных линий. Параметр «порогов цветоразличения» основан на принципе «едва заметной разницы» между светодиодными чипами. Когда партия чипов имеет одинаковую светоотдачу, их относят к одному порогу цветоразличения. Чем больше разброс показателей, тем большее количество порогов цветоразличения получается.

Хороший производитель, как правило, поставляет продукцию, имеющую два или три порога цветоразличения. Если заявленное количество порогов превышает шесть, ищите другой светодиод.

Опять же, по мере того, как светодиоды приобретают большой срок службы и их цветовые характеристики ухудшаются, количество порогов цветоразличения увеличивается, показывая деградацию изначально заданных показателей цветопередачи. Таким образом, еще одна метрика была бы ценной: отклонение показателя порогов цветоразличения в течение номинального срока службы.

Настраиваемые белые цвета

То, что не так давно стало важным — это цветовые характеристики «настраиваемых источников белого цвета». Это многоканальные источники светодиодного света, где настройки белого света можно смещать в диапазоне между «теплыми» и «холодными» температурами. Что редко указывают — это влияние на цветопередачу, когда идут по всему диапазону. В идеале, изменяющиеся цветовые температуры будут следовать за кривой «идеального излучателя» в соответствующем цветовом диапазоне температур. Появятся системы освещения, для которых эта информация будет чрезвычайно важна.

Электрические характеристики

Любой светодиодный светильник является, прежде всего, электрическим устройством, и есть параметры работы светодиодов, о которых необходимо сообщать в технической спецификации.

Номинальная входная мощность (в Вт)

Входная мощность имеет отношение к общей мощности, потребляемой светильником, включая любое управляющее устройство в цепи.

Управляющий ток (в мА)

Яркость светодиода зависит от управляющего тока драйвера. Чем выше управляющий ток, тем выше светоотдача, но срок службы светодиода снизится. Стандартное значение управляющего тока составляет 350 мА, но может быть и по-другому.

Хорошие или неожиданно высокие показатели световой отдачи могут быть результатом того, что драйвер имеет более высокое напряжение, и, как следствие, показатели расчетного срока службы могут колебаться.

Коэффициент мощности

По своей природе электрическая схема светодиода имеет низкий коэффициент мощности, менее 0,5.

Хотя от производителей не требуется улучшать коэффициент мощности любого светильника с номинальной мощностью менее 26 Вт, это должно быть само собой разумеющимся для любого производителя, который привержен хорошим технологиям и заявляет хорошие показатели.

Ни один светодиодный светильник не должен иметь коэффициент мощности ниже 0,85.

Источник

Источник

Нередко приходится слышать о световой отдаче светодиодных светильников и ламп от 100 до 130 Люмен на Ватт (Лм/Вт). Например, многие поставщики утверждают, что их светильник мощностью 50 Вт выдают световой поток 5000 Лм. Нетрудно посчитать, что светоотдача в этом случае составляет 100 Лм/Вт.
Есть и более оптимистичные примеры, когда светодиодная лампа или светильник обладает световой отдачей не менее 130 Лм/Вт.
Самое печальное, что в это верят многочисленные покупатели, которых вводят в заблуждение. Для того чтобы расставить все точки над «И» приведу пример элементарного математического подсчета потерь стандартного светодиодного осветительного устройства.

Возьмем самый-самый диод от CREЕ со световой отдачей 139 Лм/Вт.
Он ведь у вас вставлен в устройство, значит, будет греться. Тепловые потери 15%.
Остается 118 Лм/Вт.

Диод подключен к источнику питания. У самого лучшего из них КПД 0,9, у обычного 0,83-0,85. (Например, у Meanwell даже 0,73!) И с этим ничего не поделать, ведь внутри транзисторы, катушки, конденсаторы, все это греется, и часть энергии переходит в тепловую. Потери неизбежны. (У обычного трансформатора, где переменка вход и выход КПД не более 0,95.)
Остается 100,5 Лм/Вт.

В светильнике вы используете оптику. Потери на рефлекторе угол 60-70 градусов 0,9. Плюс защитное стекло. Если предположить, что оно самое простое прозрачное, вычитаем коэф.преломления 0,93.
Остается 94 Лм/Вт.

ИТОГО: оптический выход 94 лм на Вт.

Безусловно, всем бы хотелось, чтобы светодиодный светильник или лампа выдавали 130 или 140 Лм/Вт. Этого хотят и производители диодов, и производители световых приборов с использованием светодиодов и потребители этой светотехники. Идет игра, где все пытаются получить большую светоотдачу.

Объективное сравнение светового потока и светоотдачи светодиода производителями LED искажено в меньшей степени. Сравнивать световой поток диодов можно в так называемой «рабочей точке», т.е. при нагреве 60 градусов Цельсия, далее характеристики диода будут падать. Все же, именитые производители, такие как CREE или NICHIA дорожат своей репутацией и их данным можно верить.

Что же касается производителей светодиодных светильников и ламп, то здесь надо быть на стороже. Учитывайте все вышеназванные потери на устройствах. Плюс, имейте ввиду, что для того, чтобы потери при нагреве были не больше, чем указано выше, нужен эффективный теплотвод. На один Вт диода необходимо порядка 20 кв.см площади радиатора.

С.Исполатов
СТК Системы освещения.

Источник

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как составить план развития класса
  • Как составить проект фундамента
  • Как найти вещь адидас по коду
  • Душно в комнате как исправить
  • Как найти sбок правильной треугольной пирамиды