Исследование заявленных светотехнических характеристик компактных люминесцентных ламп с выбором оптимальной лампы по критерию цена - качество Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК / UDC 628.94.03.004.12:347.451.03

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЯВЛЕННЫХ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПАКТНЫХ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП С ВЫБОРОМ ОПТИМАЛЬНОЙ ЛАМПЫ ПО КРИТЕРИЮ ЦЕНА - КАЧЕСТВО

THE SURVEY OF THE CLAIMED LIGHTING CHARACTERISTICS OF COMPACT FLUORESCENT LAMPS CHOOSING THE BEST LAMP ON THE CRITERION OF

PRICE - QUALITY

Бородин M.B., кандидат технических наук, доцент Borodin M.V., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor E-mail: [email protected] Семенов A.E., старший преподаватель Semenov A.E., Senior Teacher E-mail: [email protected] ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет

имени H.B. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia Трусов И.Н., специалист по инженерным системам Trusov I.N., Specialist in Engineering Systems ООО «ФУДЛЭНД», Орел, Россия LLS "FOODLAND", Orel, Russia

Современный рынок светотехнической продукции предлагает большой выбор энергосберегающих ламп различных производителей с разными светотехническими характеристиками и большим диапазонам цен. Для оценки соответствия их заявленным светотехническим характеристикам и для выявления соотношения цена - качество производимой продукции, необходимо сравнить светотехнические параметры. Основным критерием оптимального выбора энергосберегающих ламп является отношение светового потока к мощности и стоимости лампы. Для оценки заявленных характеристик были приняты лампы трех марок: Camelion, Космос и Navigator, мощностью 15 Вт, все испытанные лампы произведены в Китае. Для сравнения заявленных характеристик выше указанных ламп были произведены измерения освещенности, потребляемой мощности и времени разгорания ламп при U=220 В, все измерения производились на материально-технической базе Орловского ГАУ, также произведены расчеты светового потока силы света, удельного светового потока, световой отдачи и рассчитаны отклонения расчетного светового потока и удельного светового потока от номинальных показателей. На основании полученных результатов были определены отклонения среднего расчетного светового потока от номинального светового потока. Наибольшее среднее отклонение от номинального имеют лампы Navigator 2700К и составляет 708,18 лм, а наименьшее отклонение равное 302,97 лм имеет лампы Космос 6500К Так же определены отклонения среднего удельного светового потока от номинального удельного светового потока. Произведен расчет коэффициента корреляции в зависимости от светового потока и мощности ламп. Наибольшую зависимость между анализируемыми величинами имеют лампы Navigator 6500К, а меньшую зависимость - лампы Camelion 2700К По результатам расчетов можно сделать вывод, что самой оптимальной для покупателя является лампа Космос 2700К, так как ее удельный световой поток равен 0,702 лм/(Втруб.). Так же можно сказать, что цена на компактные люминесцентные лампы не является показателем соответствия ее заявленным светотехническим характеристикам.

Ключевые слова: энергосберегающие лампы, цена - качество, световой поток, удельный световой поток.

The modern market of lighting products offers a great choice of energy-saving lamps of different manufacturers with various lighting characteristics and of a large range of prices. It is necessary to

compare lighting options in order to evaluate whether they meet the declared characteristics and to identify the correspondence between the price and the quality of manufactured products. The main criterion of the optimal choice of energy-saving lamps is the ratio of luminous flux to power and the cost of the lamp. The lamps of three models: Camelion, Kosmos and Navigator with the power of 15 W were taken to evaluate the declared characteristics. All the tested lamps were manufactured in China. To compare the declared characteristics of the lamps mentioned above luminosity, power consumption, and run-up time at U = 220 W were measured. All the measurements were taken with the help of the material and technical resources of Orel State Agrarian University. Besides, luminous flux, luminous intensity, relative luminous flux and luminous efficiency were calculated. Moreover, the deviation of the calculated luminous flux and relative luminous flux from nominal indicators were calculated. Based on these results the deviation of the average calculated luminous flux from the nominal luminous flux was defined. Navigator 2700K lamps have the biggest average deviation from the nominal one and it is 708.18 lm, but Kosmos 6500K lamps have the smallest deviation that equals 302.97 lm. Besides, the deviation of the average relative luminous flux from the nominal relative luminous flux was measured. The calculation of the correlation coefficient was made depending on the luminous flux and the lamp power. Navigator 6500K lamps have the greatest dependence between the analyzed measures, Camelion 2700K lamps have the smallest dependence. Taking into account the results of the calculations we can come to the conclusion that Kosmos 2700K lamp is the most optimal lamp for a customer, as its relative luminous flux equals 0,702 lm (W-rub). Besides, we can add that the price of the compact fluorescent lamps is not the indicator of their correspondence with the declared lighting characteristics. Key words: energy-saving lamps, price - quality, luminous flux, relative luminous flux.

Введение. Широкое применение в осветительных приборах жилых, офисных, коммерческих, общественных и промышленных помещений получили компактные люминесцентные лампы (энергосберегающие лампы) [1, 2]. Современный рынок светотехнической продукции предлагает большой выбор энергосберегающих ламп различных производителей с разными светотехническими характеристиками и большим диапазоном цен. Для оценки соответствия их заявленным светотехническим характеристикам и для выявления соотношения цена - качество производимой продукции, необходимо сравнить светотехнические параметры. Основным критерием оптимального выбора энергосберегающих ламп является отношение светового потока к мощности и стоимости лампы [2, 3].

Цель исследований. Определение соответствия энергосберегающих ламп заявленным светотехническим характеристикам и выявления соотношения цена -качество этих ламп.

Условия, материалы и методы. Для оценки заявленных характеристик были приняты широко представленные на рынке светотехнической продукции Орловской области лампы трех марок: Camilion (Литарк Лайтинг энд Электроник Лтд.), Космос (Ханжоу Дзинин Электрик Эплиенсе Ко Лтд.), Navigator (Xiamen Nexx Optical Electronic Technology CoLTD) мощностью 15 Вт. Все испытанные лампы произведены в Китае. Данные по лампам и их характеристики представлены в табл. 1. Цены приняты согласно [4, 5].

Таблица 1 - Характеристики испытываемых ламп

Марка лампы Кол-во, шт. Мощность, Вт Цветовая температура, К Световой поток, лм Стоимость, руб.

Camelion 8 15 6500 930 146

Космос 8 15 6500 800 114

Navigator 8 15 6500 850 168

Camelion 8 15 2700 1050 185

Космос 8 15 2700 800 129

Navigator 8 15 2700 940 182

Camelion 8 15 4200 930 168

Космос 8 15 4200 800 134

Navigator 8 15 4200 750 176

Для оценки заявленных характеристик выше указанных ламп были произведены измерения освещенности, потребляемой мощности, силы тока и времени разгорания ламп при и=220В [2, 6]. Измерение освещенности производилось на стенде по испытанию источников света на базе Орловского ГАУ. Он представляет собой закрытый ящик с внутренними темными ограждающими поверхностями. Далее были произведены расчеты светового потока, силы света, удельного светового потока и световой отдачи. Световой поток определялся по формуле [7]:

Ф = 4*тс*Е*12, (1)

где Ф- световой поток, лм; п=3,14

Е - освещенность, лк;

! - расстояние между лампой и фотоэлементом (чувствительным элементом люксметра), м.

Сила света определялась по формуле [7, 8]:

1; = Е;*12, (2)

где I - сила света, кд;

Ei - освещенность при ¡-том мередиальном угле, лк; ! - расстояние между осью лампы и фотоэлементом, м. Удельный световой поток определялся по формуле:

ус = Ф, (3)

с р*с 4 '

где Ус - удельный световой поток, лм/(Втруб); Ф - световой поток, лм; Р - потребляемая мощность, Вт; с - стоимость.

Световая отдача определялась по формуле [7, 8]:

ф

4=7'

(4)

где п - световая отдача, лм/Вт;

Ф - световой поток, лм;

Р - потребляемая мощность, Вт.

Результаты и обсуждение. Результаты измерений и расчетов представлены в таблице 2. Так же было определено средние отклонение расчетного светового потока от номинального и среднее отклонение расчетного удельного светового потока от номинального. Результаты расчетов представлены на рисунках 1 и 2. Из графика, представленного на рисунке 1 следует, что наибольшее среднее отклонение от номинального у ламп Navigator 2700К и составляет 708,18 лм, а наименьшее отклонение равное 302,97 лм имеют лампы Космос 6500К.

1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

i Номинальный световой поток Фном, лм

«Средний расчетный световой поток Ф,лм

^ С

Рисунок 1 - Отклонение среднего расчетного светового потока от номинального

светового потока

Таблица 2 - Измеренные и вычисленные данные исследуемых компактных люминесцентных ламп

№ п\п Р, Вт при включении Р, Вт в установившемся режиме Е, лк при включении Е, лк в установившемся режиме Время разгора-ния t, сек Ф, лм l¡, кд Световая отдача, лм/Вт Стоимость, руб Удельный световой поток лм/(Вт*руб) Фном, ЛМ Отклонение Ф от Фном, ЛМ Номинальный удельный световой поток Отклонение удельного светового потока лм/(Вт*руб)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Лампа Camelion 6500К

1 11,25 12,5 90 200 150 1127 89,7 90,21 146 0,62 930 525,36 0,42 0,27

2 13 15 80 270 63 1522 121,2 101,49 146 0,70 930 525,36 0,42 0,27

3 17,5 15 60 260 65 1465 116,7 97,73 146 0,67 930 525,36 0,42 0,27

4 17 15 80 280 66 1578 125,6 105,25 146 0,72 930 525,36 0,42 0,27

5 14 15 80 260 70 1465 116,7 97,73 146 0,67 930 525,36 0,42 0,27

6 16,5 15 65 245 64 1381 109,9 92,09 146 0,63 930 525,36 0,42 0,27

7 17 14 76 270 73 1522 121,2 108,74 146 0,74 930 525,36 0,42 0,27

8 12 13,5 84 280 68 1578 125,6 116,94 146 0,80 930 525,36 0,42 0,27

Лампа Космос 6500К

1 12,5 15 90 185 90 1043 83,1 69,54 114 0,61 800 302,97 0,47 0,23

2 12,5 12,5 90 190 52 1071 85,3 85,70 114 0,75 800 302,97 0,47 0,23

3 11,5 13,5 100 195 50 1099 87,6 81,44 114 0,71 800 302,97 0,47 0,23

4 12 13,25 100 210 57 1184 94,3 89,36 114 0,78 800 302,97 0,47 0,23

5 13,5 15 100 200 57 1127 89,8 75,18 114 0,66 800 302,97 0,47 0,23

6 12 14 95 195 60 1099 87,6 78,53 114 0,69 800 302,97 0,47 0,23

7 11,5 13,75 110 180 56 1014 80,8 73,81 114 0,65 800 302,97 0,47 0,23

8 14 15 90 210 50 1184 94,3 78,93 114 0,69 800 302,97 0,47 0,23

Лампа Navigator 6500К

1 12,5 13,75 80 200 120 1127 89,8 82,01 168 0,49 850 552,50 0,34 0,23

2 13 14,5 80 250 70 1409 112,2 97,21 168 0,58 850 552,50 0,34 0,23

3 13 15 90 250 59 1409 112,2 93,97 168 0,56 850 552,50 0,34 0,23

4 13 15 120 270 46 1522 121,2 101,49 168 0,60 850 552,50 0,34 0,23

5 14,5 14,5 95 250 60 1409 112,2 97,21 168 0,58 850 552,50 0,34 0,23

6 13,75 15 100 250 56 1409 112,2 93,97 168 0,56 850 552,50 0,34 0,23

7 13 15 100 265 67 1494 118,9 99,61 168 0,59 850 552,50 0,34 0,23

8 14 15 120 255 50 1437 114,4 95,85 168 0,57 850 552,50 0,34 0,23

Продолжение таблицы 2

12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Лампа Camelion 4200К

1 13,75 15 100 220 90 1221 97,3 81,46 168 0,48 930 573,14 0,37 0,23

2 16 14,75 80 280 76 1555 123,8 105,44 168 0,63 930 573,14 0,37 0,23

3 17,5 14,5 60 290 126 1610 128,3 111,09 168 0,66 930 573,14 0,37 0,23

4 18 15,25 100 280 69 1555 123,8 101,98 168 0,61 930 573,14 0,37 0,23

5 15 15 90 275 68 1527 121,6 101,83 168 0,61 930 573,14 0,37 0,23

6 16 15,75 70 280 75 1555 123,8 98,74 168 0,59 930 573,14 0,37 0,23

7 17,8 14,65 100 290 89 1610 128,3 109,95 168 0,65 930 573,14 0,37 0,23

8 13,89 15 85 250 60 1388 110,3 92,57 168 0,55 930 573,14 0,37 0,23

Лампа Космос 4200К

1 12,5 14 120 230 54 1296 103,3 92,63 134 0,69 800 532,02 0,40 0,28

2 12,5 14 120 230 54 1296 103,3 92,63 134 0,69 800 532,02 0,40 0,28

3 13 15 110 240 60 1353 107,7 90,21 134 0,67 800 532,02 0,40 0,28

4 12 15 100 230 68 1296 103,3 86,45 134 0,65 800 532,02 0,40 0,28

5 12,5 14,5 100 240 56 1353 107,7 93,32 134 0,70 800 532,02 0,40 0,28

6 13 15 120 240 60 1353 107,7 90,21 134 0,67 800 532,02 0,40 0,28

7 12 15 110 250 57 1409 112,2 93,97 134 0,70 800 532,02 0,40 0,28

8 12 15 100 230 68 1296 103,2 86,45 134 0,65 800 532,02 0,40 0,28

Лампа Navigator 4200К

1 12,5 14,5 90 190 57 1071 85,3 73,88 176 0,42 750 342,40 0,28 0,13

2 12,5 15 80 180 60 1014 80,8 67,66 176 0,38 750 342,40 0,28 0,13

3 13,5 15,5 80 180 64 1014 80,8 65,48 176 0,37 750 342,40 0,28 0,13

4 13 15 90 220 82 1240 98,8 82,69 176 0,47 750 342,40 0,28 0,13

5 13 14,6 90 190 65 1071 85,3 73,37 176 0,42 750 342,40 0,28 0,13

6 13,75 15,5 80 200 57 1127 89,3 72,75 176 0,41 750 342,40 0,28 0,13

7 12 15 80 180 68 1014 80,8 67,66 176 0,38 750 342,40 0,28 0,13

8 13,5 15 95 210 76 1184 94,3 78,93 176 0,45 750 342,40 0,28 0,13

Лампа Camelion 2700К

1 11,25 15 100 220 70 1221 97,3 81,46 185 0,44 1050 432,32 0,38 0,18

2 16,5 15 80 260 64 1444 114,9 96,28 185 0,52 1050 432,32 0,38 0,18

Продолжение таблицы 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

3 17,5 14 70 290 87 1610 128,3 115,05 185 0,62 1050 432,32 0,38 0,18

4 17,5 15 70 280 63 1555 123,8 103,68 185 0,56 1050 432,32 0,38 0,18

5 16,5 15 60 265 68 1471 117,2 98,13 185 0,53 1050 432,32 0,38 0,18

6 13 13 75 270 56 1499 119,4 115,36 185 0,62 1050 432,32 0,38 0,18

7 15 14 80 280 87 1555 123,8 111,09 185 0,60 1050 432,32 0,38 0,18

8 14,5 15 70 270 67 1499 119,4 99,98 185 0,54 1050 432,32 0,38 0,18

Лампа Космос 2700К

1 11,25 12,5 110 195 67 1132 90,2 90,60 129 0,70 800 603,30 0,41 0,35

2 12 13,5 120 250 57 1451 115,6 107,55 129 0,83 800 603,30 0,41 0,35

3 13 14 110 250 57 1451 115,6 103,71 129 0,80 800 603,30 0,41 0,35

4 12,5 14,25 110 245 56 1422 113,3 99,85 129 0,77 800 603,30 0,41 0,35

5 13 15 120 250 60 1451 115,6 96,80 129 0,75 800 603,30 0,41 0,35

6 12 14,55 100 240 58 1393 110,9 95,80 129 0,74 800 603,30 0,41 0,35

7 14 15,2 115 248 54 1440 114,5 94,76 129 0,73 800 603,30 0,41 0,35

8 13,5 14,7 120 255 67 1480 117,9 100,75 129 0,78 800 603,30 0,41 0,35

Лампа Navigator 2700К

1 12,5 15 130 260 68 1422 113,3 94,83 182 0,52 940 708,18 0,34 0,25

2 17 15,5 130 340 61 1860 148,1 120,01 182 0,66 940 708,18 0,34 0,25

3 15 15,5 100 340 83 1860 148,1 120,01 182 0,66 940 708,18 0,34 0,25

4 13,5 15 90 270 88 1477 117,6 98,48 182 0,54 940 708,18 0,34 0,25

5 14,5 15 110 280 62 1531 121,9 102,13 182 0,56 940 708,18 0,34 0,25

6 15 15 100 320 75 1750 139,4 116,72 182 0,64 940 708,18 0,34 0,25

7 14 15,5 90 290 59 1586 126,3 102,36 182 0,56 940 708,18 0,34 0,25

8 13,75 15 120 310 60 1696 135,1 113,07 182 0,62 940 708,18 0,34 0,25

G,9 G,B G,7 G,6 G,5 G,4 G,3 G,2 0,1 G

| Номинальный удельный световой поток, лм/(Вт*руб)

«Средний расчетный удельный световой поток, лм/(Вт*руб)

Рисунок 2 - Отклонение среднего удельного светового потока от номинального

удельного светового потока

Из графика, представленного на рис. 2, видно, что у лампы Космос 2700К наибольшее отклонение от номинального удельного светового потока равное 0,35 лм/(Втруб), а наименьшее у лампы Navigator 4200К- 0,13 лм/(Втруб).

Так же с помощью программы Microsoft Excel были рассчитаны коэффициенты корреляции между мощностью в установившемся режиме (Р, Вт) и световым потоком (Ф, лм) для испытанных ламп, результаты расчетов представлены в табл. 3 и на рис. 3. Коэффициент корреляции - это численная мера, показывающая силу и направление связи между двумя величинами. Коэффициент корреляции может принимать значения от -1 до +1. Если значение по модулю находится ближе к 1, то это означает наличие сильной связи между величинами, а если ближе к 0, то связь слабая или вообще отсутствие [9, 10]. Из табл. 3 и графика, представленного на рис. 3, видно, что наиболее сильная зависимость светового потока от потребляемой мощности у ламп марки Navigator 6500K, а наименьшая зависимость - у ламп марки Camelion 2700K.

Таблица 3 - Значения коэффициента корреляции

Наименование лампы Значение коэффициента корреляции

Camelion 6500K 0,58

Космос 6500K 0,14

Navigator 6500K 0,89

Camelion 4200K -0,14

Космос 4200K 0,45

Navigator 4200K -0,01

Camelion 2700K -0,38

Космос 27500K 0,76

Navigator 2700K 0,59

Согласно полученных результатов измерений и расчетов видно, что у всех испытанных ламп значение светового потока больше чем заявлено производителем ламп. Лампы Camelion 6500К (146 руб.), Navigator 6500К (168 руб.), Космос 2700К (129 руб.) во время измерений потребляли электрической энергии меньше чем заявлено производителем. Согласно табл. 2 видно, что наибольшее время разгорания имеет лампа Camelion 6500К, а быстрее всех разгорается лампа Космос 2700К. Из графиков, представленных на рис. 1 и 2, можно сделать вывод, что самой оптимальной лампой для покупателя является лампа Космос 2700К, так как ее удельный световой поток равен 0,702 лм/(Втруб.).

1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 -0,20 -0,40 -0,60

0,89

0,76

0,58 0,59

0,45

0,14 -0,14/ -0,01

1 Camelion Космос \ f Navigator Camelion Космос 1 ^^ Navigator Camelion Космос 1 1 Navigator

6500K 6500К 6500К 4200K 4200К 4200К 2700К 2700К 2700К

-0,38

Рисунок 3 - Коэффициенты корреляции

Выводы. Таким образом, по результатам проведенных экспериментов установлено, что не у всех испытанных энергосберегающих ламп светотехнические характеристики соответствовали заявленным значениям. Так же можно сказать, что цена на компактные люминесцентные лампы не является показателем соответствия ее заявленных светотехнических характеристик. Самой оптимальной лампой для потребителя по критерию цена - качество является энергосберегающая лампа Космос 2700К, так как ее удельный световой поток равен 0,702 лм/(Вт руб.).

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Применение энергосберегающих ламп // URL: www.snt-chkalovskoe.ru (дата обращения 15.02.2017 г.).

Бородин М.В., Трусов И.Н. Исследование заявленных светотехнических характеристик компактных люминесцентных ламп с выбором оптимальной лампы по критерию «Цена - качество» // Агротехника и энергообеспечение.

2015. Т. 9. № 5. С. 52-57.

Основы научных исследований / И.Н. Кравченко, A.B. Коломейченко, В.Н. Логачев [и др.]. СПб.: Изд-во Лань, 2015. 304 с.

Ассоциация продавцов товаров электросветотехнического назначения «Русский Свет» // URL://imarket.russvet.ru (дата обращения 15.02.2017 г.). Компания ЭТМ // URL: etm.ru/ (дата обращения 15.02.2017 г.). СП - 52.13330 Естественное и искусственное освещение. М.: Изд-во ОАО «ЦПП», 2011. 69 с.

Виноградов A.B., Бородин М.В., Семенов А.Е. Учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных работ по курсу «Светотехника и электротехнология». Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2013. 54 с. Шашлов А.Б. Основы светотехники. СПб.: Изд-во Логос, 2015. 325 с. Долгова В.Н., Медведева Т.Ю. Статистика. М.: Изд. «Юрайт», 2014. 640 с. 10. Зуга Е. Теория статистики с элементами эконометрики. М.: Изд-во Юрайт,

2016. 324 с.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8. 9.