유지 관리 감독관이 6개월마다 36개의 형광등 설비를 교체하는 식품 가공 공장을 살펴봅니다. 전기 기술자는 50,000시간 정격의 LED 삼중 방지 조명으로 전환할 것을 권장합니다. 감독자는 LED 조명이 무엇을 의미하며 수년간 작동해 온 조명 시스템을 바꾸는 것이 왜 가치가 있는지 묻습니다.
LED는 발광 다이오드를 의미합니다. 전류를 직접 가시광선으로 변환하는 반도체 부품입니다. 가열된 필라멘트에 의존하는 백열등이나 가스 방전 및 형광체 코팅에 의존하는 형광등과 달리 LED는 예열 기간 없이 훨씬 적은 폐열을 사용하여 칩 수준에서 빛을 생성합니다. 이 단 하나의 차이점은 상업용 및 산업용 조명의 거의 모든 비용 계산을 변경합니다.
약어는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)로 확장됩니다. 다이오드는 전류가 한 방향으로 흐르도록 하는 두 개의 단자가 있는 전자 부품입니다. LED에서 접합부는 특수하게 도핑된 반도체 재료로 만들어집니다. 순방향 전류가 접합을 통과할 때 전자는 전자 정공과 재결합하여 에너지를 광자로 방출합니다. 이러한 광자의 파장에 따라 빛의 색상이 결정됩니다.
해당 생성 메커니즘은 이전 광원과 근본적으로 다릅니다.
빛은 가열된 요소나 가스 방전이 아닌 고체 접합에서 나오므로 LED 기술은 고체 조명이라고도 합니다.
상업용 설비에 사용되는 표준 표면 실장 LED 칩을 예로 들어 보겠습니다. 칩은 일반적으로 질화 갈륨 기반의 작은 사각형 반도체 재료로 기판에 장착됩니다. 드라이버가 제어된 직류 전류를 공급하면 전자가 p-n 접합을 가로질러 이동합니다. 전자가 정공에 떨어질 때마다 에너지 차이가 광자로 방출됩니다. 물질의 특정 에너지 차이에 따라 해당 광자의 색상이 결정됩니다.
백색 LED는 일반적으로 다음 두 가지 방법 중 하나로 생산됩니다.
백색광의 색상은 칩 및 형광체 수준에서 정의될 수 있으므로 LED 설비를 서로 다른 상관 색온도 및 연색성 수준에 맞게 조정할 수 있습니다. 지정자는 이전에 제공되었던 조명 기술보다 더 많은 제어권을 얻습니다.
이 세 가지 광원은 에너지 요금, 유지 관리 일정, 열 부하 및 설비 선택에 영향을 미치는 방식이 다릅니다. 아래 표에서는 등가 광 출력의 일반적인 값을 비교합니다.
| 매개변수 | 백열등 | 형광등 | LED |
|---|---|---|---|
| 시스템 효율성 | 10~17lm/W | 50~70lm/W | 120~200lm/W |
| 일반적인 서비스 수명 | 1,000~2,000시간 | 8,000~15,000시간 | 30,000~100,000시간 |
| 열 방출 | 매우 높음 | 보통 | 낮음 |
| 워밍업 시간 | 즉시 | 1~3분 | 즉시 |
| 스위칭 공차 | 나쁨 | 나쁨 | 우수 |
| 수은 함량 | 없음 | 예 | 없음 |
| 기계적 취약성 | 높음 | 높음 | 낮음 |
완전한 LED 조명기구는 하우징에 부착된 칩 그 이상입니다. 여기에는 성능, 신뢰성 및 서비스 수명을 결정하는 여러 하위 시스템이 포함됩니다. 서로 다른 공장의 제품을 비교하는 구매자는 전력량만 비교하기보다는 이러한 각 영역을 평가해야 합니다.
SMD 또는 COB 칩이 빛을 생성합니다. 칩 품질, 비닝 정확도 및 열 저항은 광속, 색상 일관성 및 장기 감가상각에 직접적인 영향을 미칩니다.
LED에는 조정된 DC 전류가 필요합니다. 잘 구축된 드라이버는 AC 주 전원을 변환하고 서지로부터 보호하며 전류를 안정적으로 유지하므로 조명 출력이 표류하거나 깜박이지 않습니다.
효율적인 LED라도 접합부에서 열이 발생합니다. 올바른 크기의 알루미늄 방열판은 접합 온도를 낮게 유지하고 루멘 출력과 수명을 보존합니다.
하우징은 기계적 안정성을 제공하고 IP 등급을 정의합니다. 습하고 먼지가 많거나 고압 세척 환경에는 개스킷, 밀봉 하우징이 필요합니다.
렌즈, 반사경, 확산판이 빔의 모양을 만듭니다. 120도 빔 각도는 낮은 장착 높이에서 중간 높이까지 넓은 영역을 고르게 커버하기 때문에 산업용 선형 피팅에 많이 사용됩니다.
배선 단자, 커넥터 및 장착 클립은 고정 장치의 설치 속도와 나중에 교체하기 쉬운 정도를 결정합니다. 도구가 필요 없는 단자대는 설치 노동력을 줄여줍니다.
모듈형 제품군에서는 드라이버와 광원을 독립적으로 교체할 수 있습니다. 이러한 설계는 결함이 있는 드라이버로 인해 전체 고정 장치를 폐기할 필요가 없기 때문에 장기 유지 관리 비용을 줄여줍니다.
LSM P2 시리즈 25W-75W 낮은 리플 전류 LED 드라이버 이 모듈형 LED 전원 공급 장치는 교체 가능한 드라이버에 대한 논의 이후 강조되었으며, 낮은 리플 전류와 최대 93%의 효율성으로 안정적인 유지 관리를 위해 25W~75W 옵션을 제공합니다. 제품보기 → 와트당 루멘으로 표시되는 발광 효율은 광원을 비교하는 가장 직접적인 방법입니다. 일반적인 교체 등급 LED 설비는 120~160lm/W를 제공하는 반면, 기존 기술은 이 범위보다 훨씬 낮습니다. 아래 차트는 각 기술의 상대적 위치를 보여줍니다.
시스템 수준에서 LED 조명 기구는 동일한 조명을 제공하는 데 백열등 설비보다 약 70~80% 적은 전력을 소비합니다. 우리의 분석에서 설명했듯이 고광효율 LED 배튼 디자인 , 광학 시스템과 드라이버 효율성이 함께 얼마나 많은 입력 전력이 유용한 빛이 되는지 결정합니다. 50,000시간 이상의 작동 기간 동안 전기 비용 절감만으로도 LED 조명기구의 초기 구매 가격의 몇 배에 달하는 경우가 많습니다.
이제 LED 기술은 거의 모든 애플리케이션 범주를 포괄합니다. 상업용 및 산업용 건물의 경우 가장 자주 지정되는 설비 제품군은 다음과 같습니다.
조명기 선택은 램프 모양에만 영향을 받는 것이 아니라 장착 높이, 주변 조건, 광학적 요구 사항 및 유지 관리 접근성에 따라 결정되어야 합니다. 예를 들어, 완전한 LED 등기구 단일 시스템으로 설계된 램프는 일반적으로 열 경로와 광학 장치가 함께 설계되기 때문에 기존 하우징에 배치된 개조 램프보다 성능이 더 좋습니다.
120° 빔 각도의 LG15D 슬림 LED 배튼 피팅 개량 제품보다 성능이 뛰어난 완전한 등기구라는 맥락에서 언급된 이 IP20 배튼은 유연한 사용을 위해 120° 빔, 최대 150lm/W, 0.6m~1.8m의 다양한 길이를 제공합니다. 제품보기 → 열악한 환경에서는 LED 기술이 형광등에 비해 가장 큰 장점을 발휘합니다. 먼지가 많은 작업장의 형광등은 튜브와 하우징에 먼지가 쌓이면서 점차 출력을 잃습니다. 세척 구역에서는 습기가 피팅에 유입되어 스타터나 밸러스트가 손상될 수 있습니다. 이러한 조건에 맞게 설계된 LED 피팅은 밀봉된 폴리카보네이트 또는 알루미늄 하우징, 개스킷 디퓨저 및 부식 방지 하드웨어를 사용합니다.
IP 등급은 보호 수준을 비교하는 표준 방법입니다. IP65는 대부분의 식음료 시설에 적합한 먼지 유입 및 저압 워터 제트로부터 보호합니다. IP66은 보다 강력한 제트에 대한 보호 기능을 추가하여 정기적인 고압 세척에 적합합니다. IP67은 일반적으로 실내에서는 불필요한 임시 침수를 추가합니다.
또 다른 중요한 매개변수는 IK 등급으로 표현되는 내충격성입니다. 지게차가 많이 다니는 창고나 차량 정비소에 설치된 설비는 우발적인 충돌로부터 살아남으려면 IK08 이상을 갖춰야 합니다.
LG06J 알루미늄 합금 IP65 LED 삼중 증명 조명 내충격성에 대한 참고 사항에 따라 이 IP65 삼중 방지 조명은 알루미늄 합금 본체, 120° 빔 및 교체 가능한 광원을 갖추고 있어 내구성이 뛰어나고 유지 관리가 쉽습니다. 제품보기 → LED 등기구를 최종 후보로 선정하려면 전력량을 확인하는 것 이상이 필요합니다. 다음 용어는 모든 심각한 데이터시트에 나타나며 이를 이해하면 구매자가 제안을 공정하게 비교하는 데 도움이 됩니다.
| 기간 | 실용적인 의미 |
|---|---|
| 광속 | 루멘 단위의 총 광 출력입니다. 밝기를 판단할 때 와트수보다는 루멘을 비교하십시오. |
| CCT | 켈빈 단위의 상관 색온도입니다. 2700~3000K는 따뜻해 보이고, 4000K는 중립적이며, 5000~6500K는 시원하고 일광처럼 보입니다. |
| CRI | 연색성 지수는 0부터 100까지입니다. CRI 80은 대부분의 인테리어에 표준입니다. 검사 및 소매 업무에는 CRI 90 이상이 선호됩니다. |
| 빔 각도 | 빛의 폭이 퍼집니다. 좁은 빔은 높은 장착 높이에 적합합니다. 넓은 빔은 일반 조명에 적합합니다. |
| IP 등급 | 먼지와 물로부터 보호. IP20은 건조한 실내용입니다. IP65 및 IP66은 습하고 먼지가 많은 장소에 적합합니다. |
| IK 등급 | 충격 보호. 값이 높을수록 하우징이 더 강한 기계적 충격에 저항한다는 의미입니다. |
| L70 수명 | 광속이 초기 출력의 70%로 떨어질 때까지의 시간입니다. 일반적인 값 범위는 30,000~100,000시간입니다. |
| 드라이버 유형 | 비디밍, 트라이액, DALI 또는 0-10V와 같은 제어 인터페이스. 주문하기 전에 현장 제어 시스템과의 호환성을 확인하십시오. |
다양한 공급업체의 LED 설비를 평가하는 구매자는 비슷한 것을 비교해야 합니다. 다음 체크리스트는 상업 및 산업 프로젝트에서 조달 문제의 가장 일반적인 원인을 다룹니다.
LED는 저전압 DC에서 작동하고 전류 변화에 즉시 반응하기 때문에 전자 제어 시스템과 자연스럽게 작동합니다. 일부 형광등 장비에서 나타나는 호환성 문제 없이 점유 감지, 일광 수확 및 예약 조광 기능을 LED 설치에 추가할 수 있습니다. 일반적인 창고에서는 LED 하이베이 조명 기구와 존재 감지 기능을 결합하면 조명 에너지 사용량을 20~40% 더 줄일 수 있습니다.
많은 최신 LED 설비는 독립형 램프가 아닌 시스템으로 설계되었습니다. 건물 관리 시스템을 위한 모듈형 드라이버, 교체 가능한 광원 및 인터페이스 옵션이 점점 일반화되고 있습니다. 향후 제어 업그레이드를 기대하는 구매자는 선택한 제품군이 전체 고정 장치 교체 없이 해당 경로를 지원하는지 확인해야 합니다.
초기 가격은 전체 내용을 말해주지 않습니다. 연간 4,000시간을 실행하는 50개의 고정 장치 설치를 고려하십시오. LED 등기구가 기존 형광등 시스템에 비해 위치당 40W를 절약한다면 연간 전력 절감량은 8,000kWh이다. 12~18개월마다 형광등을 다시 켜지 않음으로써 절약되는 노동력을 계산하기 전에 kWh당 평균 상업용 전기 요금은 USD 0.12, 즉 연간 약 USD 960입니다.
아래 표는 10년 동안 작동된 하나의 고정 장치 위치에 대한 간단한 비교를 제공합니다.
| 비용 구성요소 | 형광등 fitting | LED 피팅 |
|---|---|---|
| 초기 구매 비용 | 미화 30달러 | 미화 55달러 |
| 램프 교체 | 10년 이상 4개 | 0 |
| 시스템 입력 전원 | 58W | 35W |
| 연간 에너지 | 232kWh | 140kWh |
| 연간 에너지 비용 | USD 27.84 | 16.80달러 |
| 10년 에너지 비용 | USD 278.40 | USD 168.00 |
*정격 수명이 50,000시간인 LED 피팅과 수명이 끝나면 전체 등기구를 교체한다고 가정합니다.
10년 동안 LED를 설치하면 전기 비용만 USD 110 이상 절약되고 램프 교체 작업 방문 횟수가 4번이나 줄어듭니다. 이러한 마진으로 인해 첫 번째 비용 차이가 상대적으로 큰 경우에도 LED가 합리적인 선택이 됩니다.
LED 조명 기구에는 수은이 포함되어 있지 않아 형광등에 비해 폐기가 간편하고 규정 준수 부담이 줄어듭니다. 서비스 수명이 길다는 것은 교체 제품이 제조되고 폐기되는 횟수가 줄어든다는 것을 의미합니다. 수명이 끝나면 대부분의 LED 설비의 알루미늄 하우징과 드라이버는 표준 전자 폐기물 채널을 통해 분리 및 재활용될 수 있습니다.
LED는 적외선 및 자외선 복사를 거의 방출하지 않기 때문에 소매 및 디스플레이 환경에서 직물, 포장, 예술품의 변색을 줄여줍니다. 낮은 열 출력은 에어컨이 설치된 건물의 냉방 부하를 줄여 총 에너지 절약 효과를 더해줍니다.
인쇄된 서비스 수명은 일반적으로 L70 또는 L80 루멘 유지 관리를 의미하며, 이는 고정 장치가 초기 조명 출력의 70~80%를 제공할 때까지의 시간을 의미합니다. 실패의 시간이 아닙니다. 접합 온도를 낮게 유지하고 고품질 드라이버를 선택하면 유효 서비스 수명이 연장됩니다.
깜박임은 일반적으로 품질이 낮은 드라이버 또는 드라이버와 조광기 간의 비호환으로 인해 발생합니다. 좋은 드라이버는 출력 전류 리플을 낮게 유지하고 일반적인 조광기로 테스트됩니다. 구매자는 구매하기 전에 조광 호환성 목록이나 깜박임 비율 값을 요청해야 합니다.
일반 조명 LED 설비는 IEC 62471의 광생물학적 안전 요구 사항을 충족하도록 설계되었으며 면제 또는 저위험으로 분류됩니다. 현명한 규칙은 모든 밝은 광원과 동일합니다. 즉, 고강도 등기구의 광선을 직접 쳐다보지 마십시오.
예. 냉장실에서 최대 출력에 도달하는 데 몇 분이 걸릴 수 있는 형광등과 달리 LED는 즉시 최대 밝기로 시작됩니다. 주변 온도가 낮으면 실제로 칩이 시원하게 유지되어 수명이 향상됩니다. 고온 환경은 더욱 까다로우며 신중한 방열판 선택이 필요합니다.
Tri-Proof 등기구는 일반적으로 IP65 이상의 등급과 견고한 폴리카보네이트 또는 알루미늄 본체를 사용하여 물, 먼지 및 기계적 충격에 대한 보호 기능을 추가합니다. 표준 배튼 피팅은 일반적으로 IP20 또는 IP40이며 건조한 실내 공간에 가장 적합합니다. 습한 장소에 밀봉되지 않은 피팅을 설치하면 조기 고장이 발생할 위험이 있습니다.
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