Замена люминесцентных и ламп накаливания на светодиодные

Благодаря миниатюрным размерам светодиодов, инженеры научились создавать светильники самой разной конструкции, в том числе повторять форму люминесцентных и галогенных ламп. Не стали исключением и трубчатые люминесцентные лампы типа Т8 с цоколем G13. Их можно без особых усилий заменить аналогичной по форме трубкой со светодиодами, в значительной мере улучшив оптико-энергетические характеристики существующего светильника.

А нужно ли менять люминесцентные лампочки на LED-лампы?

На сегодняшний день можно уверенно сказать, что LED-лампочки любого форм-фактора практически по всем показателям превосходят люминесцентные аналоги. Причём светодиодные технологии продолжают прогрессировать, а значит, изделия на их основе будут ещё более совершенными в будущем. В подтверждение сказанного ниже приведена сравнительная характеристика двух видов трубчатых ламп.

Люминесцентные лампы Т8:

• наработка на отказ составляет порядка 2000 ч. и зависит от количества включений, но не более 2000 циклов;
• свет распространяется во все стороны, в связи с чем они нуждаются в отражателе;
• постепенное увеличение яркости в момент включения;
• пускорегулирующий аппарат (ПРА) служит источником сетевых помех;
• деградация защитного слоя со снижением светового потока на 30%;
• стеклянная колба и пары ртути внутри неё требуют бережного отношения и утилизации.

Светодиодные лампы Т8:

срок службы не менее 10 тыс. ч. и не зависит от частоты вкл./выкл.;

имеют направленный световой поток;

мгновенно включаются на полную яркость;

драйвер не оказывает влияния на электросеть;

потеря яркости не превышает 10% за 10 тыс. часов;

имеют значительно меньшую мощность электропотребления;

полностью экологически безопасны.

Кроме того, светодиодные лампы Т8 обладают вдвое большей светоотдачей при равном энергопотреблении, реже выходят из строя и имеют гарантию от производителя. Возможность размещения внутри колбы разного количества светодиодов позволяет добиться оптимального уровня освещённости. Это означает, что взамен люминесцентной лампы Т8-G13-600 мм на 18 Вт можно установить светодиодную лампу такой же длины на 9, 18 или 24 Вт.

Сокращение Т8 указывает на диаметр стеклянной трубки (8/8 дюйма или 2,54 см), а G13 – это тип цоколя, указывающий на расстояние между штырьками в мм.

Взвесив все «За» и «Против», можно сделать вывод, что переделка люминесцентного светильника под светодиодную лампочку полностью оправдана, как с технической, так и с экономической точки зрения.

Схемы подключения

Прежде чем перейти к модернизации светильника с заменой люминесцентных ламп Т8 на светодиодные, сначала нужно как следует разобраться со схемами. Все люминесцентные светильники подключаются по одному из двух вариантов:

на базе ПРА, в составе которого дроссель, стартер и конденсатор (рис.1);

на базе электронного балласта (ЭПРА), который состоит из одного блока – высокочастотного преобразователя (рис.2).

В растровых потолочных светильниках 4 люминесцентных трубки подключаются к 2 ЭПРА, каждый из которых обеспечивает работу двух ламп или к комбинированному ПРА, включающему 4 стартера, 2 дросселя и 1 конденсатор.

Схема подключения светодиодной лампы Т8 не содержит никаких дополнительных элементов (Рис.3). Стабилизированный блок питания (драйвер) светодиодов, уже встроен внутри корпуса. Вместе с ним под стеклянным или пластиковым рассеивателем находится печатная плата со светодиодами, закреплённая на алюминиевом радиаторе. Напряжение питания 220В может поступать на драйвер через штырьки цоколя, как с одной стороны (обычно на изделиях украинского производства), так и с обеих сторон. В первом случае штырьки, расположенные с другой стороны, выполняют функцию крепежа. Во втором случае с каждой стороны может быть задействован 1 или 2 штырька. Поэтому прежде чем модифицировать светильник, нужно внимательно изучить схему подключения, приведенную на корпусе LED-лампы или в документации к ней. Наиболее распространенными являются светодиодные лампы Т8 с подведением фазы и ноля с разных сторон, поэтому переделка светильника будет рассмотрена именно на таком варианте.

Что нужно переделать?

Внимательно посмотрев на схемы, даже неопытному электрику станет понятно, как подключить светодиодную лампу вместо люминесцентной. В светильнике с ПРА нужно выполнить следующие действия:

1. Отключить защитный автомат и убедиться в отсутствии напряжения.
2. Снять защитную крышку, получив доступ к элементам схемы.
3. Из электрической цепи исключить конденсатор, дроссель, стартер.
4. Отделить провода, идущие к клеммам патронов и подключить их напрямую к фазному и нулевому проводу.
5. Остальные провода можно удалить или заизолировать.
6. Вставить лампу Т8 G13 со светодиодами и произвести пробное включение.

Контакты в виде штырьков для подключения светодиодной лампы Т8 отмечены на её цоколе символами «L» и «N».

Переделать люминесцентный светильник с электронным балластом ещё проще. Для этого достаточно выпаять или перекусить кусачками провода, идущие к балласту и выходящие из него. Затем фазовый и нулевой провод соединить с проводами левого и правого патронов светильника. Место соединения заизолировать, вставить LED-лампу и подать напряжение питания.

Намного проще выполнить установку и подключение светодиодной лампы Т8 в фирменных светильниках Philips. Нидерландская компания максимально упростила задачу своим потребителям. Чтобы установить светодиодную лампу длиной 600 мм, 900 мм, 1200 мм или 1500 мм, нужно будет выкрутить стартер, а на его место вкрутить заглушку, которая поставляется в комплекте. Разбирать корпус светильника и демонтировать дроссель в этом случае не нужно.

При выборе светодиодной лампы Т8 G13 стоит обращать внимание на исполнение цоколя. Он может быть поворотным или иметь жёсткое соединение с корпусом. Наиболее универсальными принято считать модели с поворотным цоколем. Их можно вкрутить в любой переделанный светильник, как с вертикальными, так и с горизонтальными прорезями в патроне. А ещё, регулируя угол наклона лампы, можно изменить направление светового потока.

Не редко в интернете встречаются негативные отзывы о том, что срок службы светодиодных ламп Т8 намного меньше заявленного. Как правило, такие комментарии оставляют люди, купившие китайский «no name» по цене люминесцентной лампы. Естественно качество светодиодов и драйвера не дадут ей проработать даже одного года.

LED лампы по многим параметрам соответствуют люминесцентным: размеры и внешний вид, яркость свечения, одинаковый цоколь. Отличаются светодиоды от ламп дневного света длительным сроком службы, источником света и отсутствием надобности в специальной утилизации.
Благодаря такой схожести появилась возможность сэкономить – заменить в вышедших из строя или устаревших светильниках только источник света, оставив прежний каркас.

Замена люминесцентных ламп на светодиодные не требует особых навыков – при наличии алгоритма действий с переделкой самостоятельно справится и домашний мастер.

Преимущества переделки

Минимальное значение продолжительности работы LED лампы, заявленное производителями, – 30 000 часов. Многое зависит от светоэлементов и электронного балласта. Но выгода переделки люминесцентного прибора освещения очевидна по ряду причин.

Рассмотрим, что лучше – LED светильники или лампы дневного света:

1. Главное отличие люминесцентных ламп от светодиодных – энергозатратность. Люминесцентные приборы затрачивают на 60% больше электричества.
2. Светодиодные осветительные приборы более долговечны в работе. Среднее значение продолжительности службы – 40-45 тысяч часов.
3. Светодиоды не нуждаются в обслуживании и ревизировании, достаточно убирать пыль и иногда менять трубки.
4. LED трубки не мигают, их целесообразно устанавливать в детских учреждениях.
5. Трубки не содержат ядовитых веществ, не требуют утилизации после окончания срока службы.
6. Светодиодные аналоги люминесцентных ламп работают и при перепадах напряжения в сети.
7. Следующее преимущество светодиодов – наличие моделей, рассчитанных на работу от напряжения питания от 85 В до 265 В. Для лампы дневного света требуется беспрерывное питание в 220 В или близко к этому.
8. LED аналоги практически не имеют недостатков, исключение – высокая стоимость премиум моделей.

Светильники с электромагнитным ПРА

При переделке люминесцентного прибора в светодиодный обратите внимание на его конструкцию. Если переделываете старую лампу времен Советского Союза со стартером и электромагнитным ПРА (пускорегулирующий аппарат), модернизация практически не требуется.

Первый шаг – вытащите стартер, подберите светодиод необходимого размера и вставьте в корпус. Наслаждайтесь ярким и экономным освещением.

Если не демонтировать стартер, замена люминесцентных ламп на светодиодные может привести к короткому замыканию. Дроссель убирать не обязательно. Потребляемый ток светодиода – в среднем 0,15 А; деталь будет служить в роли перемычки.

После замены ламп светильник останется прежним, менять крепление на потолке нет необходимости. Трубки оснащены встроенными в корпус драйверами и блоками питания.

Переделка светильника с электронным ПРА

Если модель осветителя более современная – электронный ПРА дроссель и нет стартера – придется приложить усилия и изменить схему подключения светодиодных трубок.
Составляющие светильника до замены:

• дроссель;
• провода;
• колодки-патроны, расположенные по обоим бокам корпуса.

От дросселя избавляемся в первую очередь, т.к. без этого элемента конструкция станет легче. Откручиваете крепление и отсоединяете провода питания. Воспользуйтесь для этого отверткой с узким наконечником или пассатижами.

Главное – подключить 220 В на концы трубки: фазу подать на один конец, а ноль – на другой.

У светодиодов есть особенность – 2 контакта на цоколе в виде штырьков соединены между собой жестко. А у люминесцентных трубок контакты соединяются нитью накала, которая при раскалении зажигает пары ртути.

В осветительных приборах с электронным ПРА не используется нить накала, и между контактами пробивается импульс напряжения.

Между контактами с жестким соединением не так просто подать 220 В.

Чтобы убедиться в правильной подаче напряжения, вооружитесь мультиметром. Настройте прибор на режим измерения сопротивления, дотроньтесь измерительными щупами до двух контактов и сделайте замеры. Табло мультиметра должно показать нулевое значение или близкое к нему.

У ЛЭД светильников между выводящим контактами находится нить накала, у которой есть свое сопротивление. После подачи напряжения через нее нить накаляется и приводит лампу в работу.
Дальнейшее подключение светодиодной лампы рекомендуется делать 2 методами:

• без демонтажа патронов;
• с демонтажем и установкой перемычек между контактами.

Без демонтажа

Отказаться от демонтажа патрона – более простой способ: нет необходимости разбираться в схеме, мастерить перемычки, лезть в середину патрона и возиться с контактами. До демонтажа нужно купить несколько зажимов Wago. Уберите провода, ведущие к патрону, на расстояние 1-2 см. Заводите их в зажим Wago.

Аналогичные действия проделайте с другой стороны осветительного прибора. Остается подать в клеммник с одной стороны фазу, с другой – ноль. Если не удалось приобрести зажимы, скрутите провода под колпачок СИЗ.

С демонтажем патронов и установкой перемычек

Этот способ скурпулезней, но не нуждается в покупке дополнительных деталей.
Алгоритм действий:

1. Снимаем осторожно крышки с боков светильника.
2. Демонтируемых патроны с изолированными контактами, расположенными внутри. Внутри патрона находятся также пружинки, которые необходимы для лучшего крепления лампы.
3. К патрону ведут 2 питающих провода, которые крепятся в специальных контактах без винтов защелкиванием. Прокручивайте их по и против часовой стрелки. После этого усилием достаем один из проводов.
4. Т.к. контакты изолированы, при демонтаже какого-то из проводов ток будет проходить только через одно гнездо. На работоспособность светильника это не повлияет, но лучше поставить перемычку и тем самым усовершенствовать прибор.
5. Благодаря перемычке не нужно пытаться ловить контакт путем поворота светодиодной трубки в стороны.
6. Сделать приспособление рекомендуется из лишних питающих проводов основного осветительного прибора, которые останутся после работы по замене ламп.
7. Следующий шаг – проверка наличия цепи между изолированными разъемами после установки перемычки. Аналогичные действия совершаем на другой стороне лампы.
8. Проследите за оставшейся частью провода питания. Он должен быть нулевым, а не фазным. Остальное убираете пассатижами.

Люминесцентные светильники на две, четыре и более ламп

Если переделываете светильник на 2 или больше ламп, рекомендуется разными проводниками подвести напряжение к каждому из разъемов. Конструкция имеет недостаток при установке перемычки между несколькими патронами. Если первая трубка установлена не на свое место, вторая не засветит. Вынимаете первую трубку – вторая гаснет.

На клеммную колодку, на которую подключаются по очереди фаза, ноль, земля, сведите проводники, подающие напряжение.

До крепления светильника к потолку проверьте работу ламп. Подайте напряжение; в случае необходимости отрегулируйте отходящие контакты.

ЛЭД лампы выдают направленный луч света в отличие от приборов дневного света, у которых освещение происходит на 360°. Но функция поворота на 35° в цоколе и вращение непосредственно самого цоколя помогут отрегулировать и направить поток света в нужную сторону.
Этой функцией оснащен не каждый цоколь в лампе. В таком случае передвиньте крепление патрона на 90°. После проверки крепите прибор на нужное место.

Преимущества замены ламп очевидны:

• способы переделки не требуют специальных навыков и знаний, кроме того, дешевые;
• экономичнее расход электроэнергии;
• освещенность выше, чем у люминесцентных приборов.

Продлевайте жизнь устаревшим светильникам и получайте наслаждение и пользу от яркого, доступного освещения.

Экономическое обоснование замены люминесцентных ламп на светодиодные в рамках общеобразовательной школы

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Все чаще и чаще в последнее время повышается цена на электроэнергию. Это может быть связано прежде всего с тем, что запасы энергоресурсов сокращаются, повышаются затраты на добычу электроэнергии. Тем временем, в современном мире появилось огромное множество новых электронных приборов, массовое использование которых, увеличивает потребление электричества. Это дает дополнительную нагрузку на подстанции, они не справляются, происходят поломки все чаще и чаще, ведь они не рассчитаны на такие нагрузки.

Тема исследования является актуальной, так как на сегодняшний день вопрос энергосбережения, в частности освещения помещений, и экономической эффективности его внедрения стоит особо остро. Более того, как справедливо отмечает Е. А. Сысоева, «энергосбережение является общегосударственной задачей». Д. В. Мишин поддерживает исследователя, называя проблему «рациональным использованием энергии». Особенно это актуально в школах и прочих учебных заведениях, где возникает вопрос о здоровье учащихся, в котором освещение играет немалую роль. В большинстве российских школ до сих пор применяется освещение с использованием ламп накаливания, однако, постепенно школы переходят на современные методы освещения.

Целесообразность выбора темы связана с тем, что в процессе перехода перед руководством встает вопрос об оптимальном выборе ламп для использования в школах. Руководству школ следует учитывать стоимость ламп, которые они хотят приобрести, а также их соответствие всем нормам для обеспечения максимальной безопасности здоровью учеников. При четком понимании разницы между видами ламп, а также особенностями их функционирования сделать правильный выбор в разы проще.

Целью работы является описание основных видов светодиодных и люминесцентных ламп и их характеристика.

Основные задачи работы:

1. изучить основные характеристики люминесцентных и светодиодных ламп;
2. проанализировать особенности функционирования люминесцентных и светодиодных ламп;
3. установить преимущества и недостатки применения различных видов ламп.

Объект исследования: светодиодные и люминесцентные лампы,

Предмет исследования: экономическое обоснование использования данных видов ламп.

Ввиду малой изученности данной проблемы, теоретическая значимость исследования состоит в систематизации видов ламп, описании их основных характеристик применительно к освещению в учебных заведениях и характеристике экономической эффективности применения определенного вида ламп.

Материал исследования составили работы Е. А. Сысоевой, Д. В. Мишина, Д. В. Сандольской, Зильбернагель В. В., Зильбернагель А. В., а также ведущих ученых ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского».

В работе использованы методы анализа, обобщения, системного подхода.

Работа включает введение, три раздела, выводы, список использованных источников.

Для более четкого определения оптимального выбора ламп, используемых в школах необходимо описать ключевые плюсы и минусы, а также различия в видах светодиодных и люминесцентных ламп.

Светодиодная лампа — это достаточно сложное электронное устройство с несколькими десятками деталей, от которых зависит качество света, безопасность его для здоровья и долговечность лампы.

Светодиодные светильники используются в самых разных помещениях: жилых, производственных, офисных, торговых, учебных. Они отличаются длительным сроком службы, компактностью и строгим дизайном, что позволяет удачно вписывать их практически в любые интерьеры. Для российского потребителя это относительно новый тип осветительных приборов. Высокая стоимость таких светильников и противоречивые данные об их качественных характеристиках заставляют покупателей внимательнее относиться к выбору изделий. Необходимо разобраться в вопросах безопасности и экономической целесообразности использования светодиодных осветительных приборов.

Впервые светодиоды появились на рынке около полувека назад, и за это время их конструкция претерпела целый ряд качественных изменений.. Д. В. Мишин несомненно отдает предпочтение использованию люминесцентных ламп (по сравнению с лампами накаливания).[5] Среди преимуществ исследователь на первом месте ставит окупаемость.[5] Их характеристики говорят сами за себя:

1) ресурс работы. 50 000–100 000 часов;

2) мощность: чтобы правильно подобрать светодиодный светильник по мощности, необходимо разделить мощность заменяемой лампы накаливания примерно на 8;

3) цветовая температура: распространены светильники с показателем от 3000 К до 5000 К;

4) световой поток: для офиса должен составлять 3200 лм от одного светильника, для улицы — от 6000 лм. Класс защиты (IP) от внешних воздействий и условий работы. Для офиса достаточно IP40, для пыльного помещения — IP50, для улицы — IP65;

5) напряжение и частота питания — 220 В, 50 Гц;

6) эффективность: в настоящее время эффективность качественных светодиодов составляет 90–120 лм/вт.

Эффективность использования люминесцентных ламп особенно подчеркивается в статье Зильбернагель В. В., который не только представил описание годовых затрат на употребление подобных ламп, но и привел ряд рекомендаций по их использованию. [2]

Таким образом, в настоящее время светодиоды считаются самым перспективным источником освещения

1.2. Преимущества и недостатки

У светодиодных ламп много плюсов по сравнению с обычными лампами накаливания и люминесцентными лампами:

— Безопасность (светодиодные светильники не содержат ртуть и защищены прочными рассеивателями, которые сложно разбить, отсутствует мерцание – вредное для глаз). Согласно нормам, коэффициент пульсации светильников для детских образовательных учреждений не должен превышать 10%. У люминесцентных ламп этот показатель достигает 25-40%. Коэффициент пульсации светодиодных светильников

Старт в науке

Учредителями Конкурса являются Международная ассоциация учёных, преподавателей и специалистов – Российская Академия Естествознания, редакция научного журнала «Международный школьный научный вестник», редакция журнала «Старт в науке».