12 lutego 2018

Źródła LED montowane w klasycznych oprawach hermetycznych

   Czy zastanawiałeś się, co dzieje się z lampą LED po zainstalowaniu  jej w oprawie zamkniętej? Jaki to ma wpływ na źródło światła LED?  
Firma LED-POL jako jeden z nielicznych producentów oświetlenia LED, obecnych na rynku, postanowiła zgłębić to zagadnienie we współpracy z jednostkami naukowymi. Wraz z Akademią Górniczo-Hutniczą w Krakowie przeprowadziła szereg badań naukowych, aby zdobyć kompleksową wiedzę na temat czynników wpływających na źródła światła LED znajdujących się w oprawach zamkniętych i skutków tego typu montażu.

Wykonanie badań było podyktowane zauważalną tendencją instalowania źródeł światła LED w oprawach zamkniętych z gwintem E27. Testy wykonano na lampach LED typu A60 E27 o mocach: 8W, 10W, 12W, 14W oraz o mocy 15W; w oprawach o różnych stopniach szczelności - IP20, IP44 oraz IP65 i  o różnej konstrukcji. Badania zostały wykonane na zlecenie firmy LED-POL w jednostce naukowej  -   na Wydziale Energetyki i Paliw Akademii Górniczo-Hutniczej,  w Katedrze Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego. Metodologia badań polegała na pomiarze temperatury pracy lampy, po ustabilizowaniu się parametrów ok. 1h świecenia, zamkniętej w oprawie oraz lampy wkręconej w oprawkę E27 za pomocą kamery termowizyjnej.
Z raportu sporządzonego po wykonaniu badań przez jednostkę naukową, można wywnioskować, że zamknięcie lamp LED w oprawie zamkniętej podnosi temperaturę jej pracy średnio o 10°C, w porównaniu do lampy pracującej swobodnie. Maksymalny wzrost temperatury został zaobserwowany  w oprawie tzw. kanałowej, gdzie temperatura pracy wzrosła aż o 20°C (Rysunek 1).

Rysunek 1. Termogram wykonany dla konfiguracji oprawa kanałowa z lampą A65 E27 15W oraz dla lampy A65 E27 15W bez oprawy. Temperatura otoczenia: 25,5°C. [1]

    Tak duży wzrost temperatury skróci czas życia lampy LED prawie o 90% deklarowanej żywotności,  co przy 15000h daje około 1500h.
Spadek żywotności lamp LED przedstawiony na rysunku nr 2 pochodzącym z badań niezależnego źródła również potwierdza, iż wzrost temperatury pracy lampy LED, skraca czas jej życia. Zwiększenie temperatury pracy lampy LED o 11°C powoduje, skrócenie żywotności diod LED nawet o 57% .

Rysunek 2. Wpływ temperatury na trwałość diody LED[2]

Producenci, projektując oprawy zamknięte, uwzględniają maksymalny pobór mocy, jakim może być obciążona oprawa, nie uwzględniając gospodarki temperaturowej, która jest bardzo ważnym czynnikiem w przypadku stosowania źródeł światła LED. Przykładowo, na opakowaniu oprawy zamkniętej możemy znaleźć adnotacje np. max 60W;  jest to uwaga do montażu zwykłej lampy żarnikowej lub maksymalnego dopuszczalnego obciążenia w watach, a nie montażu lampy LED. W przypadku zastosowania lampy LED prawidłowym maksymalnym obciążeniem powinno być 10W, przy uwzględnieniu gospodarki cieplnej (wymiany ciepła z otoczeniem), a w przypadku opraw kanałowych należałoby zainstalować maksymalnie 6W źródła światła LED.
Badania empiryczne potwierdzają istnienie zależności pomiędzy żywotnością lampy LED, a warunkami jej pracy (tzw. gospodarka temperaturowa). Firma LED-POL przebadała tę zależność we własnych oprawach, co pozwoliło zoptymalizować dobór odpowiedniej lampy LED do każdego typu oprawy zamkniętej z wymiennym źródłem światła w portfolio firmy. Ta informacja zawarta jest w dokumentacji technicznej, deklarowana na opakowaniach oraz materiałach promocyjnych (przykład: rysunek 3).

Rysunek[3]  Katalog LED-POL 2017

Podsumowując -  nieodpowiednie dobieranie źródeł światła do opraw zamkniętych z wymiennym źródłem światła, powoduje diametralne skrócenie czasu życia lampy LED,  nawet do 90% czasu znamionowego. Dlatego tak bardzo ważnym aspektem przy wymianie źródeł tradycyjnych GLS w oprawach zamkniętych jest dobór odpowiedniej mocy lampy LED lub zakup oprawy ze zintegrowanym źródłem światła LED.

Materiały źródłowe:
[1] AGH Kraków,  Raport z badań „Porównanie temperatury lamp LED pracujących w różnych warunkach”, 10.04.2017 mgr. inż. Mateusz Szubel , inż. Beata Matras, inż. Bartosz Tomczyk
[2] US department of Energy
[3] Źródła własne

Zainteresowany? - Kliknij tutaj i skontaktuj się z nami!