Энергопотребление флуоресцентных ламп и светодиодов: потребляемая мощность системы, нагрузка и экономия

Менеджер предприятия, заменяющий 120 четырехфутовых светильников T8, часто начинает с одной цифры: 32 Вт на лампу. Это число неполное. Балласт добавляет от 2 до 15 Вт, а светодиодная трубка, заменяющая лампу, может потреблять от 12 до 18 Вт при аналогичной мощности. Короткий ответ: светодиодное освещение обычно потребляет меньше энергии, но реальное сравнение — это мощность системы, а не мощности лампы.

Эта разница влияет на энергетические бюджеты, размеры выключателей, время аварийной работы и окупаемость модернизации. Спецификация, в которой сравниваются только маркировки ламп, может привести к завышению экономии в одном проекте и занижению в другом.

Краткий ответ: ватты системы решают счет

Типичная люминесцентная система T8 высотой четыре фута потребляет от 34 до 37 Вт: 32 Вт для лампы плюс от 2 до 5 Вт для электронного балласта. Сопоставимая светодиодная лампа часто потребляет от 16 до 18 Вт. Это примерно на 30–50 % ниже, чем у люминесцентной лампы T8, и на 60–75 % ниже, чем у старых систем с магнитным балластом T12.

Запустите арифметику. Сто светильников Т8 мощностью 36 Вт, работающих по 10 часов в день в течение 250 дней, потребляют 9000 кВтч. Преобразованные в светодиодные лампы мощностью 18 Вт, они потребляют 4500 кВтч. При цене 0,12 доллара за кВтч экономия составит 540 долларов в год без учета технического обслуживания. Фактические результаты зависят от тарифов на коммунальные услуги, часов работы и того, соответствует ли замена светодиода выдаваемому люмену.

Как складывается потребление энергии флуоресцентными лампами

Люминесцентные лампы зажигают дугу через пары ртути, которые излучают ультрафиолетовую энергию, которую люминофоры преобразуют в видимый свет. Балласт регулирует ток. Магнитные балласты тратят больше энергии в виде тепла; электронные балласты уменьшают эти потери, но при этом потребляют энергию. Вот почему лампа мощностью 32 Вт редко соответствует системе мощностью 32 Вт.

Потеря балласта не является ошибкой округления

Магнитный балласт в светильнике Т12 может добавлять от 8 до 15 Вт. Электронные балласты для ламп Т8 обычно добавляют от 2 до 5 Вт. Умножьте это на сотни светильников, и балласт станет измеримой частью нагрузки. В аварийных люминесцентных светильниках аварийный балласт также управляет зарядкой аккумулятора и работой лампы во время отключения электроэнергии.

Люминесцентный аварийный балласт серии JEB для ламп T5 и T8 Обеспечивает не менее 90 минут аварийной работы для указанных люминесцентных ламп со стальным корпусом, NiCd-батареей, тестовым переключателем и соответствием UL. Посмотреть продукт →

Температура и возраст меняют нагрузку

Выходная мощность флуоресцентной лампы зависит от температуры окружающей среды. Холодные помещения могут затруднить запуск; горячие помещения могут сократить срок службы ламп и балласта. С возрастом лампы световой поток падает. Объекты могут компенсировать это за счет добавления светильников или принятия более низких уровней освещенности, но мощность системы не падает.

Как ведет себя энергопотребление светодиодов

Эффективность светодиодов обычно составляет от 100 до 200 лм/Вт, тогда как люминесцентные системы часто обеспечивают мощность от 50 до 100 лм/Вт. Светодиоды генерируют свет через полупроводник, поэтому нет дуги, паров ртути или нагревания электродов. Драйвер преобразует переменный ток в постоянный, и его эффективность влияет на конечную мощность системы. Качественный драйвер может иметь эффективность от 85% до 92%; плохие драйверы тратят больше тепла и могут иметь более низкий коэффициент мощности.

Аварийный инвертор постоянной мощности 4 Вт для светодиодных нагрузок Работает с большинством светодиодных нагрузок, имеет вход двойного напряжения, встроенную никель-кадмиевую батарею, тестовый переключатель и аварийную работу не менее 90 минут. Посмотреть продукт →

Коэффициент мощности имеет значение. Коммерческие светодиодные драйверы обычно превышают 0,9, в то время как старые магнитные люминесцентные балласты могут находиться в диапазоне от 0,5 до 0,6. Низкий коэффициент мощности увеличивает полную мощность и ток, что влияет на размер проводника и выключателя. Светодиоды также теряют мощность при повышении температуры перехода, поэтому светильник с номинальной мощностью 120 лм/Вт в открытом офисе может давать меньшую мощность в горячем потолке. Регулировка затемнения и присутствия могут дополнительно сократить потребление энергии только в том случае, если драйвер совместим.

Энергия жизненного цикла: где флуоресцентные лампы теряют больше

За 50 000 часов люминесцентный светильник T8 мощностью 36 Вт потребляет 1800 кВтч; замена светодиода мощностью 18 Вт потребляет 900 кВтч. Светодиод также позволяет избежать повторной замены лампы и балласта. Люминесцентные лампы могут прослужить от 10 000 до 20 000 часов, тогда как светодиодные светильники обычно требуют от 25 000 до 50 000 часов, в зависимости от тепловой конструкции и качества драйвера.

Аварийное освещение: сравнение меняется с аккумулятором

В обычном режиме аварийное приспособление может потреблять мало энергии, кроме зарядки аккумулятора. В аварийном режиме батарея должна питать лампу или светодиодную нагрузку в течение не менее 90 минут в соответствии с такими нормами, как NFPA 101 и UL 924. Потери при зарядке, преобразовании и передаче означают, что энергия батареи не является энергией стены. Люминесцентные аварийные балласты могут иметь более высокие потери в режиме ожидания, чем современные светодиодные аварийные драйверы, но разница зависит от конкретного продукта и химического состава батареи.

При модернизации подберите аварийный драйвер или аккумуляторную батарею в соответствии с нагрузкой светодиодов, напряжением и требуемой светоотдачей. Инвертор меньшего размера сокращает время работы; слишком большой размер увеличивает стоимость и потери в режиме ожидания. Сертификат UL E464915 является примером документации о соответствии, которую должны запросить покупатели. Отличия в схемах см. чем аварийные балласты отличаются от обычных балластов .

Светодиодный аварийный аккумулятор серии JEB, 700 люмен Обеспечивает начальную мощность 700 люмен и не менее 90 минут работы в аварийном режиме за счет встроенного никель-кадмиевого аккумулятора в стальном корпусе. Посмотреть продукт →

Тип батареи также имеет значение. Никель-кадмиевые, литий-ионные и свинцово-кислотные аккумуляторы имеют разные профили заряда, срок службы и температурные пределы. Пакет, который хорошо работает в офисе, может рано выйти из строя на складе или парковке. Сравнивайте емкость, время зарядки и интервал замены, а не только мощность лампы.

Практичный путь сравнения для покупателей

Прежде чем выбирать замену, просмотрите древовидную структуру:

• Сравните мощность системы
  • Люминесцентные: контроль балласта лампы
  • Светодиод: светодиодные элементы управления драйвером нагрузки
• Проверьте качество электроэнергии
  • Коэффициент мощности
  • Суммарные гармонические искажения
  • Пусковой ток
• Проверьте аварийный режим
  • Емкость аккумулятора и время автономной работы
  • Потери зарядного устройства и передачи
  • Компоненты с кодовым списком

Затем рассчитайте энергию жизненного цикла, затраты на замену и утилизацию. Люминесцентные лампы содержат ртуть и на многих рынках требуют регулируемой утилизации. Светодиоды обычно выигрывают по энергопотреблению, но размер выигрыша зависит от качества драйвера, тепловой схемы, люменов на ватт и соответствия аварийных компонентов. Недорогая замена, не учитывающая коэффициент мощности, подаваемый свет или нагрузку на аккумулятор, может свести на нет большую часть преимуществ.

Практическое правило простое: укажите необходимый вам свет, затем сравните общую мощность системы, качество электроэнергии и стоимость жизненного цикла. Люминесцентные системы все еще можно обслуживать, но они несут потери балласта, ртуть и требуют более частой замены. Светодиодные системы не являются автоматически эффективными для каждого продукта, но при правильном подборе их к конкретному применению они обычно потребляют меньше энергии при том же или лучшем освещении.

Для проектов аварийного освещения расширьте это сравнение на батарею, драйвер и путь соответствия. Прибор с наименьшей мощностью в нормальном режиме может не иметь самого надежного времени работы в аварийном режиме. Сопоставьте профиль мощности с пространством, требованиями кода и планом обслуживания.