A meglévő armatúrák fénycsöveinek LED csövekre történő cseréje esetén a legfontosabb motiváció a karbantartási és energia-költségek csökkentésével történő pénz-megtakarítási törekvés.

Jóllehet azt gondolnánk, hogy a fénycsövek LED csövekre történő cseréje fizikailag egészen egyszerű dolog, valójában egyáltalán nem így van.

A fénycsövek LED csövekre történő cseréjének előnyei

A LED csövek gyártói az alábbi előnyökre hívják fel azok figyelmét, akik a T8-as fénycsöveket LED csövekre cserélik:

  • A fogyasztás csökkenése
  • Előtét nélküli működé
  • A fény vibrálásának csökkenése
  • A kapcsolási frekvencia és az azonnali fényáram-növekedés
  • Alacsony hőmérsékleten történő üzemelés
  • Hosszú élettartam
  • A működés eredményességének növekedése
  • Jó fényvisszaadási mutatók
  • A fényforrás és a teljes lámpatest alacsonyabb hőtermelése

Ahogyan lentebb részletesen ismertetjük, ezeket az előnyöket csak szabályosan működő, megfelelően szerelt és üzembe helyezett, kiválasztott helyszínek esetében érhetjük el. A valós üzemi környezetnek általában megvannak a saját jellemzői, a fénycsövek LED csövekre történő cseréjét alaposan végig kell gondolnunk, alkalmasságát meg kell fontolnunk.

A fénycsövek LED csövekre történő cseréjének hátrányai

A LED csövek (égők) nem minden esetben jobbak, szükségszerű rávilágítani azokra a területekre, amelyekben nem állják a versenyt a hagyományos fénycsövekkel történő összehasonlításban, ezért alkalmazásuk behatárolt:

A LED csövek alacsony fogyasztása

A LED csövek alacsony energia-fogyasztása, a nagyobb hatásfok ellenére, nem eredményezi a fénycsövek ugyanolyan fényerősségének elérését, mint hagyományos fénycsövek esetében. A LED csövek melegedésének maximális szintje behatárolja a működést, mivel nehézséget jelent a kicsi hűtési felület és a LED chip-ek nagy sűrűsége egy kis területen.

Biztonság

Amíg a LED gyártók ki nem fejlesztenek egy új LED csövet, és alkalmassá nem teszik adott lámpában történő alkalmazásra, a lámpa felhasználója viseli a felelősséget minden olyan kárért, amely a fénycső LED csővel történt cseréjéből adódik. Ezeket a lámpákat már nem látják el a gyártók által kibocsátott megfelelőségi nyilatkozattal, mint a kezdeteknél, mivel a cserék jelentős változásokat eredményeztek a lámpák (mechanikai, elektronikai és világítási) paramétereiben és/vagy a világítás elektromos kapcsolásának cseréjében.

Szabályozás

Ahhoz, hogy a LED csövünk szabályozható legyen, olyan speciális csövet kell vásárolnunk, amely ezt lehetővé teszi.

A fényforrás megbízhatósága

Mivel a LED modult működtető előtét be van építve a csőbe, ezért szükségszerűen számításba kell venni az előtét megbízhatóságát a teljes LED cső megbízhatóságán belül. Mivel az előtét magas hőmérsékleti értékeken működik, ezért az alkatrészek öregedési folyamata gyorsabb, különösen a kondenzátoroké. Hasonlóképpen, a hosszú láncolatban összekapcsolt LED-ek a csövek csökkentett élettartamát eredményezhetik.

A sugárzott spektrumban a kék összetevő magas hányada

A sugárzott spektrumban a kék összetevő magas hányada sokkal erősebb hatással lehet az emberi test biológiai folyamataira, mint bármely más fényforrás esetében. Ezért a LED fény (nem csupán a LED csövek) hosszú távú alkalmazása, különösen késő délután és az esti időszakban, álmatlanságot okozhat.

A vakító fény

Az átlátszó fedéllel ellátott LED cső véletlen kinyitása esetén a leggyakrabban a vakító fény a legkellemetlenebb. Sokkal hatékonyabb a LED cső matt fedéllel történő alkalmazása és nem fedett világítás elhelyezése a látótéren belül. A jelenlegi sztenderdek nem képesek kiküszöbölni ezt a zavaró ragyogást, csupán korlátozzák azokat.

A lámpa-intenzitás és hatékonyság görbéinek változása LED cső használata esetén

Mivel a LED csöveknek eltérő intenzitás-görbéje van, ezért a lámpák megváltoztatott fényerősség-görbéire számíthatunk.

A lenti diagramok mutatják a változást fényerősség-görbe mérése esetén normal felszínű világításnál, MODUS LLX236Al (2×36 W) típusnál, amelyet a leggyakrabban osztálytermekben, irodákban, előterekben, előcsarnokokban, stb. használnak.

Hagyományos fénycsöves lámpa

 

LED csöves lámpa

A görbék egyértelműen mutatják az adott mértékegységben (candela – cd) kimutatott intenzitás csökkenést. A fényforrás cseréjével jelentősen lerövidültek a fotometrikus görbék, nagyrészt CO-180 és C30-210 között.

A fényforrás cseréjének következménye az adott lámpa esetében egyértelműen a fényerősség és a világítás egységességének csökkenése.

A LED csövekkel üzemeltetett lámpák hatásfoka 14 %-kal növekedni fog, de mivel egy LED cső mért fényárama csupán 1562 lumen volt (szemben a hagyományos fénycső 3010 lumenjével), ezért a lámpa fényerőssége nem növekszik, hanem csökken.

A fényerősségi görbékből nyilvánvaló, hogy a LED csövek használata a lámpákban markánsan megváltoztatja a fényerősség intenzitásának görbéjét!

Mivel a LED lámpák lumenben mért fényerőssége alacsonyabb, a hagyományos fénycsövek LED-re történő cseréje esetén szükségszerűen számolnunk kell azzal, hogy akár 30 %-kal növelnünk kell a LED fényforrások számát.

A LED csövek fényerősségi mutatóinak összehasonlítása a hagyományos csövek mutatóival

A hagyományos fénycsöves lámpákban a LED csövek használata nem csupán a fényerősségi görbékben eredményez változást, hanem a ragyogásban, fényességben is. Mivel a fényáram (durván a felére) csökken , és a fényforrás optikailag aktív területe ugyancsak a felére esik vissza, azt várhatnánk, hogy a fényesség ugyanakkora marad. A gond ebben az esetben a chipek maximális fényessége, amely tiszta LED cső esetében akár 275-ször nagyobb, mint hagyományos fénycső esetében.

Az EN 12461-1 (Fény és világítás – A munkahelyek megvilágítása – 1. rész: Beltéri munkahelyek) számú szabvány kimondja: “A nagy fényességű, vakító ragyogású fényforrások ronthatják a tárgyak láthatóságát. Ezt a fényforrások megfelelő védelmével kell elkerülni…”

Hagyományos típusú fénycsövek és LED modulok összehasonlítása

A G13 alapú egyenes LED moduloknak nincs olyan szokásos szériájuk különböző teljesítményekkel, mint a hagyományos fénycsöveknek. Ennek ellenére a katalógusokban gyakran ugyanúgy tüntetik fel őket, ezt mutatja a következő táblázat:

Fényforrás típus Hagyományos fénycső Egyenes LED modul
Teljesítmény
(W)
Fényáram lumenben
Φ (lm)
Teljesítmény
(W)
Fényáram lumenben
Φ (lm)
600 mm / T8 18 1350 8-12 500-1000
900 mm / T8 30 2400 13-17 800-1250
1200 mm / T8 36 3300 12-22 1200-2100
1500 mm / T8 58 5200 18-28 1750-2500

Az egyenes LED modulnak, összehasonlítva az egyenes fénycsövekkel, körülbelül fele akkora a lumenben mért fényárama, mint a fénycsöveké. (Lásd a fenti táblázatban!) Ennek ellenére a gyártók deklarálják a fénycsövek LED csövekre történő cseréjének lehetőségét a LED modulok fénysugárzási természetéből fakadó referenciával.

Néhányszor ez valóban igaz, az esetek többségében azonban olyan helyzetekhez vezethet, amelyekben a világítási rendszer nem fog megfelelni az egészségre és biztonságra vonatkozó fotometrikus követelményeknek, amelyeket a különböző nemzeti szabványok “az épületek technikai követelményeiként” előírnak.

A közzétett adatok összehasonlítása a valósággal

A Prágai Műszaki Egyetem Villamosmérnöki Karának elektromos energia-mérnöki részlege méréseket végzett 2011-ben különböző gyártók 25 darab 600 mm-es LED moduljával.

A legfontosabb tények az alábbiak:

Nagy változatosságot mutatnak az ugyanolyan hosszúságú (600 mm) LED fényforrások mind a lumenben mért fényerősséget, mind pedig a hatékonyságot illetően. Például a lumenben mért fényerősség szóródása 342 és 1097 lumen között mozgott.

Nagy eltérések voltak a LED források deklarált és a mért paraméterei között. Az esetek többségében a lumenben mért fényerősség, a deklarált értékhez képest, jelentősen kisebb volt, néhányszor a fele a megadott értéknek.

Ha a hagyományos fénycsöveket LED modulra cseréljük, számításba kell vennünk a kibocsátott fény különleges tulajdonságait (színvisszaadási mutate és szín-hőmérséklet), amelyek közvetlen kapcsolatban vannak a fényforrásukkal.

A LED források nehézkes és kétértelmű azonosítása gyakran megnehezíti az értékelésüket, illetve a pótlás alkalmasságának értékelést.

Az átlagos fénykibocsátás a mért példányokban 68 lm/W volt, míg a maximum 85 lm/W, a minimum pedig 35 lm/W.

Élettartam

A fénycsövek LED modulokra történő cseréjével kapcsolatosan az egyik kulcsfontosságú paraméter a gazdaságosság értékeléséhez, a reális élettartam. Sok gyártó a LED modulok élettartamaként 50.000 órát vagy ennél többet jelöl meg. Ez az óraszám azonban csak akkor érhető el, ha szabályozott hőmérsékleti feltételeket biztosítunk.

Abban az esetben, ha a LED modulokat például zárt lámpatestekbe szerelik be, amelyekben a hőmérsékleti feltételek jelentősen különböznek a szabványostól, az élettartam lényegesen lerövidülhet (akár 10.000 órára).

Az élettartam az egyik alapvető mutató a LED modulokkal kapcsolatos befektetések megtérülési számításaiban.

Összefoglaló

A hagyományos fényforrások LED-re történő cseréje egyáltalán nem egyszerű dolog. Általánosságban nem ajánlott a hagyományos fénycsövek LED modulokra történő cseréje az alábbi néhány problémás szempont miatt:

A hagyományos fénycsövekhez kialakított lámpákba beépített LED modulok esetében jelentősen megváltoznak a világítási és a technikai mutatók, és emiatt a szabványban előírt fényerősség mutatók, az egységesség és gyakran a színvisszaadási mutatók nem garantálhatóak.

A ma használt LED modulok közül soknak alacsony az öregedési együtthatója, ami a lecserélt lámpákban néhány évet követően azzal a következménnyel járhat, hogy néhány év működést követően a fényerősségi mutatók nem fognak megfelelni a szabványok által előírtaknak.

A LED csövek általában nem használhatók az elektronikus előtétekhez készített lámpákban, mivel a LED csövek gyártói képtelenek voltak biztosítani azt, hogy a különböző gyártók előtéteivel kompatibilisak legyenek.

Sok LED modul nem felel meg az alapvető biztonsági előírásoknak (pl. a dupla szigetelés, stb.), és ezért használatuk életveszélyes.

A LED modulok hasznosak lehetnek olyan alkalmazásoknál, ahol nem szükséges szabványokat betartani például munkahelyek megvilágítása esetében, az egészséget és biztonságot érintő fotometrikus előírásokat illetően.

Ilyenek lehetnek például olyan helyek, ahol nincs emberi mozgás, hirdetések megvilágítása, épületek kivilágítása, stb. Azokban az esetekben, amikor a megvilágítást szabványok írják elő (pl. irodahelyiségek, garázsok, termek, stb.), a hagyományos fénycsövek LED modulra történő cseréje kevésbé vagy egyáltalán nem megfelelő megoldás.

Fénycsövek cseréje LED csövekre