分析使用200W低频无极灯替换400W高压钠灯路灯照明的可行性.doc

分析使用200W低频无极灯替换400W高压钠灯路灯照明的可行性 对于照明，应根据视觉要求、作业性质及环境条件，选取合适的照度，采取适当的亮度分布及照明的均匀性，减少不必要的阴影，使视觉空间清晰，正确的选用光源和灯具，限制眩光，提高灯光下作业、活动安全性，要求无频闪，用以减少烦躁和不安；合理选用光源，以减少光热和紫外线照射对人和物体产生不利的影响，处理好光色与显色性指数的选择，使其协调和谐，为工作、生活创造有利的辨色环境，以创造使人工作、活动感到轻松、舒适、美丽的环境。 同时，在选择光源的时候，应该考虑环保和节能的要求，并同时选用寿命尽可能长的光源，以减少换灯的人力和物力，当然我们也不能仅仅偏重于节能而忽视了节能照明的另一个主要任务改进视觉条件，使人们在灯光下感到轻松愉快及减少光环境污染。 一、测试场景选取选择标准路段作为无极灯改造示范路段，将原有部分400W高压钠灯替换为200W无极荧光灯，在不同路段进行道路照明测量，通过测试环境光谱，色温，显色性，照度，均匀度以及照明功率密度等参数，分析比较使用黄光高压钠灯与白光无极灯的优劣势。以下是一组实景照片比较。图1、白光无极灯实景效果图2、黄光高压钠灯实景效果由于为替换原有灯头进行比较，故而两者杆高与布灯间距均相同，杆高12米，布灯间距30米，均在隔离岛布灯，单杆双光源分别向两侧车道提供照明。 二、实测效果比较 以3米间隔布点测试实际道路照度及均匀度情况，同时采集实际环境光谱比较分析两者的显色性、色温及光谱特性。下图为实测环境光谱。 图3、无极荧光灯照明路段实测光谱图图4、高压钠灯照明路段实测光谱图通过比较两者的光谱发现，高压钠灯的光谱主要集中在560nm到620nm之间，而无极灯在436nm、545nm、610nm均出现了极大值，属典型的三基色荧光光谱，由于在夜间暗视觉下，人眼的光谱响应曲线会像短波方向移动，这就表明在夜间情况下偏蓝色的短波段光线会更有利于提升视觉光效。国际照明学会（CIE）分别定义了在明视觉下，人眼对波长在555nm的黄绿光最为敏感，而在暗视觉下，对波长在507nm的蓝绿光最为敏感。两条光谱响应曲线如下图所示。 图5、明视觉V（）与暗视觉V（）光谱光视效率曲线根据实测照度与光谱分析，计算了两种光源分别在明暗视觉下的光效比，即（S/P）值，并计算得出两者的等效暗视觉光效。两者具体参数如下表所示。表1、高压钠灯与无极荧光灯照明参数比较：色温（K）显色指数S/P值明视觉照度暗视觉照度HPS400W217623.00.7454.3lx40.2lxFY-200W554478.81.7624.4lx42.9lx 从表中我们可以看出，虽然400W高压钠灯得到了比无极灯更高的测试照度，但是如果加上中间视觉修正，其真实等效照度应降低在54.3lx至40.2lx之间，而200W无极荧光灯的等效照度应提升至24.4lx至42.9lx之间，具体提升和下降幅度依路面实际亮度水平而定，路面亮度越低，则白光光效提升幅度越大。即白光用于低亮度环境下优势更明显。其次，让我们看下两者实测数据与国家标准的差异，根据（CJJ 45-2006城市道路照明设计标准），逐一比较了照度、均匀度与功率密度的指标，具体参数如下图表所示。表2、高压钠灯、无极荧光灯实测照明效果达标分析：照度（lx）均匀度功率密度（W/m2）是否符合国标要求国家标准200.400.85HPS400W54.30.461.83否FY-200W24.40.480.83是图6、高压钠灯、无极荧光灯实测照明效果达标分析 通过比较发现，虽然高压钠灯达到了很高的照度水平，且均匀度也达标，但其能耗指标却是国家标准的2倍还多，在全社会大力提倡节能降耗的大背景下，无度虚高增加照明功率是严重的浪费，且远达不到设计标准。而无极灯的各项指标均包括照度，均匀度，功率密度均能达到国家标准的要求，是理想合理的城市道路照明解决方案。 三、结果讨论与分析 实际测试结果表明使用400W高压钠灯在相同杆高与布灯间距的情况下，其实测照度要比200W无极荧光灯高，但由于存在暗视觉人眼光谱灵敏度向短波偏移的现象，故而在夜间使用富含短波成分的白光会有更大的等效光效，且亮度水平越低，白光优势越明显，如果达到暗视觉水平（即亮度低于0.001cd/m2），200W无极灯与400W钠灯基本达到同等水平，如表1所示。当然，在实际情况下，并不会达到这种极端情况，道路照明往往会处与中间视觉范畴（即0.0013 cd/m2），即200W无极灯所得照度应乘以一个大于1小于1.76的修正系数，而400W钠灯所得照度应乘以一个小于1大于0.74的修正系数，具体系数值取决于道路实际亮度水平，但白光的系数大于1，黄光的系数小于1，故而在道路照明中使用白光更为有利。 其次，在提高道路照明亮度的同时，一定要控制照明功率的消耗，要符合城市道路照明设计标准（CJJ 45-2006），不能以提高照明功率密度LPD为代价来提升照度水平，使用400W钠灯，其功率密度远超出标准规定值的2倍，这样的照明设计虽然照度能够满足，但同样是不符合要求的，尤其是不符合节能要求，过多的提升照度就是浪费能源，实测结果表明使用200W无极灯代替400W高压钠灯，虽然在照度上有所降低，但各项指标均能很好满足国家标准，其优势显而易见，故而使用200W或250W无极灯替代现有400W高压钠灯不但可行，且大大有利于城市道路照明节能降耗。 四、测试报告小结1、低频无极灯照明光环境具有高显色性（Ra=78.8），优于高压钠灯（Ra=23.0）2、高色温的无极灯（CCT=5544K）其较低色温高压钠灯（CCT=2176K）具有更高的暗明比（S/P值），风云科技无极灯为1.76，高压钠灯为0.74，即在暗视觉及中间视觉下白光无极灯具有更高的等效光效；3、400W高压钠灯实测照度（54.3lx）高于200W无极荧光灯（24.4lx），但两者均符合城市道路照明设计表准（CJJ 45-2006）中20lx的要求； 4、使用400W高压钠灯的照明功率密度（1.83 W/m2）超过城市道路照明设计标准的规定值（0.85 W/m2），而200W无极灯功率密度为（0.83 W/m2），符合标准要求；5、通过测试表明，使用200W无极荧光灯的各项参数指标能够达到国家行业标准：城市道路照明设计表准（CJJ 45-2006）的要求。使用400W高压钠灯其照度、均匀度均能满足标准要求，但其照明功率密度过高，不符合标准要求，能耗过高。5、 风云科技低频无极灯的产品优势平均寿命超长：可以到达100,000小时，并提供五年的质量保证。光衰小：2000小时5%，（其他主流光源普遍20%），20000小时20%（而很多其他 的光源就已经寿终宴寝了）。高光效：光效高，可以达到80 lm/W。显色性好：显色指数Ra 80，相对高压钠灯，汞灯，日光灯要高。高功率因数：功率因数0.98，而高压钠灯在0.5-0.6之间。谐波含量小：总谐波含量10%。稳定光通量输出：电网电压是不稳定的，而低频无极灯功率恒定，不随电压的波动而波动。宽电压工作：电压在90V-277V都可正常工作。宽色温范围：色温可以从2700K到6500K。瞬时再启动：即开即亮，无需等待。瞬时启动再启动时间均小于1秒。低温快速启动：可以在-40环境下正常启动和工作。无频闪：工作频率达到230kHz，安全没有频闪效应。无眩光：典型的面光源，光线柔和，不伤眼。启动电流小：启动脉冲电流小，可以有效的减少线路损耗和故障，同时可以大大节约电缆的成本，使用综合费用低。多次启动功能：低频无极灯具有一次启动失败后多次启动的功能，可以有效防止部分灯时亮时不亮的问题。 低频无极灯灯具防水、防尘、防震、防腐，防护等级达到IP65，无光斑，是道路照明的理想选择！六、风云科技低频无极灯与传统光源的先进性比较（如下表）比较项目无极灯金卤灯高压钠灯高压汞灯 寿命(h)高频无极灯:6万小时低频无极灯:10万小时 12000 小时，因电极高温工作时其物理状态发生变化，导致与镇流器的不匹配状况日趋严重，使寿命缩短。 24000 小时寿命短的原因同金卤灯。 30006000 小时寿命短的原因同金卤灯. 节电性能 优越 一般 较差，耗电较高 极差，耗电非常高 有效光效(Plm/W)150 110140 90 43 光衰(%)很小,5%(2000hrs) 较大,40%(2000hrs)大:30%(2000hrs) 很大：50%(2000hrs) 点灯温度(） 300，提高空调能耗350，提高空调能耗 300，提高空调能耗 显色指数(Ra)80，优 6090，良、优60 ，较差 45 ，非常差 可否热启动 瞬间热启动 不能 不能 不能 功率因素0.990.4-0.550.440.4-0.8频闪 无频闪 有频闪 有频闪 有频闪 眩光 无眩光 有 有 有 环保效益无废灯回收，无汞污染 废灯回收 废灯回收 废灯回收，汞污染 质保年限五年一年一年一年七、节能效益表山东聊城东昌路道路照明改造低频无极灯节能效益分析表比较项目原照明系统现照明系统光源原灯型及规格实际功率（W）数量（盏）现灯型及规格实际功率（W）数量（盏）400W高压钠灯4601302200W无极灯2081302耗电(千瓦时/月)143740.864995.84耗电(千瓦时/年)1724889.6779950.08节约能耗(千瓦时/月)78744.96节约能耗(千瓦时/年)944939.52五年节约能耗（千瓦/时）4724697.6电费(元/月)114992.6451996.67电费(元/年)1379911.68623960.06维护费(元/年) 年总电费的3