Светодиодные светильники для минусовых температурах

Особенности работы светодиодных светильников при низких температурах

Является достоверным фактом, что повышенные температуры сокращают срок службы светодиодов и светильников на их основе. Сфера максимально низких температур менее изучена, но ряд закономерностей работы светодиодных светильников в этой области позволяет принимать взвешенное решение при выборе светильников для северных регионов страны.

Работа светодиодов в обычных условиях

Прохождение электрического тока через светодиод вызывает его нагрев и это обстоятельство вынуждает разработчиков принимать меры для отвода тепла. Выделение тепла на единицу светового потока у светодиодных кристаллов существенно меньше, чем у ламп накаливания, однако для мощных LED светильников это обстоятельство представляет серьезную проблему.

Второй стороной этой проблемы являются температура окружающего воздуха. Ее повышенное значение накладывается на нагрев светодиодного кристалла и вызывает его световую и функциональную деградацию. Так, повышение температуры эксплуатации светодиодного кристалла с 25 до 50°С в три раза сокращает срок службы светодиодной лампы или светильника.

Светодиод и его долговечность при низких температурах

Пониженная температура эксплуатации является для светодиода фактором увеличивающим его безупречную работу до неизвестных пока величин. Проверенным фактом выступают данные, что при температуре корпуса меньше 20°С, срок работы светодиодных кристаллов превышает 100 000 часов, что составляет более 11-ти лет непрерывной эксплуатации.

Дальнейшее снижение температурных условий эксплуатации светодиода и источников света на его основе приводит к полному отсутствию деградации светового потока кристаллов.

Конструктивные особенности низкотемпературного светодиодного светильника

Кроме положительного влияния низкотемпературных факторов на работу самого светодиода, есть несколько особенностей, влияющих на эксплуатацию светодиодных светильников, которые существенным образом отражаются на их цене:

сочетание низких температур окружающей среды и ее более высоких значений при работе светодиодных кристаллов или матриц приводит к эффекту конденсации влаги из воздуха на холодных частях корпуса светильника. В низкотемпературных источниках света должны присутствовать специальные меры по отводу конденсата, без потери класса пыле и влагозащиты;

наличие в блоках питания таких элементов сглаживания пульсаций напряжения, как электролитические конденсаторы, требует от производителя применения качественных изделий. Электролит обычных конденсаторов на холоде густеет и емкость конденсатора падает. Специальные, низкотемпературные серии электролитов способны работать без потери характеристик до температуры минус 60°С.

При выборе способа установки светильника в северных регионах следует учитывать, что светодиоды не содержит в своем спектре инфракрасных лучей, и намерзающий из-за осадков лед на нижней поверхности плафонов, горизонтально установленных источников света, не будет оттаивать, как это происходит в источниках света с лампами накаливания.

Перед тем как купить светодиодный светильник с хорошими низкотемпературными параметрами, следует внимательно ознакомиться с его характеристиками. Специалисты компании Коэнко всегда готовы оказать любую квалифицированную помощь в выборе таких источников света.

Источник

Уличные светодиодных светильников в регионах с холодным климатом

Большая часть России расположена в зонах с холодным климатом. И вопросы уличного освещения в регионах становятся очень острыми. Некоторые территории страны имеют вечномерзлую землю и отрицательные средние летние температуры. Зимой же в таких городах, как Ухта, Мурманск, Красноярск или Новосибирск, морозы могут достигать -50 °С. Как в таких условиях обеспечить население качественным освещением?

Дорожное освещение в холодном климате

Особые технологии

Специальный государственный стандарт (ГОСТ 15150-69) определяет особые характеристики для уличного оборудования в зонах с холодным климатом..

Для освещения улиц применяются, как правило, светильники с двумя типами ламп:

1. ДНаТ — натриевые лампы, которые могут иметь мощность от 50 до 1000 Вт. Аббревиатура характеризует их внешний вид – это дуговые трубчатые натриевые лампы высокого давления. Используются они в организации магистрального освещения, на аэродромах, в промзонах и т. д. Эффективность светильников доходит до 100-110 лм/Вт.
2. ДРЛ — ртутные газоразрядные лампы высокого давления (дуговая ртутная люминесцентная лампа). Принцип работы основан на излучении от газового разряда, возникающего в парах ртути. Данный тип ламп часто применяется в освещении дорог. Через год эксплуатации световой поток изделий снижается на 40%. Для сравнения, после годового использования ламп ДНаТ световой поток уменьшается на 20%.

Основной недостаток таких ламп для мест с холодным климатом – медленное включение, падение эффективности и уменьшение и без того не очень высокого срока службы.

Именно поэтому до сих пор в некоторых холодных регионах России используется лампа с вольфрамовой нитью. Хотя многолетняя практика показала, что КПД изделий в разы ниже, чем у ДНаТ или ДРЛ ламп.

Современные уличные светильники универсальны, могут эксплуатироваться в различных климатических зонах. Правильная конструкция оболочки также может стать «спасением» изделия от агрессивного состояния окружающей среды. Большой популярностью сейчас пользуется светодиодное освещение. Такие светильники обладают необходимыми характеристиками и рядом преимуществ для применения в непростых климатических условиях.

Парковые светильники для холодного климата

Использование LED светильников в холодном климате

Почему разработка приборов светодиодного освещения в регионах с суровым климатом – первостепенная задача для профильных инженеров? На этот вопрос поможет ответить ряд особенностей взаимодействия окружающих температур и светильников, а также технические нюансы последних.

Помимо стандартных расчетов, при выборе и использовании светодиодных светильников в холодном климате требуется учитывать такие нюансы, как:

1. Конденсат. Светодиодные светильники непрерывно вырабатывают не только световые, но и тепловые лучи. Свет рассеивается с помощью оптики, но разница температур снаружи и внутри корпуса может вызывать образование конденсата. Современные светодиодные светильники для улицы, которые используются в холодных регионах, предусматривают наличие клапанов, выравнивающих давление, которые позволяют «дышать» светильнику, но не пропускают в него пыль и влагу Благодаря этому светильники не выходят из строя из-за скопления воды. Излишняя герметичность плафона без специальных отверстий может вызвать деформацию светильников при больших перепадах температурах. В магистральных светильниках компании «ЛидерЛайт» используется другой способ борьбы с конденсатом. Они сконструированы таким образом, чтобы воздушные полости, в которых происходит накопление конденсата, отсутствовали.
2. Характеристики светодиодов и их термозависимость. При конструировании светильников для холодного климата следует учитывать, что падение напряжения на светодиоде возрастает на 0,1-0,2 вольта, поэтому источник питания должен иметь дополнительный запас по выходному напряжению и мощности.
3. Термоциклы. Количество циклов включения и отключения светодиодов является важным аспектом при создании оборудования. Каждая конструктивная деталь (плата, корпус, кристалл, оптика и даже клей) имеет свой коэффициент линейного расширения. Простыми словами, после выключения светильника все его элементы изменяются под действием окружающей температуры, остывая до ее уровня, при этом линейные размеры деталей светильника, изготовленные из различных материалов, меняются неодинаково, что вызывает механические напряжения в светильнике, которые со временем могут привести к разрушению светильника. Поэтому при конструировании светильников для холодного климата нужно выбирать материалы с близкими коэффициентами термического расширения или использовать материалы или устройства, позволяющие компенсировать разницу изменения размеров, вызванную температурными колебаниями.
4. Снижение интенсивности света из-за обледенения. Если лампа накаливания помимо света выделяет еще и тепло, то у светодиодов с этим есть некоторые ограничения. Не зря их излучение называют холодным светом. Оборудование для использования при низких температурах имеет конструкцию, снижающую вероятность накапливания влаги.

Выход из строя

У подавляющего большинства светильников в источниках питания используются электролитические конденсаторы. Применение данных элементов обусловлено невысокой стоимостью, хорошими эксплуатационными характеристиками. Но при очень низких температурах (ниже -40 °С) большая часть электролитических конденсаторов теряет свою работоспособность.

Существует несколько способов решения этой проблемы. Первый – использовать специальные конденсаторы, рассчитанные на работу при температурах до -40 °С, но такие конденсаторы чрезвычайно дороги.

Наиболее простой и доступный способ – конструировать источники питания таким образом, чтобы они выдерживали «холодный» запуск, при этом они включались бы не на полную мощность или не обеспечивали какие либо второстепенные параметры (например, повышенные пульсации светового потока), и после прогрева источника питания (несколько минут) светильник переходил бы в номинальный режим.

Сейчас многочисленные общественные заведения Заполярья и северной части Дальнего Востока, исследовательские станции в Арктике переходят на светодиодное освещение, которое дают источники, специально изготовленные для суровых климатических условий. Благодаря этому населению получает качественные услуги в любую погоду и без удорожания амортизации!

Источник

Краш-тест электрических ламп при низких температурах (до -145 градусов Цельсия)

В лаборатории канала GTV мы провели тестирование электрических ламп при низких температурах и вот сегодня завершили монтаж сюжета. Для тестирования нам был доступен диапазон температур от 0°C до -145°C и достигался он путем подачи в термокамеру жидкого и газообразного азота. Регулировали температуру путем пропускания азота через испаритель. Это что-то вроде радиатора, только в отличии от классического предназначения, наш не охлаждал, а нагревал комнатной температурой проходящий через него газ.

Весь тест целиком можно посмотреть на видео. На видео все наиболее наглядно.

Для тестирования были выбраны следующие лампы

• светодиодная лампа;
• галогенная лампа;
• лампа накаливания;
• люминесцентная лампа (в народе именуется как «энергосберегающая»).

Результаты тестирования заносили в таблицу.

Лампы выделяют тепло

В процессе эксперимента мы давали лампам сравнять свою температуру с температурой внутри короба. Для этого мы их периодически ненадолго отключали.

Из всех электрических ламп сильнее всего нагревалась лампа накаливания, а за ней шла галогенная. Как и следовало ожидать, почти не выделала тепло светодиодная лампа. Ну а керосинка, которую мы взяли просто для красоты картинки, была лидером по нагреву.

Процесс тестирования

Начался тест с минусовой температуры в -5°C. Все лампы исправно работали и не подавали никаких признаков хандры.

При -30°C стало очевидным, что с люминесцентной лампой что-то не так. Она потеряла в яркости и начала светить желтоватым светом.

Минус 50 по Цельсию окончательно выбили почву из под ног энергосберегающей лампы: она потускнела основательно и светить стала уже красным светом.

Ну а температура в -95°C и выключение на 3 минуты, оказались невыносимыми для люминесцентной и светодиодной ламп. Последняя даже не смогла запуститься, видимо подвела схема запуска.

На, казалось бы, финишной прямой при -130°C, после очередного отключения перегорела нить накала в галогенной лампе.

И как можно видеть, температуру в -145 градусов Цельсия лампа накаливания уверенно выдерживает.

Тест завершен

После того, как все лампы были извлечены из термокамеры в комнатную температуру, на них резко начал осаждаться конденсат. Но и это не сломило дух «лампочки Ильича». Зато люминесцентная лампа через несколько минут пребывания в тепле заработала и ее цветовая температура стала снова приходить в норму.

На следующей фотографии видно, что у галогенной лампы действительно повредилась нить накала.

Выводы для себя каждый может сделать сам, а мы лишь вспомнили одну мудрость: «Старый конь борозды не испортит».

Будем рады за подписку на HI-TESTING вконтакте. А следить за новыми тестами и экспериментами можно на сайте канала.

Источник