Cветодиодные лампы: мощность, таблица, расчет

Введение. Основные формулы

Для начала немного информации для общего развития. Освещённость поверхности – величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к площади этой поверхности. Освещённость измеряется в люксах (лк) Ниже приведена формула:

• E – освещённость, лк
• Ф – световой поток, измеряется в люменах, лм
• S – площадь поверхности, кв. м

Тогда из данной формулы несложно выразить световой поток:

Именно на основании вышеуказанной формулы и будет производиться дальнейший расчёт.

Для расчёта количества светильников нам необходимо преобразовать формулу, чтобы учесть необходимые параметры. Вот как будет выглядеть нужная нам формула:

Мы видим, что в новой формуле добавились новые параметры, но и старые при этом сохранились:

• ФN в отличие от Ф – это световой поток от одного светильника, лм.
• N – количество светильников, шт.
• К, Z и η – коэффициенты, но о них немного позже.

То есть по данной формуле мы можем рассчитать световой поток одного светодиодного светильника, а затем выбрать его марку.

Потребление электроэнергии лампами накаливания

Потребляемая мощность у них 40, 60, 75 Вт. Предположим, что в помещении используются 7 лампочек мощностью 60 Вт, они работают по 4 часа в день. Мощность – потребление в час, следовательно, умножив эту величину на количество часов работы и число дней месяца, мы получим потребление электроэнергии за месяц:

(7*60*4)*30/1000=50,4 кВт.

Чтобы узнать, сколько придется заплатить по счету за электроэнергию необходимо умножить потребление на тариф. Пусть он будет равен 4,01 рубль, тогда:

50,4*4,01=202,10 рубль.

Как видите, совсем немало.

Есть два пути сократить эти расходы:

1. Проанализировать, как часто осветительные приборы включены без необходимости. Выключать свет, если в помещении нет людей или сократить количество лампочек в доме.
2. Использовать осветительные приборы с меньшим потреблением электроэнергии.

Сравнение основных параметров led-лампочек с аналогами

Помимо существенной экономии использование led-ламп несет в себе дополнительные преимущества, в сравнении не только с обычными образцами, но и с другими энергосберегающими видами: галогенными и люминесцентными.

Принцип работы первого вида схож с лампочками накаливания. При прохождении тока спираль из вольфрама нагревается, однако частицы этого металла не конденсируются на колбе, а вступают в реакцию с буферным газом (парами брома или йода), которыми она заполнена. Это позволяет значительно увеличить срок службы.

Для работы люминесцентных энергосберегающих устройств необходим дроссель, обеспечивающий необходимый электрический импульс, благодаря которому в парах ртути, которыми заполнена колба и образуется дуговой разряд.

В таблице ниже можно увидеть и сравнить основные эксплуатационные характеристики.

Характеристика ламп	Накаливания	Галогенная	Люминесцентная	Светодиодная
Степень нагрева	сильная	сильная	средняя	низкая
Хрупкость колбы	хрупкая	хрупкая	хрупкая	прочная
Светопоток, Lm	до 700	700	700	800
Срок службы, час	1000	2-2,5 тысячи	7-10 тысяч	30-50 тысяч
Простота монтажа	легко	немного сложно	легко	легко
Экологичность	высокая	высокая	средне-низкая	высокая
Мгновенное включение	да	да	нет	да

По большинству параметров светодиодные лампы превосходят свои видовые аналоги или же находятся с ними на одной позиции. Единственный недостаток, который им свойственен – это высокая стоимость. Однако в пересчете на затраты на электроэнергию при одинаковых условиях работы эксплуатация LED-ламп выгоднее в 1,5 раза люминесцентных, в 4,5 – галогенных и в 7,5 раз – накаливания.

Определение уровня освещенности

Общая интенсивность свечения ламп для комнат разного целевого назначения определяется так:

• Ф = Е*S*kз,
• где Е – освещенность 1 кв. м;
• S – площадь;
• Kз – коэффициент запаса.

Последний из названных параметров напрямую зависит от высоты установки светильников и отражательной способности разных поверхностей (стен, потолков, пола). Для жилья, но только при условии установки ламп на базе диодов, этот показатель равен 1,1.

В качестве примера можно рассмотреть расчет светодиодного освещения детской:

Соответственно, в таких условиях необходимо задействовать излучатели, которые характеризуются световым потоком нужного значения, чтобы в совокупности можно было получить значение – 1 320 лм.

Сколько нужно светильников

Существуют разные формулы расчета количества ламп и приборов. Многое зависит от их типа. Например, в точечных моделях обычно установлен всего один источник света, соответственно, чтобы рассчитать количество таких приборов, нужно разделить общую освещенность (Ф) на показатель светового потока одного излучателя.

Если стоит другая задача: определить, сколько потребуется светильников с несколькими лампочками, то рекомендуется применить следующую формулу:

• N = (Е*S*kз*z*100)/(n*Ф*ɳ),
• где Е – нормируемая освещенность, лк (табличная величина);
• S – площадь комнаты, кв. м;
• kз – коэффициент запаса (1,1);
• z – значение неравномерности освещения (для диодных ламп равно 1);
• Ф – световой поток излучателя, лм;
• ɳ — коэффициент осветительного элемента (равен 1);
• n – количество осветительных элементов в одном приборе.

В результате можно максимально точно рассчитать нужный уровень освещенности и узнать, сколько нужно установить осветительных приборов. В любом случае всегда лучше руководствоваться приблизительными данными, чем организовывать освещение «на глаз».

Следует учесть также тип используемых лампочек. Они могут отличаться по цоколю (резьбовой, штырьковой), цветовой температуре (от теплых до холодных оттенков), мощности.

В частности, диодные излучатели для дома характеризуются небольшой нагрузкой на сеть: от 3 до 15 Вт. Этого достаточно, чтобы обеспечить яркий свет для жилых помещений.

Таким образом, от количества приборов будет зависеть общая освещенность помещения. Но, кроме этого, должны быть учтены параметры ламп: температура цвета, световой поток, мощность. Чтобы получить равномерное свечение, используя светодиодные приборы, нужно руководствоваться расчетами, иначе некоторые участки помещения могут быть недостаточно хорошо освещены, а другие, наоборот – слишком ярко освещены.

Можно выбрать любую из существующих схем освещения. Наиболее часто используемые варианты: с люстрой и точечной подсветкой; без основного осветительного прибора, функциональный свет обеспечивают точечные светильники.

Уловки производителей

Рекомендуется покупать лампы проверенных производителей

За последние годы производство лампочек выросло, изменились и некоторые характеристики. Например, в 2014 году лампа на 10 Ватт выдавала световой поток в размере 1000 Лм. Изделия 2012-2013 годов имеют показатели не более 700-800. Производители предпочитают не упоминать подобные нюансы. Выбирать следует те, у которых значение потока выше (указывается на упаковке, измеряется в Лм).

Срок эксплуатации, отмечаемый на заводских коробках, завышают. Помимо периода службы указывают завышенные значения светового потока. Например, один производитель указывает показатели в 8 Вт и 650 Лм, а другой – 8 Вт 1000 Лм. Во втором случае цифры преувеличены.

Другая ситуация – занижение характеристик. Это значит, что указать могут мощность 5 Вт, а по факту лампочка на 7 или 8 Вт. Потребление электричества получается высоким, а КПД гораздо ниже. Избежать подобных ситуаций можно, если приобретать лампочки в точках продаж, которые уже проверены. Можно почитать отзывы в интернете, уточнить у знакомых.

Светодиодная лампа: конструкция и основные технические характеристики

Светодиодная лампа — источник света, излучение которого осуществляется за счет использования в конструкции нескольких светодиодов, соединенных в одну цепь. В отличие от других разновидностей ламп в ней не используется вольфрамовая нить накаливания, различные газы, ртуть и другие компоненты, опасные для жизни человека. Она экологически чистое устройство, не выделяющее вредных веществ во время работы и выхода из строя. По своим энергосберегающим показателям она самая экономная среди аналогов. Может использоваться для освещения улиц, промышленных или жилых объектов и помещений.

Конструкция данной лампочки состоит из следующих элементов: рассеивателя, светодиодов, монтажной платы, радиатора, блока питания, корпуса и цоколя. Последний элемент может иметь два типоразмера патрона: Е14 (маленький) и Е27 (большой).

При выборе необходимо руководствоваться значениями основных характеристик:

• Световой поток, измеряется в лм (люмены). Количество света, которое распространяется во всех направлениях от источника света.
• Мощность, единица измерения Вт. Количество потребляемой энергии за единицу времени.
• Цветовая температура свечения, единица измерения К. Определяет цвет светового потока, исходящего от источника излучения. У ламп накаливания в основном 3000К, это «теплый», желтоватый оттенок. Светодиодные источники света бывают разные, от 3000К до 6500К («холодный» цвет, с небольшой примесью синего).
• Светоотдача, измеряется в лм/Вт. Характеристика, определяющая эффективность и экономность источника света. У изделий разных производителей, она, конечно же, разная.
• Температура нагрева, единица измерения °C. Указывает на рабочую температуру нагрева стеклянной поверхности лампы.
• Срок службы, измеряется в часах. Определяет максимальный срок эксплуатации в оптимальных и заявленных производителем условиях.
• Индекс цветопередачи, CRI. Измеряется в пределах от 0 до 100 баллов. Для оптимального восприятия человеком цветопередачи от источника свет, чем больше баллов, тем выше. Нормальным считается значение 80 CRI.

Данная разновидность энергосберегающей лампочки может производиться двух типов: стандартное (грушевидная форма) и в виде «кукурузы». Этот фактор необходимо учитывать при замене источника света в светильнике. Последний вид не рекомендуется использовать, поскольку в такой конструкции светодиоды располагаются с наружной стороны.

Уловки производителей

Рекомендуется покупать лампы проверенных производителей

За последние годы производство лампочек выросло, изменились и некоторые характеристики. Например, в 2014 году лампа на 10 Ватт выдавала световой поток в размере 1000 Лм. Изделия 2012-2013 годов имеют показатели не более 700-800. Производители предпочитают не упоминать подобные нюансы. Выбирать следует те, у которых значение потока выше (указывается на упаковке, измеряется в Лм).

Срок эксплуатации, отмечаемый на заводских коробках, завышают. Помимо периода службы указывают завышенные значения светового потока. Например, один производитель указывает показатели в 8 Вт и 650 Лм, а другой – 8 Вт 1000 Лм. Во втором случае цифры преувеличены.

Другая ситуация – занижение характеристик. Это значит, что указать могут мощность 5 Вт, а по факту лампочка на 7 или 8 Вт. Потребление электричества получается высоким, а КПД гораздо ниже. Избежать подобных ситуаций можно, если приобретать лампочки в точках продаж, которые уже проверены. Можно почитать отзывы в интернете, уточнить у знакомых.

Расчеты потребления

Чтобы рассчитать, сколько электроэнергии потребляет любой источник света, требуется выполнение нескольких действий:

• посмотреть мощность, обозначенную как W, на изделии или упаковке;
• разделить цифру на 1000 (чтобы получить значение в киловаттах);
• определить, сколько часов в сутки лампой пользуется семья;
• умножить цифру на 30.

Далее мощность (п. 2) умножается на часы (п. 4).

Чтобы узнать, сколько одна лампа потребляет в рублях, окончательный результат расчета умножается на тариф.

Светодиодные лампочки

Для примера можно взять двухкомнатную квартиру, в которой 3 лампы по 100 Вт (в жилых помещениях и на кухне) и 3 – по 60 Вт (в ванной, туалете и прихожей).

Если они горят:

• в жилой комнате 4 часа вечером и 1 – утром;
• в спальне 2 часа вечером и 2 – утром;
• на кухне 3 часа вечером и 1 – утром;
• в прихожей и туалете по часу в сутки;
• в ванной 2 часа вечером и 1 – утром.

При замене на светодиодные источники используются 3 изделия по 14 Вт и 3 – по 10 Вт.

В сутки такая система потребляет:

12*14+4*10=208 Вт=0,208 кВт

При среднем тарифе 4 руб. за 1 кВт за месяц мы заплатим 24,96 руб.

Энергосберегающие лампочки

Если источники с нитью накала заменить на энергосберегающие, то нужно купить 3 изделия на 20 Вт и 3 – на 12 Вт.

В сутки все приборы потребляют:

12*26+4*15=372Вт=0,372 кВт

За месяц нужно заплатить 44,64 руб.

Лампочки накаливания

Лампа накаливания только 10-20% % электроэнергии превращает в свет, остальной объем расходует на тепло.

Для той же квартиры при использовании источников с нитью накаливая они за сутки потребляют:

12*100+4*60=640 Вт=0,64 кВт

За месяц нужно заплатить 76,80 руб.

Производитель

Все описанные выше критерии напрямую зависят от производителя, поэтому выбирая светодиодную лампу, следует не поддаваться желанию сэкономить и купить недорогой аналог, а остановиться на достаточно известной фирме, которая не использует в производстве детали низкого качества.

Согласно опросу, проведённому среди покупателей, составлен целый список производителей ламп светодиодного типа, выпускающих действительно качественную продукцию, которая не вызывает нареканий в процессе использования.

Лучшими производителями ламп светодиодного типа стали:

• «Светлана-Оптоэлектроника»;
• «Оптоган»;
• «Philips»;
• «Nichia»;
• «CREE»;
• «Osram»;

Преимущества и недостатки

Достоинства:

• Экономия электричества: такие устройства имеют высокий коэффициент полезного действия и малую мощность при большой светоотдаче. В сравнении с традиционной лампой накаливания экономия электричества существенна (в 4-5 раз).
• Высокий срок службы: обычные устройства накаливания имеют вольфрамовую нить, которая чувствительна к перепадам напряжения и быстро изнашивается, поэтому такие приборы служат недолго. Энергосберегающие имеют принципиально другую конструкцию и способны работать без замены очень долго (в 5-10 раз дольше обычных устройств).
• Низкая теплоотдача: у энергосберегающих устройств вся электрическая энергия тратится на максимальное излучение света и минимальное излучение тепловой энергии, поэтому в сравнении с обычными приборами накаливания они существенно меньше нагреваются и могут использоваться в пластиковых или бумажных светильниках и прочих слабо переносящих тепло материалов.
• Возможность выбора цветовой температуры: как уже было сказано выше, энергосберегающие приборы имеют различную цветовую температуру благодаря светодиодам разного цвета или оттенкам люминофора, покрывающего корпус устройства.

Вам это будет интересно Особенности лампы ДЛР

Недостатки:

• Высокая цена: энергосберегающие лампы стоят существенно дороже традиционных ламп накаливания в связи со сложностью их производства. Например, если накаливания стоит 15 рублей, то аналогичная по световым характеристикам энергосберегающая будет стоить от 100 до 150 рублей.
• Опасность люминесцентных устройств: такие устройства содержат пары ртути и аргона, которые опасны для человеческого организма и при повреждении лампы могут привести к отравлению.
• Необходимость специальной утилизации: в связи с высоким классом опасности люминесцентные светильники являются токсичными отходами и требуют специальной утилизации по окончании срока службы.
• Сложно регулировать яркость: для регулировки яркости требуются специальные диммеры, способные работать энергосберегающими лампами.

Мощность светодиодной лампы и другие характеристики

Использование светодиодных ламп позволит значительно сократить расходы на электроэнергию. Простой расчёт, исходя из норм освещения и выбора определённых параметров освещённости, например, кухонного помещения позволит доказать это.

Так основными параметрами ламп различного типа являются:

• мощность, измеряемая в Ваттах, то есть количество энергии потребляемое осветительным элементом;
• цветопередача – оттенок света у источника излучения, измеряемая в Кельвинах;
• световой поток – количество света отдаваемое светильником, который показывает эффективность источника,

так как, чем выше данная характеристика, тем результативнее прибор использует энергию.

Так, вольфрамовые лампы мощностью в 40 Вт имеют светоодачу 10, 4лм/Вт,

люминесцентные — 84 лм/Вт,

светодиодная лампа, мощность которой 40Вт — 86 лм/Вт.

Каких расходов требует традиционная система освещения

В традиционную бытовую систему освещения входит проводка на 220 В, выключатели, осветительные приборы, лампы. Если мощность всех осветительных приборов превышает 3,5 кВт, система делиться на подсистемы, которые подключаются к отдельному устройству защитного отключения (актуально для больших загородных домов).

При использовании ламп накаливания потребитель может по собственному усмотрению выбирать осветительные приборы. Окончательная стоимость системы зависит от их цены. Светильники продаются по различной стоимости, зависящей от конструкции и производителя. Цена ламп накаливания тоже разная. Для изделий российских производителей среднее значение 15 рублей.

У других производителей и цена другая:

• Philips 60W – 30 руб., 40W – 35 руб., цветная 10W – 38;
• «свечка» Foton 25W – 29 руб.;
• «груша» Osram 75W – 31 руб., 40W – 32.

Окончательная стоимость будет зависеть не только от площади жилища и мощности осветительных приборов, но и от предпочтений и финансовых возможностей семьи. При покупке дорогих светильников и выключателей, диммеров, импортных лампочек увеличатся начальные затраты не только при покупке, но и в процессе монтажа. Для включения в схему диммеров придется пригласить специалиста, который точно знает, как выполнить эту работу.

Какие лампы выбрать для освещения

При выборе светодиодных лампочек следует обратить внимание на наиболее критические параметры, которые принципиальны для качества освещения

• Цветовая температура;
• Тип рассеивателя;
• Световой поток.

Цветовая температура

Цветовая температура светодиодов традиционно имеет три категории

• WW— тёплый белый (цветовая температура 2500-3000 К);
• W-белый (цветовая температура 3000-4200 К);
• CW-холодный белый (цветовая температура выше 4500 К).

Визуально более высокая цветовая температура светят ярче. Так при одинаковой мощности визуальная яркость CW на четверть выше WW.

Тип рассеивателя

Рассеиватель может быть матовый либо прозрачный. Матовый рассеиватель обеспечивает более равномерное распределение светового потока, но потери интенсивности в нём могут достигать 25-30%. Для освещения относительно большой площади помещения более рационально использовать лампы с прозрачным рассеивателем, а вот в настольном светильнике однозначно матовый тип рассеивателя лучше.

Световой поток

При выборе лампочки обязательно обращайте внимание на её номинальный световой поток. Он зависит от типа и качества светодиодных матриц

Требуемая мощность светодиодной лампы зависит от рассмотренных выше параметров. При использовании тёплого света, номинальная мощность должна быть на 25-30% выше чем ламп холодного света.

Неисправности энергосберегающих ламп

№	Поломка энергосберегающей лампы	Решение проблемы поломки лампы
1.	Повышение напряжения приводит к вздутию и протечке конденсатора, лампа прекратит работать.	Такое повреждение требует заменить все полупроводники.
2.	Повышение напряжения пробивает конденсатор. Прибор начинает светиться в местах, где остались нити накала.	Данное повреждение исправляется заменой конденсатора.
3.	Неправильная эксплуатация приводит к неравномерному распределению светового потока. Колба частично герметизируется.	В этой ситуации лампа неисправна.
4.	При сгорании нити накала (достаточно одной), лампа не работает. Для начала необходимо проверить конденсатор.	На месте оборванного накала, диод заменяется резистором посредством выпаивания.
5.	Неисправность диодного тиристора приводит к поломке устройства.	Необходимо заменить неисправный элемент.

Ремонт энергосберегающих ламп

Приступать к ремонту энергосберегающих ламп можно выяснив причину неисправности и убедившись в наличии запасных деталей, которые будут устанавливаться на место поврежденных.

Далее, с помощью отвертки, разбирают корпус лампочки. Затем отсоединяют провода, идущие из колбы. Перерезают оба провода, питающие электрическое устройство. Цифровыми клещами проверяют спирали колбы. При сгорании хотя бы одной спирали накала, колба считается неисправной и лампа подлежит утилизации.

При работающих спиралях восстановить прибор можно. Приобретая детали взамен перегоревших, нужно выбирать модели той же маркировки что и неисправное устройство.

Нормы освещения и выбор параметров

В качестве расчетной площади, как пример для расчета, возьмем кухню. Выбор пал не случайно – эта комната наиболее капризная к применяемому освещению. Вызвано это необходимостью освещать, в разной степени, ту или иную часть этого помещения.

Количество света, необходимое для освещения уголка со столом, отличается от количества света, которое необходимо для комфортного использования рабочей столешницы. Наша задача – выбрать оптимальный тип светильников, на основе принятых показателей рассчитать нужную мощность ламп и сделать пребывание на кухне комфортным для глаз.

Параметры разных типов ламп первое, на что следует обратить внимание. Выбирать стоит тот источник света, который вам, как хозяину помещения, подходит больше всего

А параметры выбранной лампы будут использованы в расчётах.

Параметры типов ламп:

• Мощность (Вт). Этот параметр указывает количество энергии, которое потребляет элемент. Измеряется в Ваттах.
• Цветопередача (К). Оттенок света у источников колеблется в разном диапазоне. От низкого – 1800 К (красный) до высокого – 16000 К (синий).

Обращая внимание на этот параметр, можно подобрать приятный для восприятия тон свечения. Чем ниже показатель, тем тон теплее, например, свечение лампы накаливания

Чем ближе к синему, тем цвета более холодные. Отличный пример такого свечения –  светодиодные лампы для дома. Единица измерения – Кельвины.

Из справочников можно узнать примеры цветопередачи:

1. 2000 К – Свеча
2. 2200-2800 К – Лампа накаливания
3. 3000 К – Теплый LED свет
4. 5000 К – Люминесцентная лампа
5. 6000 К – Холодный LED свет

Световой поток (лм). Это количество света отдаваемое лампочкой. Измеряется в люменах. В паре с этим показателем нужно говорить о световой отдаче. Это показатель эффективности лампочки. Соотношение количества света к мощности, которую “берет” лампа. Чем этот показатель выше, тем эффективней лампочка применяет свою мощность. Световой поток – очень важный показатель, поэтому рассмотрим подробней.

Лампа накаливания 40 Вт: 415 лм, светоотдача 10,4 лм/Вт

Люминесцентная лампа 40 Вт: 3350 лм, светоотдача 84 лм/Вт

Светодиодная лампа 40 Вт: 3440 лм, светоотдача  86 лм/Вт

По указанным табличным данным видно, что светодиодные лампы имеют показатели, которые превышают показатели других ламп. Впрочем, все приведенные тут цифры, в полной мере, указаны на упаковке выбранной лампы. Но для сравнения и выбора в магазине, указанные данные будут вам полезны.

Далее, нужно знать сколько освещения требует кухня. Все подобные нормативные правила и цифры разработаны, просчитаны и прописаны в документациях СНиП – Строительные нормы и правила.

Нас не интересуют параметры всех помещений, а только актуальные для наших расчетов. Отдельно стоит пояснить, что освещенность – необходимый поток света на один метр квадратный комнаты. Освещенность измеряется в Люксах (Лк). 1 люкс = 1 люмен * 1 м2.

Заглянув в СНиП можно сделать оттуда следующую выписку:

Ванная комната: 30 лк

Туалет: 30 лк

Подвал: 20 лк

Холл квартиры: 50 лк

Коридор: 50 лк

Библиотека: 300 лк

Кабинет: 300 лк

Кухня: 150 лк

Из этой выписки напрашивается следующий логический вывод – чем ответственней помещение для работы глаз, тем больше освещенности нужно предоставить.