Ф.П. Говоров, докт. техн. наук, проф.

Харьковская национальная академия городского хозяйства

Н.И. Носанов, канд. техн. наук, Т.И. Романова магистр

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, г. Макеевка

В статье рассматриваются вопросы синтеза новых высокоэффективных источников света для жилищно-коммунального хозяйства городов на основе светодиодов, обеспечивающих уменьшение потребления электроэнергии и затрат на обслуживание систем освещения.

Постановка проблемы

На освещение внутридомовых помещений различного назначения используется значительное количество электроэнергии. Самыми крупными ее потребителями в коммунальном хозяйстве являются жилые дома, в которых ежегодно расходуется в среднем 400 кВт·ч на человека, из них примерно 120 кВт·ч потребляется в осветительных установках общедомовых помещений, оборудованных малоэффективными источниками света.

В настоящее время для искусственного освещения внутридомовых помещений наиболее широко применяются лампы накаливания (ЛН) благодаря простоте их конструкции, малым размерам, низкой стоимости и удобству эксплуатации. Однако они обладают низкой световой отдачей (5–15 лм/Вт в зависимости от мощности) и небольшим сроком службы (до 1000 ч в зависимости от фактического напряжения в сети).

Линейные люминесцентные лампы (ЛЛЛ) имеют высокую световую отдачу (до 75 лм/Вт) и большой срок службы (10 тыс. ч и более) и значительно лучшую цветопередачу, но у них есть ряд недостатков, таких как большие размеры (что усложняет конструкцию светильника), необходимость применения специальной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА), а также наличие вредных для зрения пульсаций светового потока и постепенное его снижение в процессе горения, проблемность работы при отрицательных температурах, проблемы экологии, обусловленные наличием ртути внутри колбы ламп. Для освещения общедомовых помещений жилых зданий ЛЛЛ пока применяют ограниченно из-за больших затрат на осветительные установки – сами лампы и работы по их замене в 6–8 раз дороже, чем у ЛН. Это связано и с необходимостью изготовления светильников в антивандальном исполнении, а также с нестабильностью температуры и высокой влажностью окружающего воздуха.

Несмотря на то, что ЛЛЛ в 4 раза экономичнее ЛН, наличие больших затрат на осветительные установки делает их менее эффективными по сравнению с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ), которые, создавая равный с ЛН световой поток, потребляют в 5 раз меньше электроэнергии и при этом обладают в 10 раз большим сроком службы (10 тыс. ч). Их световая отдача достигает 55–65 лм/Вт. Благодаря встроенному в цокольную часть электронному ПРА эти лампы практически не создают неприятных пульсаций светового потока и не создают тепловых потоков. Но установка КЛЛ в закрытый стеклом-рассеивателем светильник цоколем вверх приводит к значительному снижению светового потока и перегреву ПРА лампы, а при отсутствии стекла-рассеивателя открытые светящиеся трубки КЛЛ будут создавать существенный зрительный дискомфорт. Кроме того, КЛЛ содержат ртуть, чем обусловливают сохранение проблемы экологичности.

Поэтому одним из наиболее перспективных направлений комплексного решения проблемы повышения эффективности и качества осветительных установок внутридомовых помещений является использование современных высокоэффективных светодиодных источников света (СДИС).

источники искусственного света, выполненные на основе светодиодов (СД), обладают рядом положительных характеристик, основные из которых – длительный срок службы (до 100 тыс. ч непрерывной работы), низкое энергопотребление (менее 10 % по сравнению с ЛН), малое тепловыделение, отсутствие ПРА, экологическая безопасность в связи с отсутствием в их составе ртути, опасных газов и напылений, высокая механическая прочность и надежность, ударная и вибрационная устойчивость благодаря использованию рассеивателя из полимерного материала и т.д., с одной стороны. В то же время, важным недостатком таких ламп является высокое значение первоначальных затрат, связанных с высокой стоимостью светодиодных элементов. В целом это перспективные источники света, и в будущем при их внедрении возможна значительная экономия электрической энергии и цветных проводниковых материалов. Однако эффективность СДИС на конкретном временном интервале должна оцениваться применительно к сложившейся к этому времени системе цен.

Цели и задачи исследований

Целью данной работы являются создание разработка новых высокоэффективных источников света на основе светодиодов и оценка эффективности их применения в системах внутридомового освещения.

Для реализации поставленной цели были выполнены анализ и сравнительная оценка существующих методов и технических средств внутридомового освещения, выбраны метод расчета и методика синтеза световых приборов на основе светодиодов...

Полную версию статьи читайте в журнале