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荧光灯和LED日光灯的照明要点(图)

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上传时间: 2007-09-26

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  据权威部门统计,2006年中国的发电量达到28344亿千瓦时,2006年中国照明用电量约为3400亿千瓦时以上,接近等于全国发电量的12%,几乎为3.5座我国最大的三峡大型水力发电站的发电量。因此,照明用电的猛增以及发电能源消耗的加剧,将使我国的供电势态和环境与生态保护的现状日益严峻。如果无限制地建设水力发电设施,将会濒临破坏自然环境的生态灾难;如果不断增设火力发电站,又将更进一步恶化业已存在的能源危机。因此,可持续发展的科学观念要求,一是加强可再生能源的利用,加快太阳能、风能、生物质能、核聚变能等各种发电技术的发展;二是加速节能高效光源和灯具的研究、应用与发展。本文主要讨论荧光灯和LED等高发光效率节能光源和灯具在应用与发展方面的要点。重点阐述荧光灯真正实现节能应用的能耗评估方法技术和设计要素。

  1. 目前最佳的节能光源

  1.1 当前白炽灯已迅速淘汰

  目前,在人类室内建筑照明的光源中,白炽灯由于发光效率太低,过度耗费电能,寿命太短,已被逐步淘汰,例如:在欧盟已明文出台了基本禁用白炽灯的节能照明规范。在我国,白炽灯事实上业已退出了建筑照明的主要领域。

  1.2眼下荧光灯已成为主要的建筑照明光源

  目前,由于新颖材料,新型结构、新的设计理论和制造工艺的进展,使荧光灯的综合性能得到了大幅提升,例如:

  1)高发光效率、高显色性、高流明维持率的三基色荧光粉已逐步取代了传统的卤磷酸钙荧光粉;

  2)新型的细径直管荧光灯优化的结构设计,使T5荧光灯的发光效率已可达每瓦100流明左右,几乎是普通白炽灯的十倍;

  3)T5细管直管荧光灯,显色指数Ra也已达到80至85或更高,已接近太阳光对人类可见色彩的复现与还原能力;

  4)先进的灯丝和阴极设计与制造工艺,使T5细径直管荧光灯的寿命一般都不低于10000小时,约为普通白炽灯的十倍;

  5)T5细管直管荧光灯,规格系列齐全,价格已开始被普遍接受。

  荧光灯不断发展的这些节能高效技术优势,都是荧光灯在数十年以来,至今越来越成为人类主要照明光源的原因。事实上,荧光灯已成为全球建筑照明应用最为主要、最为普遍、也是使用数量最多的重要光源,可以说各种直管型的或异形的系列荧光灯,包括基于荧光灯原理的紧凑型一体化的节能灯,几乎已在室内建筑照明中一统天下,中国每年的荧光灯产量达到了17亿支以上,并且还在不断增长,可以预测在LED光源或其他新型光源真正成熟以前,这种局面不会根本改变。

  1.3在可见的今后LED光源必将成为建筑照明光源的新秀

  综合评价LED光源,正是人类自从懂得电光源照明技术以来首次出现的集多项技术优势于一身的固体电光源。这是人类照明技术的革命性突破。LED光源具有超长寿命、节约电能、易于控制光污染,运行可靠性高、发光色彩纯正、光色丰富多彩、可控性好、体积小巧、重量轻盈、结构紧凑、供电简单,并且在供电电压的适应能力方面,是小型太阳能发电和小型风力发电等可再生自然能利用的天然配偶。

  当前,LED的光效、热阻和一系列材料与工艺等技术,正在得到突破,在国际上的商品化LED光源和LED灯具的最新水平可以得到体现:

  1)最新商品化LED光源的发光效率:

  国际上LED产品的发光效率在55lm/w至65lm/W以上,有的LED光源成果的发光效率已明确标注为100lm/W至130lm/w,接近或超过了节能灯和荧光灯的发光效率,是白炽灯的10倍以上;

  2)最新商业化LED灯具的寿命:

  国际上不少LED灯具产品按照流明维持70%标注,都标明为50000小时,不少LED灯具标注为100000小时,是荧光灯的10倍,白炽灯的100倍;

  可以预见,LED固体光源一旦突破价格壁垒,必将成为人类照明光源的新秀。

  2. 荧光灯真正实现节能应用的技术要素和能耗评估方法

  2.1 荧光灯镇流器对荧光灯照明节能的关键作用

  荧光灯是一种低压气体放电光源,而工作在气体放电特性的负阻区域,决定了荧光灯必须配备镇流器才能正常运行。因此,荧光灯灯具整体的节能特性不仅仅只依靠发光效率优秀的荧光灯光源,镇流器的节能指标更是一项关键性的因素。在评估荧光灯灯具整体能源利用效率和节能特性时,必须高度重视评估镇流器的能源效率性能。

  2.2荧光灯灯具和镇流器的照明能源效率指标与等级

  2.2.1荧光灯镇流器的照明能源效率EEI及其等级划分

  为了真正实现荧光灯的节能照明,还必须科学衡量各种荧光灯镇流器的节能水平,在此可参照欧盟的规范开展讨论。国际上,特别是欧盟的照明企业协会CELMA(The European Manufacture Association of Luminaries)定义了一种指标,即:照明能源利用效率(Energy Efficiency In lighting),简称为能源效率EEI。在国际规范中,按荧光灯镇流器照明能源效率EEI的高低,把荧光灯镇流器划分为不同的能源效率等级(Classification of ballast-lamp circuit for energyefficiency in lighting),以衡量不同的荧光灯镇流器电能利用效率和节能水平的优劣。荧光灯镇流器的照明能源效率EEI,从最高至最低分为七级:A1,A2,A3,B1,B2,C,D。

  每一个等级都定义了照明能源效率EEI的数值范围,直管荧光灯能源效率EEI的数值范围例子如表1所示,紧凑型节能灯能源效率EEI的数值范围例子如表2所示。目前,又分为现行值与目标值两种,其中:不同的照明能源效率EEI的等级,对应不同种类和性能的荧光灯镇流器,如下所示:

  A1 -- 调光电子镇流器;

  A2 -- 固定输出电子镇流器;

  A3 -- 固定输出电子镇流器;

  B1 -- 低损耗电感镇流器;

  B2 -- 低损耗电感镇流器;

  C -- 传统的电感镇流器(Second phase);

  D -- 早期的电感镇流器(First phase);

  2.2.2荧光灯配用不同EEI等级镇流器节能效果和耗能数据比较

  从欧洲锐高公司(Tridonic Atco)提供的直管荧光灯和紧凑型节能灯的数据,表1和表2,可以清晰地对比出各种荧光灯和节能灯,配用不同等级照明能源效率EEI镇流器的节能效果和耗能数据。显然,表中镇流器照明能源效率EEI的最高等级A1,应该属于目标值,而且只有采用先进的网络化的可数字寻址的数控式可调光电子镇流器,并接入到配有红外传感器与亮度传感器的照明控制网络中,才能实现。因为各种荧光灯只有实现网络化的自动可调光照明以后,才能真正达到优化节能照明的目标。

荧光灯配用不同照明能源效率EEI等级镇流器的节能效果和耗能数据  表 1

  节能灯配用不同照明能源效率EEI等级镇流器的节能效果和耗能数据  表 2

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