功率稀土纯三基色节能灯在工厂照明中的运用

功率稀土纯三基色节能灯在工厂照明中的运用随着中国经济的快速发展，电力供应日趋紧张，去年全国就出现了大面积的“电荒”，给企业带来不小的损失。企业是城市的用电大户，而且电费已经成为企业继人员工资和生产原料之后的第三大开支。其中照明用电的电费开支就是其不可忽视的一部分，由此，节能照明作为企业减小成本、增加效益的方式之一，也逐渐被企业所认识。在对企业进行调查中发现，目前大部分企业还在使用白炽灯、汞灯、钠灯、金卤灯等传统光源作为工厂车间的照明。这些传统光源作为工厂车间的照明具有如下不足之处：1.功率大，工作电流高。消耗大量电能的同时，也给用户造成了巨大的电费开支，同时加快线路老化。2.眩光较强，对工人作业带来不方便。3.工作时温度高，尤其是钠灯、金卤灯工作时灯具表面温度达到200ĉ，使相当一部分电能转换为热能，浪费能源。4.紫外线含量高。特别是金卤灯的紫外线含量达34％，长期照射对皮肤有危害。5.闪烁频率高。长期在此环境中工作容易引起近视及偏头疼。6.显色性能低。被照物体色彩还原性差，容易造成视觉疲劳，影响工作效率。7.寿命不够长。汞灯的平均寿命为3000小时，钠灯的平均为5000小时。8.维修成本高且安装不方便。大功率稀土纯三基色节能灯经过光源研究人员长期的努力，攻克种种技术难题，取得了长足的发展。西玛电气有限公司在德国CIMA电气公司的全力支持下率先开发出技术先进，性能稳定的大功率稀土纯三基色节能灯，为大功率稀土纯三基色节能灯替代传统光源作为工厂照明奠定了坚实的技术基础。大功率稀土纯三基色节能灯相比传统电光源具有如下优点：1、技术先进率先采用电子镇流器专用集成块，电子元件多为日本进口，经过严格挑选，发光管采用最先进的水涂镀膜纯三基色粉工艺，灯管在工作2000小时后光通量维持在82％以上。2、高功率因素低电磁干扰功率因素0.95以上，用电效率更高。抗干扰电路设计，对其他电器使用无干扰。可大面积使用.3、高频率节能灯的闪烁频率为30000次/秒以上，与电感荧光灯及HID灯闪烁频率50次/秒相比，闪烁频率低很容易引起近视及偏头痛。节能灯完全没有闪烁感，对眼睛有保护作用。4、长寿命低光衰低电流0.1A～0.7A。电流小，有利于延长电子元件的使用寿命，一体式节能灯寿命为8000～10000小时以上，分体式电子镇流器寿命长达50000小时以上。产品使用2000小时以后光通量维持在80％以上。而传统灯泡使用500小时后有明显的光衰。5、高色彩表现性以太阳光照射物体之色彩表现为标准，本厂节能灯色彩还原度为80％～90％，而HID灯显色指数为20％～70％。因此，在工作的高压钠灯及高压汞灯下，难于分辨色彩。6、低温灯具表明温度在85℃以下，而使用HID光源，灯具表明温度达200℃。相比较而言更加环保、节能。7、安全紫外线对人体的危害很大，长期在紫外线较强的环境下工作会导致眼睛红肿，视力下降，容易引起皮肤癌，皮肤起斑、变黑。节能灯产生的紫外线极微，对人体无伤害。而HID灯则会产生高紫外线辐射。一、大功率稀土纯三基色节能灯的基本数据表级别功率W光通量Lm等视量SLm光通维持率显色指数Ra色温K寿命h灯头型号2000h大功率362000290082％802700-640010000E274525003650553000435065350050508550007250E4010565009500超大功率12072001050086％135820011900150100001450018012000174002001320019000表1二、大功率稀土纯三基色节能灯实测功率和温度特性1.大功率稀土纯三基色节能灯的输入功率采用数字式功率计测量且显示功率数据为有功功率。2.在环境温度20～25℃时，测量输入的有功功率均不得低于标准功率的90％，否则整灯发光性能将大幅降低。例如，额定功率105W，在环境温度20～25℃时，有功功率必须大于94.5W。3.各类大功率节能灯的功率均有一定的温度特性。试验表明，当环境温度高于25℃时，温度每上升1℃，功率平均下降额定功率的0.4％。例如，在环境温度为30℃时，105W节能灯测试功率约为92W左右。经修正计算，说明该灯符合标准规定。三、替代白炽灯、汞灯、金卤灯、高压钠灯时的等效替换和节电率的计算1、替换原则1)达到光照效果2)确保节能和环保3)综合对比、寻求最佳性能价格比4)综合安装和调试进行合理选型2、光照的计算1)必须采用视觉科学照明的理论指导，设计应用及照度评估2)计算汞灯和钠灯的光通量时，由于该类灯含黄光（Y）成分较多，故实际等视觉量应在实测光通量的基础上下降10％～20％。（等视觉亮度修正系数keq取0.8～0.9）3)计算大功率稀土三基色节能灯时，由于该灯含红（R）、蓝（B）、绿（G）三种成分，特别是含蓝、绿成分较多。故应选择表1的等视量。（等视觉亮度修正系数keq取1.4～1.5）4)已知标准功率为250W的高显色型（Ra≥60）高压钠灯，平均光通量为18000Lm，则其等视觉亮度为18000×0.85＝15300Lm。若选用150W色温为4300K的大功率稀土三基色节能灯（keq取1.45slm＝14500Lm）替换，两者等视亮度差异不到1000Lm。从光照效果、节能环保、显色性能、启动特性及工作寿命等方面综合比较，无疑该种替代是现实可行的，同时也是科学和经济的。5)等视觉亮度或等效果功率推荐替换（见表2）等视觉亮度或等效果功率推荐替换表大功率稀土节能灯白炽灯汞灯高压钠灯金卤灯综合对比节能率36W200W125W－－65％55W300W175W－－85W500W250W110W－105W650W300W125W－120W800W450W175W－135W1000W600W200W－150W－800W250W150W200W－－－250W表23、节能率的计算1)计算公式节能率（ES）＝100％×2)案例a.采用150W的大功率稀土三基色节能灯代替功率为250W的高压钠灯，其节能率ES＝×100％＝×100％＝50%公式中50W为高压钠灯电感镇流器所消耗的有功功率原光源输入总功率（P0）—替换光源输入有功功率（P2）原光源输入总功率（P0）P0—P2P0P0—P2[250+50]—150250+50b.采用120W的大功率稀土三基色节能灯代替功率450W的自镇汞灯，其节能率ES＝×100％＝×100％＝77%公式中90W为自镇汞灯内镇流器所消耗的有功功率注：大功率节能灯与传统光源的各种性能对比表（见附表）四、大功率节能灯的选用及灯具要求1)从照度要求上来选择（参照附表对照选用）2)从工作环境的要求上选择列：在对色彩分辨要求较高的选用显色指数高的节能灯3)灯具的选择（灯具图样见西玛彩页）由于大功率节能灯对温度要求比较高，一定要选用散热好的灯具。建议采用西玛电气公司专为大功率节能灯设计开发的配套专利灯具五、工程应用案例1、应用项目1)照明应用工程单位：珠海格力电器股份有限公司2)照明总面积：50万平米3)装灯总量：1.05万支4)原设计选用灯型：150W、450W汞灯及250W金卤灯、钠灯5)对比选用灯型：55W一体、85W及120W分体式节能灯2、项目监测情况格力电器对大功率节能灯的运行状况实行每月定时抄表、记录制度。我们经过记录数据的统计分析，对该项目节能量、经济效益、投资回收作出如下评估：P0450+90P0—P2[450+90]—120节电量：月节电量平均为26.3万度，年累计节省电量315.6万度节省电费：620万元/年（以珠海工业用电1.96元/度计）平均节电率：55％工程总投入：380万元投资回收期：7.5个月附表：一、各类光源节能效益比较185W节能灯代替135W节能灯代替185W节能灯1000W白炽灯400W金卤灯500W汞灯400W钠灯135W节能灯700W白炽灯250W金卤灯400W汞灯250W钠灯市场售价（元）488542032420325532032320灯泡寿命（h）1000080080003000800010000800800030008000工作电流（A）0.854.53.254.064.60.623.182.153.253视在功率（W）18510007158931012135700473715660每天节约（元）6.364.135.526.454.42.644.524.1每年节约（元）23211507201523541606964165014978000h节约(元)42402753368043002933176030132733收回成本（天）761188875731237179105W节能灯代替65W节能灯代替36W节能灯代替105W节能灯500W白炽灯175W汞灯150W钠灯金卤灯65W节能灯350W白炽灯250W汞灯100W钠灯金卤灯36W节能灯250W白炽灯125W汞灯70W钠灯金卤灯市场售价(元)217530030012253030084525300灯泡寿命（h）800080030008000800080030008000800080030008000工作电流（A）0.472.71.51.80.311.592.151.20.171.141.250.98视在功率（W）1005003303966535047326436250275215每天节约（元）3.111.82.32.223.181.551.671.861.4每年节约（元）113565784081011615666106795118000h节约(元)20731200153314802120103311131240933收回成本（天）6912094503572504560二、各项光源光电性能比较热辐射光源气体放电光源荧光灯高压汞灯高压钠灯金卤灯大功率节能灯性能参数白炽灯卤钨灯普通型自镇流器普通型高显色型光效Lm/w7~1018~2140~80442911260~8060~10070~90颜色指数Ra99~10099~10065~9030~5030~5520~2570~8060~8580~90相关色温K2500~29002900~30002700~6500400037002000~25002000~23003000~56002500~7000平均寿命h10001500~20003000~80004000~600030006000~2400012000~160001000~100008000~10000眩光一般严重一般严重严重严重严重严重很低频闪效率不明显不明显重严重严重很严重很严重很严重无功率因数110.4~0.50.4~0.60.90.440.440.44~0.550.996启动时间瞬时瞬时1~3S4~8min4~8min4~8min4~8min4~8min预热1S再启动时间瞬时瞬时瞬时5~10min5~10min10~20min10~20min5~15min预热1S灯具温度高高较低高高高高高低安装维护方便方便较方便较方便方便不方便不方便不方便方便三、各项光源频闪效应比较光源种类白炽灯荧光灯汞灯钠灯金卤灯节能灯工作效率50Hz50Hz50Hz50Hz50Hz30~50KHz波动深度5~15%55%65%80~130%80~130%5%~15%危害健康无重严重很严重很严重无四、各项光源紫外线比较光源种类白炽灯荧光灯汞灯钠灯金卤灯节能灯紫外含量很少少较多少30%无危害健康无无轻微无很严重无