Der Unterschied zwischen LED-Lampen und energiesparenden Kompaktleuchtstofflampen

Haushaltskonsumenten stellen Glühlampen schrittweise aus und verwenden sie immer weniger. Zunächst wurden sie durch Kompaktleuchtstofflampen (CFLs) ersetzt. Sie verbrauchen bei gleicher Helligkeit fünfmal weniger Energie. Das heißt, eine 20-W-Leuchtstofflampe kann eine 100-W-Glühlampe ersetzen. Dafür wurden sie Energiesparen genannt.

Die Technologie steht nicht still und in den letzten 5 Jahren hat sich der Markt gestärkt LED-Lampen oder LED. Die Produktpalette reicht von Lichtpaneelen und Klebebändern bis hin zu Suchscheinwerfern und Lampen für alle möglichen Sockel. Gleichzeitig leuchten sie zehnmal heller als Glühlampen gleicher Leistung. Schauen wir uns die Unterschiede zwischen Energiespar- und LED-Lampen genauer an.

Interessant:

LED-Lampen gehören eigentlich auch zu Energiesparlampen, aber bei den Menschen ist dieser Name auf Kompaktleuchtstofflampen festgelegt, obwohl sie nicht wie LED-Lampen Energie sparen. In dem Artikel schlage ich vor, nicht von populären Namen abzuweichen.

Zusammensetzung

Energiesparer sind eine kompakte Version der klassischen Röhrenleuchtstofflampe, die unter den Stiftkappen g5 und g13 erhältlich sind und sich normalerweise in der Röhrendicke unterscheiden (t5, t8). Die Kompaktheit wird durch spiralförmiges Verdrehen des Rohrs erreicht. Mit dem gleichen Funktionsprinzip erhalten Sie dann eine Lichtquelle in Größe und Sockel, die gängige Glühlampen wiederholt.

Die beliebtesten Modelle von Lampen mit Sockeln E14 und E27.

Die kompakte Energiesparlampe besteht aus:

• Keller;

• Gehäuse;

• elektronisches Vorschaltgerät;

• Flaschen.

Der Kolben ist wiederum mit Quecksilberdampf gefüllt und seine Innenwände sind mit einem Leuchtstoff bedeckt, das Farbspektrum und die Farbtemperatur hängen von seiner Zusammensetzung ab.

LED-Lampen wurden je nach Produktionsjahr mit verschiedenen Design- und Schaltungslösungen, LED-Typen, gebaut. Frühe Modelle wurden mit 5 mm LEDs hergestellt, später wurden sie ersetzt SMD-LEDswie Sie auf einem LED-Streifen stoßen könnten.

Die neuesten Innovationen sind Filamentfilamente, sie bestehen aus LED-Kristallen, die sich auf Saphirglas oder einem anderen dielektrischen Material befinden, sind gleichmäßig mit einem Leuchtstoff beschichtet, der die Illusion eines leuchtenden Filaments erzeugt. Äußerlich ähneln solche Lampen Glühlampen - sie haben eine transparente Glasbirne und das Gehäuse enthält keinen Kunststoff.

Und so das allgemeine Design der meisten LED-Lampen:

• Keller;

• Kunststoff- oder Metallgehäuse;

• Stromquelle;

• Metallplatte mit LEDs;

• Glühbirne.

Der erste Unterschied zwischen Lumineszenzenergiesparern und LEDs in verwendeten Lichtquellen: eine Röhre mit Quecksilberdampf gegen Halbleiterkristalle.

Helligkeit und Leistung

Die Lampe hat drei Hauptmerkmale:

• Stromverbrauch, W;

• Lichtstrom, Lm;

• Farbtemperatur, K.

Im Prinzip besteht die einzige Möglichkeit, Strom zu sparen, darin, den spezifischen Lichtstrom zu erhöhen, d.h. Lm / W-Verhältnis.

Betrachten wir zum Vergleich den Lichtstrom von Lampen unterschiedlicher Bauart:

Eine Glühlampe kann abhängig von den Konstruktionsmerkmalen bis zu 20 Lm pro 1 Watt Stromverbrauch erzeugen, während dies meistens etwa 10-17 Lm / W sind.

Die Leuchtstofflampe gibt 40 bis 70 Lm / W ab. Es ist erwähnenswert, dass Ingenieure diese Indikatoren trotz des Rückgangs der Beliebtheit dieser Lichtquellen verbessern und es Veröffentlichungen gibt, bei denen etwa 100 Lm / W erreicht werden, aber ich habe solche nicht zum Verkauf gesehen.

LED-Lampen leuchten noch heller - 80-120 Lm / W. In den letzten zehn Jahren ist diese Zahl erheblich gestiegen, und der Preis ist noch weiter gesunken.Dies ist der Grund für den Erfolg von LED-Produkten auf dem Markt.

Daraus folgt, dass Glühlampen während des Betriebs die höchste Heizleistung haben (mehr als 100 Grad), Energiesparlampen (60-80 Grad) an zweiter Stelle stehen und die kältesten Lampen LED-Lampen (30-40 Grad) sind. Dies ist auf den Unterschied im Wirkungsgrad zurückzuführen. Wenn die LED-Lampen arbeiten, wird die geringste Energiemenge an die Wärme abgegeben.

Ressource und Helligkeitsverlust

30000-50000 Stunden - die durchschnittliche Lebensdauer von LED-Lampen. Dies hängt jedoch stark von den Betriebsbedingungen ab. Wenn die LED-Lichtquelle beispielsweise unter heißen Bedingungen arbeitet, kann die Periode um das 2-fache oder mehr reduziert werden.

10000 Stunden Arbeit Leuchtstofflampen. Dies ist aber auch kein statischer Wert. Es gibt Fälle, in denen sie ihre Ressourcen recyceln oder umgekehrt - sie brennen vorzeitig aus.

Der Hauptgrund für den Ausfall von Kompaktleuchtstofflampen ist das häufige Ein- und Ausschalten, während Lampen, die rund um die Uhr eingeschaltet werden, normalerweise zeitweise eine Ressource erfahren. Dies ist auf das Prinzip der Arbeit zurückzuführen, dazu später mehr.

Das Stromversorgungssystem beeinflusst auch die Lebensdauer. Leuchtstofflampen mit elektromagnetischen Vorschaltgeräten (Induktivitätslampen) funktionieren übrigens halb so gut wie elektronische. Bei kompakten Energiesparlampen wird jedoch nur elektronisches Vorschaltgerät (EKG) verwendet.

1000 Stunden Glühbirnen. Die Lebensdauer verkürzt sich, wenn die Lampe häufig ein- und ausgeschaltet wird oder unter Bedingungen mit hohen Temperaturen und Vibrationen arbeitet. Das Schlagen und Schütteln der Glühbirne kann die Spirale beschädigen und sie wird brechen.

Fazit:

LEDs haben die größte Ressource unter den aufgelisteten Analoga. LED-Lampen haben keine Angst vor häufigem Ein- und Ausschalten - dies ermöglicht den Einsatz in Fluren, Toiletten und Vorratskammern.

Abnahme der Lampenhelligkeit mit der Zeit

Glühlampen geben während der gesamten Lebensdauer souverän ihre Lumen ab, eine Reduzierung um bis zu 7% ist möglich. Der Hauptgrund für die Abnahme der Helligkeit ist die Verschmutzung der Glühbirne und des Lampenschirms.

Energiesparende Glühbirnen neigen wie jede Art von Leuchtstofflampe zum Altern. Und der Lichtstrom ist am Ende seiner Lebensdauer auf 50% reduziert. Dies ist auf die Alterung des Leuchtstoffs, sein Ausbrennen und den Verschleiß der Elektroden zurückzuführen. Möglicherweise haben Sie bemerkt, dass alte LLs an den Enden der Röhre häufig schwarz werden. Dies ist ein Zeichen für einen frühen Austausch.

LED-Lampen geben den deklarierten Lichtstrom nicht ständig ab. Der Lichtstrom wird nach 25.000 auf 15% reduziert, was viel länger ist als der von Energiesparlampen. Während dieser Zeit ersetzen Sie zwei davon und die LED funktioniert weiter. Die Helligkeit beeinflusst auch die Temperatur. Wenn die Lampe überhitzt, fällt der Lichtstrom innerhalb von 2-3 Minuten auf 80% des Nennwerts ab. Bei längerer Überhitzung verschlechtert sich der LED-Kristall und kann ausbrennen.

Power Way

Beide Lampentypen erfordern einen besonderen Ernährungsansatz. Hierzu befindet sich im Gehäuse ein Stromkreis.

Kompaktleuchtstoffröhren

Leuchtstofflampen sind eine ziemlich spezifische Lichtquelle in Bezug auf die Leistung. Zum Einschalten benötigen Sie eine Schaltung, die die Spannung über die Versorgungsspannung im Netz erhöht. Zuvor wurde hierfür eine Drosselklappe mit Anlasser verwendet, heute ein elektronisches Vorschaltgerät. In der Glühbirne befindet sich Gas, an seinen Enden befinden sich zwei Spiralen, die Spannung ist an die Spiralen (Elektroden) angeschlossen.

Um das Verständnis des Zündprozesses zu vereinfachen, werde ich es am Beispiel eines veralteten Startsystems beschreiben. Bei den elektronischen Vorschaltgeräten für Energiesparlampen ist das Prinzip dasselbe, aber der Ansatz ist unterschiedlich.

Da im ausgeschalteten (kalten) Zustand der Widerstand zwischen den Elektroden groß ist und sie zuerst erwärmt werden, ist der Starter dafür verantwortlich. Ein Prozess namens "thermionische" Emission beginnt, freie Elektronen werden emittiert.

Im Anlasser befindet sich eine Glühbirne mit Gas, beispielsweise Neon, und Bimetallkontakten, die sich im heißen Zustand schließen und den Kondensator.Bei einem Strom von 20-50 mA werden die Kontakte durch den Gaskolben erwärmt, sie schließen und die Entladung im Inneren des Starterkolbens stoppt. Dann fließt der durch die Reaktanz des Induktors und der Spiralen begrenzte Strom entlang der Schaltung: Stromquelle - Induktor - Spirale - Starter - Spirale - Stromquelle.

Die Spulen erwärmen sich und die Starterplatten kühlen und öffnen sich. Infolgedessen tritt ein Energieschub auf, der ausreicht, um die Gase im Kolben zu ionisieren, wonach er entzündet wird, und der Widerstand zwischen den Elektroden nimmt stark ab. Diese Prozesse führen zum Stromfluss durch den Kolben und zur Emission von Licht.

Wie Sie sehen können, ist der Prozess ziemlich kompliziert. Das Einschalten der Lampe ist kompliziert, wenn die Spiralen abgenutzt sind oder sich der Leuchtstoff verschlechtert hat, sowie bei Kälte. Dies ist ein großes Problem für alle fluoreszierenden Gasentladungslichtquellen - Einschalten bei Frost. Es kann entweder extrem lange dauern oder überhaupt nicht eingeschaltet werden, wenn die Lampe nicht die erste Frische aufweist. Und die resultierende Helligkeit in der Kälte kann niedriger als der Nennwert sein.

Jetzt geben sie diesen Ansatz mit gepulsten Schaltkreisen auf, die als elektronisches Vorschaltgerät oder elektronisches Vorschaltgerät bezeichnet werden. Sie sehen sein typisches Schema unten. Es arbeitet mit einer hohen Frequenz (zehn kHz) gegen ein 50-Hz-Versorgungsnetz in einem Stromkreis mit einer Drossel. Dies ermöglicht Ihnen ein gleichmäßigeres und helleres Leuchten, erleichtert das Zünden der Lampe und verringert den Elektrodenverschleiß.

LED-Lampen

LEDs haben einfachere Leistungsanforderungen, obwohl sie immer noch recht streng sind. Die Hauptaufgabe besteht darin, den Strom zu stabilisieren. Die Stromquelle wird aufgerufen Treiber oder StromquelleDies ist eine solche Vorrichtung, die versucht, einen bestimmten Strom unabhängig vom Lastwiderstand aufrechtzuerhalten. Tatsächlich wird der Widerstand durch die Treiberleistung begrenzt.

Bei den billigsten Lampen gibt es keinen Treiber und keine Stabilisierung, der Strom wird einfach durch Ballastwiderstand auf einen akzeptablen Wert reduziert, vorausgesetzt die Netzspannung ist normal. Die Spannung im Netzwerk weicht jedoch häufig von der Norm ab und es treten Überspannungen auf. Solche Lampen halten nicht lange, die LEDs brennen aufgrund langer Arbeit mit einer erhöhten Versorgungsspannung oder während eines Stromstoßes aus. Eine typische Ballasttreiberschaltung ist auf dem Foto dargestellt.

Die Nachteile dieses Schemas sind die fehlende Stabilisierung und galvanische Trennung, der Schutz, die Zerbrechlichkeit der Lampe und die hohe Welligkeit des Lichtflusses (wenn ein Filterkondensator mit geringer Kapazität installiert ist).

Vorteile - niedrige Kosten und Einfachheit.

In letzter Zeit werden jedoch häufig Budgetlampen (bis zu 3 USD) mit einem akzeptablen Impulstreiber mit Stromstabilisierung gefunden.

Vorteile - galvanische Trennung, möglicher Schutz, Stromstabilisierung, längere LED-Lebensdauer, geringe Lichtwelligkeit.

Nachteile - Die relativ hohen Kosten bei Verwendung von Komponenten geringer Qualität können vom Fahrer ebenfalls ausgebrannt werden.

Entsorgung und Umweltschäden

Das Hauptproblem von Leuchtstofflampen ist die Verwendung von Quecksilber in einer Glühbirne, das die Umwelt und die menschliche Gesundheit schädigt, wenn es in Innenräumen kaputt geht. Dies verursacht hohe Entsorgungskosten (für Unternehmen). Es ist notwendig, den Prozess der "Demercurisierung" durchzuführen.

LED-Lampen schaden nicht der Umwelt, können als Hausmüll entsorgt werden, Schadstoffe werden bei ihrer Herstellung nicht verwendet. Gleichzeitig gibt es Unternehmen für deren Verarbeitung zur Sekundärproduktion. Es gibt Veröffentlichungen, dass einige Unternehmen sich mit der Verarbeitung von Halbleiterkristallen befassen.

Fazit

Um die Vor- und Nachteile von Lampen zusammenzufassen und kurz aufzulisten:

Energiesparende Lumineszenz:

• "-" Das Problem der Entsorgung und Umweltschäden.

• "-" Der Lichtstrom ist geringer als der von LEDs.

• "-" Die Lebensdauer von 10.000 ist zwar höher als die von Glühlampen, aber geringer als bei LED-Produkten.

• "+" Relative Zuverlässigkeit.

• "+" Helligkeit.

• "+" Energieverbrauch.

• "+" Niedrige Betriebstemperatur.

LED-Licht:

• "-" Der Preis für hochwertige Lampen kann bis zu 8-10 Dollar erreichen.

• "-" Lampen mit geringer Qualität haben ein schlechtes Farbspektrum und eine hohe Welligkeit.

• "+" Energieeinsparung.

• "+" Helligkeit.

• "+" Haltbarkeit.

LED-Lampen sind ebenfalls energiesparend, aber aus den genannten Gründen wurde Kompaktleuchtstofflampen mit einem solchen Namen versehen. LEDs sind eine relevante, zuverlässige und beliebte Lichtquelle. Ingenieure führender Hersteller verbessern ständig die Lichtqualität und das Farbspektrum.