CC BY
69
Попов Радислав Валериевич
инженер СВФУ, г. Якутск, РФ E-mail: popovrad@yandex.ru Свинобоев Евгений Анатольевич зав. лаб. НОЦ «Геотехнологии Севера им. М.Д. Новопашина» г. Якутск, РФ E-mail: esvinoboev@mail.ru
СРАВНЕНИЕ РАБОТЫ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП ПРИ
НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
Аннотация
Энергосберегающие люминесцентные и светодиодные лампы широко используются в промышленных и жилых помещениях, а также на улицах городов и поселков. Данная статья посвящена сравнению работ лампы накаливания и энергосберегающих ламп, эксплуатирующихся на улицах при низких температурах. Низкие температуры получены в испытательной камере WEISSWK3-180/70, освещенность измерена на расстоянии около 50 см от лампы. Получена зависимость освещенности от температуры. Определено, что при низких температурах целесообразно использовать светодиодную лампу.
Ключевые слова:
Энергосберегающие лампы, низкие температуры, лампа накаливания, люминесцентная лампа,
светодиодная лампа
Проблема энергосбережения стала одной из актуальнейших проблем на современном этапе развития энергетики многих стран.
Наиболее энергоемкими сферами потребления электроэнергии на цели освещения в нашей стране являются промышленные и жилые помещения, на долю которых приходится более 70% всего парка эксплуатируемых светильников и соответственно самих источников [1].
В настоящее время замена ламп накаливания на энергосберегающие лампы является одним из эффективных способов экономии электроэнергии.
Модернизация осветительного комплекса энергосберегающими лампами позволит сделать качественный скачок в современные технологии света и одновременно сэкономить от 40 % до 70 % электроэнергии [2].
Недостатками давно существующих ламп накаливания являются: низкий КПД - 4-5 %; большие затраты электроэнергии; низкая световая отдача; малый срок службы [3].
Преимуществами энергосберегающих люминесцентных ламп являются: высокая световая отдача; долгий срок службы (до 15000 часов); выбор цвета свечения; незначительное тепловыделение; мягкое распределение света. Также они имеют и недостатки: содержат в себе пары ртути, фаза разогрева длится до 2 минут, высокий уровень ультрафиолетового излучения, не приспособлены к функционированию в низком диапазоне температур, а при повышенной температуре снижается интенсивность их излучения, высокая стоимость [1].
Наиболее перспективными на сегодняшний день являются светодиоды. Световая отдача серийных образцов на сегодняшний момент составляет 140-150 лм/Вт. Светодиоды постепенно вытесняют другие источники света, но цена является сдерживающим фактором для еще более массового внедрения [4].
Светодиоды обладают длительным сроком службы (до 100000 часов); широким спектром - от холодного белого 2700К до теплого белого 6500К; экологичностью - отсутствием ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения; высокой световой отдачей [3]. Также светодиодная лампа за 1 секунду выходит на полную мощность и работает при низких температурах (до -40 °С).
Недостатки светодиодных ламп: высокая цена, непереносимость слишком высокой температуры воздуха; направленность освещения (светодиоды имеют свойство освещать предметы сфокусированным лучом света) [3, 5].
Учитывая вышеуказанное, можно сказать, что эффективность энергосберегающих ламп в настоящее время изучена достаточно широко [1-5], но их использование при низких температурах тоже требует особого внимания и исследования, т.к. на улицах городов и поселков светильники в зимнее время работают почти круглосуточно.
Данная статья посвящена сравнению работ лампы накаливания и энергосберегающих ламп, эксплуатирующихся на улицах при низких температурах.
Для сравнения выбраны следующие лампы: лампа накаливания (75 Вт), светодиодная лампа (6 Вт, 4200 К), четыре люминесцентные лампы мощностью 9 Вт (4200 К), 15 Вт (2700К), 25 Вт (2700 К) и 35 Вт (2700 К).
Измерения проведены в научно-образовательном центре (НОЦ) «Геотехнологии Севера им. М.Д. Новопашина» Арктического инновационного центра Северо-Восточного федерального университета. Низкие температуры получены в испытательной камере тепла / холода / влажности WEISSWK3-180/70. Для определения освещенности снаружи камеры был использован люксметр Ьихешйег Ма81ееЬ MS6610. Люксметр находился на расстоянии 50 см от лампы в камере. Температура внутри камеры постепенно падала от +20 до -70 °С.
О -20 -40 -60 Температура в камере, С
Рисунок 1 - Зависимость освещенности от температуры при использовании лампы накаливания (75 Вт)
Из рис. 1 видно, что при использовании лампы накаливания освещенность падает незначительно. Наблюдается резкий спад освещенности при снижении температуры от +20 до 10 °С, далее освещенность колеблется от 383 до 395 лк.
Рисунок 2 - Зависимость освещенности от температуры при использовании люминесцентных ламп
Люминесцентные лампы любой мощности с цветовой температурой 2700 К при низких температурах теряют свою яркость (рис. 2). Резкий спад яркости ламп, соответственно, освещенности, происходит при снижении температуры от 20 до -20 °С.
Люминесцентная лампа мощностью 9 Вт, которая имеет цветовую температуру 4200 К, начинает терять свою яркость при -50 °С. В диапазоне от -50 до +20 °С данная лампа работает стабильно.
20 0 -20 -40 -60 -80
Температура в камере, С
Рисунок 3 - Зависимость освещенности от температуры при использовании светодиодных ламп
Яркость наиболее перспективной на сегодняшний день светодиодной лампы увеличивается с уменьшением температуры до -70 °С (рис. 3).
Таким образом, при низких температурах целесообразно использовать светодиодные лампы, т.к. они не имеют пары ртути, обладают длительным сроком службы и, главное, не теряют свою яркость при отрицательной температуре. Основной недостаток этих ламп - высокая цена.
Также при температурах до -50 °С можно использовать люминесцентные лампы с цветовой температурой 4200 К.
Список использованной литературы:
1. Сапрыка А.В., Черенков А.Д. Анализ работы современных энергосберегающих ламп / А.В. Сапрыка, А.Д. Черенков // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. - 2015. - № 3 (134). - С. 32-34
2. Эрк А.Ф., Размук В.А., Ефимова А.Н. Выбор типа энергосберегающих ламп для помещений сельскохозяйственного производства / А.Ф. Эрк, В.А. Размук, А.Н. Ефимова // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - 2014. - № 85. -С. 93-100
3. Камальдинова А.Ш. Характеристика энергосберегающих ламп / А.Ш. Камальдинова // Уральский экологический вестник. - 2013. - № 1 (34). - С. 36-38
4. Потапкин Н.Н., Вишневский С.А., Ашрятов А.А. Повышение энергоэффективности осветительных установок общественных помещений / Н.Н. Потапкин, С.А. Вишневский, А.А. Ашрятов // Современные проблемы науки и образования . - 2015. - № 2. - С. 199
5. Васильев А.А., Горин Л.Н. Осветительные лампы - основной элемент энергосберегающих ламп / А.А. Васильев, Л.Н. Горин // Вестник НГИЭИ. - 2014. - № 10 (41). - С. 23-31
© Попов Р.В., Свинобоев Е.А., 2016
