УРАН-3-115/14000/Ш

УРАН-3-115/14000/Ш. ОБЗОР СВЕТОДИОДНОГО УЛИЧНОГО СВЕТИЛЬНИКА ОТ КОМПАНИИ ЛАЙТСВЕТ

Дек 28 • LPreview, Статьи • 4377 Просмотров •

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
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.

Краткий обзор светильника Проверено[Lumen]

Перейти к ТОП-12 осветительных установок для дорог Б2 (2013)

 

Опубликовано в журнале Lumen&ExpertUnion №3/2013

 

Оговоримся сразу. Основная причина, почему светильник попал в эту рубрику — рекордная энергоэффективность, полученная в ходе испытаний в лаборатории для рубрики Lumen[TOP]. Этот образец показал себя с хорошей стороны еще и по другим параметрам, но 123 лм/Вт — это действительно выдающийся результат на сегодняшний день.

 

Если вы решите посмотреть на светильник в рубрике Lumen[TOP], не обращайте внимание на место. Это показатель осветительной установки на базе светильника, предложенной производителем. Высокие и дорогие опоры, неоптимальный выбор мощности осветительного прибора для 4-х полосной дороги категории Б2… Однако, без привязки к проекту, сам светильник получил от экспертов-проектировщиков наивысший балл — 84. Стоит также отметить, что они выставляли оценки «вслепую», не зная ни названия, ни производителя, а исходя лишь из голых характеристик, которые им были предоставлены лабораторией и организаторами ТОП-12.

У нас же на руках все карты. Есть и образец, и название, и, что самое главное — возможность — поковыряться внутри, вскрыть, измерить и максимально объективно, насколько это возможно, оценить технические характеристики.

Чертежные виды УРАН-3-115/14000/Ш

Чертежные виды УРАН-3-115/14000/Ш

 

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

Рекордные показатели световой эффективности, оптимальный подбор формы КСС, низкие значения предельной силы света в направлении водителей под углами, близкими к горизонту. Продуманный термалменеджмент и высокие параметры источника тока, взятые с запасом. Все это характеризует изделие как высокотехнологичное. В результате светотехнического расчета мы получили хорошие результаты, которые говорят о возможности применения данного светильника для различных категорий дорог от А1 до В3 при соответствующем расположении и подборе высоты опор.

 

ИНДЕКС L[P]REVIEW

ПОКАЗАТЕЛЬЗНАЧИМОСТЬБАЛЛИТОГОВЫЙ БАЛЛ
1Световая отдача1.01010.00
2Коэффициент мощности1.01010.00
3Полный коэффициент гармонических искажений тока1.01010.00
4Цветовая температура, CRI0.573.50
5CRI0.774.90
6Соответствие нормам освещения дорог категории В1.099.00
7Соответствие нормам освещения дорог категории Б1.01010.00
8Соответствие нормам освещения дорог категории А1.088.00
9Регулирование светового потока0.854.00
10Соответствие IP1.088.00
11Эффективность теплоотвода1.099.00
12Универсальность крепления0.875.60
13Ремонтопригодность электронного модуля0.897.20
14Ремонтопригодность оптического модуля0.897.20
15Внешний вид, дизайн0.584.00
16Технологичность изделия0.9109.00
СУММАРНАЯ ОЦЕНКА С УЧЕТОМ НОРМИРУЮЩЕГО МНОЖИТЕЛЯ*:8.65
*Оценивание показателей светильников проводилось по 10 балльной шкале. Каждый показатель имеет свою значимость. Для компенсации снижения итогового балла из-за различной значимости введен нормирующий множитель 1,16

ПЕРВОЕ ЗНАКОМСТВО

Итак, у нас в руках светодиодный светильник Уран-3-115/14000/Ш, предоставленный компанией ООО «ЛайтСвет». К сожалению, на сайте производителя мы не нашли упоминания о данном светильнике и о его технических характеристиках. Представитель компании-производителя пояснил нам, что этот светильник находится на этапе запуска в серийное производство, поэтому отсутствовала информация в сети Интернет, а на образце светильника не было заводской маркировки.

Внешний вид светодиодного светильника Уран-3-115/14000/Ш компании «ЛайтСвет»

Внешний вид светодиодного светильника Уран-3-115/14000/Ш компании «ЛайтСвет»

 

Исследованная модель светильника имеет три защищенных светодиодных модуля. Каждый модуль содержит по 24 светодиода с типоразмером 35х35. Модель светодиода мы смогли узнать опять же только обратившись к производителю, но об этом чуть позже.

 

Пока неизвестный нам светодиод, спрятанный под групповой линзой

Пока неизвестный нам светодиод, спрятанный под групповой линзой

 

ВИЗУАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Несмотря на модульное исполнение, внешний вид светильника говорит нам о хорошей добротной проработке дизайна корпуса. С этой целью разработчики сочли нужным добавить к светодиодным модулям декоративные детали из пластика. Кроме этого декоративные детали присутствуют на переднем торце и охватывают электромонтажный блок светильника. Нужно отметить, что первое впечатление о светильнике создает исключительно дизайн пластиковых деталей. Среди металлических деталей можно заметить оксидированные в тон черному пластику алюминиевые радиаторы светодиодных модулей.

 

Торцевая часть светильника: оксидированные в тон черному пластику алюминиевые радиаторы

Торцевая часть светильника: оксидированные в тон черному пластику алюминиевые радиаторы

 

Пластиковые детали, размещенные на радиаторах, имеют щели для отвода тепла. Остальные пластиковые детали имеют различного назначения отверстия, канавки и углубления. Возникает только один вопрос, как долго смогут сохраниться декоративные детали в зимних условиях, например средней полосы России? При наличии снега и определенной температуре воздуха будет происходить его таяние во время работы светильника или от нагрева солнцем. Черный цвет особенно способствует нагреву. После выключения светильника и/или резкого понижения температуры окружающей среды будет намерзать лед в различных полостях, особенно в крепежных отверстиях. Циклические переходы температуры корпуса светильника через ноль по Цельсию может вызывать накопление льда как внутри так и на внешней поверхности деталей, что приведет к их постепенному разрушению.

 

Декоративное обрамление

Декоративное обрамление

 

Подобные процессы в микромасштабах могут происходить с лицевой стороны светильника, на поверхностях между алюминиевым радиатором и пластиковой линзой. Там достаточно микрополостей, в которые может подсасываться вода. В целом нужно отметить, что разработчики корпуса светильника выбрали верное направление. С экономической точки зрения стоимость светильников должна снижаться, чтобы достичь более широкого внедрения за счет замещения более дешевых светильников с газоразрядными лампами. Использование больших и сложных по форме алюминиевых корпусных деталей как элементов дизайна — это все-таки расточительство, которое может быть оправдано в дорогих светильниках. Их число относительно небольшое и ниша скоро будет заполнена.

 

 

Однако такое исполнение корпусных делателей из пластика, как мы увидели на данном образце светильника, на наш взгляд, больше годится для использования внутри помещений или снаружи под навесом. Декоративные элементы корпуса наружных светильников категории размещения 1 по ГОСТ 15150 все-таки должны иметь защитную оболочку. В данном случае можно говорить как минимум о IPX2. Т.е. они должны защитить хотя бы сами себя и радиатор корпуса от попадания наклонного дождя и, следовательно, от накопления снега при отрицательных температурах. Создается впечатление, что конструкция декоративных деталей корпуса изначально была рассчитана на эксплуатацию в странах, где не бывает снега, в частности, в Юго-Восточной Азии.

 

Как уже отмечалось, светильник не имеет цельного корпуса. Он собирается на каркасе, основным элементом которого является алюминиевый профиль Г-образной формы. К нему винтами крепится все: светодиодные модули, пластина блока питания, распределительная коробка, крепление на консоль из О-образного профиля. Последняя деталь имеет три ряда отверстий, предназначенных для изменения наклона светильника вверх и вниз примерно на 5 градусов.

Крепление групповой линзы к радиатору крупным планом

Крепление групповой линзы к радиатору крупным планом

 

В исследованной нами модели светильника использован пыле-влагозащищённый светодиодный модуль. Заявленный производителем класс защиты — IP65. Групповой оптический элемент (групповая линза), формирующий КСС светильника, является одновременно элементом защитной оболочки для светодиодов. По периметру групповой линзы сделан бортик, в который входит силиконовый уплотнитель. Уплотнитель уложен по периметру печатной платы светодиодов.

 

 

Прижим линзы к основанию модуля осуществляется 18-ю винтами, которые вкручиваются в глухие резьбовые отверстия радиатора. Печатная плата со светодиодами зафиксирована с помощью 10 винтов

с потайной головкой. Качество пайки светодиодов и проводов не самое лучшее, видно, что производственные процессы еще далеки от идеала.

Остается надеяться, что в серийных изделиях не будет припойных шариков возле светодиодов, а провода будут заделаны и припаяны аккуратнее.

 

В данной модели светильника установлен источник вторичного электропитания А220Т100С120К03 компании ММП Ирбис мощностью 120 Вт и степенью защиты IP66. Номинальный выходной ток — 1А, диапазон выходного напряжения — 72…120 В. Функция диммирования в данном источнике отсутствовала.

Все три светодиодных модуля подключены последовательно в одну цепочку. Внутри каждый модуль также состоит из двух, соединенных параллельно, групп по 12 светодиодов. Таким образом, номинальный рабочий ток светодиодов — 0,5 А. По словам производителя, на плате запаяны светодиоды типа LEMWA33X70GX1000_5700K_Gen2 (LG Innotek). Максимальный рабочий ток этих светодиодов — 1,5А.

 

Источник тока Ирбис мощностью 120 Вт

Источник тока Ирбис мощностью 120 Вт

 

ИСПЫТАНИЯ

Перейдем к изложению результатов измерений электрических, световых и тепловых характеристик светильника, которые были получены в Испытательной лаборатории Государственного предприятия «ЦСОТ НАН Беларуси». Работа проводилась на аттестованном и калиброванном оборудовании.

Электрическое питание образца и измерение его электрических характеристик осуществлялось с помощью источника питания — анализатора Agilent 6812B и специализированного ПО. Было выбрано действующее значение напряжения питания 220 В. Активная потребляемая мощность светильника составила 115,9 Вт. Коэффициент мощности достиг 0,99. Полный коэффициент гармонических искажений тока составил всего 6,4%. Очевидно, что требования стандартов по гармоническому составу тока с запасом выполнены.

 

Форма осциллограммы напряжения и тока при 220 В близка к синусоидальной. Разность фаз между напряжением и током минимальная. Это говорит о том, что источник питания сделан на высоком техническом уровне. Коэффициент мощности равен 0,988

Форма осциллограммы напряжения и тока при 220 В близка к синусоидальной. Разность фаз между напряжением и током минимальная. Это говорит о том, что источник питания сделан на высоком техническом уровне. Коэффициент мощности равен 0,988

 

Для измерения кривых силы света (КСС) использовался гониофотометр SMS10c (Optronik Berlin GmbH, Германия). 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-х координатного стола гониометра. Во время тепловой стабилизации оптическая ось образца была ориентирована горизонтально в направлении измерительной головки фотометра, которая располагалась на расстоянии 10 м от оптического центра светового прибора. При этом насадка для крепления светильника на опору располагалась внизу.

Определение спада и времени стабилизации светового потока проводилось в соответствии с методикой ГОСТ Р 54350-2011. Спад светового потока составил около 10%, а время стабилизации светового потока — 35 минут. Измерения КСС проводились с шагом 2 градуса в меридиональных и экваториальных плоскостях. Как можно заметить, формы КСС в плоскостях С0 и С180 различаются, хотя из соображений
конструкции линз, КСС должны быть идентичными. Возможная причина: несовпадение оптических центов
линз и светодиодов.

С помощью специализированного ПО был создан ies-файл светильника и были проведены расчеты участка дороги в ПО DIALux. Согласно предыдущему опыту имеющее место отклонение формы КСС от симметрии не приведет к заметному искажению характеристик освещения дороги.

 

Кривые силы света светильника

Кривые силы света светильника

 

По данным измерения КСС производился расчет светового потока в соответствии с ГОСТ Р 54350-2011.
Величина светового потока составила 14240 лм. Соответственно для значения световой отдачи светильника получили 122,9 лм/Вт, что является отличным результатом в настоящее время. Однако при этом необходимо помнить, что этот результат достигнут на светильнике без защитного стекла и на «отборных» светодиодах: из группы с наименьшим падением напряжения.

В соответствии с ГОСТ Р 54350-2011 светильник имеет класс светораспределения П, прямого света. Тип КСС в плоскостях С0, С180 — Ш, широкая. Для характерной плоскости С26, где находится максимум силы света, тип КСС — Л, полуширокая.

На экваториальных КСС кривые имеют одну ось симметрии и два симметричных максимума, расположенных под углом к оси. В соответствии с ГОСТ Р 54350-2011 тип кривой — боковая. По типу светораспределения в зоне слепимости — ограниченное. Значение силы света, отнесенное к световому потоку 1000 лм, для угла 80° не превышает 25 кд/клм. Для угла 90° не превышает 5 кд/клм.

Цветовые характеристики светильника определялись с помощью спектрорадиометрической системы DTS 320-201 (Instrument systems GmbH, Германия). Зонд освещенности располагался на расстоянии 1 м от образца на его оптической оси. Коррелированная цветовая температура составила 6090 К, а индекс цветопередачи — 73,8.

 

 

Измерения распледеления температуры на внутренних и внешних поверхностях светильника проводились с помощью тепловизионной камеры Flir A325 при температуре окружающего воздуха 15°С. Значение коэффициента излучающей способности было выбрано 0,98, так как интерсующие нас металлические поверхности были окрашены или оксидированы. Светильник находился в рабочем положении, в горизонтальной плоскости. Групповая линза и декоративные детали были сняты перед измерением. Температурный режим светильника можно считать удовлетворительным.

 

Термография лицевой части светильника после прогрева в рабочем положении (сняты групповая линза с одного модуля и декоративные детали): поверхность алюминиевой печатной платы: точка SP01, t =34°С; боковая поверхность источника питания: точка SP02, t =30°С; линза светодиода: область AR02, tmax =43°С; температура окружающей среды, t =15°С.

Термография лицевой части светильника после прогрева в рабочем положении (сняты групповая линза с одного модуля и декоративные детали): поверхность алюминиевой печатной платы: точка SP01, t =34°С; боковая поверхность источника питания: точка SP02, t =30°С; линза светодиода: область AR02, tmax =43°С; температура окружающей среды, t =15°С.

 

 

СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

В этот раз мы провели расчеты для всех категорий дорог. При этом расчет был выполнен для четырех типовых дорог: с 2-мя, 4-мя, 6-ю и 8-ю полосами движения в обоих направлениях и для двух вариантов размещения светильников. Каждая полоса имела ширину 3,5 м. Ширина разделительной полосы 1 м была выбрана для двухстороннего размещения опор (напротив друг друга) и всего 0,1 м – для одностороннего расположения. Общими для всех расчетов были приняты следующие характеристики:
– один светильник на опоре;
– угол наклона светильника к горизонту 15°;
– коэффициент запаса 1,5;
– тип покрытия R2, q0 = 0,07.

Высота установки светильников и расстояние между опорами варьировались с целью выполнения минимальных требований СП 52.13330-2011. Для получения более оптимального результата вылет светильника над проезжей частью также варьировался в диапазоне от минус 2 до 1,5 м. С помощью ПО DIALux 4.12 были найдены сочетания этих параметров, обеспечивающие выполнение требований к освещению дорог категорий: от А1 до В3. В расчет принимались стандартные характеристики освещения дорог: средняя величина яркости, общая и продольная неравномерность яркости, пороговый индекс, освещенность тротуаров, прилегающих к проезжей части. Результаты расчетов выражены через удельную установленную мощность осветительной системы и представлены в графическом виде на графиках, по которым можно определить оптимальную высоту монтажа светильников и минимальную установленную мощность на 1км дороги.

 

Зависимости минимального количества светоточек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для категорий дорог от А1 до А3 и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

Зависимости минимального количества светоточек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для категорий дорог от А1 до А3 и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

 

Так, для дорог категории А2 и А3 с 6-ю и 8-ю полосами движения можно отметить наличие минимального значения числа световых точек при установке светильников на высоте около 10 м.

 

Зависимости минимального количества светоточек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для категорий дорог от А1 до Б2 и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

Зависимости минимального количества светоточек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для категорий дорог от А1 до Б2 и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

 

Для дорог категорий А4, Б1, Б2 с 6-ю и 4-мя полосами движения с двухсторонним размещением опор расчетный минимум количества световых точек смещается до 11 м. Для более низких категорий дорог B1, B2, B3 при той же схеме размещения опор минимум количества световых точек смещается в сторону более высоких высот: 12м и более.

 

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для категорий дорог от А4 до В3 и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для категорий дорог от А4 до В3 и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Размещение опор с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м.

 

С точки зрения снижения строительных затрат для ряда категорий дорог может быть оправдано размещение светильников по одной стороне дороги. Так, согласно расчетным данным, исследуемый светильник способен при одностороннем размещении осветить 4-х полосную дорогу категорий от B1 до B3. Согласно расчетам, оптимальная высота установки светильников составила от 10 до 11м, при этом установленная мощность возросла примерно на 50, 30 и 20% по сравнению с двухсторонним расположением для категорий В1, В2 и В3 соответственно. Результаты для 2-х полосной дороги категорий от В1 до В3 с односторонним расположением опор для сравнения с 4-х полосной дорогой приведены ниже.

Несмотря на то, что число полос движения уменьшилось в два раза, необходимое количество световых точек снизилось примерно на 33% для монтажной высоты 8 м. Интересно то, что при увеличении монтажной высоты светильников наблюдается приближение зависимостей для 2-х полосной дороги к соответствующим зависимостям для 4-х полосной дороги.

Это говорит о снижении эффективности использования светового потока. Таким образом, применение данного светильника для освещения 2-х полосной дороги целесообразно при высоте монтажа светильников 9-10м.

 

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для категорий дорог от А4 до В3 и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Размещение опор с одной стороны, средняя полоса 0,1 м;

Зависимости минимального количества световых точек и соответствующей удельной установленной мощности от высоты установки светильников для категорий дорог от А4 до В3 и количества полос движения (угол наклона светильников 15°, число полос указано в обоих направлениях движения). Размещение опор с одной стороны, средняя полоса 0,1 м;

 

Далее  приведены визуализации распределения освещенности для дорог с 2-мя, 4-мя 6-ю и 8-ю полосами движения различных категорий. Впечатляет высокая равномерность освещенности на различных типах дорог за исключением 2-х полосной дороги. Для освещения 2-х полосных дорог этот светильник избыточен по своим характеристикам.

Как следует из полученных данных, для дорог категории А1 с 8-ю полосами, для дороги категории В1 с 2-мя полосами имеет место увеличение минимального количества световых точек на 1 км дороги при увеличении высоты установки светильников. Это говорит о низкой эффективности использования светового потока в рассматриваемой конфигурации осветительной установки.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что КСС светильника оптимизирована для освещения 6-ти и 8-ми полосных дорог с двух сторон и 4-х полосных дорог с одной стороны.

 

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории А1, 8 полос, опоры 12-метровые с двухсторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории А1, 8 полос, опоры 12-метровые с двухсторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

 

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории А4 и Б1, 6 полос, опоры 12-метровые с двухсторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории А4 и Б1, 6 полос, опоры 12-метровые с двухсторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

 

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории Б2, 6 полос, опоры11-метровые с двухсторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории Б2, 6 полос, опоры11-метровые с двухсторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

 

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории Б2, 4 полосы, опоры 11-метровые с двухсторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории Б2, 4 полосы, опоры 11-метровые с двухсторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

 

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории Б2, 4 полосы, опоры 11-метровые с односторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории Б2, 4 полосы, опоры 11-метровые с односторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

 

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории B2, 2 полосы, опоры 9-метровые с односторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог категории B2, 2 полосы, опоры 9-метровые с односторонним расположением (кол-во полос указано в обоих направлениях)

 

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");