Badania porównawcze wietlówek kompaktowych.pdf

Małgorzata GORCZEWSKA, Aleksander GANDECKI, Wacław KĘDZIORA, Małgorzata ZALESINSKA

Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki Przemysłowej

Badania porównawcze wybranych typów zintegrowanych

świetlówek kompaktowych

Streszczenie. W artykule prezentowane są wyniki pomiarów oraz ocena jakościowa parametrów fotometrycznych i elektrycznych zintegrowanych

świetlówek kompaktowych takie jak: moc, strumień świetlny, trwałość, temperatura barwowa.

Abstract. ( Comparatiye researches of select types of self-balasted lamps ). The result of photometric and electńcal parameters measurements

of self-balasted lamps: i.e. power, luminous flux, life-time, average life-time, colour of the light, there are presented in this paper.

Słowo kluczowe: Świetlówki kompaktowe, parametry fotometryczne i elektryczne lamp, wymagania jakościowe.

Keywords: self-balasted lamps, comparison, photometric parameters.

Wprowadzenie

Wzrost cen energii elektrycznej oraz coraz szersza

społeczna świadomość konieczności ochrony środowiska

naturalnego, między innymi przez racjonalizację zużycia

energii elektrycznej, skutkuje opracowywaniem i

wprowadzaniem do użytku nowych, energooszczędnych

urządzeń i produktów. Proces ten wyraźnie można

zaobserwować w obszarze oświetlenia, na którego potrzeby

obecnie zużywane jest ok. 20% energii elektrycznej. W

ostatnich latach ilość oferowanych typów lamp ogromnie

wzrosła, co stwarza często problemy związane z oceną i

doborem

lampy

określonego

strumieniu świetlnym, odpowiadającym strumieniowi danej

świetlówki kompaktowej.

Charakterystyka rozruchowa strumienia świetlnego

przedstawia czasowe zmiany strumienia świetlnego lampy

po załączeniu zasilania i zapłonie lampy. Run-up time jest

czasem rozruchu potrzebnym do osiągnięcia przez lampę

80% strumienia świetlnego ustalonego.

Wskaźnik utrzymania strumienia świetlnego wyrażany jest

stosunkiem strumienia świetlnego lampy po określonym

czasie, do początkowego strumienia świetlnego, tej lampy.

Po 2000 h świecenia (wliczając czas wyświecania lamp)

wartość ta nie może być mniejsza niż deklarowana przez

producenta [1].

Temperatura barwowa - odpowiada odczuwanej przez

obserwatora barwie światła. Stosowanie w pomie-

szczeniach źródeł światła o wysokiej temperaturze

barwowej, przy niskich poziomach natężenia oświetlenia,

powoduje powstanie wrażenia chłodu i braku przytulności.

Stąd też, świetlówki kompaktowe zintegrowane, jako

zamienniki żarówek, mają znamionowo temperaturę

barwowa najbliższą Te = 2700K z tolerancją ok. +100K [3

Fig.D.6].

Współrzędne chromatyczności i widmo promieniowania

lamp - to podstawowe cechy kolorymetryczne lamp. O

widmie promieniowania świetlówek decyduje typ

zastosowanego luminoforu. W zintegrowanych

świetlówkach kompaktowych powszechnie stosowane są

luminofory 3- pasmowe (3p). Współrzędne chromatyczności

określają tzw. punkt barwy (koloru), a w Aneksie D normy

[3] określono pole tolerancji dla współrzędnych

chromatyczności promieniowania badanych świetlówek.

Wskaźniki oddawania barw - określają wpływ światła lampy

na barwę odpowiednio dobranych 14 próbek barwnych, w

określonych warunkach obserwacji. Maksymalna wartość

wskaźników oddawania barw wynosi Ri-Ra = 100. W

normach [5,6] zaleca się, aby w pomieszczeniach

przeznaczonych dla pobytu i pracy ludzi stosować źródła

światła o wskaźniku oddawania barw wynoszącym, co

najmniej Ra = 80.

Trwałość lamp - podawana jest zwykle jako trwałość

średnia lub trwałość do 50% wygaśnięć. Trwałość średnia

jest średnią arytmetyczną z trwałości poszczególnych lamp

z próbki (min. 20 szt.). Trwałość do 50% wygaśnięć

odpowiada czasowi, w którym w reprezentatywnej próbce

wyświecanych lamp uszkodzi się połowa lamp. Trwałości te

mogą znacznie się różnić, zwłaszcza, gdy rozkład trwałości

lamp nie jest normalny, a liczność lamp w próbce niewielka.

Trwałości te wyznacza się według określonej procedury

wyświecania lamp [1]. Badane lampy wyświecano na

ramach trwałości, w pozycji trzonkiem w górę, w cyklu 3

zastosowania.

W projektach oświetlenia wnętrz mieszkalnych

największym mankamentem świetlówek liniowych były ich

wymiary, uniemożliwiające wykorzystanie tych lamp w

tradycyjnych oprawach mieszkaniowych.

Ż początkiem lat osiemdziesiątych, po wieloletnich

pracach badawczych, czołowe firmy lampowe, wprowadziły

na rynek świetlówki kompaktowe zintegrowane, tj.

zminiaturyzowane świetlówki wyposażone w elektroniczny

układ, pozwalający na ich bezpośrednie użycie w oprawach

żarówkowych. Pierwsze, dostępne na rynku, świetlówki

kompaktowe były bardzo drogie, stąd ich stosowanie było

ograniczone. Obecnie oferta handlowa na rynku krajowym

jest szeroka i zróżnicowana, zarówno, co do rodzajów lamp

jak i ich ceny. Obok stosunkowo drogich lamp,

dostarczanych

renomowanych

producentów,

oferowane są również znacznie tańsze.

Istotne jest jednak dla użytkowników, czy za niższą

cenę otrzymuje produkt odpowiedniej jakości, zgodny z

obowiązującymi normami oraz parametrami deklarowanymi

przez producenta.

Podstawowe parametry i wymagania jakościowe

badanych lamp.

Dla użytkownika lamp najistotniejszymi parametrami są:

Moc początkowa lampy - jest podstawowym parametrem

elektrycznym. Zgodnie z wymaganiami normatywnymi [1]

początkowa moc świetlówki kompaktowej zintegrowanej nie

może być wyższa od wartości deklarowanej przez

producenta o więcej niż 15%.

Strumień świetlny lampy - jest podstawowym parametrem

fotometrycznym. Początkowy strumień świetny lampy

(pomierzony po okresie 100 h wyświecania lamp), nie może

być niższy niż 90% wartości deklarowanej przez producenta

[1]. Ponieważ dla przeciętnego użytkownika strumień

świetlny jest to wielkość raczej nieznana, dlatego częstym

sposobem informowania o tym parametrze na

opakowaniach lamp jest podawanie mocy żarówki o

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R. 80 NR 5/2004

461

odpowiedniej

przez

godzinnym (8 wyłączeń na dobę) tj. świecenie 2h 48min,

przerwa 12 min.

Wskaźnik (klasa) energochłonności, to ważny wskaźnik

ekonomiczny dla użytkownika lampy. Odpowiedni wskaźnik

(lub klasa) winien być umieszczony na opakowaniu

świetlówki. Podstawą kwalifikacji wg [4, 7] są pomierzone

wartości skuteczności świetlnej lampy. Wydaje się jednak,

że dla lamp oświetleniowych, przyjęcie jedynie kryterium

skuteczności świetlnej, bez uwzględnienia ich trwałości, jest

niewystarczające.

przeciętnej deklarowanej przez producentów dla tego

rodzaju i poziomu jakości wyrobu.

Badania poszczególnych partii świetlówek wykonywano

w tych samych warunkach i wg tej samej procedury, przy

wykorzystaniu wysokiej klasy aparatury laboratoryjnej.

Prezentowane w tablicach wyniki pomiarów są wartościami

średnimi z badanych partii świetlówek o jednakowej

liczności - 20 szt.

Tabela2.1. Wyniki pomiarów parametrów elektrycznych lamp

Lp,

Typ lampy

Pdekl

[W]

PpomFW]

[%]

-30%

-26%

-38%

-2%

-29%

-22%

[mA]

127

106

133

114

Przedmiot, zakres i sposób badań

W Instytucie Elektrotechniki Przemysłowej Politechniki

Poznańskiej przeprowadzono badania porównawcze jak-

ości wybranych 6 typów świetlówek kompaktowych

zintegrowanych, zakupionych losowo w punktach sprze-

daży detalicznej. Typy świetlówek, dla których wykonano

badania porównawcze zestawiono w Tabeli 1.

Firefly 11W

Firefly 20W

Brilux 18W

Pilą 18W

Polux 18W

Pollux 9W

7,7±0,04

14,8+0,17

11,1+0,11

17,7+0,08

12,7±0,12

7,0±0,04

0,56

0,51

0.48

0,56

0,48

0.58

Tabela 1. Zestawienie cech badanych świetlówek kompaktowych

wg opisu na lampie lub opakowaniu.

Tabela 2.2. Wyniki pomiarów parametrów fotometrycznych lamp

Parametry początkowe

Opom [Im]

po 2000 h

Typ lampy

Producent

FIREFLY

XEU38 20W

FIREFLY

XEU2211W

BRILUX

ESSENCE

18W

POLUX

ECO

18W E27

POLLUX

ECO

9W E27

PILĄ

18W E27

U/ f

[V] /[Hz]

220-240

750

220-240

/50

[mA]

130

[Im]

[K]

c-b

Klasa

energ.

Ei<130

Typ

lampy

Firefly

11W

Firefly

20W

Brilux

18W

Pilą

18W

Polux

18W

Pollux

*deki

[Im]

550

T| [Im/

Run-up

[s]

<t>pom

[Im]

260±12

533+23

[h]

8000

347±2,8

8000

c-b

Ei<130

1100

710+26,0

990

398±6,2

257±14

6000

2700

220/50

1100

11 81 ±5.9

948±87

135

6000

2700

990

764+7,6

570±6,

230/50

6 lat

2700

350

394+6,5

317±58

220/50

230-240

/50

130

1100

2700

Tabela 2.3. Wyniki pomiarów parametrów kolorymetrycznych lamp

Lp.

Typ

lampy

Firefly 11 W

Firefly 20W

Brilux18W

Pilą 18W

Polux 18W

Pollux 9W

Typ

luminof

Wsp. chrom.

x/y

0,446/ 0,422

0,450/0,431

0,411/0,410

0.460/ 0,436

0.464/ 0,434

0.456/ 0,428

[K]

2990

3550

2890

2820

2890

Partie świetlówek poddano badaniom laboratoryjnym

wybranych parametrów użytkowych w zakresie:

początkowej mocy, strumienia świetlnego (początkowego i

po 2000h), charakterystyk rozruchowych, temperatury

barwowej najbliższej, widma i współrzędnych chroma-

tyczności, wskaźników oddawania barw,klasy energo-

chłonności, trwałości lamp.

^5CT

Tabela 2.4. Wyniki pomiarów trwałości

lamp

klasy energochłonności

Typ lampy

Trwałość

Deki. [h]

8000

6000

3000

6000

6 lat

Trwałość

Średnia [h]

1814±943

3747±2274*

1590±748

5102±988*

5253±1233*

4501 ±1503

Trwałość

50% [h]

1565

2475

1545

4910

5220

4055

Kl.

A/B

Firefly 11W

Firefly 20W

Brilux 18W

Pila18W

Polux18W

Pollux 9W

' próbę ograniczono do 6925 h.

Rys. 1. Charakterystyka rozruchowa strumienia świetlnego

Analiza wyników badań świetlówek.

Na podstawie uzyskanych wyników badań można

stwierdzić, że:

Moc P partii lamp Firefly 11 W, Firefly 20W, Brilux 18W,

Polux 18W oraz Pollux 9W, wyznaczona na podstawie

pomiarów, jest wyraźnie niższa od deklarowanej na

opakowaniach i na trzonku lampy o 22% do 38%. Zaniżona

(niepotrzebnie w stosunku do wymagań) wartość mocy

wpływa istotnie na obniżenie strumienia świetlnego lamp.

Współczynnik mocy. badanych partii świetlówek jest

niski i zawiera się w wąskich granicach (0,48 - 0,58), co

oznacza niewielkie zróżnicowanie w budowie stateczników

elektronicznych.

Wyniki badań

Dla potrzeb oceny wybranych parametrów użytkowych

badanych świetlówek, w tabelach 2.1-2.4 i na rysunkach 1-

4 zestawiono podawane przez producentów (na

opakowaniach i/lub na trzonkach świetlówek) oraz

wyznaczone na podstawie pomiarów wartości użytkowe

parametrów lamp z odniesieniem do deklaracji. W

przypadku braku deklaracji wartości parametru przez

producenta, za odniesienie przyjęto wartość odpowiadającą

462

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R. 80 NR 5/2004

Strumień świetlny <P świetlówek Firefly 11 W, Firefly

20W, Brilux 18W oraz Polux 18W, wyznaczony na

podstawie pomiarów, jest wyraźnie niższy od

deklarowanego na opakowaniach o 23% do 60% i nie

spełnia wymagań normatywnych [1].

Czas uzyskania przez lampy 80% strumienia świetlnego

ustalonego (run-up time) w zależności od mocy lampy oraz

producenta zawiera się w granicach (36 - 59) sekund. W

grupie źródeł światła o mocach 18 W / 20 W najkrótszy

czas uzyskano dla partii lamp Polux 18W (36s) i był on o

około 69% krótszy niż dla najdłuższego - Firefly 20 W

(52s). Charakterystyki rozruchowe strumienia świetlnego

zamieszczono na rysunku 1.

Wskaźnik utrzymania strumienia świetlnego po 2000 h

dla wybranych typów lamp zawiera się w granicach (64,6 -

80,3) procent zmierzonego strumienia początkowego.

Najniższym spadkiem strumienia w czasie 2000 h

odznaczały się lampy z partii Pilą 18 W, najwyższym

natomiast Brilux 18 W.

Skuteczność świetlna badanych partii lamp, w

porównaniu do świetlówek marki Pilą (o najwyższej

skuteczności) jest zaniżona od 5% - 46%.

przedziale deklarowanej na opakowaniach barwy ciepło -

białej „c - b". Temperatura barwowa lamp marki Brilux jest

znacznie wyższa od podanej na trzonku lampy i odpowiada

barwie białej, a więc jest wyraźnie chłodniejsza od

deklarowanej przez producenta.

Współrzędne chromatyczności x, y promieniowania

lamp wykazały, że punkty barwy leżą poza polem tolerancji

wg [2]. Największe odchylenie posiadał punkt barwy lamp

marki Brilux 18W.

Widmo promieniowania lamp wykazuje, że lampy marki

Brilux 18W posiadają tani luminofor dwupasmowy (2p) na

bazie halofosforanów wapnia, a pozostałe partie mają

typowe dla świetlówek kompaktowych luminofory

trójpasmowe (3p) na bazie pierwiastków ziem rzadkich

(Rys. 2 i 3). Może to być przyczyną niskich parametrów

fotometrycznych i kolorymetrycznych tych lamp.

Wskaźnik oddawania barw dla świetlówek marki Brilux

18W, Firefly 11W i Firefly 20W jest niski (Ra < 68), co

zgodnie z [5] ogranicza ich zastosowanie do oświetlenia

miejsc, gdzie rozróżnianie barw ma małe znaczenie.

Świetlówki marki Pilą 18W, Polux 18W i Pollux 9W

wykazują wysoki ogólny wskaźnik oddawania barw Ra >80,

trwałość do 50% wygaśnięć oraz trwałość średnia

badanych partii świetlówek jest niższa od deklarowanej lub

przyjętej za odniesieniową - 8000h. Szczególnie zaniżone

wartości trwałości wykazują świetlówki marki Firefly 11 W,

Firefly 20W oraz Brilux 18W. Dodatkowo, partie te wykazują

duże odchylenie standardowe trwałości średniej, co

świadczy o znacznej niejednorodności produkcji tych

świetlówek (Rys. 4).

Klasa (wskaźnik) energochłonności badanych partii

świetlówek jest zgodna z deklaracją tylko dla marki Pilą

18W, Polux 18W i Pollux 9W i można uznać, że są to lampy

energooszczędne.

BRILUX 18W

Rys. 2. Rozkład widmowy świetlówki z partii BRILUX 18W

400

450

500

550

600

650

700

750

800

Wnioski

Parametry lamp (elektryczne, fotometryczne,

kolorymetryczne) podawane są przez producenta lub

dystrybutora na jego odpowiedzialność i zwykle nie

podlegają weryfikacji ich zgodności ze stanem faktycznym.

Wiąże się to przede wszystkim z tym, że badania te

wymagają zastosowania specjalistycznego sprzętu oraz są

bardzo czasochłonne i kosztowne. W rezultacie nabywca

lamp często zostaje wprowadzony w błąd, nie mając

praktycznie możliwości sprawdzenia jakości kupowanych

produktów. Przedstawione wyniki badań wskazują na

potrzebę

dokonywania

okresowej

oceny

jakości

długość fali [nm]

sprzedawanych

lamp

przez

niezależne

laboratoria

Rys. 3. Rozkład widmowy świetlówki z partii POLUX 18W

pomiarowe.

Wykres wygasania lamp

FIREFLEY11W T(śr)=1814h T (507,) = 1565 h t (N) =1700 h

LITERATURA

[1] CEI - IEC 60969 2001-03. Self-ballasted lamps for generał

lighting services. Safety reguirements.

[2] PN-EN 60968 2000-08 Lampy samostatecznikowe do ogólnych

celów oświetleniowych. Wymagania bezpieczeństwa.

[3] CIĘ - IEC 60081:1997-12 Double-capped fluorescent lamps -

Performance specifications.

[4] Commission Directive 98/11/EC

[5] PN- 84/E-02033. Oświetlenie wnętrz światłem elektrycznym.

[6] Pr EN 12464. Zastosowanie oświetlenia - oświetlenie miejsc

pracy.

[7] Dz. U. nr 79 póz. 714 z dnia 9.05.2003

Czas świecenia [h]

Rys. 4. Wyniki pomiarów trwałości 20 szt. świetlówek typ FIREFLY

11W

Autorzy, dr inż. Małgorzata Górczewska, E-mail: luxel@hot.pl,

dr inż. Aleksander Gandecki, E-mail:

Aleksander. Gandecki@put.poznan.pl, dr inż. Wacław Kędziora

Zalesińska, E-mail: rozycka @sol.put.poznan.pl

Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki Przemysłowej,

Zakład Techniki Świetlnej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań.

Temperatura barwowa najbliższa Te promieniowania

badanych lamp jest wyższa od zalecanej temperatury

barwowej Te = 2700 K. Można uznać, że barwa

promieniowania lamp marki Firefly mieści się jednak w

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R. 80 NR 5/2004

463

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: