Технические науки/ 5. Энергетика

 

К.т.н.  Єрмілова Н.В., Ясько Г.Г.

Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, Україна

Порівняльний аналіз ефективності роботи сучасних джерел світла

 

        Економія електричної енергії є актуальнішою задачею нашого часу. Освітлення робочих та побутових приміщень складає вагому частину загального споживання електроенергії, тому вимоги до сучасних джерел світла  з точки зору їх економічності досить високі.

         Термографічне порівняння роботи різноманітних джерел світла свідчить, що звичайна лампа розжарювання 95% електроенергії перетворює в тепло і тільки  5% - у світло. Для підвищення світловіддачі лампи заповнюють інертним газом – сумішшю азоту і аргону або криптону (газоповні  лампи), іноді в інертний газ додають галогени (галогенні лампи). Додавання галогенів (найчастіше йоду або брому) забезпечує уповільнене  випаровування тіла розжарювання. Галогенні лампи  мають  більшу світловіддачу і тривалий  термін  служби порівняно з вакуумними лампами розжарювання, але їх вартість значно більше. В наш час все більшого поширення набувають компактні люмінесцентні лампи, які дозволяють знижувати споживання електроенергії до 80%. Світловий потік таких ламп визначається світінням люмінофорів під впливом ультрафіолетового випромінювання електричного розряду. Існує величезна кількість фірм, що випускають енергозберігаючі лампи. От, наприклад, деякі з них: General Electric (GE), OSRAM, Philips, Nakai, Pila, Zeon, Maxus, Electrum, Volta, Iskra, Наша сила, Космос, DeLuxe, Kanlux, SunLuxe.

 Нами була поставлена задача провести перевірку роботи різноманітних сучасних джерел світла з метою  порівняння  їх реальної ефективності. Досліджувалися такі показники, як тривалість перехідного процесу (виходу характеристик лампи на номінальний режим роботи),  пусковий струм Іп, номінальний струм  Ін,  струмове перевантаження під час пуску Кі= Іп / Iн, споживана потужність Р, коефіцієнт корисної дії η (відношення освітленості до споживаної потужності). Лабораторні умови досліджень не дозволяють наполягати на абсолютних значеннях отриманих результатів, тому  у розрахунок бралися  лише відносні показники для порівняння. Нажаль складно без спеціального обладнання дослідити такий важливий фактор, як термін експлуатації джерел світла. Для багатьох ламп він заявлений  як 6 – 8 років роботи або 6000 – 10000 годин безперервної роботи.

  Стенд для дослідження джерел світла включає вимірювальний комплект К540, у складі якого знаходяться вольтметр, ватметр та амперметр з нормованими метрологічними характеристиками і класом точності 0,5. Освітленість Е замірялася люксметром типу Ю-116, який комплектується  відповідним  фотоелементом. Цей показник контролювався через 20, 40,  60, 100, 120 секунд після вмикання. Для виключення впливу оточуючого світла на загальні показники освітленості після кожного досліду контролювалося значення фонового світла Еф, яке вносилося як поправка до результату вимірювань.

Для дослідів були підібрані джерела світла з приблизно однаковою заявленою освітленістю. Порівняння результатів проводилося відносно звичайної вакуумної лампи  розжарювання українського виробництва фірми „Iskra” потужністю 75 Вт. Усереднені результати вимірювань по кожній фірмі-виробнику  занесені в таблицю, яка наведена нижче.

 Аналіз результатів дає право стверджувати, що жоден виробник люмінесцентних ламп, що досліджувалися, не підтвердив заявленої п’ятикратної економії електроенергії порівняно з лампою розжарювання. Найкращу економічну ефективність показали лампи  фірм  Philips  (Нідерланди)

 – 4,6;  Osram (Німеччина) –4,27;  Наша сила (Україна) – 4,31. Кращими з точки зору швидкості виходу параметрів на номінальний режим роботи  виявилися джерела світла фірм  Maxus (США),  Наша сила (Україна), Elektrum (Китай).

Порівняльна характеристика джерел світла

( 1-8 – компактні люмінесцентні лампи, 9 – галогенна лампа, 10 – лампа розжарювання)

 

№

Тип ламп,

номінальна

потужність

Іп, mA

Освітленість  E,  Лк

 Ін, mA

Р, Вт

Еф,

Лк

Кі

η,

Лк/Вт

 

0

20

40

60

100

120

1

Maxus, 18 Вт

160

82

83

85

86

86

86

140

20

10

1,14

3,80

2

Philips, 14 Вт

110

56

67

75

78

79

79

100

15

10

1,10

4,60

3

Delux, 20 Вт

160

68

75

80

83

85

85

145

22

10

1,10

3,41

4

Iskra, 20 Вт

140

67

75

79

82

84

84

135

20

12

1,04

3,60

5

Наша сила,

15 Вт

120

75

78

80

80

80

80

100

16

11

1,20

4,31

6

Osram, 14 Вт

120

52

62

71

74

74

74

100

15

10

1,20

4,27

7

Elektrum,

18 Вт

145

74

77

79

80

83

83

130

19

11

1,12

3,79

8

ELM, 14 Вт

120

64

68

70

74

74

74

105

15

12

1,14

4,13

9

Kanlux,  50 Вт

244

90

94

94

94

94

94

230

51

10

1,06

1,68

10

Лампа розжарювання 75 Вт

380

84

84

84

84

84

84

340

75

9

1,11

1,0

 

За струмовим перевантаженням під час пуску  найліпші показники  мають  лампи фірм  Philips (Нідерланди) –1,1;  Delux (Китай) –1,1;  Iskra (Украина) – 1,06. Майже всі джерела світла показали невелике перебільшення заявленої споживаної потужності при номінальній напрузі мережі. Галогенна лампи фірми Kanlux (Польща) має переваги по ефективності порівняно з лампою розжарювання, але значно поступається будь-якій люмінесцентній.

 

Література:

1.    Орлов И.Н. Электротехнический справочник в 3-х томах. − М.:   Энергоатомиздат, 1985.

2.       Рего К.Г. Метрологическая обработка результатов технических измерений. К.: Техніка, 1987.

3.       WWW. electrum.com.ua .