Ватты и люмены или полезных люменов/светодиодная линза, что важнее?

Введение

В светотехнической промышленности часто встречаются такие понятия, как ватты и люмены, и распределение света ( Какое распределение света является разумным? ) . Поскольку это тесно связано с эффектом освещения лампы. Для потребителя одной из наиболее распространенных проблем является сравнение люменов и мощности. Взяв в качестве примера энергосберегающие лампы, мы можем увидеть мощность и люмены на внешней упаковке лампочки. Первая — это электрическая мощность, потребляемая лампочкой. Хотя она имеет определенную связь с яркостью (световым потоком) лампы, она не является прямым определяющим фактором. Люмен — это международная единица светового потока, которая напрямую отражает общее количество видимого света, излучаемого лампочкой, что можно понимать как яркость света. Короче говоря, чем выше люмен, тем больше света излучает источник света, и он может освещать большую площадь или большее расстояние при тех же условиях. Конечно, эффект освещения также связан со многими другими факторами, включая полезные люмены. В этой статье основное внимание уделяется ваттам, люменам, полезным люменам и взаимосвязи между ними (ватты против люменов против полезных люменов). В то же время мы также объясним, на какой фактор следует обращать больше внимания в практических приложениях.

Что такое мощность?

Мощность представляет собой количество электроэнергии, потребляемой лампой. Чем выше мощность, тем больше света она излучает, обеспечивая ту же эффективность преобразования электрической энергии в свет. Например, легко оценить яркость лампы накаливания, которая обычно составляет 10-15 лм/Вт. Таким образом, лампочка мощностью 100 Вт в два раза ярче лампочки мощностью 50 Вт. Но в настоящее время лампы накаливания в основном устарели, и на рынке доступно так много различных типов источников света, что трудно использовать мощность для оценки яркости лампы. В целом, светодиодные источники света более эффективны, чем галогенные лампы, КЛЛ и лампы накаливания. Если вам нужно сравнить лампы разной мощности (например, лампа накаливания мощностью 200 Вт, галогенная лампа мощностью 50 Вт и светодиодная лампа мощностью 20 Вт), нам нужно знать их удельную эффективность ( Понимание световой эффективности и стратегии улучшения ) , чтобы понять, какая из них ярче.

Что такое люмен?

Люмен — это физическая единица измерения, описывающая световой поток, который представляет собой произведение силы света источника света в определенном направлении на телесный угол, содержащийся в этом направлении. Проще говоря, люмен — это единица измерения общего количества видимого света, излучаемого источником света. В Международной системе единиц (СИ) один люмен равен световому потоку, излучаемому источником света в одну канделу (единица силы света) в пределах единичного телесного угла (1 стерадиан). Таким образом, люмен измеряет количество света, излучаемого лампой, независимо от типа или мощности лампы. Чтобы помочь потребителям лучше сравнивать яркость различных типов ламп, производители ламп указывают на упаковке число люменов (лм). Например, лампа накаливания мощностью 100 Вт и энергосберегающая лампа мощностью 18 Вт имеют световой поток 1000 люменов, что может более наглядно показать световой эффект лампы после установки. Напротив, сравнение мощности ламп не может сказать, какая из них лучше, поскольку фактические результаты освещения у них одинаковые, а последняя более энергоэффективна, поэтому мы можем понять, что энергосберегающая лампа мощностью 18 Вт имеет больше преимуществ, чем лампа накаливания мощностью 100 Вт.

Что такое полезные люмены?

Полезные люмены относятся к световому потоку, который может эффективно использоваться источником света в практических приложениях. Он отличается от общего светового потока (или номинальных люменов), который указывает общее количество света, излучаемого источником света во всех направлениях. Эффективные люмены учитывают такие факторы, как распределение света (угол луча), высота установки ( Подходящая высота для установки уличного фонарного столба ) и среда применения, чтобы более точно отражать производительность источника света в реальных условиях освещения. В проектировании освещения и практических приложениях эффективные люмены более ценны для справки, чем общий световой поток. Например, в дорожном освещении, если большая часть света от лампы сосредоточена в определенном направлении (боковое распределение света), она может лучше освещать дорогу (тротуар), а не зеленые полосы или дома. Мы можем понимать свет, который светит на дорогу, как эффективные люмены, а световой поток, который рассеивается в других областях, не нуждающихся в освещении (зеленые полосы и дома), указан как неэффективные люмены. В общем случае общее количество люменов = полезное количество люменов + прочие люмены, а полезное количество люменов может лучше отражать световой эффект лампы в конкретном приложении.

Ватты и люмены

Ватты против люменов для ламп накаливания

Лампы накаливания имеют относительно низкую световую эффективность, в основном потому, что большая часть энергии, вырабатываемой лампами накаливания, рассеивается в виде тепловой энергии, и только небольшая часть преобразуется в видимый свет. Принцип действия ламп накаливания заключается в том, что при прохождении тока через нить накаливания внутри лампы накаливания (обычно изготовленную из тугоплавкого металла, такого как вольфрам), температура нити накаливания повышается (обычно до тысяч градусов Цельсия), и нить накаливания начинает испускать тепловое излучение, которое включает в себя видимый свет. После ознакомления с соответствующей информацией мы обнаружили, что ее световая эффективность составляет около 10-15 лм/Вт.

Wattage of incandescent bulb	Luminaire efficiency	Luminous flux
40W	10.5lm/w	420lm
60W	12.0lm/w	720lm
75W	12.0lm/w	900lm
100W	13.5lm/w	1350lm

Ватты против люменов для компактных люминесцентных ламп

Световая эффективность компактной люминесцентной лампы (CFL) намного выше, чем у традиционных ламп накаливания. Это связано с тем, что она может значительно снизить потребление электроэнергии при достижении того же уровня освещения. При том же количестве света, излучаемого CFL, она использует всего около 1/4 электроэнергии традиционных ламп накаливания, поэтому ее световая эффективность может достигать более 50 лм/Вт.

Wattage of fluorescent lamps	Luminaire efficiency	Luminous flux
10W	52lm/w	250lm
15W	54lm/w	810lm
18W	55m/w	990lm
20W	58lm/w	1160lm

Ватты против люменов для металлогалогенных ламп

Название металлогалогенной лампы происходит от галогенидов ртути и натрия (таких как йод, бром и т. д.). Внутренняя часть металлогалогенной лампы заполнена определенным давлением инертного газа (например, аргона) и галогенидов металлов (таких как натрий, ртуть, цезий и т. д.). Когда к обоим концам колбы подается ток высокого напряжения, электроны в газе ускоряются силой электрического поля. Ускоренные электроны сталкиваются с металлогалогенным галогенидом и передают часть энергии атомам или ионам в металлогалогенном галогениде, заставляя его переходить с низкого энергетического уровня на высокий энергетический уровень. Возбужденные атомы или ионы металлогалогенного галогенида вернутся в основное состояние через некоторое время, и в этом процессе будет выделяться энергия, образуя свет, который мы видим. Его световая эффективность может достигать 80 лм/Вт или даже выше.

Wattage of Metal Halide bulb	Luminaire efficiency	Luminous flux
100W	100lm/w	10000lm
200W	85lm/w	17000lm
250W	80m/w	20000lm
400W	90lm/w	36000lm

Ватты против люменов для светодиодов

Светодиод состоит из полупроводника P-типа и полупроводника N-типа, которые образуют PN-переход. Когда прямое напряжение подается на оба конца светодиода, ток протекает через PN-переход, а электроны и дырки рекомбинируют и высвобождают энергию, которая излучается в виде фотонов, таким образом достигая излучения света. В этом процессе светодиод выделяет меньше тепла, поэтому его световая эффективность также самая высокая. Современные основные светодиодные уличные лампы ( Посмотреть больше светодиодных светильников ZGSM ) имеют световую эффективность 140-170 лм/Вт.

Что важнее: мощность, люмены или полезные люмены?

Общий принцип, который следует учитывать

Для конечных потребителей ZGSM считает, что естественная мощность является наиболее важной. Это связано с тем, что рядовые потребители не очень хорошо разбираются в освещении. Когда типы продуктов одинаковы, разумнее обращать больше внимания на мощность (ваттность) ламп. Мы можем предварительно судить об их яркости по мощности ламп.

Для людей, которые имеют здравый смысл в освещении, ZGSM считает, что разумнее обращать внимание на люмены (световой поток) ламп. Потому что он может более непосредственно отражать фактическое количество света, излучаемого лампами. Когда типы продуктов различаются, мощность может отражать только энергопотребление ламп, и она не может напрямую отражать яркость. Напротив, через световой поток мы можем узнать, могут ли лампы удовлетворить потребности в освещении. Например, для освещения спальни размером 3×3 м часто достаточно 3000 лм. Если это исследование, мы рекомендуем 6000 лм, потому что это связано с требованиями к освещению ( Решения дизайна освещения ).

Для профессионалов полезный люмен (распределение света) важнее люмена. Помимо внимания к люменам, светодизайнерам или экспертам по освещению также необходимо обращать внимание на распределение света ламп (то есть на то, как свет распределяется в пространстве). Если у лампы разумное распределение света, она может использовать больше света (полезных люменов) для освещения целевой зоны освещения. Напротив, если распределение света неразумно, даже если люмен высокий, эффект освещения будет плохим, поскольку часть света не используется эффективно. Он не освещает целевую зону, а также вызывает блики и световое загрязнение.

Случай 1: Люмены против Ватт

При условии одинаковой мощности световые эффекты прожекторов с разными результатами освещения сильно различаются. В этом случае есть два стандартных теннисных корта общим размером 36×36 метров. Путем моделирования освещения мы обнаружили, что прожектор Zoom мощностью 240 Вт (вариант 1) с 150 лм/Вт может соответствовать требованиям к освещению EN12193 Class II. Если используется лампа мощностью 140 лм/Вт (вариант 2), освещенность составляет 289 люкс. В это время нам необходимо увеличить мощность, чтобы соответствовать соответствующим требованиям. Следует отметить, что чипы Lumileds 5050, которые мы использовали в варианте 1, имеют относительно высокую начальную стоимость, но их последующие затраты на электроэнергию низкие. Если используется прожектор мощностью 120 лм/Вт, результат показывает, что освещенность составляет всего 258 люкс. Путем расчета мы знаем, что мощность лампы должна достигать 300 Вт, чтобы соответствовать требованиям проекта. Не только первоначальная стоимость этого решения высока, но и последующие расходы на электроэнергию также высоки. Подводя итог, можно сказать, что хотя вариант 1 требует более высоких первоначальных инвестиций, его долгосрочные преимущества в плане экономии энергии значительны, и это в целом лучший выбор. Вариант 2 имеет преимущества в контроле затрат и, как ожидается, достигнет 300 люкс за счет оптимизации. Это также альтернатива, которую можно рассмотреть, если необходимо контролировать первоначальные затраты. Напротив, вариант 3 был исключен из выбора из-за высоких первоначальных затрат и затрат на обслуживание.

Случай 2: Полезные люмены против общих люменов

Сравнив результаты освещения двух разных уличных фонарей (T2M53007 и T3M53009) с одинаковым общим световым потоком, но разным распределением света, мы обнаружили существенные различия. Для дороги шириной 7 метров, когда высота фонарного столба установлена ​​на 8 метров, с помощью моделирования освещения Dialux EVO ( Дизайн освещения — Моделирование дорожного освещения ), T2M53007 показывает лучший результат освещения, чем T3M53009. Это в основном потому, что T3M53009 использует конструкцию бокового распределения света типа III, которая имеет тенденцию проецировать больше света перед лампой. Однако на полосе движения автотранспортных средств шириной всего 7 метров эта конструкция приводит к относительно недостаточной яркости на дороге. Чтобы компенсировать этот недостаток, если мы используем линзовые уличные фонари T3M53009, нам необходимо увеличить мощность лампы до 50 Вт, чтобы гарантировать выполнение всех требований уровня освещения M4a. Конечно, это не означает, что тип IIIM (T3M53009) уступает типу IIM (T2M53007) во всех сценариях. Фактически, когда отношение ширины дороги к высоте фонарного столба велико, световой эффект T3M53009 может быть даже лучше. Поэтому при выборе уличной линзы (в отношении полезных люменов) следует учитывать конкретные сценарии применения и потребности в освещении.

Световое решение ZGSM

Краткое содержание

Ватт, люмен и полезный люмен — все это часто встречается в индустрии освещения. ZGSM считает, что очень полезно иметь четкое понимание каждой концепции. При одинаковой мощности, чем больше люмен, тем лучше. При одинаковом люмене, чем меньше люмен, тем лучше. В то же время распределение света (полезный люмен) также влияет на качество дизайна освещения. Чем разумнее распределение света, тем выше доля эффективных люменов, и оно может освещать целевую область с меньшей мощностью/общим люменом. Производители светодиодов продолжают свои усилия в области световой эффективности и распределения света ламп, стремясь соответствовать требованиям проекта с меньшей мощностью. ZGSM считает, что только лампы с высокой световой эффективностью и разумным распределением света могут выделиться в конкурсе проектов. Если вы хотите узнать больше об эффективности света, о том, как обеспечить эффективность света и улучшить распределение света, вы можете связаться с нами для получения соответствующей информации.