茂湛高杆灯LED灯具改造方案.doc

茂湛高杆灯LED灯具改造方案设 计 方 案设计单位： 目录：1 产品概述P3二灯具对比P45三设计依据P64 改造方案P795 高杆灯安装说明P101、 产品概述：LED (Light Emitting Diode) 即发光二极管。 是一种利用半导体芯片作为发光材料，直接将电能转换为光能的发光器件。是继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯（如金卤灯等）之后人类在照明领域的又一重大发明。Led作为一种新型固态冷光源，具有体积小、重量轻、能耗低、寿命长、响应速度快、抗震性好以及色彩丰富，可塑性强等优势，而逐渐被广泛应用。被公认为是21世纪最具发展前景的高新技术领域之一。 集成封装30W、40W、50WLED光源特点：l 光源是采用美国普瑞30颗1W大功率芯片选用我司自主的封装技术完成；l 产品的稳定性高：因为采用双电结结构，且表面有6层保护膜，客户生产过程中更容易操作，产品良率更好控制，而且光衰较小；l 多晶的LED，优势非常明显，可以随意选择工作电压。l 大功率光源基板采用的是高导热系数的材料表面镀银的铜基板制作而成的，有利于把led光源工作时产生的热量快速的导出来，从而大大提升led光源的使用寿命；l 支架基板通过特殊工艺，制作成具有高反射系数的亮面，能把led光源发出的射向基板的光，高质量的反射出来，大大提高了光源的出光率。l 我们公司的led集成光源，其核心部件芯片在其固晶区排布方式不同常见的直排，我们采用合理的交叉排布，一定程度的把芯片合理均匀的分布在固晶区，使光源工作时产生的热量也比较均匀的分布在基板上，更利于有效的散热，同时由于拉开芯片之间的距离，也大大提升了出光效率。 LED散热技术特点：l 由于热量对LED影响较大，必须给LED设计好散热系统，将产生的热量通过各种路径进行传导，使LED的结温控制在一个合适的数值。散热系统的设计包括三个方面： 1. 改善LED封装结构； 2. 配置散热器；3. 减少热传递中的热阻l 对于LED的封装结构，在应用时无法进行变更，散热系统设计主要围绕散热器及热量传递中的热阻减少进行l 与散热相关的三个主要参数 1.导热系数：表征材料导热性能优劣的参数，其单位为W/（m） 2.传热系数k：表征传热过程强烈程度，其单位为W/(m2 )。数值上，它等于冷、热体间温差为1 ，换热面积为1 m2时的热流量数值 3.热阻Rth：表征热转移过程的阻力，数值上为热量传导通道上两个参考点之间的温度差与两点间热量传输速率的比值，单位为 /W。稳态传热过程，热阻的组成是由各个构成环节的热阻组成，且符合热阻叠加原理l 给LED配置散热器，将LED发出的热量向散热器传导，散热器与空气进行热交换，使得LED的温度控制在一个合适的数值。散热器与空气的热交换满足对流传热定律：2、 灯具比较：随着大功率LED在灯光装饰和照明中的普遍使用，道路、隧道、高杆照明是使用时间最长而且耗电最大的灯，在不降低照明质量的条件下采用LED灯将大大减轻了城市的电力能源紧缺，节约了国家能源。关于LED照明的节电效果，在很多实用LED路灯取代高压钠灯的案例中，节电是一个重要的因素。总体发光效率的比较： LED灯单面发光、光线定向性强，可有效控制光线，对周边建筑无光污染，低压直流工作、电源转换效率达92%以上，总体照明的效率90%。而金卤灯需要一个较大的电感/电子整流器，目前较好的Philips输出转换效率才70%左右，金卤灯是360度发光，应用到照射方向的光很少，只有30%。必须通过反射部分非应用方向的光以达到更高的光的利用、反射后效率只有50%、在金卤灯高温的状态下反射罩快速氧化，效率将更低。所以LED总体光效为金卤灯的4倍以上。 安全比较：高压钠灯与金卤灯是由气体、金属蒸气或几种气体与金属蒸气的混合、经高压放电而发光的灯，它是通过气体放电将电能转换为光的一种电光源。高压钠灯与金卤灯需要一个大型的供电系统。功率型的大型变压器是非常贵的。而且灯具电压不能有太大的波动，否则，会严重影响灯的寿命。另外还有一个非常大的问题就是照明持续性非常不好。在工作状态下，灯具腔体内的温度要超过100度，在非工作状态下因为负压回吸进去非常多的灰尘和昆虫，大大影响灯的出光效果。大家知道，高压钠灯与金卤灯在外部电压升高时，耗电也随着电压上升而相应升高，甚至超过30%以上，如果电压降低到180V时亮度明显下降，甚至不亮。高压钠灯与金卤灯含重金属汞和稀有卤化物；表面温度高、不能触摸、易碎、启动时间长、不能热启动、不能随开随关，冷却后才能第二次发光，光波含红外线、紫外线。LED是一种利用半导体芯片作为发光材料，直接将电能转换为光能的固体发光器件。LED灯采用恒流电源驱动模块，低压状态下工作，不需要大型的变压器。外部电压降低至100V或升到250V时，亮度和性能也保持不变，长时间工作光输出稳定、灯体温度50度、安全可触摸。另外，驱动器有许多保护功能，在异常情况下能确保整个电网的可靠性。由于LED耗电省，电压适应范围宽，供电线径细，工程在配套的预埋输电、变压器、配电柜、铺设电缆等投资上可节约80以上安装成本，本次改造原有的线路将不需要做任何更改。LED具有体积小、能耗低、高亮度低热量、超长寿命、稳定性高、响应速度快、固态冷光源抗震性好以及色彩丰富、光色纯、可塑性强、环保等优势，而逐渐被广泛应用。被公认为是21世纪新型的绿色照明产品。寿命比较：高压钠灯与金卤灯国产的因质量和技术问题寿命较短，一般都小于4000小时，进口的以Philips最好，平均达到4000-6000小时，单体LED的寿命在8万小时以上，集群变成一个特大功率的LED后，它的寿命在5万小时以上，按每天点亮12小时计算，约为11.4年，等于是现今金卤灯10倍以上的寿命，即高压金卤灯更换10次以上，LED雨棚灯才更换一次，更换光源成本不在话下，维护费用与造成的诸多不便已是最明显的对比，（因道路照明用途特殊，更换困难，要花费一定的人力、机器资源才能完成操作） 节能比效：1座高杆灯使用16盏200W灯LED灯具实际功率为3280W， 每小时耗电0.125度电费1元/度=0.125元1座高杆灯使用8盏1000W的高压钠灯与金卤灯实际功率为9600W， 每小时耗电0.5度电费1元/度=0.5元每座LED高杆灯每年可节省： LED高杆：（3.28KW6h+1.64KW6h）0.9元/Kw365天=9697 元 (LED的灯具自带半功率) 传统灯具高杆：9.612h0.9元/Kw365天=37843 元 (传统灯具含整流器功率) LED高杆灯每年可节省 37843 元 - 9697 元= 28146元总结： 以上对比中可以看出，LED路灯替代传统路灯在光源成本上不占优势，但在铺设费用中，LED路灯已可以将光源成本节省，使用后节省的电费就是收益，还有各自的寿命带来的好处与坏处，使用的灯具越多节省的费用越大，（以上只是使用LED灯具电费方面的节省，不包含每次更换高压钠灯与金卤灯的人工/材料成本）3、 设计依据：照明宜采用照度作为评价指标。本照明设计主要依据城市道路照明设计标准编号为 CJJ45-2006中的交会区的照明标准值应符合表 交会区类型路面平均照度（LX），维持率照度均匀度UE眩光限制诱导性主干路与主干路交会30/500.4在驾驶员观看灯具的角度上，灯具在80度和90度高角度方向的光前分别不得超过30cd/1000Lm和10cd/1000Lm好主干路与次干路交会好次干路与干路交会20/300.35好次干路与支路交会好支路与支路交会15/200.3好改造设计原则：1、选用21世纪新型节能、环保的绿色照明产品。2、LED光源芯片全部采用原装进口美国普瑞(Bridgelux)，保证产品稳定、可靠、长寿命。3、坚持“严谨、求实、创新、服务”的企业宗旨，秉承“专注LED应用”的经营理念，以产品质量与优质服务为核心，具有专业的LED照明技术和完善的售后服务体系；4、照明光源改造后应满足现有收费车道照明需求。四、改造方案：改造工程以一个交会处下4座高杆灯灯具数量（具体见下表）。 实施项目改造前改造后每车道灯数量合计（盏）每车道灯数量合计（盏）规格茂湛高杆灯改造工程8321664LED-200W816816816LED灯具技术要求：茂湛高速公路收费站LED灯光改造工程项目对照明光源有如下需求：1、光源种类:美国普瑞(Bridgelux) LED光源；2、光 效：100 lm/W3、显色指数：Ra75%4、色 温：40006000 K5、寿 命：50000H6、环境适应温度：-30+40产品选型LED高杆灯灯： （图片） （外观尺寸图） （配光曲线图）产品功能特点LED光源芯片应采用性能稳定、低光衰的美国普瑞；具有国家或行业权威部门出具的灯具效果检测报告；LED照明灯具主要具有以下技术指标：光源采用原产进口大功率白光LED聚光型光斑设计，对应道路形状设计散热器采用优质铝合金材料，散热性能优越灯具与电源分体式设计，性能更稳定、维护更简单高强度钢化玻璃面罩加耐高温硅胶密封圈、防水、防尘。满足国家灯具安全和性能标准发光效率：100 lm/w，色温：5000K-6000K，显色指数75%，光源使用寿命50000h，灯具防护等级IP65，功率因数0.92，电源效率90%，工作电压：AC100-250V，输出电流：320mA3%，工作频率：5060Hz，环境适应温度：-20+50，电源具有过流、过热、短路、雷击以及开关冲击等防护功能。光源的技术性能指标光源种类光效（lm/W）显色指数（Ra）色温（k）平均寿命（h）普通照明白炽灯12/1510028001000卤钨灯25100300020005000普通荧光灯7070全系列10000三基色荧光灯938098全系列12000紧凑型荧光灯6085全系列8000高压汞灯5045330043006000金属卤化物灯759565923000/4500/560040006000高压钠灯10012023/60/851950/2200/250024000低压钠灯200175028000高频无极灯557085300040004000080000LED100755000650050000产品优势1）节能、环保专家，寿命超过5万小时，废弃物可回收，无污染，不含汞元素；属于典型的绿色环保照明光源，实现了真正意义上的绿色环保照明。 2）大功率LED高杆灯的发光效率高。没有光污染，无高温。 3）维护成本低：相对于传统灯具，LED高杆灯灯维护成本极低，经过比较，不到2年即可收回全部投入成本。 4）显色性好：对颜色的呈现更真实、更鲜艳。LED高杆灯的显色指数可达到75%以上，接近自然光。帮助道路使用者看清楚周围环境，可大大提道路监控系统画面的质量，监控系统可清晰的记录车牌号码。5）无频闪：人眼感觉舒适，不易疲劳，接近日光，更有利于看清路面的状况。6）冷光源，可触摸、启动无延时，耐冲击，抗震力强，无紫外线（UV）和红外线（IR）辐射。7）社会责任，资源节约，采用LED照明，除了带来的可观经济利益外，带来巨大的社会效益。技术与服务支持n 免费提供技术培训及实体项目考察n 施工期间可提供现场技术服务，确保工程质量n 正常使用条件下缺陷责任期内（三年）免费维修或更换零部件，质保期后以优惠的价格供应所需配件产品在正常使用过程中如出现质量问题，72小时内完成修复。五、高杆灯安装说明：工作环境：环境温度在-3045，相对湿度在10%95%。适用范围：适用于隧道，地下通道，地下停车场，铁路，楼宇亮化，大面积泛光照明，公共场所，广场等需要的照明场所。输入电压：100-240V AC，50-60Hz。安装方式：M10螺栓固定，吊挂安装。固定支架