Φωτισμός ψηλού χώρου σε εμπορικές εγκαταστάσεις

Μεγάλα καταστήματα, καταστήματα λιανικής, αντιπροσωπείες αυτοκινήτων, εμπορικές αποθήκες, συνεδριακά κέντρα, εκθεσιακοί χώροι, κέντρα αναψυχής, αθλητικοί χώροι και γυμναστήρια είναι μερικά μόνο παραδείγματα του είδους των χώρων όπου προορίζεται για χρήση εμπορικού-μεγάλου φωτισμού. Αυτές οι ρυθμίσεις είναι συνήθως απαλλαγμένες από προβλήματα φωτισμού, όπως υπερβολική υγρασία, διαβρωτικές ατμόσφαιρες, καυστικά χημικά, σκόνη, κραδασμούς από βαριά μηχανήματα, ακραίες θερμοκρασίες περιβάλλοντος και βρώμικο ηλεκτρισμό, σε αντίθεση με τα βιομηχανικά κτίρια, τα οποία είναι διαβόητα δύσκολο να φωτιστούν.

Ο φωτισμός στερεάς κατάστασης που βασίζεται στην τεχνολογία LED αντικαθιστά γρήγορα τον φωτισμό φθορισμού και HID στον τομέα του φωτισμού υψηλής περιοχής. Ο σχεδιασμός του προϊόντος παρουσιάζει διακυμάνσεις λόγω της περίπλοκης σύνθεσης των συστημάτων φωτισμού LED. Τα φώτα LED υψηλής θέσης για εμπορική χρήση είναι μια μοναδική κατηγορία προϊόντων που κατασκευάζονται με προσοχή για ορισμένες εφαρμογές.

Ψηλός εμπορικός κόλποςποιότητα Μια αρχιτεκτονική λύση για επαγγελματικούς χώρους με ψηλά ανοιχτά ταβάνια είναι ο φωτισμός LED. Έχουν σχεδιαστεί για να τονίζουν τον επιδιωκόμενο χαρακτήρα της δομής και είναι κάτι περισσότερο από τεχνικά φωτιστικά. Σε αντίθεση με τους κλασικούς υψηλούς κόλπους-που έχουν βιομηχανική εμφάνιση, τα εμπορικά κτίρια όπως τα μεγάλα κουτιά και τα κέντρα αναψυχής απαιτούν μια λύση φωτισμού που είναι ταυτόχρονα εξαιρετικά ενεργειακά αποδοτική και έχει πιο εξελιγμένο σχεδιασμό. Λόγω του μικρού μεγέθους των LED και της αντοχής σε στερεά κατάσταση, οι σχεδιαστές φωτιστικών μπορούν τώρα να κατασκευάζουν φωτιστικά που συνδυάζουν δραματικά τη μορφή και τη λειτουργία, ξεπερνώντας τους περιορισμούς των παραγόντων παλαιού τύπου. Εκτός από τη σημαντική αύξηση της απόδοσης της πηγής, αυτά τα προϊόντα προσφέρουν εξοικονόμηση ενέργειας.

Ο κατευθυντικός φωτισμός δεν είναι δυνατός με συμβατικούς λαμπτήρες αλογονιδίου μετάλλου και φθορισμού. Θα μπορούσε να είναι δύσκολο να εξαγάγετε αποτελεσματικά και να επαναδρομολογήσετε τη ροή φωτός αυτών των παντοκατευθυντικών λαμπτήρων σε μια πιο ωφέλιμη και συνεπή κατανομή. Με τα προσεκτικά σχεδιασμένα δευτερεύοντα οπτικά, είναι δυνατό να επιτευχθεί πολύ υψηλή απόδοση οπτικής απόδοσης χάρη στην κατευθυντική έξοδο φωτός των LED και το μικροσκοπικό μέγεθος συσκευασίας.

Επειδή τα LED είναι ημιαγωγοί, μπορούν να ενσωματωθούν σε μια ποικιλία συστημάτων ελέγχου φωτισμού, τα οποία επιτρέπουν στον φωτισμό να προσαρμόζεται σε μια συγκεκριμένη εφαρμογή ή περιβάλλον. Τα φώτα LED υψηλής θέσης μπορούν να επιτύχουν υψηλή απόδοση εφαρμογής φωτισμού (LAE), η οποία ισοδυναμεί με σημαντική επιπλέον εξοικονόμηση ενέργειας, παρέχοντας την κατάλληλη ποσότητα φωτός όταν χρειάζεται.

Πολυάριθμα σχέδια φωτιστικών και παραλλαγές απόδοσης προκύπτουν από το ευρύ φάσμα των υψών τοποθέτησης, της κατανομής φωτός, των στόχων κόστους, των πακέτων αυλού, των χαρακτηριστικών χρωμάτων και των ρυθμίσεων με τις οποίες πρέπει να λειτουργούν και να ενσωματώνουν τα φώτα υψηλής θέσης. Τα εμπορικά-φώτα LED υψηλής θέσης μπορούν να είναι στρογγυλεμένα ή γραμμικά και μπορούν να ρυθμιστούν ως αρθρωτά ή ολοκληρωμένα συστήματα. Η χρήση και οι εργασίες στην περιοχή, καθώς και τα φυσικά χαρακτηριστικά του εσωτερικού ενός κτιρίου, καθορίζουν τη μορφή και τη διάταξη αυτών των συστημάτων.

Η αποτελεσματικότητα και η αξιοπιστία του συστήματος φωτισμού καθορίζουν την τελική αξία του φωτός LED υψηλής θέσης. Η πηγή φωτός, τα στοιχεία οδήγησης και ελέγχου, το οπτικό σύστημα και η ψύκτρα είναι μερικά από τα διάφορα εξαρτήματα του συστήματος φωτισμού που επηρεάζουν περαιτέρω αυτούς τους παράγοντες. Οποιαδήποτε διαδικασία σχεδίασης φωτιστικών θα συνεπαγόταν πάντα ανταλλαγές-μετά το κόστος και την απόδοση. Οι μέτριες ρυθμίσεις λειτουργίας των εμπορικών εγκαταστάσεων είναι πιο ανεκτικές στη χρήση φθηνότερων φώτων LED υψηλής θέσης με μικρό παράθυρο λειτουργίας, παρά το γεγονός ότι είναι εξαιρετικά δύσκολο να επιτευχθούν ταυτόχρονα στόχοι απόδοσης και κόστους.

Οι μετρήσεις του πακέτου LED χρησιμοποιούνται σε πολλές από τις παραλλαγές απόδοσης που διατίθενται σήμερα σε συστήματα φωτισμού υψηλής περιοχής. Ο σχεδιασμός των πακέτων LED και η ενσωμάτωσή τους στο σύστημα φωτισμού καθορίζουν τη φωτεινή τους απόδοση, τις επιδόσεις συντήρησης του αυλού, τις θερμοκρασίες χρώματος, την ακρίβεια απόδοσης χρωμάτων και τη διάρκεια ζωής τους. Οι αντανακλαστικές λυχνίες LED SMD που είναι χτισμένες στην πλατφόρμα συσκευασίας με πλαστικό μολύβδινο φορέα τσιπ (PLCC) είναι ιδανικές γιαhigh bay φώτα LEDτης εμπορικής ποικιλίας. Σε σύγκριση με άλλους τύπους πακέτων LED, όπως πακέτα υψηλής ισχύος κεραμικού υποστρώματος, πακέτα τσιπ-επί-πακέτας (COB) και πακέτα κλίμακας τσιπ (CSP), τα πακέτα LED PLCC επιτυγχάνουν αποτελεσματικότητα πηγής που είναι σημαντικά υψηλότερη λόγω της υψηλής απόδοσης εξαγωγής φωτός που επιτυγχάνεται με εξαιρετικά ανακλαστικά περιβλήματα και μολύβδινα πλαίσια. Τα φώτα υψηλής θέσης που χρησιμοποιούν ανακλαστικά πακέτα LED SMD για την παραγωγή λευκού φωτός μπορούν να έχουν απόδοση φωτιστικού μεγαλύτερη από 180 lm/W όταν συνδυάζονται με προγράμματα οδήγησης και οπτικά υψηλής απόδοσης. Η περίοδος απόσβεσης μπορεί να μειωθεί σημαντικά λόγω της υψηλής αποτελεσματικότητας. Οι τελικοί χρήστες μπορεί θεωρητικά να ξεπεράσουν την επένδυσή τους σε δύο χρόνια με αυτό το επίπεδο αποτελεσματικότητας.

Η ποιότητα και η αποτελεσματικότητα του χρώματος ανταλλάσσονται ουσιαστικά. Το φάσμα φωτός των LED υψηλής απόδοσης λείπει σε σημαντικά μήκη κύματος που είναι απαραίτητα για την παραγωγή των ζωντανών χρωμάτων και υπερ-κορεσμένα στις μπλε και πράσινες φασματικές ζώνες. Σε πολλά καταστήματα λιανικής και αναψυχής, τα ζωντανά χρώματα δημιουργούν συνήθως μια πλούσια οπτική εμπειρία. Μόνο όταν εκτίθεται σε οπτική ακτινοβολία με ισορροπημένο φάσμα μπορεί κανείς να διακρίνει λεπτό και πολύπλοκο χρωματισμό. Η υψηλή απόδοση χρωμάτων και τα ζεστά λευκά LED είναι σημαντικά λιγότερο αποτελεσματικά λόγω της απώλειας Stokes και της χαμηλής ευαισθησίας των ματιών σε φωτισμό μεγαλύτερου μήκους κύματος.

Οι μηχανισμοί αστοχίας που σχετίζονται με το πακέτο αυτών των ανακλαστικών LED SMD καθιστούν τη σχεδίαση και τη μηχανική ενός φωτιστικού LED ένα σημαντικό ζήτημα, παρόλο που η πιθανή περίοδος απόσβεσης των φωτιστικών LED που χρησιμοποιούν LED υψηλής απόδοσης μέσης- ισχύος μπορεί να είναι αρκετά ελκυστική για να προωθήσει μια αγορά. Η θερμοκρασία έχει σημαντικό αντίκτυπο στη συντήρηση της φωτεινότητας του πακέτου PLCC LED. Η ταχεία αποικοδόμηση των υλικών συσκευασίας σε υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική μείωση της αποτελεσματικότητας. Οι πολλές ώρες λειτουργίας ή τα υψηλά επίπεδα φωτός προκαλούν το κίτρινο χρώμα της θερμοπλαστικής ρητίνης, γεγονός που επιταχύνει την υποτίμηση του αυλού.

Η μικρή διάρκεια ζωής ενός κακώς σχεδιασμένου φωτιστικού LED θα καταστήσει άχρηστη την υψηλή αρχική του απόδοση, εκτός εάν η θερμοκρασία σύνδεσης των πλαστικών συσκευασιών LED διατηρείται κάτω από την καθορισμένη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας κάτω από όλες τις συνθήκες κίνησης και λειτουργίας. Τα προϊόντα υψηλότερης απόδοσης χρησιμοποιούν συσκευασίες LED με καλούπια EMC (ένωση εποξειδικής χύτευσης) για να αναβάλουν την έναρξη της υποβάθμισης της φωτεινότητας και της αλλαγής χρωματικότητας σε υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υλικά PPA και PCT, το EMC προσφέρει καλύτερη θερμική σταθερότητα. Τα πακέτα Quad Flat No-απαγωγών (QFN), τα οποία προσφέρουν ένα θερμικό κανάλι υψηλής-απόδοσης για την απομάκρυνση της θερμότητας από την ενεργή περιοχή του LED, χρησιμοποιούνται συνήθως στη σχεδίαση των λαμπτήρων LED με καλούπια EMC.

Για να λειτουργούν συνεχώς αποτελεσματικά όλες οι πλαστικές συσκευασίες LED, η θερμική διαχείριση είναι προφανώς απαραίτητη. Επειδή το εποξειδικό υλικό έχει περιορισμένη ικανότητα αντοχής στη θερμότητα, τα LED με καλούπια EMC-δεν διαφέρουν. Η απαγωγή θερμότητας και η ρύθμιση του ρεύματος οδήγησης είναι δύο πτυχές της θερμικής διαχείρισης LED. Προκειμένου να επιτευχθεί υψηλή απόδοση φωτός, τα συστήματα χαμηλού{4}}κόστους χρησιμοποιούν συνήθως μικρό αριθμό LED και τα οδηγούν σκληρά. Σε γενικές γραμμές, περισσότερη θερμότητα παράγεται μέσα στα πακέτα ημιαγωγών όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα κίνησης. Ως αποτέλεσμα, η θερμική αλλοίωση των υλικών συσκευασίας επιταχύνεται. Ως αποτέλεσμα, ένα από τα βασικά στοιχεία της θερμικής διαχείρισης είναι η διατήρηση του ρεύματος οδήγησης σε κατάλληλο επίπεδο.

Η ενίσχυση της ικανότητας του συστήματος να απομακρύνει τη θερμότητα από τη διασταύρωση LED είναι ο κύριος στόχος της θερμικής μηχανικής για τα φωτιστικά LED. Η θερμική αντίσταση των εξαρτημάτων κατά μήκος ολόκληρης της θερμικής διαδρομής πρέπει να μειωθεί για να εξασφαλιστεί η εύκολη κίνηση της θερμότητας προκειμένου να διατηρηθεί ο έλεγχος της θερμοκρασίας της διασταύρωσης.High bay LED φώτα του διαφημιστικούΗ ποικιλία συχνά καταναλώνει λιγότερο από 250 watt ηλεκτρικής ενέργειας. Το θερμικό φορτίο μπορεί να διαχειρίζεται χωρίς την ανάγκη ενεργητικής θερμικής διαχείρισης χρησιμοποιώντας MCPCB και TIM υψηλής θερμικής αγωγιμότητας σε συνδυασμό με μια καλά σχεδιασμένη παθητική ψύκτρα-. Η κύρια ανησυχία είναι ότι οι ψύκτρες μπορεί να μην κατασκευαστούν για να μειώσουν το συνολικό κόστος του συστήματος.

led bay lights

Σε πολλές περιπτώσεις, ο σωστός οπτικός σχεδιασμός είναι εξίσου σημαντικός με τον έλεγχο της θερμοκρασίας. Τα δευτερεύοντα οπτικά, τα οποία μπορούν να συλλέγουν αποτελεσματικά το φως από την πηγή φωτός και να κατανέμουν ομοιόμορφα το φως για μέγιστη απόσταση μεταξύ των συσκευών, μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα σημαντική επιπλέον εξοικονόμηση ενέργειας. Πάνω από 90% απόδοση οπτικής παράδοσης είναι δυνατή με ένα καλά σχεδιασμένο οπτικό σύστημα. Συνήθως, χρησιμοποιούνται συστοιχίες φακών PMMA ή πολυανθρακικού για την επίτευξη της υψηλής απόδοσης του οπτικού συστήματος. Μια συστοιχία LED SMD μπορεί να έχει ατομικό οπτικό έλεγχο χάρη σε μια συστοιχία φακών που κατασκευάζεται με πολλά εξαρτήματα φακών.

Με περισσότερο από 90% απόδοση, μια συστοιχία φακών ολικής εσωτερικής ανάκλασης (TIR) μπορεί να παρέχει λεπτομερώς ρυθμισμένες οπτικές κατανομές από στενή σε ευρεία. Τα LED είναι συσκευές με υψηλή πυκνότητα ροής. Οι υπερβολικά υψηλές φωτεινότητες από τον συγκεντρωμένο εκπομπό προκαλούν αντανάκλαση. Δημιουργώντας αισθητικά ευχάριστες ατμόσφαιρες, ο φωτισμός υψηλών προδιαγραφών σε εμπορικά κτίρια θα πρέπει να προωθεί την ανάπτυξη μιας καλής εμπειρίας και ενός ελκυστικού περιβάλλοντος. Για εμπορικά-φώτα LED υψηλής θέσης, η καταστολή αντανάκλασης είναι συνεπώς ένα κρίσιμο στοιχείο της οπτικής σχεδίασης.

Το πρόγραμμα οδήγησης LED στο μπροστινό άκρο τουhigh bay φώτα LEDμετατρέπει την ισχύ γραμμής εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) σε ισχύ συνεχούς ρεύματος (DC) σύμφωνα με τις ηλεκτρικές ιδιότητες της συστοιχίας LED. Συνήθως, χρησιμοποιείται ένα τροφοδοτικό λειτουργίας διακόπτη (SMPS) για τη μετατροπή της ανορθωμένης ισχύος συνεχούς ρεύματος σε ένα προκαθορισμένο μέγεθος ισχύος συνεχούς ρεύματος. Για την ολοκλήρωση της διαδικασίας μετατροπής ισχύος εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε ένας-μονοβάθμιος ή δύο-σχεδιασμός.

Η διόρθωση συντελεστή ισχύος (PFC) και η μετατροπή DC/DC συνδυάζονται σε ένα μόνο κύκλωμα σε ένα πρόγραμμα οδήγησης LED ενός σταδίου-. Ένα αποκλειστικό κύκλωμα για διόρθωση συντελεστή ενεργού ισχύος και ένα δεύτερο στάδιο για διαχείριση σταθερού ρεύματος DC/DC είναι χαρακτηριστικά ενός οδηγού LED δύο- σταδίων. Λόγω των φθηνότερων τιμών τους, οι δίσκοι μονού-σταδίου χρησιμοποιούνται ευρέως σε εμπορικές εφαρμογές. Σε σύγκριση με δύο{6}}οδηγούς σταδίων, ένα μεμονωμένο ολοκληρωμένο κύκλωμα που εκτελεί και τις λειτουργίες μετατροπής PFC και DC/DC μπορεί να εξοικονομήσει 20–50% στον αριθμό των τμημάτων του κυκλώματος, το μέγεθος και το κόστος. Ωστόσο, η τοπολογία ενός σταδίου{10}έχει στενό εύρος τάσης λειτουργίας, υψηλό ρεύμα κυματισμού, περιορισμένο εύρος μείωσης της φωτεινότητας, περιορισμένη απόδοση PFC και ευπάθεια στην υπέρταση λόγω υπερτάσεων.

Τα προγράμματα οδήγησης LED ενός σταδίου-συχνά περιορίζονται σε εφαρμογές εμπορικού φωτισμού χαμηλής-ισχύς με δίκτυα AC υψηλής-ποιότητας. Οι τοπολογίες ενός σταδίου-καθίστανται αδύνατες σε υψηλότερα επίπεδα ισχύος λόγω της κακής λειτουργικής τους απόδοσης και της μεγάλης υπογραφής EMI. Λόγω της αποτελεσματικότητάς τους, της αξιοπιστίας και των δυνατοτήτων μείωσης της φωτεινότητας, τα προγράμματα οδήγησης δύο- σταδίων παρέχουν καλύτερη επιλογή τιμής/απόδοσης σε επίπεδα ισχύος άνω των 100 W.

Η τάση ενσωμάτωσης της φωτεινότητας, της ανίχνευσης, της ευφυΐας και της δικτύωσης σε εμπορικά συστήματα φωτισμού LED για την αξιοποίηση του δυναμικού εξοικονόμησης ενέργειας-των χειριστηρίων φωτισμού καθοδηγείται από την ατελείωτη- αναζήτηση της απόδοσης. Τόσο η διαμόρφωση πλάτους παλμών (PWM) όσο και η μείωση συνεχούς ρεύματος (CCR) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση της φωτεινότητας των LED. Σε εμπορικές εφαρμογές, τα αναλογικά πρωτόκολλα 0-10V και 1-10V χρησιμοποιήθηκαν ευρέως για τη ρύθμιση των κυκλωμάτων μείωσης της φωτεινότητας. Ο αναλογικός φωτισμός πρέπει να δώσει τη θέση του στον ψηφιακό φωτισμό ως αποτέλεσμα της ανάπτυξης συνδεδεμένων συστημάτων και του Διαδικτύου των Πραγμάτων (IoT).

Τα φωτιστικά LED μπορούν να διευθυνσιοδοτηθούν, να μειωθούν και να διαμορφωθούν μεμονωμένα χρησιμοποιώντας μια ενσύρματη ή ασύρματη τεχνολογία επικοινωνίας όπως το DALI, το Bluetooth mesh ή το ZigBee. Όταν τα φωτιστικά LED είναι σε θέση να επικοινωνούν με το περιβάλλον τους (χρησιμοποιώντας πληροφορίες που συλλέγονται από αισθητήρες πληρότητας ή φωτός ημέρας), μπορούν να ενεργοποιηθούν τοπικοί ελεγκτές, κινητά τηλέφωνα ή οποιοσδήποτε συνδυασμός αυτών, μπορούν να ενεργοποιηθούν-χαρακτηριστικά υψηλής αξίας που γνωρίζουν τα συμφραζόμενα.