Светодиодно осветление в зали

Част I. Системи за поливане на хотелски и градски градини, паркове и други обособени тревни площи.

Сред основните фактори при избора на система за поливане на големи тревни площи е рационалното оползотворяване на водните ресурси. Като най-ефективно решение за напояване на мащабните зелени пространства като паркове, градини и спортни терени се приемат автоматичните дъждовални поливни системи. Благодарение на напълно автоматизираното управление на системата, съобразено с климатичните условия, се постига равномерност на поливането и ниска консумация на вода и електрическа енергия.

В настоящия брой на сп. Технологичен дом ще ви запознаем с основните изисквания при инсталацията на захранващите водопроводи на дъждовални поливни системи и възможните варианти при избора на разпръсквачи. Обект на разглеждане в следващия брой на списанието ще бъдат компонентите за автоматично управление на системата.

светлина с определен цвят
Както е известно, светодиодът представлява полупроводников кристал, през който може да протича ток само в едната посока. Резултатът е преобразуване на част от неговата енергия в светлина. Цветът на светлината зависи от вида на полупроводника. Добиващите все по-голяма популярност бели LED съдържат кристал със синя светлина, която осветява специален луминофор, и той, от своя страна, излъчва бялата светлина. Допълнително предимство на белите LED е, че тяхната светлина е по-близка до естествената.
За разлика от другите източници на светлина, напрежението върху излъчващия LED е малко и е пряко свързано с цвета на светлината - между 1,6 V за червените и 3,6 V за сините и белите. Светлинният поток зависи от големината на тока и съответно от консумираната електрическа мощност. Например 1 W син LED се отличава със светлинен поток от 10 lm, съответно зеленият и белият са с 30 lm, а червеният - с 44 lm.
Малките размери на мощните LED (например 9x9x4 mm) позволяват в едно осветително тяло да се монтират множество диоди с различен цвят и чрез лесно включване и изключване на едни или други от тях да се получава различна светлина.
Друго предимство, обусловено от малките размери на LED, е възможността за създаване на компактни и лесни за монтиране осветителни тела, използвани в маркировъчното и дискретното осветление. Широко се използват и в осветителните тела със светлина, насочена върху сравнително малка площ - настолни лампи, спотове, лунички. За целта обикновените лампи, които реално излъчват във всички посоки, изискват обемисти рефлектори и лещи, докато естественият малък ъгъл на излъчване на LED налага само в някои случаи конструкцията им да съдържа миниатюрни насочващи елементи.

Предлагат се различни конструктивни решения
След първите плахи стъпки от преди няколко години, днес не са малко производителите, които предлагат няколко десетки разновидности на светодиодни източници и осветителни тела, а общият брой на моделите им понякога надхвърля стотици. Някои фирми произвеждат светодиодни лампи с Едисонов цокъл, които непосредствено заменят съществуващите с нажежаема нишка. Много по-широко се произвеждат източници и осветителни тела, в които LED са неподвижно закрепени (обикновено запоени). Подобно типично светодиодно осветително тяло е снабдено с 9 светодиода с различни цветове, осигурява светлинен поток между 200 и 600 lm, има електрическа мощност 36 W и експлоатационен срок 50 000 часа.
Произвеждат се и осветителни тела за непосредствено закрепване на стени и тавани или за вграждане в тях. Предлагат се и модели с възможност за непрекъсната промяна на цвета, които обикновено са плоски и с разновидности на конструктивното оформление.
Осветителите, наречени спотове, обикновено са с малък диаметър (3 - 3,5 cm), съдържат по един LED и могат да са единични или двойни. Съществуват оригинални модели с един спот, монтиран на края на дълга огъваща се тръба, включвани в електрически контакт и излъчващи като правило бяла светлина. Има и по-големи спотове с по три LED, които могат да се монтират по няколко върху рамка.
Светодиодни ленти
За оформяне на специфични повърхности и декоративни елементи в залите се предлагат и осветителни тела под формата на гъвкава лента. Тя е с вградени LED по цялата си дължина и се доставя на рула, от които могат да се изрязват парчета с необходимата дължина. Обикновено се използват сглобени в дълги ленти, които се монтират по подходящ начин в окачени тавани, мебели, декоративни конструкции, профили, стенни ниши, стълби и др. Някои от предлаганите на пазара модели могат да се лепят директно върху метални профили и конструкции. Други модели могат да бъдат монтирани в защитен PVC профил. Стандартно се изпълняват с широкоъгълни светодиоди с ъгъл на светене над 160 градуса. При необходимост могат да бъдат изпълнени и с друг вид светодиоди в зависимост от необходимия ъгъл на светене.
Предлагат се и гъвкави, и твърди RGB (пълноцветни) ленти, част от които дори са механично- и водоустойчиви, благодарение на пластмасовия корпус и заливката с епоксидна смола. Гъвкавите ленти се характеризират с висока яркост и голяма гъстота на диодите. Захранващото им напрежение обикновено е 12 V, a консумацията зависи от цвета на светене, като максималната е 5.8 W/m при бял цвят. Твърдите RGB ленти са най-често използваните модулни ленти, с които се изгражда преливащо многоцветно декоративно осветление. Характеризират се с оптимални гъстота и яркост на светодиодите, лесен начин на монтаж и ефективно управление. Монтират се чрез завиване с винтове в гипсокартон, мебели и плоскости, чрез залепване върху непроводящи материали, чрез използване на декоративни, защитни и насочващи PVC профили и др.

Изисквания към захранването на LED модулите
За да се осигурят желаните стойности на постоянното напрежение и тока на светодиодите в осветителните тела, е необходимо те да са оборудвани с електронен блок, захранван от мрежата. Той следва да осигури неизменна стойност на тока при промени на мрежовото напрежение. Други изисквания към електронния блок са да не отделя значима топлина при работа, да позволява монтаж в затворен обем, да поддържа защита от късо съединение, претоварване, прегряване и токови удари. Блоковете следва да са поставени в затворен корпус, който да ги предпазва от прах, влага и други външни въздействия.
Токът на LED за осветление е от няколко стотици mA до малко над 1 А, като производителите се стремят към увеличаването му. Това е трудно, тъй като токът нагрява полупроводника, а максимално допустимата му температура е малко над 100 °С.
Многоцветните модули (или т.нар. RGB модули), освен захранване, изискват подходящ контролер за управление на цветовите ефекти, които трябва да бъдат постигнати.

Контролери за управление на осветлението
Контролерите са предназначени за управление на пълноцветни (RGB) или специфични едноцветни LED системи и модули. Обикновено разполагат с няколко интегрирани стандартни програми. Например плавно преливане на цветовете без задържане на основните комбинации, плавно преливане със задържане, рязка смяна на цветовете или редуване на определени комбинации и други. Контролерите предлагат възможност и за регулиране на скоростта на смяна на цветовете.
В случай че изградената система е голяма и се налага използването на много захранващи блокове или синхронно управление на голяма мощност, съвместно с контролерите се използват и усилватели. В общия случай, за всеки допълнителен захранващ блок, свързан към управляема LED осветителна система, е необходим един усилвател.
Контролерите могат да бъдат с ръчно или дистанционно управление. Най-често срещаните варианти за дистанционно управление на RGB контролери за многоцветни ленти, осветителни тела и модули се изпълняват с инфрачервено управление или чрез радиовълни.

Експлоатационен живот от 100 000 часа
Експлоатационният срок на LED е несравнимо по-голям от този на лампите с нажежаема нишка (средно 1500 часа). Това е и причината осветителните тела с LED да се считат за вечни. Животът на LED, в края на който излъчваният светлинен поток намалява с 30% спрямо първоначалния (практически незабележимо за окото), е средно 50 000 часа. Вече не са рядкост и диодите с експлоатационен срок 100 000 часа. Едва след това се наблюдава забележимо намаляване на силата на светлината, но без познатото от лампите с нажежаема нишка внезапно изгаряне. Например при непрекъсната работа (24-часов режим) и минималния възможен експлоатационен срок, LED ще се използва в продължение на 6 години, а обикновената лампа трябва да се сменя на всеки два месеца. Дългият срок дава възможност да се използва запояване на LED в осветителните тела вместо завиването им като обикновена лампа. Така се избягват повреди поради лоши контакти, независимо от причините за възникването им.

Многократно по-малък разход на енергия
Неоспорим факт е, че светодиодите имат най-голяма светлинна ефикасност в сравнение с всички светлинни източници. Тя е между 50 и 100 lm/W, докато при лампите с нажежаема нишка е 12-15 lm/W, а при луминесцентните - около 50 lm/W. Това, заедно с много по-малкото нагряване на LED (в сравнение с лампите с нажежаема нишка, те са студени), определя КПД между 25 и 35%. Общият резултат е осигуряване на желана сила на светлината с 10, а понякога и с повече пъти по-малък разход на електроенергия. Например, 12 W LED може да дава светлинен поток, колкото 150-ватова лампа с нажежаема нишка.