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節(jié)能燈知識培訓

   2014-10-29 中國節(jié)能網6270
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(國外簡稱CFL),它是1978年由國外廠家首先發(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(國外簡稱CFL),它是1978年由國外廠家首先發(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(是普通燈泡的8倍),體積小,使用方便等優(yōu)點,現(xiàn)已被普遍使用。"].` XC X F#}"Z  
(@ s-u M C9f5L節(jié)能燈主要是通過鎮(zhèn)流器給燈管燈絲加熱,大約在1160K溫度時,燈絲就開始發(fā)射電子(因為在燈絲上涂了一些電子粉),電子碰撞氬原子產生非彈性碰撞,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,達到5000小時以上,由于它不存在白熾燈那樣的電流熱效應,熒光粉的能量轉換效率也很高,達到每瓦50流明以上。一只7瓦的三基色節(jié)能燈亮度相當于一只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50年代以后的熒光燈大都采用鹵磷酸鈣,俗稱鹵粉。鹵粉價格便宜,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、藍三色光的熒光粉氧化釔(發(fā)紅光,峰值波長為611nm)、多鋁酸鎂(發(fā)綠光,峰值波長為541nm)和多鋁酸鎂鋇(發(fā)藍光,峰值波長為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)能熒光燈的來由。可以說,稀土元素三基色熒光粉的開發(fā)與應用是熒光燈發(fā)展史上的一個重要里程碑。沒有三基色熒光粉,就不可能有新一代細管徑緊湊型高效節(jié)能熒光燈的今天。但稀土元素三基色熒光粉也有其缺點,其最大缺點就是價格昂貴。
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、光度術語
1)光通量:發(fā)光體在單位時間內所發(fā)出的光度能量。其單位用流明(lm)表示。它用來描述發(fā)光體整個發(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,符號是lm/W。光效是表征發(fā)光體電光轉換效率的主要參數(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)來量度。
4)發(fā)光強度:點光源在特定方向上單位立體角內所發(fā)射的光通量,其單位是流明/球面積(lm/Sr),或用坎德拉(Candela),符號是cd。
5)亮度:單位元表面在某一方向上的光強密度,也就是該方向上光源的發(fā)光強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。相應的紫外輻射度可用w/ m2或μw/c m2表示。
2、色度術語
光源的顏色特性主要表現(xiàn)在兩個不同方面,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察到的光源顏色,色表的概述是相對日光而言的。例如:高壓汞燈看起來潔白晶亮,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,該黑體的溫度就稱為光源的色溫,單位用“K”表示。因為黑體輻射光源發(fā)射連續(xù)光譜,而熒光燈氣體放電光源所產生的輻射大多是線狀光譜,所以用相關色溫來表征上述色溫。
3)相關色溫:氣體放電光源輻射出來光的顔色與黑體在某一溫度下輻射光的顔色最接近,此時黑體的溫度就是該光源的相關色溫,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;     ?、馨咨?500K)—RB;⑤暖白色(3000K)—RN;⑥白熾燈色(2700K)-RD。
還有另一種說法:
  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。適用于家庭、住宅、宿舍、賓館等場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。適用于商店、醫(yī)院、辦公室、飯店、餐廳、候車室等場所。
  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,使人精力集中。適用于辦公室、會議室、教室、繪圖室、設計室、圖書館的閱覽室、展覽櫥窗等場所。
 
注1:色溫不是指的溫度,而是光源顏色的表示方法。 K指開爾文,絕對溫度的單位符號。0K= -273.15℃,0K指的是理想氣體體積變?yōu)榱愕淖畹蜏囟?,即熱力學溫度(絕對溫度)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。
光源的顯色性按國際照明委員會(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)流器被廣泛應用。
電子鎮(zhèn)流器是將低頻的交流電通過整流轉變?yōu)橹绷麟?,再經過逆變器變換為較高頻率的交流電,由高頻能量來驅動一只或幾只燈管,使之啟輝點亮并正常工作。逆變器一般工作于20-70KHz的高頻,輸出級采用LC串聯(lián)諧振電路,通過高頻高壓將燈點燃,在正常點燃后由電感限制燈的電流。因為頻率很高,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)流器的一些專用術語和名詞。
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構時是不可拆卸的。
電子鎮(zhèn)流器(Ballast):指安裝在電源與一個或幾個熒光燈之間,將電源的交流電壓變換為高頻的交流電,使燈(單支或多支)正常啟動和穩(wěn)定工作的變換器或電子裝置。
獨立式鎮(zhèn)流器:指可以安裝在燈具之外無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裝式鎮(zhèn)流器,外殼可按標識提供全部必要的防護。這種鎮(zhèn)流器在其產品標識上應加一個特殊符號,在國家標準中有明確的規(guī)定。
內裝式鎮(zhèn)流器:指只能安裝在某一個燈具、盒體、外殼或類似殼體內的鎮(zhèn)流器。
整體式鎮(zhèn)流器:此類鎮(zhèn)流器是燈具的一個不可替換部件,不能與燈具分開來進行試驗。
基準鎮(zhèn)流器(Reference Ballast):是指專為試驗鎮(zhèn)流器或篩選基準燈而設計的鎮(zhèn)流器,主要特點是在額定頻率下具有穩(wěn)定的電壓-電流比,相對地不受電流、溫度和周圍環(huán)境變化的影響。
基準燈(Reference Lamp):指特選用于測試鎮(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,其電特性應接近有關燈標準中規(guī)定的標稱值。
標稱功率:鎮(zhèn)流器或整燈標稱的功率。
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鎮(zhèn)流器配套工作時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鎮(zhèn)流器配套工作時的光通量的比值。符號記為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,當高頻燈電流為正弦波且其包絡線為一條直線時,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)流器處于燈開路或不能啟動等非正常狀態(tài)。在異常狀態(tài)下,電子鎮(zhèn)流器的安全性應不受到損害,即電子鎮(zhèn)流器在異常狀態(tài)下應有保護功能。
整流效應(Rectification Effect):在熒光燈壽終時,由于一個陰極損壞或發(fā)射電子不足,引起燈的弧光電流在連續(xù)半周期中經常不一致的效應。
初始值(Initial Values):指等老練100H測得的光電參數(shù)值。
光通維持率(Lumen Maintenance):燈在規(guī)定條件下燃點,在壽命期間內一特定時間的光通量與該燈的初始光通量之比,以百分數(shù)表示。
壽命(Life):指一只成品燈從燃點至“燒毀”,或者燈工作至低于標準中所規(guī)定的壽命性能的任一要求時的累計時間。
平均壽命(Life):(50%燈實效時的壽命)
燈的光通維持率達到標準要求并能繼續(xù)燃點至50%的燈達到單只壽命時的累計時間。
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度和粗細有關,總長越長,管徑越粗,燈管所能達到的功率越大。
燈管的粗細表示方法有兩種:直標法,如Φ12mm,指燈管直徑為12mm;用T來表示燈管的直徑,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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