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技術(shù)
中國(guó)節(jié)能網(wǎng)

節(jié)能燈知識(shí)培訓(xùn)

   2014-10-29 中國(guó)節(jié)能網(wǎng)6290
核心提示:一、節(jié)能燈的工作原理節(jié)能燈又叫緊湊型熒光燈(國(guó)外簡(jiǎn)稱CFL),它是1978年由國(guó)外廠家首先發(fā)明的,由于它具有光效高(是普通燈泡的5倍),節(jié)能
一、節(jié)能燈的工作原理
節(jié)能燈又叫緊湊型熒光燈(國(guó)外簡(jiǎn)稱CFL),它是1978年由國(guó)外廠家首先發(fā)明的,由于它具有光效高(是普通燈泡的5倍),節(jié)能效果明顯,顯色性好,壽命長(zhǎng)(是普通燈泡的8倍),體積小,使用方便等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已被普遍使用。"].` XC X F#}"Z  
(@ s-u M C9f5L節(jié)能燈主要是通過(guò)鎮(zhèn)流器給燈管燈絲加熱,大約在1160K溫度時(shí),燈絲就開(kāi)始發(fā)射電子(因?yàn)樵跓艚z上涂了一些電子粉),電子碰撞氬原子產(chǎn)生非彈性碰撞,氬原子碰撞后獲得了能量又撞擊汞原子,汞原子在吸收能量后躍遷產(chǎn)生電離,發(fā)出253.7nm 的紫外線,紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光,由于熒光燈工作時(shí)燈絲的溫度在1160K左右,比白熾燈工作的溫度2200K-2700K低很多,所以它的壽命也大提高,達(dá)到5000小時(shí)以上,由于它不存在白熾燈那樣的電流熱效應(yīng),熒光粉的能量轉(zhuǎn)換效率也很高,達(dá)到每瓦50流明以上。一只7瓦的三基色節(jié)能燈亮度相當(dāng)于一只45瓦的白熾燈,而壽命是普通白熾燈泡的8倍。
二、三基色熒光燈
20世紀(jì)50年代以后的熒光燈大都采用鹵磷酸鈣,俗稱鹵粉。鹵粉價(jià)格便宜,但發(fā)光效率不夠高,熱穩(wěn)定性差,光衰較大,光通維持率低。因此,它不適用于細(xì)管徑緊湊型熒光燈中。1974年,荷蘭飛利浦首先研制成功了將能夠發(fā)出人眼敏感的紅、綠、藍(lán)三色光的熒光粉氧化釔(發(fā)紅光,峰值波長(zhǎng)為611nm)、多鋁酸鎂(發(fā)綠光,峰值波長(zhǎng)為541nm)和多鋁酸鎂鋇(發(fā)藍(lán)光,峰值波長(zhǎng)為450nm)按一定比例混合成三基色熒光粉(完整名稱是稀土元素三基色熒光粉),它的發(fā)光效率高(平均光效在80lm/W以上,約為白熾燈的5倍),色溫為2500K-6500K,顯色指數(shù)在85左右,用它作熒光燈的原料可大大節(jié)省能源,這就是高效節(jié)能熒光燈的來(lái)由??梢哉f(shuō),稀土元素三基色熒光粉的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是熒光燈發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑。沒(méi)有三基色熒光粉,就不可能有新一代細(xì)管徑緊湊型高效節(jié)能熒光燈的今天。但稀土元素三基色熒光粉也有其缺點(diǎn),其最大缺點(diǎn)就是價(jià)格昂貴。
由三基色熒光粉制成的熒光燈叫三基色熒光燈,它是一種預(yù)熱式陰極氣體放電燈,分直管形、U型、螺旋型、2D形和H形等幾種。以H形節(jié)能熒光燈為例,它由兩根頂部相通的玻璃管(管內(nèi)壁涂有稀土三基色熒光粉)、三螺旋狀燈絲(陰極)和燈頭組成。其工作原理與普通熒光燈相似,即可配用電感型鎮(zhèn)流器(要配有啟輝器),也可配用電子鎮(zhèn)流器(不配用啟輝器)。
三、熒光燈的主要特性參量
1、光度術(shù)語(yǔ)
1)光通量:發(fā)光體在單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的光度能量。其單位用流明(lm)表示。它用來(lái)描述發(fā)光體整個(gè)發(fā)光能力大小。
2)發(fā)光效率:發(fā)光體的單位電功率所發(fā)出的光通量,其單位為流明/瓦,符號(hào)是lm/W。光效是表征發(fā)光體電光轉(zhuǎn)換效率的主要參數(shù)。
3)照度:被照物體的單位面積所接受的光通量,單位用每平方米面積上受照的流明數(shù)(lm/m2)或勒克司(Lux)來(lái)量度。
4)發(fā)光強(qiáng)度:點(diǎn)光源在特定方向上單位立體角內(nèi)所發(fā)射的光通量,其單位是流明/球面積(lm/Sr),或用坎德拉(Candela),符號(hào)是cd。
5)亮度:?jiǎn)挝辉砻嬖谀骋环较蛏系墓鈴?qiáng)密度,也就是該方向上光源的發(fā)光強(qiáng)度與元表面在此方向上的投影面積之商,其單位常用cd/m2或cd/cm2。相應(yīng)的紫外輻射度可用w/ m2或μw/c m2表示。
2、色度術(shù)語(yǔ)
光源的顏色特性主要表現(xiàn)在兩個(gè)不同方面,即光源的色表和顯色性,它們都是決定于光源輻射光譜的能量分布。只有充分了解光源的色表和顯色性,才能完成地描述光源的顏色特性,其中缺一不可。
1)色表:色表是指人眼直接覺(jué)察到的光源顏色,色表的概述是相對(duì)日光而言的。例如:高壓汞燈看起來(lái)潔白晶亮,與日光差不多,表明它有較好的色表;而普通白熾燈呈黃橙光色,與日光差別較大,其色表就較差。
2)色溫:光源輻射光的顏色與黑體熱輻射光的顔色相同時(shí),該黑體的溫度就稱為光源的色溫,單位用“K”表示。因?yàn)楹隗w輻射光源發(fā)射連續(xù)光譜,而熒光燈氣體放電光源所產(chǎn)生的輻射大多是線狀光譜,所以用相關(guān)色溫來(lái)表征上述色溫。
3)相關(guān)色溫:氣體放電光源輻射出來(lái)光的顔色與黑體在某一溫度下輻射光的顔色最接近,此時(shí)黑體的溫度就是該光源的相關(guān)色溫,其單位也用“K”表示。熒光燈的光色可分成六種類型:①日光色(6500K)—RR;②中性白色(5000K)—RZ;③冷白色(4000K)—RL;      ④白色(3500K)—RB;⑤暖白色(3000K)—RN;⑥白熾燈色(2700K)-RD。
還有另一種說(shuō)法:
  暖色光
  暖色光的色溫在3300K以下,暖色光與白熾燈相近,紅光成分較多,能給人溫暖、健康、舒適的感覺(jué)。適用于家庭、住宅、宿舍、賓館等場(chǎng)所或溫度較低的地方。
  冷白色光
  又叫中性色,它的色溫在3300K~5300K之間,中性色由于光線柔和,使人有愉快、舒適、安詳?shù)母杏X(jué)。適用于商店、醫(yī)院、辦公室、飯店、餐廳、候車室等場(chǎng)所。
  冷色光
又叫日光色,它的色溫在5300K以上,光源接近自然光,有明亮的感覺(jué),使人精力集中。適用于辦公室、會(huì)議室、教室、繪圖室、設(shè)計(jì)室、圖書(shū)館的閱覽室、展覽櫥窗等場(chǎng)所。
 
注1:色溫不是指的溫度,而是光源顏色的表示方法。 K指開(kāi)爾文,絕對(duì)溫度的單位符號(hào)。0K= -273.15℃,0K指的是理想氣體體積變?yōu)榱愕淖畹蜏囟龋礋崃W(xué)溫度(絕對(duì)溫度)的零度。
注2:色溫表示可直接表示,如2700K;可省略表示,如27K,即2700K;還有一種表示方法,如827,指的是顯色指數(shù)大于80,色溫2700K;641,指的是顯色指數(shù)大于60,色溫4100K。
 
4)顯色性:光源的光照射到有色物體上,其顔色被再現(xiàn)出來(lái)的能力就叫做光源的顯色性。用顯色指數(shù)(Ra)定量描述顯色性的量。太陽(yáng)光的顯色指數(shù)定為100,燈光照射到物體上的效果愈接近于日光,則該光源的顯色性愈好,顯色指數(shù)就高。
光源的顯色性按國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)規(guī)定可分為四類(如下表)
光源顯色性的分類
Ra范圍 類別
Ra≧90 1A
90﹥Ra≧80 1B
80﹥Ra≧60 2
60﹥Ra≧40 3
40﹥Ra≧20 4
 
四、電子鎮(zhèn)流器
鎮(zhèn)流器分電阻鎮(zhèn)流器、電容鎮(zhèn)流器、電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器。常用的鎮(zhèn)流器為電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器,由于電感鎮(zhèn)流器比較笨重,電子鎮(zhèn)流器比較輕巧,因此電子鎮(zhèn)流器被廣泛應(yīng)用。
電子鎮(zhèn)流器是將低頻的交流電通過(guò)整流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?,再?jīng)過(guò)逆變器變換為較高頻率的交流電,由高頻能量來(lái)驅(qū)動(dòng)一只或幾只燈管,使之啟輝點(diǎn)亮并正常工作。逆變器一般工作于20-70KHz的高頻,輸出級(jí)采用LC串聯(lián)諧振電路,通過(guò)高頻高壓將燈點(diǎn)燃,在正常點(diǎn)燃后由電感限制燈的電流。因?yàn)轭l率很高,所以所用的電感體積小而重量輕。
五、電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器的一些專用術(shù)語(yǔ)和名詞。
自鎮(zhèn)流熒光燈(Self-ballasted lamp):指含有燈頭、鎮(zhèn)流器和燈管,并使之成為一體的熒光燈,這種燈在不損壞其結(jié)構(gòu)時(shí)是不可拆卸的。
電子鎮(zhèn)流器(Ballast):指安裝在電源與一個(gè)或幾個(gè)熒光燈之間,將電源的交流電壓變換為高頻的交流電,使燈(單支或多支)正常啟動(dòng)和穩(wěn)定工作的變換器或電子裝置。
獨(dú)立式鎮(zhèn)流器:指可以安裝在燈具之外無(wú)需任何附加外殼的鎮(zhèn)流器。它可以是帶有合適的外殼的內(nèi)裝式鎮(zhèn)流器,外殼可按標(biāo)識(shí)提供全部必要的防護(hù)。這種鎮(zhèn)流器在其產(chǎn)品標(biāo)識(shí)上應(yīng)加一個(gè)特殊符號(hào),在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中有明確的規(guī)定。
內(nèi)裝式鎮(zhèn)流器:指只能安裝在某一個(gè)燈具、盒體、外殼或類似殼體內(nèi)的鎮(zhèn)流器。
整體式鎮(zhèn)流器:此類鎮(zhèn)流器是燈具的一個(gè)不可替換部件,不能與燈具分開(kāi)來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。
基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器(Reference Ballast):是指專為試驗(yàn)鎮(zhèn)流器或篩選基準(zhǔn)燈而設(shè)計(jì)的鎮(zhèn)流器,主要特點(diǎn)是在額定頻率下具有穩(wěn)定的電壓-電流比,相對(duì)地不受電流、溫度和周圍環(huán)境變化的影響。
基準(zhǔn)燈(Reference Lamp):指特選用于測(cè)試鎮(zhèn)流器的燈。該燈與鎮(zhèn)流器配套,在規(guī)定的條件下工作時(shí),其電特性應(yīng)接近有關(guān)燈標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)稱值。
標(biāo)稱功率:鎮(zhèn)流器或整燈標(biāo)稱的功率。
額定電源電壓和額定電源頻率:
線路功率(Line Power):在鎮(zhèn)流器的額定電源電壓和額定電源頻率下,鎮(zhèn)流器和燈的組合體所消耗的總功率。
線路功率因數(shù)(Line Power Factor):指鎮(zhèn)流器和燈(一只或幾只)組合體的功率因數(shù),它等于線路有功功率與視在功率之筆,符號(hào)記為λ,或用PF表示。
鎮(zhèn)流器的流明系數(shù)(Luminous Coefficient of Ballast):指燈與在額定電源電壓下的被測(cè)鎮(zhèn)流器配套工作時(shí)的光通量同該燈與在額定電源電壓下和額定電源頻率下的基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器配套工作時(shí)的光通量的比值。符號(hào)記為u。 
總諧波失真(Total Harmonic Distortion):它是指 各次諧波分量的均方根值與基波有效值之比,以THD表示。
燈電流波峰系數(shù)(Current Crest Factor):亦稱電流波峰的比,指燈電流的峰值與電流的均方根值之比。在理想的條件下,當(dāng)高頻燈電流為正弦波且其包絡(luò)線為一條直線時(shí),電流波峰系數(shù)等于1.414。如高頻電流為方波,電流波峰系數(shù)將小于1.4,甚至可接近1。
異常狀態(tài)(Abnormal Condition):指鎮(zhèn)流器處于燈開(kāi)路或不能啟動(dòng)等非正常狀態(tài)。在異常狀態(tài)下,電子鎮(zhèn)流器的安全性應(yīng)不受到損害,即電子鎮(zhèn)流器在異常狀態(tài)下應(yīng)有保護(hù)功能。
整流效應(yīng)(Rectification Effect):在熒光燈壽終時(shí),由于一個(gè)陰極損壞或發(fā)射電子不足,引起燈的弧光電流在連續(xù)半周期中經(jīng)常不一致的效應(yīng)。
初始值(Initial Values):指等老練100H測(cè)得的光電參數(shù)值。
光通維持率(Lumen Maintenance):燈在規(guī)定條件下燃點(diǎn),在壽命期間內(nèi)一特定時(shí)間的光通量與該燈的初始光通量之比,以百分?jǐn)?shù)表示。
壽命(Life):指一只成品燈從燃點(diǎn)至“燒毀”,或者燈工作至低于標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的壽命性能的任一要求時(shí)的累計(jì)時(shí)間。
平均壽命(Life):(50%燈實(shí)效時(shí)的壽命)
燈的光通維持率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求并能繼續(xù)燃點(diǎn)至50%的燈達(dá)到單只壽命時(shí)的累計(jì)時(shí)間。
燈頭種類:E27,E14,B22,E26,E12,B15,E40,GU10,GU5.3 …
六、節(jié)能燈的組成及種類
一個(gè)基本的節(jié)能燈由燈頭、塑殼、電子鎮(zhèn)流器、熒光燈管等組成。
電子鎮(zhèn)流器由電阻、電容、電感、磁環(huán)、晶體管等組裝在PCB上構(gòu)成的。
節(jié)能燈的種類:
U型節(jié)能燈:2U、3U、4U、6U、8U …
半螺旋節(jié)能燈
全螺旋節(jié)能燈
異型節(jié)能燈:蓮花型、梅花型、燭泡型、球泡型、發(fā)射罩……
 
燈管的功率和燈管的長(zhǎng)度和粗細(xì)有關(guān),總長(zhǎng)越長(zhǎng),管徑越粗,燈管所能達(dá)到的功率越大。
燈管的粗細(xì)表示方法有兩種:直標(biāo)法,如Φ12mm,指燈管直徑為12mm;用T來(lái)表示燈管的直徑,如T2,指燈管的管徑在7mm左右。1T=1/8英寸,1英寸=25.4mm。
T1=1/8英寸=3.175mm
T2=1/4英寸=6.35mm
T3=3/8英寸=9.525mm
T4=1/2英寸=12.7mm
T5=5/8英寸=15.875mm
T8=1英寸=25.4mm
T12=3/2英寸=38.1mm
 
常規(guī)的燈管管徑有:
 <5mm – T1
7.2mm–T2
9mm- T3
10mm –T3
12mm – T4
14.5mm – T5
16mm – T5
17mm – T5
19mm – T5
 
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