照明产品电光能量转换利用率对比检测方法技术方案创新与流程

文档序号:12905177阅读:410来源:国知局

本发明渋及照明领域,渋及节能领域。本发明将用于国家重点支持的新能源与节能、资源与环境、高新技术领域中高技术服务三大高新领域。



背景技术:

目前我国照明用电量已占总能源用量的10%~12%,如按节能方案可达到降低20~35%的能源消耗,要在保证照明质量的前提下,力求减少照明系统中的能量损耗,最有效地利用电能。如何解决高质量照明的需求对能源及环境危机之间的矛盾,就成为了当前的研究重点。电光转换产品能量有效利用率对比检测是这项工作的前提与关键。

现有技术是测量光通量,通常是将被测灯与已知的标准灯在积分球内做比较测量或用分布光度计测空间各方向的光强分布再计算光通量,其测量计算过程比较繁琐,目前一般高校实验室及一些小企业不具备这两种专用测试设备。

光源灯具和照明工程是电能转为光能的载体,亮度、照度、色度是光源灯具和照明工程有效光能的衡量与体现。目前电光能量有效利用率对比在大部分场合中只局限于对光源(灯泡)自身光色特性发光效率的考核与检测,单纯测试光源的流明/瓦没有反映出光源和灯具以及整体光环境设计的实际状态;在一些场合中未包括进灯具和镇流器及开关电路耗能的检测。但在实际运用中,几乎全是光源与灯具的统一体。灯具所采用的反射和透过材料,以及特殊的冷反膜等实际改变了光源和灯具组合后的光学特性,这种差距最终导致了设计与实际状况之间的脱环与差异。

现有的三种光通量检测方法,包括积分球法,光强积分法、照度积分法。三种检测方法之间的差异又常使对电光转换产品能量有效利用率对比未在同一的衡量标准下进行;未去除无用方向的光通量;在绝大部分场合并没有包括进照明线路的耗能;这些与实际情况有很大的差别,现有技术存在明显的不足。必须对电光能量有效利用率对比检测方法的关键技术做出创新,以反映出实际使用情况,才能起到正确的引导作用。

本发明提出新的技术方案,对光源和灯具在实际使用情况下电光能量有效利用率对比检测方法的关键技术做出创新和完善,以用于对能源消耗的确切判断。



技术实现要素:

1本发明的技术原理与技术方案

创新提出对室内不同照明光源及灯具在电光能量有效利用率测量对比方法,以比较不同光源及灯具的实际状况,对照明产品光能的有效利用率的对比评定与实际使用状况相结合。我们在同一位置和距离通过更换光源的方式,测量多组光源和灯具的照度与色度坐标,计算了勒克司/瓦lux/w;或亮度与色度坐标,计算了尼特/瓦nit/w,以比较不同光源电能转换为光能的利用率,创新能量利用率的对比技术方案将包括进所配备的灯具及电气附件的总能效,测量方法更具有合理性和可行性,比用流明/瓦测量结果更能表达出对比的实际情况。另外,目前只是局限于对光源(灯泡)自身光色特性的考核,但在实际运用中,几乎全是光源与灯具的统一体。灯具所采用的反射和透过材料,以及特殊的冷反膜等实际改变了光源和灯具组合后的光谱特性,这种差距最终导致了设计与实际状况之间的脱环与差异,单纯测试光源的光谱特性实际上失去了对光源和灯具以及整体设计的监督检测和改进的前提。

现有技术是测量光通量,通常是将被测灯与已知的标准灯在积分球内做比较测量或用分布光度计测空间各方向的光强分布再计算光通量,其测量计算过程比较繁琐,目前一般高校实验室及一些小企业不具备这两种专用测试设备。

本发明使用可以进行量值传递计量器具彩色亮度计、亮度计、照度计、彩色照度计。简化了测试设备和测量计算过程,在必要时还可以进行量值溯源,测量结果可以与国际接轨,使本发明的创造性产生积极的效果。

1.1用分光照度计或色彩照度计测量照明产品的照度与色度坐标

固定照明类电光转换产品的支架位置,固定照度计位置。

我们通过更换照明产品的方式,用色彩照度计和分光照度计在同一位置和距离测量了两组led照明产品(暖色和冷色各一组)及两组三基色节能萤光灯(暖色和冷色各一组)的照度与色度坐标,计算了四组照明产品勒克司/瓦(lux/w),以代表电光能量转换利用率,对比实验结果见表1—表4,这种创新能量利用率的对比技术方案将包括进所配备的灯具及电气附件的总能效,测量方法更具有合理性和可行性,比用流明/瓦测量结果更能表达出对比的实际情况。

表1照明产品种类暖led灯

电光能量转换利用率6.867勒克司/瓦(lux/w)

表2照明产品种类冷led灯

电光能量转换利用率12.98勒克司/瓦(lux/w)

表3照明产品种类三基色节能暖萤光灯

电光能量转换利用率8.882勒克司/瓦(lux/w)

表4照明产品种类三基色节能冷萤光灯

电光能量转换利用率4.459勒克司/瓦(lux/w)

两组led照明产品(暖色和冷色各一组)实际电光能量转换利用率之间有明显的差别;两组三基色节能萤光灯(暖色和冷色各一组)实际电光能量转换利用率之间也有明显的差别;这些都不是用灯泡的流明/瓦测量结果所能表示和包括的,我们必须对实际使用情况下照明产品电光能量转换利用率检测方法的关键技术做出充实与创新,才有更大的现实意义。

如用流明/瓦来衡量led光源比三基色节能萤光灯大得多;但led是点光源,为了防止刺眼,led往往必须要加装灯罩以产生柔和的光线,在大部分情况下需要加灯具,这样会使带led灯具的发光效率随之下降,使有的led灯具的光能的转换利用率比三基色节能萤光灯只略有提高;有的led灯具的光能的转换利用率还不如三基色节能萤光灯。led比三基色节能萤光灯的节能幅度不能单用流明/瓦来衡量,应该用能量转换利用率lux/w做出衡量,这与实际情况更相符,与实际使用状况下人类视觉感受相一致.测量结果说明现在led光源能量转换利用率参差不齐,要不断普遍提高led光源能量转换利用率,这仍然是led目前的重要任务。

由表中还可以看出目前暖led灯的电光能量转换利用率还低于三基色节能暖萤光灯,因此想办法如何继续提高暖led灯的电光能量转换利用率是led照明产品的重要努力方向。

对电光转换产品能量有效利用率对比检测方法关键技术方案的创新可以确切比较光源

及不同电光转换产品光能的实际有效利用率,因此可为照明电光能量有效利用率对比

检测提供技术服务和改进方向,为高效节能做出高技术服务,使有限的资源能得到充分的

利用。

本发明将为照明类电光能量产品有效利用率对比检测提供技术服务,为高效节能做出高技术服务;本发明还将使照明领域产品技术数据能溯源到本国和国际计量基准;本发明的测量结果可用于改善照明对人类视觉影响,对光源及光环境的色度舒适度等关键技术做出自主创新,为制定新的标准和技术规范打下基础,为保护人类的视觉器官和生活环境为提高能量利用率做出贡献。

2.2用分光亮度计测量亮度做出印证,取得了同样的结论。

固定照明类电光转换产品的支架位置,固定亮度计和白板位置。

用分光亮度计分别测量四组光源照射反射率百分之99.9白板的亮度,色度坐标,主波长及光谱分布,测量结果参见表5—表8。

表5照明产品种类暖led灯

电光能量转换利用率1.714尼特/瓦(nit/w)

表6照明产品种类冷led灯

电光能量转换利用率3.508尼特/瓦(nit/w)

表7照明产品种类三基色节能暖萤光灯

电光能量转换利用率2.162尼特/瓦(nit/w)

表8照明产品种类三基色暖节能冷萤光灯

电光能量转换利用率1.311尼特/瓦(nit/w)

本发明的实用性

本发明将为照明类电光能量产品有效利用率对比检测提供技术服务,为高效节能做出高技术服务;本发明还将使照明领域产品技术数据能溯源到本国和国际计量基准;改善照明对人类视觉影响,对光源及光环境的色度舒适度等关键技术做出自主创新,为制定新的标准和技术规范打下基础,为保护人类的视觉器官和生活环境为提高能量利用率做出贡献,具有多种新颖性和多方面的实用性。

为实现上述目的本发明所采用的具体实施方式如下:

1.用分光照度计或色彩照度计测量照明产品的照度与色度坐标

我们通过更换照明产品的方式,用柯尼卡美能达色彩照度计cl-100cl-200和分光照度计cl-500a在同一位置和距离测量了两组led照明产品(暖色和冷色各一组)及两组三基色节能萤光灯(暖色和冷色各一组)的照度与色度坐标,计算了四组照明产品勒克司/瓦lux/w,以代表电光能量转换利用率,对比实验结果见表1—表4,

两组led照明产品(暖色和冷色各一组)实际电光能量转换利用率之间有明显的差别;两组三基色节能萤光灯(暖色和冷色各一组)实际电光能量转换利用率之间也有明显的差别;这些都不是用灯泡的流明/瓦测量结果所能包括的,我们必须对实际使用情况下照明产品电光能量转换利用率检测方法的关键技术做出充实与创新,才有更大的现实意义。

我们如用流明/瓦来衡量,led光源比三基色节能萤光灯大得多;但led是点光源,为了防止刺眼,led在大部分情况下往往需要加装灯罩以产生柔和的光线,这样会使带led灯具的发光效率随之下降,使有的led灯具的光能的转换利用率比三基色节能萤光灯只略有提高;有的led灯具的光能的转换利用率还不如三基色节能萤光灯。led比三基色节能萤光灯的节能幅度不能单用流明/瓦来衡量,应该用能量转换利用率lux/w做出衡量,这与实际情况更相符,测量结果说明要不断普遍提高led光源电光能量转换利用率。

用柯尼卡美能达分光亮度计cs-2000测量做出印证,比较电光能量转换利用率,证实了本专利结论的正确性。我们在同一位置和距离通过更换光源的方式,测量多组光源的照度与色度坐标,计算了勒克司/瓦(lux/w);用柯尼卡美能达分光亮度计cs-2000测量做出印证,以比较不同光源电能转换为光能的利用率比较电光能量转换利用率(nit/w),证实了本专利结论的正确性。

2.我们通过更换光源的方式,再次在同一位置和距离用其它型号的彩色照度计测量了另外几组光源的照度与色度坐标,计算了勒克司/瓦(lux/w),以代表电能转换为光能的利用率,对比实验结果见表9—12这种创新能量利用率的对比技术方案将包括进所配备的灯具及电气附件的总能效,测量方法更具有合理性和可行性,比用流明/瓦测量结果更能表达出对比的实际情况。

固定照明类电光转换产品的支架位置,固定照度计位置。

表9光源种类led灯

表10光源种类三基色节能萤光灯

表11光源种类三基色节能萤光灯

表12光源种类钨丝灯

2.1模拟对比实验结果表明三基色节能萤光灯及led光源比钨丝灯能量转换利用率有明显提高,提高了10倍以上。

2.2这两组led光源光能的转换利用率比三基色节能萤光灯略有提高,但相差不大,与人类视觉感受相一致,不断提高led光源能量转换利用率仍然是led的任务。

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