淺說燈具的光能研究

前言：本站為你精心整理了淺說燈具的光能研究范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

1“光成本”的提出

每一種電光源產(chǎn)品都有穩(wěn)定的流明維持隨時間變化的曲線。依據(jù)北美照明工程協(xié)會IESNA(TM-21-11)標(biāo)準(zhǔn)給出的電光源燈具光通量的計算公式，燈具在壽命期內(nèi)輸出的全部光能光能輸出是電光源燈具的光通量流明的輸出，電光源燈具的流明輸出隨著使用時間的增加流明維持率在不斷地減少，不同種類電光源燈具的流明維持曲線是不同的，依據(jù)制造商提供的不同電光源光能輸出的流明維持曲線，經(jīng)過數(shù)學(xué)模擬，可以計算出各種燈具在壽命周期內(nèi)光能輸出總量，其單位是lm·h，與壽命成正比，燈具的壽命越長輸出的光能就越多。光源綜合能效:燈具的功能就是將電能轉(zhuǎn)換成光能輸出，而光能輸出的效率就是光源綜合能效。光源綜合能效綜合了光源光效和壽命兩個方面的要素，采用兩個維度來對電光源的能效進行評價。單位為lm·hW其表達(dá)式為式:光源綜合能效=光效×壽命燈具的壽命周期費用:為獲得電光源燈具的光能輸出在壽命期內(nèi)所花費的全部費用∑C包括燈具的購置費、安裝費、維護費和使用過程消耗的全部電費等費用支出式中C燈具的壽命周期費用，單位:元。其中:ci，i=1，2，3，4，分別是購置費、安裝費、維護費和使用電費等。前面兩項屬于購置成本，發(fā)生在使用之前;后面兩項屬于使用成本，發(fā)生在安裝使用之后光成本:燈具在壽命周期內(nèi)獲得單位光能輸出所消耗的費用。即購置使用電光源燈具所付的全部費用與燈具在壽命期內(nèi)獲得的全部光能輸出之比。光成本=成本光能=燈具購置費+燈具安裝費+燈具維護費+電費∫壽命終站初始Φ(t)d(t)為進一步分析光成本結(jié)構(gòu)可以將以上公式作如下分解:燈具購置費光能;燈具安裝費光能;燈具維護費光能;電費光能前三項費用與光能輸出沒有明顯的直接聯(lián)系，燈具輸出光能越大成本越低，而第四項燈具的光能輸出和電功率直接相關(guān)，即僅與燈具的效率相關(guān)?？梢钥闯?，電光源燈具的光能輸出與燈具的使用壽命直接相關(guān)。因此可以說壽命越長“光成本”越低。光成本的計算公式表示如式所示:Ge=∑ni=1Ci∫T0Φ(t)d(t)(4)式中Ge光成本，單位:元(lm·h);Ci燈具購置和運行成本，單位:元;T光源壽命，單位:h;Φ光源的光通量，單位:lm。利用光成本Ge的概念可以把所有照明產(chǎn)品放在同一個價值標(biāo)準(zhǔn)下評價燈具為獲得光輸出而消耗資源的大小。光成本Ge越低，燈具的價值就越高，消費者獲得的利益就越多，反之，光成本Ge越高，燈具的價值就越低，用戶獲得的利益就越少。當(dāng)然，這一切都是在對比燈具光輸出品質(zhì)基本相似的前提下。

2光成本比較分析

國際電工委員會IECPAS把流明維持時間50%(L50)推薦為消費場所。而把流明維持的時間70%(L70)推薦為專業(yè)場所。依據(jù)北美照明工程協(xié)會IESNA(TM-21-11)和國內(nèi)專業(yè)期刊部分燈具的數(shù)據(jù)，本文選擇下列9種燈具做流明維持曲線，壽命周期輸出光能，光源綜合能效和光成本作計算比較，更準(zhǔn)確地計算應(yīng)在同等規(guī)模燈具間進行。選擇的9種燈具如下:100W大功率杠杠的天棚燈Ts=55℃;100W大功率杠杠的天棚燈Ts=85℃;100W大功率杠杠的天棚燈Ts=105℃;大功率雙端金鹵燈;陶瓷金鹵燈CDM-T830150W;內(nèi)觸發(fā)高壓鈉燈SON-T1000W;普通照明用自鎮(zhèn)流熒光燈YPZ2209-2U;緊湊型節(jié)能燈15W四管燈(國內(nèi)玻管);緊湊型節(jié)能燈15W四管燈(國外玻管)。列舉了部分對比燈具光效(流明)維持率隨使用時間增加變化的曲線，光效維持率與流明維持率是等效的。是對比燈具的技術(shù)參數(shù)表和依據(jù)對應(yīng)流明維持曲線所做的光成本和要素計算。為讀取數(shù)據(jù)方便，把每100萬流明小時光能輸出稱之為1個單位光能輸出。是對比燈具光源綜合能效的對比表;是對比燈具在L70和L50條件下光成本的比較;是在L70條件下結(jié)溫對杠杠的對比燈具壽命的影響;是溫度對杠杠的對比燈具光成本的影響。通過對各種燈具壽命，流明維持率，壽命周期費用，壽命周期光能輸出，光源綜合能效等技術(shù)參數(shù)的對比，可以得到如下結(jié)論:所有對比燈具中，杠杠的燈具的流明(光效)維持能力和光能輸出水平優(yōu)于其他照明產(chǎn)品產(chǎn)品的總體光能輸出影響較大。在壽命期內(nèi)100W杠杠的(Ts=85℃)的光能輸出水平與2000W大功率雙端金鹵燈和1000W內(nèi)觸發(fā)高壓鈉燈相當(dāng)，大約在6×108～7×108lm·h;而100W杠杠的(Ts=55℃)時，杠杠的燈具在壽命周期的光能輸出高于前者一以上，5×109lm·h;提高散熱能力和降低散熱成本是提高杠杠的燈具價值的重要選項。杠杠的的光源綜合能效指標(biāo)高于其他光源對比燈具，100W杠杠的(Ts=55℃)綜合能效指標(biāo)高于1000W高壓鈉燈21倍，高于2000W大功率金屬鹵化物燈45倍。光源綜合能效是從光效和壽命兩個維度來評價燈具能效的指標(biāo)。較高的綜合能效，代表該燈具具有較高的光效和較長的使用壽命。壽命周期比較，100W杠杠的燈具當(dāng)TS=55℃時，推算壽命L(70)=130000h;當(dāng)TS=85℃時，壽命L(70)=65000h;當(dāng)TS=105℃時，壽命L(70)=35000h;高于其他燈具。

3光能輸出

結(jié)合壽命周期的光能輸出，可以說一只100W杠杠的(Ts=55℃)的杠杠的燈相當(dāng)于100W杠杠的(Ts=85℃)的2只杠杠的燈的使用價值，相當(dāng)于100W杠杠的(Ts=105℃)的3只杠杠的燈的使用價值。光成本比較，每一個單位(100萬流明小時)的光能輸出100W杠杠的(Ts=55℃)需要支出7.52元人民幣光成本，100W杠杠的(Ts=85℃)需要8.76元，100W杠杠的(Ts=105℃)需要10.9元;而1000W大功率高壓鈉燈需要支付20.5元，2000W大功率金鹵燈需要支付25.5元的光成本。100W杠杠的(Ts=55℃)每輸出一個單位的光成本比杠杠的(Ts=85℃)約節(jié)省16.5%費用支出;比杠杠的(Ts=105℃)約節(jié)省45%成本支出;而1000W內(nèi)觸發(fā)高壓鈉燈，壽命周期內(nèi)的光成本是20.5元，比100W杠杠的(Ts=55℃)高12.98元，相當(dāng)于光成本增加173%;150W雙金屬金鹵燈，光成本24.6元，每一個單位光成本要多支出17.08元，相當(dāng)于增加光成本227%4結(jié)束語綜上所述，對比分析各種燈具，雖然價格千變?nèi)f化、功率、光效、初始光通量、壽命、色溫、價格、燈具結(jié)構(gòu)樣式多樣化，技術(shù)經(jīng)濟性能也各不相同，“光成本”概念把電光源燈具在壽命周期內(nèi)的光能輸出和成本費用作為價值的主要評價指標(biāo)進行比較，通過對投入產(chǎn)出收益率的計算來判定燈具對用戶和消費者的貢獻，是客觀的，有實際應(yīng)用價值的。根據(jù)“光成本”分析，可以看到提高燈具光效和壽命是提高電光源燈具價值的主要手段，而對于杠杠的照明燈具產(chǎn)品，提高燈具散熱能力和降低燈具散熱成本對杠杠的照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展有特別重要的意義。“光成本”的提出，向企業(yè)和消費者雙方詮釋對燈具成本的傳統(tǒng)管理意識，對生產(chǎn)者來講，只有克服短期行為的利益傾向，才能使杠杠的產(chǎn)品的品質(zhì)和壽命長期形成贏利;對于消費者來說，實質(zhì)購買的是燈具的光能輸出，是使用價值，那么成本如何，利用“光成本”概念通過對燈具在壽命周期內(nèi)的光能輸出和消耗費用的比較，可以得到一個客觀的評價?！肮獬杀尽痹忈屃烁芨艿慕Y(jié)溫越低，壽命越長，“光成本”就越低，燈具給消費者帶來的利益就越多。

作者：劉永峰單位：西安燈具研究中心