メンテナンス監督者が、36 本の蛍光管器具が 6 か月ごとに交換される食品加工工場を歩き回ります。電気技師は、定格 50,000 時間の LED トライプルーフ ライトに切り替えることを推奨しています。監督者は、LED 照明とは何を意味するのか、そしてなぜ長年にわたって機能してきた照明システムを変更する価値があるのかを尋ねます。
LEDは発光ダイオードの略です。電流を直接可視光に変換する半導体部品です。加熱されたフィラメントに依存する白熱灯や、ガス放電と蛍光体コーティングに依存する蛍光管とは異なり、LED はウォームアップ期間を必要とせず、はるかに少ない廃熱でチップレベルで光を生成します。この 1 つの違いにより、商業用および産業用照明のほぼすべてのコスト計算が変わります。
この頭字語は発光ダイオードに拡張されます。ダイオードは、電流を一方向に流す 2 つの端子を持つ電子部品です。 LED では、接合は特別にドープされた半導体材料で作られています。順電流が接合を通過すると、電子は正孔と再結合し、エネルギーを光子として放出します。それらの光子の波長が光の色を決定します。
その生成メカニズムは古い光源とは根本的に異なります。
光は加熱素子やガス放電ではなくソリッドステート接合から発せられるため、LED テクノロジーはソリッドステート照明とも呼ばれます。
商用器具で使用される標準的な表面実装 LED チップを考えてみましょう。チップは、基板上にマウントされた小さな正方形の半導体材料 (通常は窒化ガリウムベース) です。ドライバーが制御された直流電流を供給すると、電子が pn 接合を横切って移動します。電子が穴に落ちるたびに、エネルギーの差が光子として放出されます。材料の特定のエネルギー ギャップによって、そのフォトンの色が決まります。
白色 LED は通常、次の 2 つの方法のいずれかで製造されます。
白色光の色はチップおよび蛍光体のレベルで定義できるため、LED 器具はさまざまな相関色温度と演色性レベルに調整できます。指定子は、これまでに提供されていたどのライティング テクノロジよりも詳細に制御できます。
これら 3 つの光源は、光熱費、メンテナンス スケジュール、熱負荷、器具の選択に影響を与える点で異なります。以下の表は、同等の光出力の一般的な値を比較しています。
| パラメータ | 白熱灯 | 蛍光 | LED |
|---|---|---|---|
| システムの有効性 | 10～17lm/W | 50～70lm/W | 120～200lm/W |
| 一般的な耐用年数 | 1,000～2,000時間 | 8,000～15,000時間 | 30,000 ～ 100,000 時間 |
| 発熱 | 非常に高い | 中等度 | 低い |
| ウォームアップ時間 | 即時 | 1 ～ 3 分 | 即時 |
| スイッチング許容差 | 貧しい | 貧しい | 素晴らしい |
| 水銀含有量 | なし | はい | なし |
| 機械的脆弱性 | 高 | 高 | 低い |
完成した LED 照明器具は、ハウジングに取り付けられたチップ以上のものです。これには、パフォーマンス、信頼性、耐用年数を決定するいくつかのサブシステムが含まれています。異なる工場の製品を比較する購入者は、ワット数だけを比較するのではなく、これらの各領域を評価する必要があります。
SMD または COB チップが光を生成します。チップの品質、ビニング精度、熱抵抗は、光束、色の一貫性、長期減価償却に直接影響します。
LED には安定化された DC 電流が必要です。適切に構築されたドライバーが AC 主電源を変換し、サージから保護し、電流を安定に保つため、光出力のドリフトやちらつきが発生しません。
効率的な LED であっても接合部で熱が発生します。適切なサイズのアルミニウム ヒートシンクはジャンクション温度を低く保ち、ルーメン出力と寿命を維持します。
ハウジングは機械的安定性をもたらし、IP 定格を定義します。湿った環境、ほこりの多い環境、または高圧洗浄環境には、ガスケットで密閉されたハウジングが必要です。
レンズ、反射板、拡散板がビームを形成します。 120 度のビーム角度は、低い取り付け高さから中程度の取り付け高さまで広い領域を均一にカバーするため、工業用リニアフィッティングで一般的です。
配線端子、コネクタ、取り付けクリップによって、フィクスチャの取り付け速度と、後の交換の容易さが決まります。工具不要の端子台により取り付けの手間が軽減されます。
モジュラー製品ファミリーでは、ドライバーと光源を個別に交換できます。この設計により、ドライバに障害が発生してもフィクスチャ全体を廃棄する必要がないため、長期メンテナンスのコストが削減されます。
LSM P2 シリーズ 25W ～ 75W 低リップル電流 LED ドライバ このモジュラー LED 電源は、交換可能なドライバーの説明の後で強調されており、信頼性の高いメンテナンスのために低リップル電流と最大 93% の効率を備えた 25 W ～ 75 W のオプションを提供します。 製品を見る→ ワットあたりのルーメンで表される発光効率は、光源を比較する最も直接的な方法です。一般的な交換グレードの LED 器具は 120 ～ 160lm/W を実現しますが、古いテクノロジーは依然としてその範囲をはるかに下回っています。以下の図は、各テクノロジーの相対的な位置を示しています。
システム レベルでは、同じ光を照射する場合、LED 器具は白熱灯よりも消費電力が約 70 ～ 80% 少なくなります。の内訳で説明したように、 高光効率LEDバテン設計 、光学システムとドライバーの効率の組み合わせにより、入力パワーのどれだけが有用な光になるかが決まります。 50,000 時間の動作期間にわたって節約される電気コストだけでも、LED 器具の初期購入価格の数倍になることがよくあります。
LED テクノロジーは現在、ほぼすべてのアプリケーション カテゴリをカバーしています。商業用および工業用の建物の場合、最も頻繁に指定される設備ファミリには次のものがあります。
器具の選択は、ランプの形状だけではなく、取り付けの高さ、周囲条件、光学要件、およびメンテナンスのアクセスによって決定される必要があります。たとえば、 完成したLED照明器具 単一のシステムとして設計されたランプは、熱経路と光学系が一緒に設計されているため、通常、古いハウジングに設置された後付けランプよりも優れた性能を発揮します。
LG15D スリム LED バテンフィッティング (ビーム角 120°) 改造よりも優れた完全な照明器具という文脈で言及されているこの IP20 バテンは、120° ビーム、最大 150 lm/W、および柔軟な使用のために 0.6 m から 1.8 m までの複数の長さを提供します。 製品を見る→ 過酷な環境では、LED テクノロジーが蛍光灯に比べて最大の利点を発揮します。ほこりの多い作業場にある蛍光管は、蛍光管やハウジングにほこりが溜まると出力が徐々に低下します。洗浄エリアでは、湿気がフィッティングに侵入し、スターターやバラストに損傷を与える可能性があります。これらの条件向けに設計された LED フィッティングは、密閉されたポリカーボネートまたはアルミニウムのハウジング、ガスケット付きディフューザー、および耐食性ハードウェアを使用します。
IP 評価は、保護レベルを比較する標準的な方法です。 IP65 は粉塵の侵入や低圧噴流から保護し、ほとんどの飲食施設に適しています。 IP66 により、より強力な噴流に対する保護が追加され、通常の高圧洗浄に適しています。 IP67 により、屋内では通常不要な一時的な浸水が追加されます。
もう 1 つの重要なパラメータは、IK 評価として表される耐衝撃性です。フォークリフトが行き交う倉庫や車両メンテナンスピットに設置される設備は、偶発的な衝突に耐えるために IK08 以上を備えている必要があります。
LG06J アルミニウム合金 IP65 LED トライプルーフ ライト 耐衝撃性に関する注記に従って、この IP65 トライプルーフ ライトは、アルミニウム合金ボディ、120° ビーム、耐久性がありメンテナンスが簡単な取り付けのための交換可能な光源を備えています。 製品を見る→ LED 照明器具の候補リストを作成するには、ワット数を確認するだけでは不十分です。次の用語はすべての重要なデータシートに記載されており、これらの用語を理解することは、購入者がオファーを公平に比較するのに役立ちます。
| 期間 | 実用的な意味 |
|---|---|
| 光束 | ルーメン単位の総光出力。明るさを判断するときは、ワット数ではなくルーメンを比較してください。 |
| CCT | ケルビン単位の相関色温度。 2700 ～ 3000 K は暖かく見え、4000 K は中間色、5000 ～ 6500 K は涼しく日光のように見えます。 |
| CRI | 演色評価数は 0 ～ 100 です。CRI 80 はほとんどのインテリアの標準です。検査および小売業務には CRI 90 以上が推奨されます。 |
| ビーム角 | 光の広がりの幅。細いビームは高い取り付け高さに適合します。幅広のビームは一般エリアの照明に適しています。 |
| IP等級 | 塵や水の侵入を防ぎます。 IP20 は屋内の乾燥した場所向けです。 IP65 および IP66 は、湿気や粉塵の多い現場向けです。 |
| IK評価 | 衝撃保護。値が高いほど、ハウジングがより強い機械的打撃に耐えることを意味します。 |
| L70の寿命 | 光束が初期出力の 70% に低下するまでの時間。一般的な値の範囲は 30,000 ～ 100,000 時間です。 |
| ドライバーの種類 | 非調光、トライアック、DALI、0 ～ 10 V などの制御インターフェイス。注文前にサイト制御システムとの互換性を確認してください。 |
さまざまなサプライヤーの LED 器具を評価する購入者は、同等のものを比較する必要があります。次のチェックリストは、商業および産業プロジェクトにおける調達問題の最も一般的な原因をカバーしています。
LED は低電圧 DC で動作し、電流の変化に即座に応答するため、電子制御システムと自然に連携します。一部の蛍光灯器具で見られる互換性の問題を発生させることなく、占有検知、昼光収集、および計画的調光を LED 設置に追加できます。一般的な倉庫では、LED 高天井照明器具と存在検出を組み合わせることで、照明エネルギーの使用量がさらに 20 ～ 40% 削減されます。
最新の LED 器具の多くは、スタンドアロンのランプではなくシステムとして設計されています。ビル管理システム用のモジュール式ドライバー、交換可能な光源、インターフェイス オプションがますます一般的になってきています。将来的に制御のアップグレードを予定している購入者は、選択した製品ファミリーが器具を完全に交換せずにそのパスをサポートしているかどうかを確認する必要があります。
初期価格だけではすべてがわかりません。 50 台の器具を年間 4,000 時間稼働させる設置を考えてみましょう。 LED 器具が以前の蛍光灯システムと比較して 1 箇所あたり 40 ワット節約した場合、年間の電力節約量は 8,000 kWh になります。平均商用電気料金は 1kWh あたり 0.12 米ドルで、12 ～ 18 か月ごとに蛍光管を再点灯しないことで節約される労力を計算する前に、年間約 960 米ドルになります。
以下の表は、10 年間の稼働期間にわたる 1 つの器具位置の単純化された比較を示しています。
| 原価要素 | 蛍光 fitting | LEDフィッティング |
|---|---|---|
| 初期購入費用 | 30ドル | 55ドル |
| ランプの交換 | 10年間で4回 | 0 |
| システム入力電力 | 58W | 35W |
| 年間のエネルギー | 232kWh | 140kWh |
| 年間のエネルギーコスト | 27.84ドル | 16.80ドル |
| 10年間のエネルギーコスト | 278.40ドル | 168.00ドル |
*LED 器具の定格寿命が 50,000 時間で、寿命に達したら照明器具全体を交換することを前提としています。
10 年間にわたって、LED ポジションにより電力だけで 110 米ドル以上節約され、ランプ交換のための 4 回の来店が不要になります。このマージンにより、最初のコストの差が比較的大きい場合でも LED が合理的な選択となります。
LED 器具には水銀が含まれていないため、蛍光管と比べて廃棄が簡単になり、コンプライアンスの負担が軽減されます。耐用年数が長いため、交換製品の製造や廃棄が少なくなります。ほとんどの LED 器具のアルミニウム ハウジングとドライバーは、耐用年数が終了したときに分離し、標準の電子廃棄物チャネルを通じてリサイクルできます。
LED は赤外線や紫外線の放射が非常に少ないため、小売環境や展示環境における繊維、パッケージ、アートワークの色あせを軽減します。熱出力の低下により、空調された建物の冷却負荷も削減され、全体的なエネルギーの節約につながります。
印刷された耐用年数は通常、L70 または L80 ルーメンの維持を指します。これは、器具が初期光出力の 70 または 80 パーセントを供給するまでの時間を意味します。故障の時期ではありません。ジャンクション温度を低く保ち、高品質のドライバーを選択すると、有効耐用年数が長くなります。
ちらつきは通常、低品質のドライバー、またはドライバーと調光器の間の非互換性によって発生します。優れたドライバーは出力電流リップルを低く抑え、一般的な調光器でテストされています。購入者は、購入前に調光互換性リストまたはフリッカーパーセント値を問い合わせる必要があります。
一般照明 LED 器具は、IEC 62471 の光生物学的安全要件を満たすように設計されており、免除または低リスクとして分類されています。賢明なルールは、他の明るい光源の場合と同じです。高輝度照明器具の光を直接見つめないようにすることです。
はい。寒い部屋で最大出力に達するまでに数分かかる蛍光管とは異なり、LED は瞬時に最大輝度で起動します。実際、周囲温度が低いとチップが低温に保たれ、寿命が長くなります。高温環境ではより要求が厳しく、慎重なヒートシンクの選択が必要です。
トライプルーフ照明器具は、水、塵、機械的衝撃に対する保護を追加し、通常は IP65 以上の定格と丈夫なポリカーボネートまたはアルミニウムのボディを備えています。標準のバテン継手は通常 IP20 または IP40 で、乾燥した屋内エリアでの使用に最適です。密閉されていない継手を湿気の多い場所に取り付けると、早期故障の危険があります。
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