Апгрейд старых систем газоразрядного освещения

Содержание:

Группы традиционной газоразрядной светотехники
Апгрейд линейных светильников Т8 2 х 36W
Апгрейд растровых светильников 60 х 60 см («Армстронг»)
Замена ДРЛ

В ряде случаев модернизация газоразрядных систем освещения экономически целесообразней, чем полная замена светотехники, коммутационной и защитной аппаратуры на новые. Особенно актуальны вопросы апгрейда на крупных объектах с масштабными инженерными сетями, возможности кардинального изменения которых ограничены соображениями финансов и времени.

Группы традиционной газоразрядной светотехники

На объектах промышленного и гражданского назначения были широко распространены системы газоразрядного освещения на базе:

Люминесцентных ламп низкого давления типа ЛБ 40/ЛД 40 (международная маркировка Т8 36W (L1200 мм)) — с высотой монтажа не более 5 м.
Люминесцентных ИС низкого давления типа ЛБ 20/ЛД 20 (Т8 18W (L600 мм)) — в составе встраиваемой светотехники 60 х 60 см для подвесных потолков Армстронг.
Цокольных ртутных источников высокого давления типа ДРЛ 400W и ДРЛ 1000W —с высотой монтажа 5 – 12 м.

Рис. 1. Освещение цеха на базе линейных светильников дневного света с рефлекторами

Обзор газоразрядных устройств специального назначения, применяемых в медицине, химии полимеров и сельском хозяйстве, выходит за рамки данной статьи. Не станем мы здесь рассматривать и натриевые ИС (НЛВД), так как они использовались преимущественно в уличном освещении.

Апгрейд линейных светильников Т8 2 х 36W

Такие модели оснащены ПРА в составе магнитных балластов и конденсаторных стартеров. По оценкам специалистов потенциал модернизации систем составляет до 67 % повышения энергоэффективности.

Рис. 2. Газоразрядный светильник закрытого типа Т8 2 х 36W с полупрозрачным рассеивателем.

Типовые эксплуатационные расходы на 100 точек (за 1 год)
Потребление энергии, КВтч	Стоимость потребленной энергии, руб.	Стоимость технического обслуживания (материалы и з/части), руб.	Стоимость технического обслуживания (оплата труда), руб.	Суммарная стоимость эксплуатации, руб.
23400	128700	21125	12350	162175

При расчетах использовались исходные показатели:

Тариф на потребляемую электроэнергию (Москва) — 5,5 руб/ кВт⋅ч.
Среднее время работы светильника — 2600 ч/год (10 часов в день, 5 дней в неделю).
Средний срок службы лампы — 10000 ч.

С учетом доступных в РФ технических решений существует 3 варианта апгрейда, номинально соответствующих требованиям стандартов. Они предполагают:

Переоснащение комплектами, состоящими из зеркального рефлектора и электронного балласта (ЭПРА).
Замену трубок на линейные LED Т8 18W.
Замену светильников на светодиодные 30W (с интегрированной LED матрицей).

Вариант А

Этот метод модернизации преобразует существующее изделие из конфигурации с двумя лампами в устройство с одним центральным излучателем. Сохранение эффективного светового потока на уровне 85 % - 90 % от прежнего при значительном снижении потребляемой мощности (на 54 Вт) происходит за счет уменьшения потерь на отражении и значительного повышения КПД с помощью ЭПРА.

Реновация подходит для моделей с диффузорами в помещениях, где зафиксировано небольшое превышение требуемого уровня освещенности. Варианты с жалюзи геометрически оптимизированы под 2 источника света и не подлежат такой модернизации.

Старые конденсаторные стартеры могут быть оставлены в корпусах, но отсоединены.

Рис. 3. 2-ламповые светильники, преобразованные в одноламповые

Вариант B

Апгрейд с помощью LED трубок типа Т8 привлекателен своей простотой и энероэффективностью. Ведь эти ИС разрабатывались специально для быстрой модернизации газоразрядной техники и имеют те же цоколи G13. Поэтому никакие контактные переходники не нужны.

Однако, следует учитывать ряд нюансов. Так как светодиодная матрица, расположенная внутри линейной лампы, светит направленно, функция рефлекторов, жалюзи и рессеивателей старого светильника может входить в противоречие с работой нового ИС. Рекомендуется выбирать прозрачные трубки для светотехники, оснащенной диффузными рассеивателями, и матовые — для открытых или оснащенных жалюзи моделей с рефлекторами.

Следует использовать LED трубки T8, оснащенные вращающимися цоколями, так как необходимо обеспечить правильное направление светового потока матрицы независимо от положения контактов в корпусе.

Энергоэффективность повышается не только за счет более высокой светоотдачи LED в сравнении с люминесцентными трубками. Благодаря исключению балласта из цепи экономится дополнительно еще 18 Вт мощности.

Что касается электротехнических схем, существует 2 варианта адаптации:

У моделей с магнитным балластом (ПРА) — удаляют стартер, конденсатор и сам балласт.
У изделий с ЭПРА — удаляют электронный балласт.

Рис. 4. Преобразование электрических схем при замене люминесцентных ламп на линейные светодиодные

В итоговых схемах напряжение должно подаваться на один из контактов с каждой стороны LED трубок. Подача 220 В на оба контакта с одной стороны вызовет короткое замыкание.

Световой поток газоразрядной лампы T8 36W — около 2750 Лм, а LED аналога Т8 18W — 1800 Лм. Но это потоки совершенно разного распределения в пространстве. Люминесцентная T8 36W излучает свет равномерно во все стороны перпендикулярно продольной оси, а Т8 18W — строго вниз на рабочее место. Поэтому для адекватного сравнения значение параметра газоразрядного источника умножают на т.н. коэффициент затенения (0,7). 2750 х 0,7 = 1925 (Лм).

Рис. 5. Линейная светодиодная лампа для замены газоразрядной трубки Т8

Модернизированный светильник обеспечивает освещенность контрольной горизонтальной плоскости лишь немного меньшую, чем в исходной комплектации — на 7 % (1925/1800 = 1,07). При этом потребляется энергии на 54 Вт (в 2,37 раза) меньше. Разумеется, цифры освещенностей взяты без уменьшающего влияния рассеивателей, но на адекватность сравнения это не оказывает влияния. Соответственно, вариант модернизации можно рекомендовать для помещений, в которых до апгрейда фиксировалось превышение требуемых уровней освещенности на 7 % и выше.

Вариант C

Полная замена газоразрядной светотехники на новую светодиодную — грамотное решение, прежде всего, с технической точки зрения. Только светильники, разработанные с учетом особенностей LED ИС, демонстрируют максимальный срок эксплуатации (до 50000 ч без замены матрицы). Связано это с обеспечением достаточного теплоотвода, который затруднен в случае с заменой люминесцентных ИС на линейные светодиодные.

Полная экономия электроэнергии при такой модернизации составляет 60 Вт на 1 точку (в 3 раза меньше). При этом обеспечивается более высокий уровень освещенности — 2600 Лм против 1925 Лм у газоразрядных ламп (с учетом коэффициента затенения).

Вариант можно рекомендовать для любых помещений, в т.ч. там, где фиксировались недостаточные (до 35 %) уровни освещенности.

Выбор варианта модернизации

Сравнение вариантов апгрейда встраиваемых газоразрядных светильников Т8 2 х 36W
Параметр после модернизации	А	B	C
Энергопотребление 100 точек, кВт⋅ч/год	9360	9360	7800
Стоимость потребленной энергии, руб/год	51480	51480	42900
Суммарная стоимость модернизации, руб	240000	160000	300000
Суммарная стоимость эксплуатации, руб/год	68180	58480	42900
Срок окупаемости проекта, лет	2,6	1,6	2,5

Экономически приемлемой выглядит модернизации по типу В или С. Однако, если снижение уровней освещенности по итогам мероприятия недопустимо, следует выбирать вариант С, предполагающий замену техники целиком на новую светодиодную с интегрированными LED матрицами. Учитывая снижение стоимости последних, апгрейд с помощью перевода газоразрядной техники с ПРА на ЭПРА безнадежно устарел.

Апгрейд растровых светильников 60 х 60 см («Армстронг»)

Еще 2 – 3 года назад замена люминесцентных ламп на LED трубки Т8 была самым популярным способом модернизации растровых офисных моделей. После значительного снижения цен на LED матрицы более актуальными выглядят 2 других варианта:

Замена старых ИС на светодиодный комплект.
Замена светильника целиком на светодиодный аналог.

Комплект из 4 бюджетных (с пластиковыми цоколями) LED аналогов Т8-600 мм обойдется в 450 – 500 руб. Еще около 700 руб. (в Москве) квалифицированный электрик возьмет за монтаж с изменением электрической схемы. Однако, опыт показал, что срок службы таких светодиодных трубок зачастую меньше, чем у газоразрядных . Объясняется это тем, что в корпусах 600 х 600 мм условия охлаждения хуже, чем в моделях для длиной 1200 мм. Критическим местом становится цоколь, так как внутри трубки возле одного из ее концов находится интегрированный драйвер. Такие ИС внутри моделей «Армстронг» отрабатывают не более 12000 ч (при заявленных 20 – 30 тыс. ч).

Сложности с выбором светодиодных светильников?

Подготовим полный расчет стоимости, необходимого оборудования и 3D визуализацию для освещения вашего объекта. Это БЕСПЛАТНО - еще до покупки и заключения договора, вы сможете узнать: «Сколько и какие светильники подойдут?», «Сколько это будет стоить?», «Как это будет выглядеть?» и даже «Сколько будет наматывать счетчик?».

Смотреть все решения

Экономически эффективнее светодиодные линейные лампы с алюминиевыми цоколями, которые стоят дороже (около1000 руб. за комплект из 4 шт.), но их ресурс близок к заявленному (35000 ч). Однако, в свете снижения стоимости нового LED светильника с интегрированной SMD матрицей (1200 руб.) такая модернизация теряет смысл.

Еще дешевле вариант апгрейда с помощью комплекта, включающего в себя 4 планки со светодиодами общей мощностью 30 Вт, драйвер и соединительные провода — около 500 руб. Конечно, при установке ремкомплекта электриком не может быть достигнуто качество контакта линеек с теплоотводящим корпусом на уровне фабричных моделей. Поэтому предположительно служат такие изделия на 15 % - 20 % меньше, чем заводские.

Рис. 7. Модернизация растрового светильника «Армстронг» с помощью LED ремкомплекта

Изменение электрических схем при апгрейде систем «Армстронг» отличаются от описанных в предыдущем разделе только количеством ИС (4 вместо 2). Световой поток светильников 60 х 60 см примерно равен таковому у Т8 2 х 36W (около 2600 Лм).

Рис. 8. Трансформация электрической схемы при модернизации растровой модели «Армстронг»

Технико-экономические характеристики модернизированных систем освещения на базе растровой светотехник «Армстронг» (для 100 изделий)
Параметр	1. LED ремкомплект 30 Вт	2. Новый LED светильник 30 Вт
Энергопотребление, кВт⋅ч /год	7800	7800
Стоимость потребленной энергии, руб/год	42900	42900
Суммарная стоимость модернизации/замены, руб	120000	170000
Ресурс, лет (из расчета 2600 ч/год на 1 точку)	10,77	13,46
Удельная стоимость эксплуатации, руб/год	15125	1,6

Как видно из таблицы, с экономической точки зрения варианты почти идентичны. Выбор между ними может быть обусловлен минимизацией капитальных затрат (Вар. 1), либо эстетикой помещения (Вар. 2).

Замена ДРЛ

Газоразрядные ртутные лампы высокого давления используются в цехах промышленных помещений, а также при освещении холлов и залов с высокими потолками в административных зданиях и торговых центрах. ИС этого типа устанавливали раньше в светильники типа High Bay («купольные», «высокий подвес», «колокол»).

Конструктивные и функциональные особенности старых систем

Модели High Bay представляют собой устройства вертикального света с полусферическими, параболическими, либо конусными рефлекторами и абажурами. Они обеспечивают угол рассеивания светового потока в диапазоне 30 ° — 120 °. Чем шире луч, тем ниже монтируются соответствующие модели, и наоборот — узконаправленные колокола применяют для монтажа на значительной высоте.

ДРЛ зачастую требуют замены задолго до своего полного выхода из строя. Причина — существенное падение (до 50 % от начального уровня) генерируемого светового потока. В настоящее время основные варианты замены ДРЛ 400 Вт:

LED лампа 150 Вт.
Металлогалогенная (МГЛ) 250 Вт.

Рис. 9. Освещение супермаркета купольной светотехникой

Модернизация с помощью МГЛ

Преимущества ИС этого типа:

Снижение потребления энергии с 432 Вт до 270 Вт при обеспечении соизмеримого светового потока (22000 и 20000 Лм соответственно). Дополнительные 32 и 20 Вт потерь соответственно приходятся на ПРА (балласты).
Лучшая, чем у ртутных устройств, цветопередача.
Длительный срок службы без значительного снижения КПД.
Приемлемый срок окупаемости.

Недостатки:

Возможность только ступенчатого диммирования.
Ухудшение цветопередачи при диммировании.

Не рекомендуется производить замену ламп с ДРЛ на металлогалогенные. Следует менять старую светотехнику на новую целиком. При этом остальные компоненты системы освещения (от подводящих сетей до защитно-распределительной аппаратуры) можно оставить без изменений.

Во всех случаях, кроме требующих повышенной цветопередачи (CRI более 90 %), целесообразно использовать менее дорогие, чем керамические, кварцевые МГЛ.

Модернизация с помощью светодиодных ламп

Преимущества замены светильников с ДРЛ на LED аналоги:

Рекордная экономия потребляемой энергии — нагрузка на одну точку снижается с 432 Вт до 150 Вт.
Мгновенный выход на рабочие режимы при включении.
Подходят для управления Smart-системами, благодаря чему получается дополнительная экономия (за счет учета дневного освещения, контроля занятости рабочих мест и т.п.)
Длительная бесперебойная работа техники.
Минимальная стоимость технического обслуживания.
Идеальны для работы в холодильных камерах и складских помещениях с пониженной температурой.

Недостатки:

Высокие капитальные затраты.
Качество цветопередачи ниже в среднем на 10 % в сравнении с металлогалогенными аналогами.
Не подходят для установки в горячих цехах и других помещениях с повышенной температурой или недостаточной вентиляцией.
Проблематичны для замены моделей с углом рассеивания потока более 90 °

Характеристики рассеивания у ДРЛ и LED ИС значительно отличаются. Поэтому выбираются светодиодные светильники High Bay, оснащенные линзовой оптикой, адаптирующей световой поток к параметрам старой системы. Это исключает необходимость менять расположение точек монтажа и токоподводящих сетей.

Выбор между МГЛ и LED

К сожалению, типовых технико-экономических расчетов и рекомендаций по этому вопросу не существует. Сфера использования светотехники High Bay характеризуется большим разбросом параметров по условиям эксплуатации и таким же широким диапазоном цен для технических решений даже в рамках одной мощности и одного типа ИС.

Каждый объект требует профессиональных светотехнических расчетов, учета температурного режима, запыления, доступности технического обслуживания и множества других факторов. Специалисты «Интера Лайтинг» готовы провести оперативную экспертизу объекта, облегчающую выбор технических вариантов модернизации освещения.