BOX И ROUND. ИСПЫТАНИЯ ОФИСНЫХ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ ОТ LUXON

BOX И ROUND. ИСПЫТАНИЯ ОФИСНЫХ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ ОТ LUXON

Ноя 29 • LPreview, Статьи • 4109 Просмотров •

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5,00 out of 5)
Загрузка...

Юрий Трофимов,
Виталий Цвирко,
Павел Медведев
led.testlab@gmail.com
Государственное предприятие «ЦСОТ НАН Беларуси»
Редакция выражает отдельную благодарность Евгению Керножицкому за помощь в проведении испытаний.

Опубликовано в журнале Lumen&ExpertUnion №2 2012

 

 

Как написали бы классики «Крокодила», уверенными темпами светодиодное освещение входит в нашу жизнь, товарищи! Действительно, разнообразие светодиодных светильников стремительно увеличивается. Производители расхваливают свою продукцию на разный лад, каждый пытается представить себя с хорошей стороны, придумывая замысловатые технико-экономические обоснования и различные конкурентные преимущества. Мы, уподобившись Фемиде, закрываем глаза на весь этот информационный мусор, заклеиваем себе глаза логотипы скотчем, вооружаемся гониофотометром, тепловизором и отправляемся… на поиски правды.

 

На этот раз к нам на исследования попали два световых прибора производства компании LuxON, которые позиционируются как светильники для общего освещения общественных помещений, в т.ч. для установки в офисах. Первый из них называется Box 33W; по способу установки он накладной, имеет прямоугольную форму с размерами 473?117?46 мм. Второй образец — Round 33W; по способу установки он встраиваемый, имеет круглый корпус диаметром 196 мм и высотой 59 мм. Далее для краткости изложения будем их называть Box и Round, соответственно.

 

Фотография образца Box с выдвинутым рассеивателем

Фотография образца Box с выдвинутым рассеивателем

 

ТАБЛИЦА ОЦЕНОК ДЛЯ СВЕТИЛЬНИКА BOX

ПоказательЗначимостьБаллИтоговый балл
1Световая отдача177
2Коэффициент мощности199
3Полный коэффициент гармонических искажений тока188
4Цветовая температура, CRI188
5CRI188
6Пульсации светового потока11010
7Обеспечение требований по величине установленной мощности11010
8Обеспечение требований по показателю UGR155
9Соответствие IP0.8108
10Эффективность теплоотвода164
11Универсальность крепления0.897.2
12Ремонтопригодность электронного модуля0.8108
13Ремонтопригодность оптического модуля0.875.6
14Внешний вид, дизайн0.976.3
15Технологичность изделия0.976.3
СУММАРНАЯ ОЦЕНКА С УЧЕТОМ НОРМИРУЮЩЕГО МНОЖИТЕЛЯ8.02
Оценка показателей светильников проводилась по 10-балльной шкале. Каждый показатель имеет свою значимость. Для компенсации снижения итогового балла из-за различной значимости введен нормирующий множитель 1,071

 

Фотография образца Round

Фотография образца Round

 

ТАБЛИЦА ОЦЕНОК ДЛЯ СВЕТИЛЬНИКА ROUND

ПоказательЗначимостьБаллИтоговый балл
1Световая отдача177
2Коэффициент мощности199
3Полный коэффициент гармонических искажений тока188
4Цветовая температура, CRI188
5CRI188
6Пульсации светового потока11010
7Обеспечение требований по величине установленной мощности11010
8Обеспечение требований по показателю UGR133
9Соответствие IP0.8108
10Эффективность теплоотвода15.55.5
11Универсальность крепления0.8108
12Ремонтопригодность электронного модуля0.8108
13Ремонтопригодность оптического модуля0.875.6
14Внешний вид, дизайн0.9109
15Технологичность изделия0.998.1
СУММАРНАЯ ОЦЕНКА С УЧЕТОМ НОРМИРУЮЩЕГО МНОЖИТЕЛЯ8.22
Оценка показателей светильников проводилась по 10-балльной шкале. Каждый показатель имеет свою значимость. Для компенсации снижения итогового балла из-за различной значимости введен нормирующий множитель 1,071

 

ПЕРВОЕ ЗНАКОМСТВО

Ниже в галерее приведены фотографии маркировки образцов. Содержание маркировки нам показалось недостаточно информативным: отсутствуют данные о классе защиты от поражения электрическим током и о типе поверхности, на которую допускается установка светильника. Кроме того, маркировка не стойкая к стиранию. Это на самом деле некритично, однако следует понимать, что в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р МЭК 60598-1 маркировка должна выдерживать в течение 15 секунд протирание тампоном, смоченным в воде, а затем, после высыхания воды, протирание в течение 15 с тампоном, смоченным в растворе бензина. В то же время информация, требуемая для подключения светильника к сети, нанесена на источник питания методом шелкографии и крайне устойчива к стиранию.

 

ВСТРЕЧАЮТ ПО ОДЕЖКЕ

Светильники имеют привлекательный внешний вид и довольно простое устройство. Конструкция светильников включает минимум необходимых компонентов: алюминиевый корпус, печатную плату со светодиодами, рассеиватель из прозрачного пластика, саморезы, провод и блок питания. В целом, компоненты изготовлены и подобраны правильно и обеспечивают высокую технологичность сборки изделия.

Объединяет оба светильника только то, что они содержат белые светодиоды DurisE5 производства OsramOptoSemiconductor. Между тем, можно заметить определенные различия между технологиями изготовления светильников и некоторые недостатки, которые мы так тщательно выискивали. Светильник типа Box комплектуется экструзионным алюминиевым профилем, призматическим рассеивателем из листового материала толщиной 2 мм и литыми боковыми крышками из АБС-пластика. Боковые крышки имеют по одному отверстию для крепления светильника, и пластик вокруг отверстий достаточно тонкий. Однако вес светильника не более 1 кг, а крышки сделаны из смеси АБС и поликарбоната, что позволяет этому литому решению с ребрами жесткости легко выдерживать данную нагрузку.

 

Профиль образца окрашен белой полуглянцевой краской. Алюминиевые печатные платы со светодиодами крепятся на поверхность корпуса с помощью саморезов. По причине малой толщины плат, а также отсутствия крепежных отверстий на торцах плат в некоторых местах видны подгибы.

Качество пайки светодиодов на платы относительно хорошее, однако наблюдается небольшое смещение светодиодов и припойный бисер. Поскольку в оптическом блоке отсутствуют другие электронные компоненты, наличие мелких шариков припоя не является критичным для работоспособности светильника.

Блок питания образца Box устанавливается в полость корпуса с обратной стороны светильника.

 

Образец Box с тыльной стороны

Образец Box с тыльной стороны

 

Светильники типа Round комплектуются литыми деталями: алюминиевым корпусом и плоским поликарбонатным плафоном толщиной 3 мм. Алюминиевый корпус с тыльной стороны имеет развитую ребристую поверхность и вентиляционные отверстия по периметру радиатора.

 

Корпус образца Round

Корпус образца Round

 

Плафон имеет многопризменный светорассеивающий рисунок и защелки для удобной и быстрой установки в корпус. Качество этих деталей высокое. Конструкция соответствует нашим представлениям о том, как должен быть устроен светодиодный светильник для серийного производства. И, конечно же, нельзя не отметить приятный дизайн светильника Round. Алюминиевый корпус снаружи и внутри окрашен белой матовой краской. Внутренняя поверхность корпуса служит отражающим рассеивателем, что в сочетании с белой маской печатной платы повышает КПД светильника. Круглая алюминиевая печатная плата толщиной 0,8 мм крепится с помощью саморезов непосредственно на окрашенную поверхность корпуса. Но на фото ниже можно увидеть, как промята поверхность печатной платы в местах крепления. В результате такого способа крепления плата принимает чуть вогнутую форму с приподнятыми краями.

Замечания по качеству пайки светодиодов и проводов те же, что и по образцу Box. На фотографиях можно видеть, как припаяны провода к плате. Провод ничем не зафиксирован кроме кабельного ввода на случай выдергивания, но стоит понимать, что кабельный ввод не используют в качестве фиксатора для провода.

Блок питания образца Round устанавливается сверху на корпус. Как и у образца Box, его можно заменить «на месте» в случае выхода из строя. Это существенно облегчает ремонт и является одним из преимуществ эксплуатации исследуемых типов светильников.

 

Фрагмент печатной платы светильника Round

Фрагмент печатной платы светильника Round

 

Рассмотрим результаты тепловизионной съемки образцов. Для этого образцы со снятыми рассеивателями подвешивались лицевой стороной вниз. Тыльная сторона оставалась открытой для доступа воздуха. В помещении поддерживалась постоянная температура в диапазоне 22–24°С. Измерения распределения температуры на внутренних и внешних поверхностях образца проводились с помощью тепловизионной камеры Flir A325. Запись данных начиналась одновременно с включением образца и длилась в течение 110 мин. Образы выключали после 80 мин работы.

На рисунках ниже  приведены результаты для образца Box. Можно заметить, что прижим печатных плат неравномерен. Разница температур между отдельными светодиодами доходит до 5°С. Разница температур между печатной платой и корпусом достигает 8°С.

 

Термография образца Box. AR01 (светодиод на нижней плате в центре): tmax = 48,9°С; AR02 (светодиод на верхней плате справа от центра): tmax = 46,1°С; AR03 (светодиод на левом краю верхней платы): tmax = 51,0°С; AR04 (светодиод на правом краю нижней платы): tmax = 49,7°С; SP1 (корпус): 36,3°С; SP2 (плата): 42,0°С

Термография образца Box. AR01 (светодиод на нижней плате в центре): tmax = 48,9°С; AR02 (светодиод на верхней плате справа от центра): tmax = 46,1°С; AR03 (светодиод на левом краю верхней платы): tmax = 51,0°С; AR04 (светодиод на правом краю нижней платы): tmax = 49,7°С; SP1 (корпус): 36,3°С; SP2 (плата): 42,0°С

 

Тепловизор измеряет максимальную температуру на световыводящей поверхности светодиода, которая выше температуры точки пайки и ниже температуры кристалла.

 

Зависимости температуры различных компонентов образца Box. Кривые для следующих элементов, снизу вверх: корпус, плата, светодиод на прижатом участке платы, светодиод на неприжатом участке платы

Зависимости температуры различных компонентов образца Box. Кривые для следующих элементов, снизу вверх: корпус, плата, светодиод на прижатом участке платы, светодиод на неприжатом участке платы

 

Далее приведены данные тепловизионной съемки для образца Round. Однородность распределения тепла на поверхности печатной платы выше, чем у предыдущего образца. Однако температура нагрева платы и светодиодов также существенно выше.

 

Термография образца Round с лицевой стороны. AR01 (светодиод на плате в центре): tmax = 70,1°С; SP1 (корпус): 46,0°С; SP2 (плата): 55,8°С

Термография образца Round с лицевой стороны. AR01 (светодиод на плате в центре): tmax = 70,1°С; SP1 (корпус): 46,0°С; SP2 (плата): 55,8°С

Блок питания обоих образцов имеет внутри два довольно интенсивных источника тепла, расположение которых проявляется через пластиковый корпус. Из представленных данных инфракрасной съемки можно видеть, что разница температур между печатной платой и корпусом обоих образцов имеет довольно большую величину в сравнении с ранее изученными образцами светильников.

Зависимости температуры различных компонентов образца Round. Кривые для следующих элементов, снизу вверх: корпус, плата, светодиод

Зависимости температуры различных компонентов образца Round. Кривые для следующих элементов, снизу вверх: корпус, плата, светодиод

Тем не менее, тепловой режим светодиодов образца Box можно считать оптимальным  с учетом спецификаций данных светодиодов, несмотря на неоднородность их нагрева. Светодиоды образца Round работают в более жестком режиме. Таким образом, следует либо уменьшить тепловое сопротивление между платой и корпусом, либо установить мощные светодиоды, которые, как правило, предназначены для работы при 85°С. Производитель предлагает светильники типа Round со светодиодами Oslon SSL (Osram). Для этих светодиодов тепловой режим работы будет менее жестким при прочих равных условиях. Однако, это лишь наше предположение и его следует проверить экспериментально.

Термография образца Round с тыльной стороны. AR01 (поверхность блока питания): tmax = 56,6°С; AR02 (радиатор): 44,7°С

Термография образца Round с тыльной стороны. AR01 (поверхность блока питания): tmax = 56,6°С; AR02 (радиатор): 44,7°С

 

ИСПЫТАНИЯ

Перейдем к изложению электрических, световых и тепловых характеристик светильников, измерения которых проводились в Испытательной лаборатории Государственного предприятия «ЦСОТ НАН Беларуси» на аттестованном и откалиброванном оборудовании в БелГИМ. Электрическое питание образцов и измерение их электрических характеристик осуществлялись с помощью источника питания — анализатора Agilent 6812B и специализированного ПО. Для испытаний были выбраны три значения напряжения питания: номинальное 220 В и предельные значения напряжения сети (по ГОСТ 13109): 198 и 242 В. Такие условия питания были выбраны исходя из того, что светодиодный светильник — это электронный прибор, который должен сохранять работоспособность при допустимых отклонениях напряжения сети от номинального. Также интересно знать, как при этом могут измениться характеристики светильника.

 

Наименование характеристикиBoxRoundЕдиница измерения
198 В220 В242 В198 В220 В242 В
Потребляемый ток163.3150.2140.8157.3145.1135.8мА
Потребляемая мощность31.231.5323030.330.8Вт
Коэффициент мощности0.960.950.940.960.950.94-
THD14.114.514.914.414.814.9%
Световой поток2476.72483.52495.323912396.82427.3лм
Световая отдача79.478.87879.779.178.8лм/Вт
КЦТ538353635360532953275334К
ИЦ85.485.685.685.585.485.4-
Коэффициент пульсаций светового потока444444%

 

Для измерения кривых силы света (КСС) использовался гониофотометр SMS10c (Optronik Berlin GmbH). Способ установки образца и начальная точка гониофотометра выбирались таким образом, чтобы выполнить измерения в фотометрической системе (C, ?). Положение оптического центра светильника устанавливалось с помощью юстировочного лазера и подвижного 3-координатного стола гониометра. Измерения КСС проводились с шагом в 2° в экваториальных и меридиональных плоскостях.

КСС образца Box

КСС образца Box

КСС образца Round

КСС образца Round

Цветовые характеристики излучения определялись с помощью спектрорадиометрической системы DTS 320-201 (Instrument Systems GmbH). Измерения проводились с помощью зонда освещенности на расстоянии 0,5 м от образца на его оптической оси. Время выхода образцов в рабочий режим составило 38 (Round) и 45 (Box) мин. Эти величины были установлены автоматически из следующего условия: интенсивность свечения не должна изменяться более чем на 0,5% в течение последних 20 мин. Во время тепловой стабилизации оптическая ось образца была ориентирована горизонтально в направлении измерительной головки фотометра, которая располагалась на расстоянии 3,16 м от оптического центра светового прибора.

Значения электрических и световых характеристик образцов близки. Судя по полученным данным, оба светильника находятся на высоком современном техническом уровне. В соответствии с ГОСТ Р 54350-2011, светильник имеет класс светораспределения П, прямого света. Тип КСС образцов — Д, косинусная. Как правило, светильники для рабочих кабинетов офисов должны обеспечивать зону ограничения яркости.

 

 

Данные о габаритной яркости светильников приведены ниже на графике, из которых следует, что реальные значения превышают нормируемую величину в несколько раз.

Зависимость габаритной яркости образцов светильников от угла в зоне ограничения яркости

Зависимость габаритной яркости образцов светильников от угла в зоне ограничения яркости

Согласно ГОСТ Р 54350-2011, не допускается превышения 5000 кд/м2. Кроме того, рассчитанные значения защитных углов: максимум 7,4° для образца Box и 23,3° для Round также не соответствуют требованиям. Следует заметить, что характерные расстояния для определения значений защитного угла измерялись в соответствии с п.11.8.2. ГОСТ Р 54350-2011 на образцах без рассеивателей.

Результаты показывают, что исследованные образцы не удовлетворяют требованиям п.6.1.5 ГОСТ Р 54350-2011. Таким образом, если говорить об освещении офисов и других административных зданий, то согласно требованиям стандарта ГОСТ Р 54350-2011, данные светильники могут устанавливаться на объектах, перечисленных в п.6.1.9 стандарта. Одно из применений — освещение помещений с временным пребыванием людей, коридоров, складов и т.д.

Призматический рассеиватель может применяться для формирования требуемой КСС в зоне ограничения яркости. Для этого форма призматических оптических элементов должна быть согласована с диаграммой излучения светодиодов. Светильник типа Round имеет довольно высокое значение защитного угла, что, в принципе, позволяет добиться требуемых значений габаритной яркости при замене источника света и рассеивателя.

 

СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

С помощью специализированного ПО были созданы ies-файлы светильников и проведены расчеты освещения различных типов помещений в ПО DIALux. Были выбраны помещения с тремя значениями индекса: 0,9; 2,0 и 3,1. Высота помещений: 3 м. Коэффициенты отражения стен, потолка и пола — стандартные согласно ПО DIALux. Нормируемая освещенность: 200 лк на уровне 0,8 м от пола.

Индекс помещенияКоличество светильников, шт.Расчетная равномерность освещенности E max / E min Максимальное расчетное значение показателя UGRРассчитанная удельная установленная мощность, Вт/м 2Максимально допустимая удельная установленная мощность, Вт/м 2 , не более
0.971.4237.3518
2151.65255.6314
3.1321.76255.2512

Нормируемая величина объединенного показателя UGR: не более 24. Коэффициент запаса: 1,4. Краевая зона: 0,5 м. Для сравнения был выбран светильник с люминесцентными лампами PRS 418 от компании «Световые технологии». Данный светильник был выбран для сравнения, поскольку он относится к средней ценовой категории, которая сопоставима со стоимостью сравниваемых светильников Box (~2250 руб – октябрь 2012 года, прим. ред).

Индекс помещенияКоличество светильников, шт.Расчетная равномерность освещенности E max / E minМаксимальное расчетное значение показателя UGRРассчитанная удельная установленная мощность, Вт/м 2Максимально допустимая удельная установленная мощность, Вт/м 2 , не более
0.971.53297.0718
2151.74>305.4114
3.1321.92>305.0512

В таблицах представлены результаты светотехнического расчета при условии достижения требуемой минимальной освещенности в пределах краевой зоны. Как следует из полученных результатов, использование указанных светодиодных светильников позволяет значительно снизить установленную мощность осветительной системы (ОС) по сравнению с ОС на основе светильников с люминесцентными лампами.

Индекс помещенияКоличество светильников, шт.Расчетная равномерность освещенности E max / E minМаксимальное расчетное значение показателя UGRРассчитанная удельная установленная мощность, Вт/м 2Максимально допустимая удельная установленная мощность, Вт/м 2 , не более
0.951.42151218
2121.781810.314
3.1251.85189.3812

Однако это достигается большим количеством светодиодных светильников. Как и ожидалось, основная проблема исследуемых светильников — это высокая ослепленность, выраженная в единицах показателя дискомфорта UGR и связанная с отсутствием зоны ограничения яркости.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследованные образцы светильников показали хорошие результаты по электрическим и световым характеристикам. Однако на наш субъективный взгляд, тепловой режим работы светодиодов обоих образцов можно улучшить. Следует доработать маркировку. По нашему мнению, отмеченные выше недостатки устранимы. Это послужит повышению качества светильников при незначительных издержках.

Высокие значения габаритной яркости существенно ограничивают область применения светильника, что подтверждается расчетами осветительных установок с различными индексами помещений. Приемлемым вариантом по этому параметру можно считать только осветительную систему со светильником типа Box в помещениях с индексом 0,9.

Потенциально для светильника типа Round габаритная яркость может быть уменьшена до требуемого значения. Результаты расчетов показывают, что осветительные системы на основе исследуемых светодиодных светильников позволяют снизить установленную мощность более чем в 1,5 раза по сравнению с осветительными системами на основе светильников с люминесцентными лампами. Плюсом обоих светильников является то, что их цена сопоставима со стоимостью светильников с люминесцентными лампами средне-высокой ценовой категории. Если сравнивать светильники между собой по уровню разработки, то светильник типа Round мы поставили бы на одну ступень выше. Он обладает всеми необходимыми свойствами и качествами светодиодного светильника, предназначенного для серийного производства. Несомненно, такой светильник может завоевать свой сегмент рынка.

Похожие Записи

Комментарии закрыты.

« »

(function (d, w, c) { (w[c] = w[c] || []).push(function() { try { w.yaCounter33329553 = new Ya.Metrika({ id:33329553, clickmap:true, trackLinks:true, accurateTrackBounce:true, webvisor:true }); } catch(e) { } }); var n = d.getElementsByTagName("script")[0], s = d.createElement("script"), f = function () { n.parentNode.insertBefore(s, n); }; s.type = "text/javascript"; s.async = true; s.src = "https://mc.yandex.ru/metrika/watch.js"; if (w.opera == "[object Opera]") { d.addEventListener("DOMContentLoaded", f, false); } else { f(); } })(document, window, "yandex_metrika_callbacks");