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日本独资精密机械有限公司
采用青岛法兰克U型高频率节能灯替代250、400W金卤灯
照明效果与节电效益分析报告
青岛法兰克(Frank)微电子有限公司
青岛专用集成电路(ASIC)设计工作室
高频光源事业部
合同能源管理机制推进事业部
高频光源设计工程师 韩俭荣
关键词:地面照度实测值 功率替代比例 节电率 光谱能量分布 不可见光 可见光 视觉灵敏 低视觉灵敏可见光 光谱能量分布特性 人眼视觉函数曲线 有效视觉光效 有效视觉照度 投资回收期
一、概述
日本独资精密机械有限公司生产车间,现正在使用的电光源为:某知名品牌的250W和400W金卤灯,匹配深照型灯罩.光源电耗大、照度低.2007年6月,采用青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯,直接替代原某知名品牌的250W和400W金卤灯,进行照明节电技术改造.其照明效果与节电效益分析如下.
由于250W和400W金卤灯,已经混装使用,很难准确地区分开来.所以,其实测与技术经济效益分析,均以250W金卤灯为准进行.
另外,该公司车间还有某品牌的4U-105W的大功率节能灯.本次实测时,也对其照度进行了实测.因其照度值比原250W金卤灯还低,公司已决定不再采用.所以,对某品牌的4U-105W的大功率节能灯的有关技术对比分析,省略.
二、实际测量现场与人员
(一)、实测现场:2007年6月28日17时,在日本独资精密机械有限公司机械加工生产车间,高度12米.
(二)、实测人员:日本独资精密机械有限公司,工场厂长,刘先生
保全课,刘课长
保全课,保全工作人员
青岛法兰克微电子有限公司,工程师,韩俭荣
三、实际功率实测分析比较
(一)、测试仪表:指针式万用电表500mA电流档,指针式万用电表250V电压档,电压自耦调压器.
(二)、测试技术方法:实测在220V电压状态下,整灯输入电流I,再按功率P＝电压U×电流I,计算出整灯的耗电功率.
(三)、测试数据:
1、青岛法兰克6U-50W高频率节能灯,在220V电压状态下的输入总电流I＝210mA＝0.21A.
整灯耗电功率P＝电压U×电流I＝220V×0.21A＝46.2W.
2、原250W和400W金卤灯,因现场条件所限不能停电接线实际测量.其整灯耗电功率可按其:灯功率额定值+电感镇流器耗电功率计算出来.
整灯总的耗电功率由两部分构成,一部分为灯耗电功率;另一部分为电感镇流器耗电功率.电感镇流器耗电功率,一般占灯耗电功率的20-30%,电感镇流器技术品质越差、使用的时间越久,耗电功率越大.
一盏250W金卤灯,整灯总的耗电功率可达＝250W+[250W×(20-30%)]
＝300W--325W.
在本计算中,取其最小值＝300W.
3、某品牌的4U-105W的大功率节能灯,是新采购的新灯,白天已安装于现场.因现场条件所限不能停电接线实际测量.观察其现场的实际明亮程度,再根据经验判断.4U-105W的大功率节能灯属于标称功率大,实际功率小的一类产品.估计其实际功率在80W左右.
(四)、关于耗电功率计算取值的说明
电光源的额定功率,是指额定电压220V状态下的额定值.在实际现场照明运行中,会因电压波动而导致实际耗电功率高于或低于其额定值.因现场电压多数情况下,是高于额定电压220V.因尔,电光源的实际耗电功率,多数情况下也是高于其额定功率值.
在本计算中,为计算方便.
1、青岛法兰克6U-50W高频率节能灯,实测额定整灯耗电功率P＝46.2W,为计算方便取其大整数＝50W.
2、原250W和400W金卤灯,计算时整灯耗电功率取其最小值＝300W.
3、某品牌的4U-105W的大功率节能灯,取值80W.
(五)、替代后的实际功率替代比例与节电率
替代后的实际功率替代比例与节电率列表
原250W和400W金卤灯 青岛法兰克节能灯 4U-105W节能灯
整灯耗电功率 300W 50W 80W
替代后
功率替代比例 ＝50W:300W＝1:6(与金卤灯比较计算)
替代后
节省电功率值 ＝300W-50W＝250W(与金卤灯比较计算)
替代后节电率 ＝(300W-50W)÷300W×100%＝83.3%(与金卤灯比较计算)
现将与105W大功率节能灯比较的数据列出,只供参考.关于105W大功率节能灯的实际耗电功率,据现场观察估计,多数会小于105W,可能在80W左右,取其值80W.(如有误应以实测为准)
替代后
功率替代比例 ＝50W:80W＝1:1.6(与105W大功率节能灯比较计算)
替代后
节省电功率值 ＝80W-50W＝30W(与105W大功率节能灯比较计算)
替代后节电率 ＝(80W-50W)÷80W×100%＝37.5%
(与105W大功率节能灯比较计算)
四、实际地面照度实测分析比较
(一)、测试仪表:LX-101数字式照度计
(二)、测试技术方法:在光源正下方直接测试,直接读取照度Lx值.
1、实测过程中:在实测青岛法兰克节能灯时,为防止相邻汞灯、节能灯的光通量,辐射过来叠加后提高其测试值.故关闭了相邻的汞灯、节能灯.测试到的照度值,没有相邻的光源辐射过来的光通量.
在实测原250W和400W金卤灯和4U-105W的大功率节能灯时,其相邻的汞灯、节能灯和青岛法兰克节能灯,都未关闭.测试到的照度值,包含有相邻的光源辐射过来的光通量.
2、因现场电压在波动,测试到的照度值是在一个范围内变化的.在实测三种光源时,每种光源都抄录20个数值,而后,再计算其平均值.本文限于篇幅,抄录的20个数值不在罗列,直接显示其平均值.
3、对原250W和400W金卤灯,随机在车间选定一盏.实测照度平均值=59 Lx(包含有相邻的光源辐射过来的光通量).
4、对4U-105W大功率节能灯,随机在车间选定一盏.实测照度平均值=45 Lx(包含有相邻的光源辐射过来的光通量).
5、对青岛法兰克节能灯实测了2盏.
一盏是:匹配青岛法兰克的专用节能罩,实测照度平均值=114 Lx(没有相邻的光源辐射过来的光通量).
一盏是:直接匹配使用原灯罩,实测照度平均值=67 Lx(没有相邻的光源辐射过来的光通量).
(三)、实测照度平均Lx值列表与比较:
三种光源实测照度平均Lx值与比较列表
原250W、400W
金卤灯 青岛法兰克节能灯
匹配专用节能罩 青岛法兰克节能灯
直接匹配原灯罩 4U-105W
大功率节能灯
59 Lx 114 Lx 67 Lx 45 Lx
替代后
平均照度
提高值 与250W、400W原金卤灯比较计算,在节电83.3%的前提下:
1、青岛法兰克匹配专用节能罩114 Lx-原金卤灯59 Lx＝55 Lx
2、青岛法兰克直接匹配原灯罩67 Lx-原金卤灯59 Lx＝8 Lx
与4U-105W大功率节能灯比较计算,在节电37.5%的前提下:
1、青岛法兰克匹配专用节能罩114 Lx-4U-105W大功率节能灯45 Lx
＝69 Lx
2、青岛法兰克直接匹配原灯罩67 Lx-4U-105W大功率节能灯45 Lx
＝22 Lx
替代后
平均照度
提高率 与250W、400W原金卤灯比较计算,在节电83.3%的前提下:
1、青岛法兰克匹配专用节能罩＝(114 Lx-59 Lx)÷59 Lx×100%
＝93.22%
2、青岛法兰克直接匹配原灯罩＝(67 Lx-59 Lx)÷59 Lx×100%
＝13.56%
与4U-105W大功率节能灯比较计算,在节电37.5%的前提下:
1、青岛法兰克匹配专用节能罩＝(114 Lx-45 Lx)÷45 Lx×100%
＝153.33%
2、青岛法兰克直接匹配原灯罩＝(67 Lx-45 Lx)÷45 Lx×100%
＝48.89%
五、三种光源实际现场每瓦电功率照度值(Lx/W)分析
不同的电光源,在实际现场的每瓦电功率照度值(Lx/W).所表征的物理意义:是电光源的光效高低.这也是在现场直观鉴别,不同的电光源光效高低的有效方法.
现将该现场的每瓦电功率照度值(Lx/W).分析列表如下.
三种光源实际现场每瓦电功率照度值(Lx/W)列表
原250W、400W
金卤灯 青岛法兰克节能灯
匹配专用节能罩 青岛法兰克节能灯
直接匹配原灯罩 4U-105W
大功率节能灯
实际
耗电功率 300W 50W 50W 80W
照度平均值 59 Lx 114 Lx 67 Lx 45 Lx
每瓦电功率照度值(Lx/W) =59 Lx÷300W
=0.1967 Lx/W =114 Lx÷50W
=2.28 Lx/W =67 Lx÷50W
=1.34 Lx/W =45 Lx÷80W
=0.5625 Lx/W
每瓦电功率照度值(Lx/W)
替代倍数 与250W、400W原金卤灯比较计算,在相同的条件下:
1、青岛法兰克匹配专用节能罩2.28 Lx/W÷原金卤灯0.1967 Lx/W
＝1∶11.59
2、青岛法兰克直接匹配原灯罩1.34 Lx/W÷原金卤灯0.1967 Lx/W
＝1∶6.81
与4U-105W大功率节能灯比较计算,在相同的条件下:
1、 青岛法兰克匹配专用节能罩2.28 Lx/W
÷4U-105W大功率节能灯0.5625 Lx/W
＝1∶4.05
2、 青岛法兰克直接匹配原灯罩1.34 Lx/W
÷4U-105W大功率节能灯0.5625 Lx/W
＝1∶2.38
六、现场真实有效视觉感分析评估
(一)、色温和光色与视觉舒适度
1、原250W、400W金卤灯,光源发光体(灯泡)表面,光色偏青紫色,睁亮刺眼.辐射到空间的光通量,色温在4500K—5000K左右,模拟日光色.照明环境呈现出冰冷的“金属色”,视觉舒适度欠佳.
2、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯,光源发光体(U型灯管总成)表面,光色洁白,柔和不刺眼.辐射到空间的光通量,色温6400K左右,太阳光色.照明环境象白天一样,视觉舒适.
(二)、可见光比例与视觉清晰度
1、由于光谱能量分布结构的技术因素,原250W、400W金卤灯.辐射到空间的光通量,含有较多的不可见光,其中紫外线就高达36%.可见光比例低,有效视觉光效低.照明环境呈现出青灰色的“不可见光雾”, 照明环境始终有淡淡的、雾蒙蒙的视觉感.照明环境缺少视觉清晰、真实感.
并且,紫外线对人眼腈伤害较大.
2、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯,光谱能量分布结构科学合理,接近与太阳光的分布结构(部分).辐射到空间的光通量,不可见光比例小,紫外线含量少,可见光比例高,有效视觉光效高.照明环境没有青灰色的“不可见光雾”, 没有雾蒙蒙的视觉感.照明环境如同白天的太阳光的效果,明亮、视觉清晰、真实.
(三)、可见光比例与有效视觉照度
1、由于光谱能量分布结构的技术因素,250W、400W原金卤灯.辐射到空间的光通量,含有较多的不可见光,其中紫外线就高达36%(这是业界众所共知的)左右.可见光比例低,有效视觉光效低,有效视觉照度低.
尽管光源功率很大,采用照度计测量Lx数值也很高.但人眼睛的真实有效视觉感,照明环境并不明亮、清晰、真实.特别是观看细小文字等,一定要皱着眉头去用力看.人的眼睛感到视觉疲劳.
2、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯,光谱能量分布结构科学合理,接近与太阳光的分布结构(部分).辐射到空间的光通量,不可见光比例小,紫外线含量少.可见光比例高,有效视觉光效高,有效视觉照度高.
尽管光源功率不大,在一般场合上,采用照度计测量Lx数值,即便是不高.但人眼睛的真实有效视觉感,照明环境明亮、清晰、真实,如同白天的太阳光的效果.特别是观看细小文字等,不用皱着眉头去用力看.人的眼睛感到舒展、视觉不疲劳.
在本现场,实测Lx数值也比原250W、400W金卤灯高.真实有效视觉感,显著的明亮、清晰、真实.
3、基本技术机理是:照明是为眼睛服务的,眼睛感觉到的可见光的光能量,才是真正有用的光能量.
(四)、显色指数与显色能力
1、原250W、400W金卤灯,显色指数R值在45左右,显色能力一般.照明环境产生色偏差,不能正确地辨识彩色物体的真实颜色.
2、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯,显色指数R值在82左右,接近于太阳光的R值＝100,显色能力高.照明环境不产生色偏差,色彩逼真,能够正确地辨识彩色物体的真实颜色.
(五)、频闪与频闪效应危害
1、原250W、400W金卤灯,直接将50Hz工频交流电源,加到发光体上驱动发光体放电发光.辐射到空间的光通量,频闪深度高达65%左右,频闪及频闪效应危害严重.
观看细小物体,视觉抖晃、模糊、不真实.观看运动物体,运动物体的运动轨迹模糊、不真实,视觉定位感差,空中定位不准确.
频闪效应,还能引起视觉疲劳,造成生产效率低下.
2、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯,电子镇流器的交流-直流交流变换频率高达45Khz.辐射到空间的光通量,频闪深度小于5%,无频闪效应危害.
观看细小物体,视觉不抖晃、不模糊、真实.观看运动物体,运动物体的运动轨迹不模糊、真实,视觉定位感好,空中定位准确.
视觉不疲劳,有利于提高生产效率.
(六)、对4U-105W大功率节能灯,因照度还没有原来的250W、400W金卤灯效果好,该公司已决定不在采用.故,其分析省略.
七、青岛法兰克高频率节能灯替代250、400W金卤灯的技术机理分析
250、400W金卤灯在传统光源中,已经属于技术性能先进、品质优秀的电光源.青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯,缘何能够替代之??其技术机理是什么??
(一)、光谱能量分布结构决定—有效视觉光效
1、光是一种电磁波辐射能量,我们简称:光辐射能量.由电光源将电能转换而成.衡量电光源转换效率高低的物理概念是:光效.
评价光效的体系有两种,即:辐射度学体系和光度学体系.
辐射度学体系:是以纯客观的物理概念为理论基础,以纯客观的物理能量为测量对象的评价体系.它适应于光辐射能量的全波段,仅从能量的角度对光辐射能量进行评价.
光度学体系:是以辐射度学体系的基本理论为指导,以人眼睛的生理视觉特性为基础.是以在人眼睛上,能够产生明暗与颜色真实视觉感的光辐射物理能量,为对象的评价体系.光度学体系适应于光辐射能量的可见光波段,是从光辐射能量与人眼睛真实视觉感的相互作用的对应关系的角度,对光辐射能量进行评价.
现阶段,用于照明领域的对光辐射能量的测量和评价体系.在理论上和指导思想上,确立的是光度学体系.但是,由于现实的测量技术和仪表,不能区分可见光、不可见光.对可见光和不可见光仍然是一并接收,再按照一定的数显函数关系显示一个数字.其本质仍然是辐射度学的测量和评价体系.
2、光辐射能量,人眼并不是都能看的见.光辐射能量包括可见光和不可见光两部分.电光源将电能转换成光辐射能量用于照明时,产生的光辐射能量,并不全是可见光辐射能量.包含可见光辐射能量与不可看见光辐射能量两部分.
电光源将电能转换成光辐射能量用于照明时,人眼睛能感觉到的可见光辐射能量,才是真正有效用的辐射能量.电光源的技术性能与品质不同,光辐射能量的光谱能量分布结构不同.其可见光与不可见光辐射能量的比例也是不同的.
惟有可见光辐射能量比例高的光源,有效视觉光效才能高.
3、电光源产生的可见光辐射能量,具有一定的波长区间范围和光谱能量分布结构.在可见光的波长区间范围内,可见光辐射能量中包括:高灵敏可见光和低灵敏可见光两部分.
电光源的技术性能与品质不同,可见光辐射能量的光谱能量分布结构也不同.在其可见光辐射能量中,高灵敏可见光和低灵敏可见光,辐射能量的比例也是不同的.
惟有高灵敏可见光辐射能量比例高的光源,有效视觉光效才能高.
4、电光源产生的可见光辐射能量,具有一定的波长范围,可以细分成若干个单光谱的光辐射能量.人眼视网膜上的感光细胞,对每一个单光谱的光辐射能量,一对一地对应一个响应灵敏度.
在平面坐标图上,以波长为横轴,以响应灵敏度为纵轴.将每个单光谱的光辐射能量与响应灵敏度一对一地对应点进行描绘,就会得到一条类似于正弦抛物线的曲线,我们称其为:人眼的视觉特性函数曲线.
人眼的视觉特性函数曲线的物理意义:表征的是人眼的视觉灵敏度与光频谱之间的关系.表明人眼的视觉感对光具有选择性.同等能量的可见光辐射,其波长不同,在人眼中产生的真实视觉感,是不同的.
5、电光源中的金卤灯和节能灯,都是气体放电光源.其光辐射能量是由红、绿、蓝色,三个不同峰值、不同频谱宽度的独立窄带光谱合成的.将窄带光谱的各个峰值点进行描绘,就得到一条气体放电光源的光谱能量分布特性曲线.这条特性曲线,是一条不是很规则的近似于抛物线的曲线.
气体放电光源的光谱能量分布特性曲线不是固定的,与气体放电光源种类、技术性能和品质有关.
气体放电光源的光谱能量分布特性曲线,如果能够靠近人眼的视觉特性函数曲线.在相同光辐射能量的前提下,气体放电光源的光辐射能量,在人眼上产生的光与色的真实视觉感就强烈.越靠近,越强烈.假如,两条曲线能重叠,其真实视觉感就最强烈.即:有效视觉光效才最高.
6、原250W、400W金卤灯:
(1)、整灯总的耗电功率由两部分构成,一部分为灯耗电功率;另一部分为电感镇流器耗电功率.
灯本身的耗电功率,因技术性能的因素,热功耗很大.有很大一部分能量没有转化为光能量,而是转化成了热能.
电感镇流器耗电功率,一般占灯耗电功率的20-30%,电感镇流器技术品质越差、使用的时间越久,耗电功率越大.百分之百的转化为热能.
因此,原金卤灯其辐射度学意义上的光电能量转换效率也比较低.
(2)、在光辐射能量中,由于光谱能量分布结构的技术因素.原金卤灯含有较多的不可见光,其中紫外线就高达36%(这是业界众所共知的)左右,可见光比例低.
在光辐射能量中,同样由于光谱能量分布结构的技术因素,其可见光光辐射能量中的高灵敏可见光的比例低.
还是由于光谱能量分布结构的技术因素,其光谱能量分布特性曲线,与人眼的视觉特性函数曲线,两者之间差距很大.
因此,原金卤灯其光度学意义上的有效视觉光效比较低.
(3)、原金卤灯,其辐射度学意义上的光电能量转换效率也比较低,有一部分电能由灯本身和镇流器直接转化成了热能.另有一部分电能,在转换成不可见光后辐射到空间中,由空间介质转换成热能.
由此可见,原金卤灯仅仅将电能中的一小部分,转换成了照明所需要的可见光光辐射能量.原金卤灯,必然耗电功率很大,有效视觉光效比较低.
7、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯
青岛法兰克高频率节能灯,以系统控制理论为指导,采用模糊自适应控制技术设计,运用优算法和计算机模拟技术进行优化纠错,建立了高频率节能灯的最佳工作点和宽频度自适应范围.
(1)、电子镇流器交流-直流-交流(AC-DC-AC)变换频率高达45khz,高频激发电场,频率高、场强高、能量大.
在高频电场激发作用下,节能荧光灯管内,电子运动速度高、能量大,与管内的金属汞(Hg)原子非弹性碰撞速率高.管内的金属汞(Hg)原子,获得的能级高,其基态-激发态-基态跃迁频率高,产生254nm紫外线辐射的能量高.
节能荧光灯管内,填充氪(Kr)、氩(Ar)混合气体.在高频电场激发作用下,惰性气体原子与金属汞(Hg)原子发生第二类非弹性碰撞的频率高.管内的金属汞(Hg)原子,获得的能级高,其基态-激发态-基态跃迁频率高,产生254nm紫外线辐射的能量高.
高频率节能灯的技术原理:为气体放电光致发光.其光电转换效率高低,与产生254nm紫外线辐射能量效率和荧光粉吸收254nm紫外线辐射能量进行量子转换效率,分别成正比关系.
产生254nm紫外线辐射能量的效率高低,与激发电场的频率高低、总有效碰撞截面、非弹性碰撞几率、碰撞频率等技术因素成正比.
在上述技术因素共同作用下,高频率节能灯光量子转换效率高.即:其辐射度学意义上的光电能量转换效率高.
(2)、节能荧光灯管采用进口稀土三基色高光效、低光衰、长寿命荧光粉.
荧光粉平均粒径控制在最佳范围,粒度分布特性好,纳米特性效应好.对紫外线光和可见光,具有最优的散射特性.光辐射能量效率高,可见光辐射比例高.
光谱特性好,吸收光谱与激发光谱特性基本对应匹配.对紫外线辐射能量吸收能力强,极少吸收可见光辐射能量,量子转换效率高.能有效地将吸收到的紫外线辐射能量,转变为可见光能量辐射,可见光辐射能量比例高.
发射光谱特性优化:即:光谱能量分布结构合理科学.其光谱能量分布特性曲线,与人眼的视觉特性函数曲线基本一致.可见光辐射能量,相对集中在人眼视觉的高灵敏区段,有效视觉光效高.
在上述技术因素共同作用下,高频率节能灯可见光转换效率高.即:其光度学意义上的光电能量转换效率高.即:有效视觉光效高.
(3)、青岛法兰克高频率节能灯,灯本身和镇流器热能消耗很小,其辐射度学意义上的光电能量转换效率较高.光谱能量分布结构合理科学,光辐射能量中,不可见光辐射能量比例小,可见光辐射能量比例大.光谱能量分布特性曲线,与人眼的视觉特性函数曲线基本一致.可见光辐射能量,相对集中在人眼视觉的高灵敏区段,有效视觉光效高.
由此可见,青岛法兰克高频率节能灯,能够消耗很少的电能量,产生发出较多的高视觉灵敏度的可见光辐射能量.
照明是为眼睛服务的,人眼睛感觉到的可见光能量,才是真正有效的光能量.
因此,高频率节能灯,必然耗电功率很小,有效视觉光效高,有效视觉照度高.
(二)、模糊自适应控制技术决定—光衰特性
1、金卤灯和青岛法兰克高频率节能灯,都属于气体放电电光源.气体放电电光源在启辉点燃运行中,在整灯电功率没有降低的前提下.产生发出的光能量,会随着启辉点燃时间慢慢地降低,整灯亮度和照度降低.这种现象我们称为电光源的光衰.
2、气体放电电光源的光衰特性曲线,在整个寿命周期中,并不是一条线性的直线.而是一条由三段不同斜率的近似直线构成的非线性曲线.这三段不同斜率的近似直线,对应于电光源整个寿命周期中的三个运行阶段.即:光衰快速阶段、光衰稳定阶段、光衰剧烈阶段.
光衰快速阶段:该段主要表现在电光源,启辉点燃初始阶段.其特征是电光源的光辐射能量,由初始值以较快的速率下降,并趋向于稳定.在该段时间,电光源光辐射能量下降较为明显.
光衰稳定阶段:该段是指电光源在光衰快速阶段过后,一段相当长的稳定保持时间.亦是电光源主要的启辉点燃阶段.其特征是电光源的光衰速率:由趋向于稳定,而进入相对稳定,并稳定保持一段相当长的时间.在该段时间,电光源光辐射能量下降不明显,光辐射能量保持相对稳定.
光衰剧烈阶段:该段是指电光源的启辉点燃寿命,趋向于终结阶段.其特征是电光源的光衰速率急剧.电光源光辐射能量急剧下降,并伴随有光通量闪烁、抖动、启辉困难等现象.电光源寿命快速进入终结.
3、技术分析和实际试验证明:气体放电电光源的光衰快速阶段和光衰剧烈阶段,在三个阶段比例关系中,所占的比例越小;光衰稳定阶段,在三个阶段比例关系中,所占的比例越大.电光源的技术品质越优秀.
特别是第一阶段:光衰快速阶段.所占的比例愈小、光衰值愈小,电光源的技术品质愈是优秀.
4、气体放电电光源,光衰特性三个阶段的比例关系,与电光源的:发光体(金卤灯灯泡、节能灯灯管)的技术特性与品质、镇流器的技术特性与品质、发光体与镇流器的匹配合理程度,三个方面的技术因素有关.
5、金卤灯由于其技术性能的因素,金卤灯灯泡自身热功耗较大,热稳定性差和抗老化性能差.其光衰值和光衰速率都很大.
特别是第一阶段:光衰快速阶段,光衰值和光衰速率尤为突出.其表现是:时间短、速率高、幅度大.
金卤灯点燃运行进入第二阶段:光衰稳定阶段.其耗电量很大,发光效率很低.实质上也就进入了低光效运行状态.
尽管金卤灯的初始光效比较高,但是由于第一阶段:时间短、速率高、幅度大的原因.其比较高的初始光效值,没有实际使用价值.
金卤灯在实际应用中,也不可能以一个极短的时间区间为单位,频繁地更换金卤灯灯泡.
由此可知,金卤灯在实际照明运行中,真正实际的启辉点燃状态,就是低光效状态.
6、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯
(1)、节能荧光灯管采用进口稀土三基色高光效、低光衰、长寿命荧光粉.
第一、耐受185nm紫外线辐射能力强,抗老化能力强;
第二、抗电子和离子轰击能力强,稳定性好;
第三、热稳定、热猝灭、化学稳定特性好;
节能荧光灯管,在启辉点燃过程中,理化稳定特性和热稳定特性,都表现较好.
(2)、节能荧光灯管,填充氪(Kr)、氩(Ar)混合气体,采用固体汞(Hg)金属合金(汞脐)、锆铝16吸气剂.启辉点燃过程中,汞(Hg)金属饱和蒸气压,通过模糊自适应技术控制在合理范围内,启辉点燃温升光衰效应小.
(3)、高频率电子镇流器与节能荧光灯管,启辉点燃特性相匹配.节能荧光灯管运行状态合理,灯管内金属粒子溅射小,对可见光辐射的吸收和遮挡效应小.
(4)、由上述多种技术因素共同作用,青岛法兰克高频率节能灯,光衰速率小,光衰值幅度小.特别是在第一阶段:光衰快速阶段;其实际光衰速率小,光衰值幅度小.保持了比较高的光通量维持率.
(5)、点燃运行进入第二阶段:光衰稳定阶段.其实际光效与初始光效相比较,下降幅度很小.真正实际点燃运行状态,保持在较高的光效状态.
实际现场跟踪测试光衰数据:
在某针织集团点燃16个月,实测光衰率=4.97%.
在四川省成都某大型车辆生产公司下料车间,点燃3000小时实测光衰率=4.17%.
在青岛某日资公司,每天开灯24小时,点燃2年零19天实测光衰率=39%.
从分析可知,青岛法兰克高频率节能灯,在实际照明运行中,真正实际的启辉点燃状态,是保持在高光效状态的.
八、采用青岛法兰克高频率节能灯替代250、400W金卤灯节电效益分析计算
本节电效益分析计算均是与原250W金卤灯的对比计算分析,以1盏灯为例.
(一)、节电效益分析计算己知参数
1、每天开灯的时间设定2个时间段分别计算,以便参考.
即:每天开灯12小时
每天开灯24小时
2、生产车间照明综合电价＝0.75元/Kwh(度)
(二)、节电效益分析计算
第一部分:直接节电效益计算
1、每盏灯节省电功率＝300W-50W＝250W
2、每盏灯每天节省电度数
每天开灯12小时＝0.25Kw×12小时＝3 Kwh(度)
每天开灯24小时＝0.25Kw×24小时＝6 Kwh(度)
3、每盏灯每天节省电费数
每天开灯12小时＝3 Kwh(度) ×0.75元/Kwh(度) ＝2.25元/天
每天开灯24小时＝6 Kwh(度) ×0.75元/Kwh(度) ＝4.5元/天
4、每盏灯每月节省电费数
每天开灯12小时＝2.25元/天×30天＝67.5元/月
每天开灯24小时＝4.5元/天×30天＝135元/月
5、每盏灯每年节省电费数
每天开灯12小时＝67.5元/月×12个月＝810元/年
每天开灯24小时＝135元/月×12个月＝1620元/年
第二部分:间接节电效益分析
1、输电线路导线损耗降低.导线损耗共分两部分,分析如下:
(1)、节电替代改造后,每盏灯功率降低,输电线路有功电流I降低.有功电流I在导线上产生的有功损耗＝I电流的平方×导线电阻,降低.具体数值计算,因未实测具体参数,略.
(2)、节电替代改造后,因电子节能灯的功率因数为电容性,与现场电网的电感性功率因数,互为反相,具有补偿效应.输电线路中的无功电流Q降低,无功电流Q在导线上产生的有功损耗＝Q电流的平方×导线电阻,降低.具体数值计算,因未实测具体参数,略.
3、输电线路电压降降低,端电压提高.节电替代改造后,输电线路有功电流I、无功电流Q降低,输电线路电压降＝(I+Q)×导线电阻,降低.输电线路末端电压提高,改善了供电质量.具体数值计算,因未实测具体参数,略.
4、输电线路有效输电容量提高.节电替代改造后,输电线路有功电流I、无功电流Q降低,有效输电容量提高.具体数值计算,因未实测具体参数,略.
(三)、节电替代改造后照明器材维护成本节省分析计算
1、青岛法兰克节能灯,启辉点燃寿命2万小时.己有实际使用现场验证,实际启辉点燃时间己超2年半,不需更换,继续使用.
2、青岛法兰克节能灯,自出售之日起,灯管不破损,整灯不进水.如不能启辉点燃,质保一年,对故障的零部件免费以旧换新.
3、以质保一年为前提分析,节电替代改造后,可节省原来使用250W金卤灯,在一年中因更换的维护费用.具体数值计算,略.
九、投资回收期分析计算
(一)、青岛法兰克节能灯与Frank专用节能灯价格
1、青岛法兰克节能灯,定位于照明节电合同能源管理专用.6U-50W节能灯,每套包括:高光效、低光衰、长寿命灯管总成1个,高频率功率驱动器(镇流器)1个,6芯专用连接电缆1副.
全国市场最低限价:含税率6%的税票,不含运费,每套＝240元/套.
2、青岛Frank专用节能灯罩,按积分球体曲率优化设计,采用进口高反射率铝合金板,连续冲压拉伸抛光成形.光强分布特性与青岛法兰克节能灯辐射特性相匹配.每套包括:高反射率铝合金反光罩+E40铸铝陶瓷灯口与灯座总成.
全国市场最低限价:含税率6%的税票,不含运费,每套＝220元/套.
3、价格说明:青岛法兰克节能灯、Frank专用节能灯罩,市场价格公开、固定.如需调整,将一同通知,一同执行.
(二)、投资回收期计算
该现场分两个区域,一个区域匹配Frank专用节能灯罩,另一个区域没有匹配Frank专用节能灯罩.
1、匹配Frank专用节能灯罩投资回收期:
每天开灯12小时＝(6U-50W节能灯240元+Frank专用节能灯罩220元)
÷每天开灯12小时节省的电费2.25元
＝204.4天=6.8个月
每天开灯24小时＝(6U-50W节能灯240元+Frank专用节能灯罩220元)
÷每天开灯24小时节省的电费4.5元
＝102.2天=3.4个月
2、没有匹配Frank专用节能灯罩投资回收期:
每天开灯12小时＝6U-50W节能灯240元
÷每天开灯12小时节省的电费2.25元
＝106.7天=3.56个月
每天开灯24小时＝6U-50W节能灯240元
÷每天开灯24小时节省的电费4.5元
＝53.3天=1.78个月
十、照明节电运行—--日资精密机械公司获得一个无风险经营项目
(一)、采用青岛法兰克U型高频率节能灯,替代250金卤灯.在现场照度提高＝93.22%,接近于原来的2倍的前提下,节电率＝83.3%.
(二)、只要每天开灯12小时,每盏灯就节省电费2.25元;每天开灯24小时,每盏灯就节省电费4.5元.
日资精密机械公司第一车间就安装87盏,只要每天开灯12小时,第一车间87盏灯就节省电费2.25元×87盏=195.79元;每年就节省电费=195.79元×365天=71463.35元=7.1463万元.
只要每天开灯24小时,87盏灯就节省电费4.5元×87盏=391.5元.每年就节省电费=391.5元×365天=142897.5元=14.289万元.
(三)、电能是商品,用电是成本.节电是经营,节电效益是纯利润!生产过程中节省的费用,实质就是生产经营赚取得纯利润.并且具有以下鲜明的特点:
1、不受内部、外界诸因素的影响,无任何风险.
2、每天开灯时间、节电功率空间、照明电价等因素基本是固定的,每天每年节省得电费:稳定可靠.
3、一次性投资,1---6个月全部赚回,投资回收快.
4、青岛法兰克高频率节能灯,启辉点燃寿命2万小时.每天24小时点燃,可用830天,即:2.28年(已有现场点燃时间超过2年半,不需更换,继续使用).
青岛法兰克对节能灯质保一年.青岛法兰克高频率节能灯的实际现场统计故障率在3—5%.
保守地以2年为一个周期进行分析:采用青岛法兰克高频率节能灯,第一年,1—6个月收回投资,后续至1年没有任何费用.第二年,故障率在3—5%,即:更换灯的费用在3—5%.与节省得电费相比较,运行费用是很低的.
因此,该节电经营项目:利润高、经营费用低.
十一、分析计算结论
日本独资精密机械有限公司,采用青岛法兰克U型高频率节能灯替代250、400W金卤灯.
(一)、匹配Frank专用节能灯罩的区域,现场照度提高率＝93.22%,接近于原来的2倍.
(二)、没有匹配Frank专用节能灯罩的区域,现场照度提高率＝13.56%.
(三)、在照度提高93.22%、13.56%的前提下,节电率＝83.3%.
(四)、每盏灯每天节省电费数:
每天开灯12小时＝2.25元/天
每天开灯24小时＝4.5元/天
(五)、每盏灯每年节省电费数
每天开灯12小时＝810元/年
每天开灯24小时＝1620元/年
(六)、投资回收期
1、匹配Frank专用节能灯罩投资回收期
每天开灯12小时＝204.4天=6.8个月
每天开灯24小时＝102.2天=3.4个月
2、没有匹配Frank专用节能灯罩投资回收期:
每天开灯12小时＝204.4天=3.56个月
每天开灯24小时＝102.2天=1.78个月
(七)、完成照明节电改造的同时,获得一个无风险经营项目.
十一、获取详细资料:
1、门户网站搜索关键词:或:hanjianrong518@yahoo.com.cn
或:青岛法兰克(Frank)微电子有限公司
或:韩俭荣
2、致电:Gsm:1360 630 6833 Tel:0532—8876 0830
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