Οι λυχνίες LED γίνονται βασικό συστατικό των σύγχρονων συστημάτων φωτισμού λόγω της παγκόσμιας τάσης για ενεργειακά-αποδοτικό φωτισμό. Ωστόσο, η ευκολία μετασκευής και η σχεδιαστική συμβατότητα με τα τρέχοντα φώτα φθορισμού είναι βασικοί παράγοντες για την ευρεία χρήση τους. Προκειμένου οι σωλήνες LED να λειτουργούν με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα σε παλαιού τύπου συστήματα, πρέπει να ληφθούν προσεκτικά υπόψη μηχανικές, ηλεκτρικές και θερμικές πτυχές, σε αντίθεση με τους τυπικούς σωλήνες φθορισμού. Με έμφαση στις προόδους του σχεδιασμού κατοικιών που γεφυρώνουν το χάσμα μεταξύ της παλιάς και της νέας τεχνολογίας, αυτή η εργασία εξετάζει τα τεχνικά προβλήματα και τις λύσεις για την εκ των υστέρων τοποθέτηση σωλήνων LED σε παλαιότερα φωτιστικά.
Αναγνωρίζοντας τις Δυσκολίες της Μετασκευής
Η κληρονομιά της υποδομής φθορισμού
Τα φώτα φθορισμού T8 ή T12 εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε περισσότερο από το 70% των εμπορικών κτιρίων παγκοσμίως. Έως και 50–60% περισσότερη ενέργεια μπορεί να εξοικονομηθεί εάν τα τοποθετήσετε εκ των υστέρωνΣωλήνες LED, αν και υπάρχουν ιδιαίτερες προκλήσεις με τα ιστορικά συστήματα:
Οι μηχανικές αναντιστοιχίες περιλαμβάνουν παραλλαγές στο σχεδιασμό του άκρου-του πώματος, στη διάμετρο του σωλήνα ή στο μήκος.
Ηλεκτρική ασυμβατότητα: Οι οδηγοί LED δεν μπορούσαν να λειτουργήσουν με στραγγαλιστικά πηνία φθορισμού.
Θερμικοί περιορισμοί: Η διάρκεια ζωής των LED μπορεί να μειωθεί από κλειστά φωτιστικά κατασκευασμένα για σωλήνες φθορισμού που διατηρούν τη θερμότητα.
Σημαντικές στρατηγικές μετασκευής
Direct Wire Ballast-Bypass: Αφαιρέστε το ballast και συνδέστε τα LED κατευθείαν στην τάση γραμμής.
Χρησιμοποιήστε προ-υπάρχοντα ballasts (όπως στιγμιαία-έναρξη ή προγραμματισμένη-εκκίνηση) εάν είναι συμβατά με ballast-.
Οι σωλήνες διπλής-λειτουργίας που λειτουργούν με ή χωρίς στραγγαλιστικά πηνία είναι γνωστοί ως υβριδικά συστήματα.
Για να διασφαλιστεί η απόδοση και η ασφάλεια, κάθε στρατηγική απαιτεί ορισμένες τροποποιήσεις στέγασης.
Συμβατότητα Μηχανολογικών Σχεδίων
Τυποποίηση Διαστάσεων
Για να χωρέσουν οι σωλήνες LED σε υπάρχουσες υποδοχές και ανακλαστήρες, οι φυσικές τους διαστάσεις πρέπει να ταιριάζουν με αυτές των αντίστοιχων φθοριζόντων:
Τα πιο δημοφιλή είναι τα T8 (διάμετρος 1 ίντσας) και T5 (διάμετρος 5/8 ίντσες).
Οι ανοχές για το μήκος είναι ζωτικής σημασίας: Για να αποφευχθεί η κακή ευθυγράμμιση, ένας σωλήνας LED 4 ποδιών πρέπει να έχει μήκος 48 ± 0,5 ίντσες.
Καινοτομίες στο End-Cap Design
Οι βάσεις δύο ακίδων (G13) ή μονής-ακίδας (FA8) χρησιμοποιούνται στον φωτισμό φθορισμού. Τα περιβλήματα LED περιλαμβάνουν:
Περιστρεφόμενα ακραία καλύμματα: Αυτά επιτρέπουν στους σωλήνες να κλειδώνουν είτε σε μη-ανακλινόμενες (παράλληλες) είτε σε διακλαδώσεις (σειρά-ενσύρματες) ταφόπλακες.
Βάσεις γενικής χρήσης: Και οι δύο βάσεις G13 και G5 είναι συμβατές με πατενταρισμένα σχέδια όπως το "UltraFit" της Philips.
Σε παλαιότερα εξαρτήματα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν καρφίτσες με ελατήριο-για την αντιστάθμιση της φθοράς της ταφόπλακας (Εικόνα 1).
Μηχανισμοί Τοποθέτησης
Κλιπ συγκράτησης: Για να στερεώσετε σωλήνες LED σε καταστάσεις υψηλών-δονήσεων, αλλάξτε τις περιστρεφόμενες κλειδαριές φθορισμού.
Σε εξαρτήματα που είναι δύσκολο να προσεγγιστούν, οι μαγνητικές βάσεις επιτρέπουν τη δωρεάν εγκατάσταση-εργαλείων.
Ballast-Μετασκευή παράκαμψης για ασφάλεια και ηλεκτρική συμβατότητα
Τα περιβλήματα LED πρέπει να ενσωματωθούν σε απευθείας-εγκαταστάσεις καλωδίων:
Ενσωματωμένα-προγράμματα οδήγησης: Αυτά τα μικρά προγράμματα οδήγησης που αναφέρονται συνήθως στα άκρα του σωλήνα αναλαμβάνουν το ρόλο των στραγγαλιστικών πηνίων.
Σχέδια που είναι αγνωστικά-πολικότητας: Αποφύγετε λάθη στην αντίστροφη καλωδίωση.
Τα βαρίστορ οξειδίου μετάλλου (MOV) παρέχουν προστασία από υπερτάσεις αποτρέποντας τις αιχμές τάσης.
Συστήματα που εξαρτώνται από έρμα
Κατοικίες γιαΣωλήνες LEDπου είναι συμβατά με έρμα πρέπει να αντέχουν:
Αιχμές υψηλής τάσης: Κατά την ανάφλεξη, τα ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία έχουν την ικανότητα να παράγουν 600–1.000 V.
Διακυμάνσεις στη συχνότητα: τα στιγμιαία-στήματα εκκίνησης ταλαντώνονται μεταξύ 20 και 60 kHz.
Πολυμερή ανθεκτικά στο τόξο-όπως το πολυφθαλαμίδιο (PPA) και τα περιβλήματα με διπλή-μόνωση είναι παραδείγματα λύσεων.
Πιστοποιήσεις για την ασφάλεια
Τύπος UL A/B/C: Τύπος C (εξωτερικός οδηγός), Τύπος Β (έρμα-παράκαμψη) και Τύπος Α (εξαρτώμενος έρμα-).
Αξιολογήσεις IP: IP65 για υγρές περιοχές και IP20 για ξηρές περιοχές.
Έλεγχος θερμότητας σε απαγορευμένες περιοχές
Λήψη θερμότητας σε κλειστά φωτιστικά
Οι θερμοκρασίες διασταύρωσης LED (Tj) μπορεί να αυξηθούν πέρα από τους 85 βαθμούς λόγω της συχνής απουσίας αερισμού στους λαμπτήρες φθορισμού. Η υπερθέρμανση μειώνει τη διάρκεια ζωής κατά 50% και μειώνει την έξοδο αυλού κατά 10% έως 15%.
Λύσεις για Σχεδιασμό Κατοικιών
Αεριζόμενα ακραία καλύμματα: Παρέχετε παθητικό αερισμό διατηρώντας παράλληλα τις ονομασίες IP.
Θερμικά αγώγιμα πολυμερή: Σε σύγκριση με τα συνηθισμένα πλαστικά, το Polyamide 66 (PA66) με 40% ορυκτά πληρωτικά διαχέει τη θερμότητα τρεις φορές πιο γρήγορα.
Αρθρωτές ψύκτρες: Σε θερμές συνθήκες, τα αποσπώμενα πτερύγια αλουμινίου προσαρμόζονται στα περιβλήματα (Εικόνα 2).
Μελέτη περίπτωσης: Εκ των υστέρων προσαρμογή τρόφερ με ανώτατες οροφές
Οι λυχνίες LED χρησιμοποιήθηκαν για την εκ των υστέρων τοποθέτηση 1.000 εσωκλειόμενων φορείων σε νοσοκομείο στις Ηνωμένες Πολιτείες. Η θεραπεία:
Υλικό: Περίβλημα αλουμινίου που έχει εξωθηθεί και έχει διαμήκεις αυλακώσεις (εμβαδόν επιφάνειας +25%).
Ως αποτέλεσμα, το Tj έφτασε τις L70 > 60.000 ώρες και σταθεροποιήθηκε στους 75 βαθμούς.
Τήρηση Κανονισμών και Κωδίκων
Ενεργειακός Κώδικας και Απαιτήσεις NEC
Απαιτείται γείωση για κιτ εκ των υστέρων προσαρμογής σε αναρτημένα φωτιστικά σύμφωνα με το NEC 410.130.
California's Title 24 requires commercial retrofits to have a high CRI (>90) και να είναι ρυθμιζόμενο.
Διαπίστευση DLC
Οι προτεραιότητες για την Κοινοπραξία DesignLights (DLC) περιλαμβάνουν:
Συντήρηση αυλών: Μεγαλύτερο ή ίσο με 95% μετά από 25.000 ώρες.
Για να αποφύγετε παρεμβολές στο δίκτυο, διατηρήστε το THD κάτω από 20%.
Για περιβλήματα με ενσωματωμένα προγράμματα οδήγησης για την ικανοποίηση της απαίτησης θερμοκρασίας περιβάλλοντος 25 μοιρών του DLC, απαιτείται θερμική δοκιμή.
Εξελίξεις στην ενσωμάτωση IoT και Smart Tubes για Universal Retrofit Design
Μελέτες περίπτωσης: Εφαρμογή μετασκευής
Περίπτωση 1: Επανασχεδιασμός Φωτισμού Αποθήκης
5.000 λαμπτήρες φθορισμού T8 αντικαταστάθηκαν με λυχνίες LED παράκαμψης έρματος-σε ένα κέντρο logistics:
Πρόβλημα: Ένας συνδυασμός ηλεκτρικών και μαγνητικών στραγγαλιστικών πηνίων υπήρχε στα φωτιστικά.
Προγράμματα οδήγησης διπλής-λειτουργίας με γενικά ακραία καλύμματα G13 (αυτόματη-τάση γραμμής ανίχνευσης) είναι η λύση.
Αποτέλεσμα: 62% εξοικονόμηση ενέργειας. Απόδοση επένδυσης 1,8 ετών.
Περίπτωση 2: Διατήρηση Ιστορικών Κατασκευών
Ένα θέατρο της δεκαετίας του 1920 ενημέρωσε τους πολυελαίους του χωρίς να αλλάξει τις αρχικές πρίζες:
Περίβλημα: Σωλήνες αλουμινίου με λεπτό προφίλ και παγωμένα γυάλινα καλύμματα κατά τον τρόπο του Edison.
Αποτέλεσμα: Χρησιμοποιήθηκε 70% λιγότερη ενέργεια διατηρώντας παράλληλα την αισθητική.
Προσεχή Μοτίβα και Δυσκολίες
Νέες κατευθυντήριες γραμμές
Τυποποιεί τις διεπαφές λυχνιών LED για υποκατάστατα βύσματος-και- (Βιβλίο Zhaga 25).
LightingEurope's ReVolt: Ενθαρρύνει τα κιτ αναστρέψιμης μετασκευής κυκλικής οικονομίας.
Τεχνικές Δυσκολίες
Αρμονική παραμόρφωση: Η ποιότητα της ισχύος του κτιρίου μπορεί να επηρεαστεί από κακώς κατασκευασμένα προγράμματα οδήγησης.
Τα προηγμένα προγράμματα οδήγησης PWM που λειτουργούν με παλιότερους ρυθμιστές κοπής φάσης-είναι απαραίτητα για την αποφυγή του τρεμούλιασμα σε συστήματα με χαμηλό φωτισμό.
AI-Προσαρμοσμένη εξατομίκευση
Με τη βελτιστοποίηση του σχήματος του περιβλήματος για ορισμένα εξαρτήματα, οι τεχνολογίες δημιουργίας σχεδιασμού, όπως το Autodesk Fusion 360, ελαχιστοποιούν την ανάγκη για δοκιμή-και-προτύπωση πρωτοτύπων.
Οι βασικοί λίθοι της επανάστασης του φωτισμού LED είναι η εκ των υστέρων τοποθέτηση και η συμβατότητα σχεδιασμού. Οι κατασκευαστές μπορούν να εγγυηθούν ομαλούς διακόπτες από συστήματα φθορισμού σε συστήματα LED αντιμετωπίζοντας μηχανικά, ηλεκτρικά και θερμικά ζητήματα με δημιουργικό σχεδιασμό κατοικιών. ΜελλοντικόςΣωλήνες LEDπιθανότατα θα δώσει μεγαλύτερη προτεραιότητα στις αρχές της αρθρωτής προσαρμογής, της καθολικής εφαρμογής και του κυκλικού σχεδιασμού, καθώς οι έξυπνες τεχνολογίες και η βιωσιμότητα φέρνουν επανάσταση στον κλάδο. Αυτό θα μετατρέψει τη μετασκευή από τεχνική αναγκαιότητα σε ανταγωνιστικό πλεονέκτημα.
