Những bộ đèn hiện đại cần phải có một hoặc nhiều đặc điểm phân biệt chúng với những bộ đèn truyền thống: Độ kín tốt hơn, Phân bố ánh sáng tốt hơn, Hiệu suất cao hơn, Sử dụng nhiều những phần tử tiết kiệm năng lượng như chấn lưu điện tử, bộ điều khiển.
An toàn của bộ đèn
Cách điện
Là một trong các thiết bị điện, các bộ đèn cần phải thỏa mãn mọi yêu cầu an toàn về điện theo những phân loại sau đây:
| Hạng cách điện | Tính chất |
|---|---|
| I | Bộ đèn có những biện pháp phòng ngừa an toàn bổ trợ để nối đất những phần dẫn điện. |
| II | Bộ đèn có cách điện gấp đôi hoặc cách điện tăng cường. |
| III | Bộ đèn làm việc với nguồn điện thấp hơn 50V. |
| 0 | Bộ đèn không có những phòng ngừa an toàn. |
Độ kín
Chỉ số độ kín (IP) gồm hai số. Số đầu chỉ độ kín đối với những hạt rắn. Số sau chỉ độ kín trong môi trường ẩm. Hình H. IV.16 trình diễn những thiết bị xác định chỉ số IP.
Định nghĩa chỉ số IP được tổng kết trong bảng sau. Nhận xét thấy rằng nhiều bộ đèn có cả hai chỉ số IP66 và IP67 bởi vì chỉ số IP66 dễ thực hiện hơn IP67 đối với một số kết cấu.
| Số thứ nhất | Độ kín (đối với vật rắn) | Số thứ hai | Độ kín (đối với chất lỏng) |
|---|---|---|---|
| 0 | Không kín | 0 | Không kín |
| 1 | Kín đối với chất rắn kích thước lớn | 1 | Kín đối với giọt nước |
| 2 | Kín đối với chất rắn kích thước nhỏ | 2 | Kín đối với các giọt chất lỏng rơi trong góc nhỏ hơn 15 độ so với phương thẳng đứng |
| 3 | Kín đối với các hạt rắn nhỏ hơn 2.5mm | 3 | Kín đối với mưa rơi trong góc nhỏ hơn 60 độ so với phương thẳng đứng |
| 4 | Kín đối với hạt rắn nhỏ hơn 1mm | 4 | Kín khi bị phun nước |
| 5 | Kín đối với bụi | 5 | Kín đối với nước phun xé vòi từ mọi hướng |
| 6 | Kín bụi hoàn toàn | 6 | Kín đối với dòng phun gichler mạnh |
| 7 | Kín khi bị ngâm trong nước | ||
| 8 | Kín khi bị ngâm lâu trong nước. Phép thử này phải được sử đồng ý của hai bên |
Quang trắc của bộ đèn
Từ “quang trắc” được dùng để xác định bộ cơ sở dữ liệu miêu tả đặc trưng của ánh sáng phát ra từ đèn và từ bộ đèn. Dữ liệu quang trắc của bộ đèn bao gồm đường cong phân bố cường độ sáng, khoảng cách tiêu chuẩn, hiệu suất của bộ đèn, giản đồ đồng mức, hệ số sử dụng và dữ liệu về độ chói. Mục đích của quang trắc là miêu tả chính xác hoạt động của đèn để nhà thiết kế có thể lựa chọn được các phần tử chiếu sáng và thiết kế chóa đèn thỏa mãn mọi tiêu chí đề ra.
Cho mỗi loại đèn, nhà sản xuất cung cấp giản đồ miêu tả phân bố cường độ ánh sáng theo mọi hướng. Trên hình H. IV.17, dải màu xanh chỉ rằng cường độ sáng theo hướng hợp với trục chính của đèn một góc 30o có giá trị 300 cd, cường độ theo trục chính là 460 cd.
Ta xem xét kỹ hơn những dữ liệu quang trắc sau của bộ đèn:
Đường cong phân bố cường độ ánh sáng
Đây là một trong những dữ liệu mà người thiết kế rất hay dùng (hình H. IV.18 trình bày đường cong phức tạp hơn hình H, IV,17). Đó là bản đồ của cường độ sáng của đèn đo theo nhiều góc phát. Đây là biểu đồ hai chiều cho nên chỉ cho số liệu trong một mặt cắt. Nếu phân bố ánh sáng là đối xứng thì dữ liệu trong một mặt cắt cũng đủ để suy ra những dữ liệu khác. Nếu không đối xứng, thí dụ của đèn chiếu sáng đường phố hay đèn huỳnh quang thì cần dữ liệu của ba mặt hay nhiều hơn nữa. Nhìn chung, đèn sợi đốt và HID có phản xạ chỉ cần đến dữ liệu của mặt cắt đứng. Bộ đèn huỳnh quang yêu cầu tối thiểu mặt dọc trục của đèn, mặt vuông góc trục và mặt nghiêng góc 45°. Càng bất đối xứng bao nhiêu thì càng cần nhiều mặt bấy nhiêu để tính toán cho chính xác.
Hệ số sử dụng
Hệ số CU này là tỷ số giữa thông lượng ánh sáng tại bề mặt chiếu sáng và thông lượng ánh sáng mà đèn phát ra. Ta cần CU để tính độ rọi trung bình. Có thể dùng một trong hai cách: dùng bảng của CU (hình H. IV.19) hoặc đường cong sử dụng. Đường cong sử dụng được cấp cho những bộ đèn chiếu sáng ngoài trời hoặc những bộ đèn có phân bố ánh sáng bất đối xứng. Bảng CU dùng cho các bộ đèn dùng chủ yếu để chiếu sáng trong nhà, những nơi mà phương pháp tính toán chia vùng được sử dụng. Việc dùng dữ liệu CU sẽ được bàn đến trong phần trình bày các phương pháp tính toán.
Bản đồ đẳng mức cường độ sáng
Bản đồ đẳng mức này (hình H.IV.20) hay được sử dụng để miêu tả mẫu phát sáng khi biết chóa đèn có phân bố ánh sáng không đối xứng. Bản đồ này được thiết lập trên cơ sở dữ kiệu về cường độ sáng và chỉ dẫn về các đường đẳng mức cường độ sáng trên mặt chiếu sáng quan tâm khi mà chóa đèn được đặt tại độ cao thiết kế cho trước. Cách thức sử dụng bản đồ này để xác định độ rọi tại điểm thiết kế sẽ được trình bày trong phần tính toán theo phương pháp điểm.
Khoảng cách tiêu chuẩn
Đại lượng này cung cấp cho nhà thiết kế thông tin về việc đặt các bộ đèn xa nhau bao nhiêu và làm sao để đảm bảo chiếu sáng đồng đều trên bề mặt làm việc. Tiêu chí tính khoảng cách nói chung là tương đối, bởi lẽ nó chỉ tính đến độ rọi trực tiếp và bỏ qua thành phần ánh sáng gián tiếp mà chính thành phần nàyđóng góp đáng kể để tạo ra sự đồng nhất trong chiếu sáng. Tuy nhiên trong khuôn khổ của hạn chế này tiêu chí khoảng cách là có ích. Để sử dụng tiêu chí này ta nhân chiều cao của cột điện (kể từ đèn đến bề mặt làm việc) với giá trị của tiêu chí khoảng cách. Khoảng cách tiêu chuẩn chủ yếu được dùng khi tính toán dùng phương pháp chia vùng. Do phương pháp chia vùng có nhiều giả thiết nên người sử dụng cần phải nắm vững những giả thiết này.
Những file dử liệu quang trắc thường có định dạng IES, CIBSE, EULUMDAT miêu tả thông lượng ánh sáng mà đèn cùng với chóa dèn phát ra ở những góc cho trước. EULUMDAT là định dạng phổ biến nhất ở Châu Âu, còn IESNA LM-631995 phổ biến ở Bắc Mỹ. Các bản chào hàng của các nhà sản xuất thường dùng định dạng EULUMDAT, IESNA, CIBSE.
EULUMDAT
Đây là định dạng tiêu chuẩn Châu Âu. EULUMDAT là một file text chứa các giá trị của cường độ sáng ở đơn vị candela tính trên tổng thông lượng kilolumens phát ra từ bộ đèn. Định dạng này cho phép bộ đèn dùng với nhiều loại bóng đèn đặt cạnh nhau mà điều này không thể thực hiện được nếu dùng định dạng IES và CIBSE. Đuôi mở rộng của định dạng này là *.ldto .
IESNA LM-63
Đây là định dạng tiêu chuẩn của Mỹ dùng để chứa dữ liệu về phân bố thông ánh sáng trong không gian của bộ đèn. IESNA LM-63 là file text có cấu trúc không tốt lắm, chúng lưu dữ số liệu cường độ sáng ở đơn vị candela. Có ba phân loại của định dạng này, IES LM-63-95 là một trong đó hiện đang được Hiệp Hội chiếu sáng Bắc Mỹ (IESNA) ủng hộ.
Định dạng IES cho thông lượng ánh sáng chỉ của một đèn khiến khó dùng khi bộ đèn dùng loại bóng đèn khác. Cách phân loại hiện thời thường yêu cầu lưu giữ những thông tin ngoại lề như tên nhà sản xuất, tên bộ đèn, số mục lục v..v. hơn những phân loại trước đây. Định dạng này cho phép về mặt lý thuyết xác định những thay đổi của bộ đèn nhưng trên thực tế thì khả năng này thực thi không được tốt. Đuôi mở rộng của định dạng này là *.IES. Những file dữ liệu quang trắc EULUMDAT có thể chuyển thành một trong những file tương tự như các file dử liệu quang trắc IESNA LM-63-1995 bằng chương trình EULUMCNV viết trong môi trường MS-DOS.
CIBSE TM-14
Đây là định dạng theo tiêu chuẩn của nước Anh. CIBSE TM-14 là file text có cấu trúc không tốt lắm dùng lưu giữ dữ liệu cường độ sáng ở đơn vị candela. Định dạng này giống như định dạng IES nhưng có nhiều hạn chế hơn đối với dữ liệu ngoại lề. Không có cách rõ ràng để mã hóa thông lượng ánh sáng của bóng đèn lắp trong bộ đèn khiến đa số các nhà sản xuất phải giải mã ngay cả những thông tin chứa trong phần thông tin ngoại lề. Hạn chế này khiến CIBSE TM-14 không thực tế cho những ứng dụng hàng ngày. Định dạng này được xác định bởi Viện kỹ thuật phục vụ xây dựng, Anh (CIBSE).
Hiện nay còn có một định dạng nữa. Đó là định dạng CIE. Đây là định dạng tiêu chuẩn quốc tế. File dạng text có cấu trúc tốt, lưu giữ dữ liệu của cường độ ánh sáng ở đơn vị candela, do CIE đề nghị. Định dạng này có mục đích xác định “một định dạng file khuyến cáo dùng để chuyển qua hệ thống điện tử những dữ liệu quang trắc của bộ đèn” ở mức độ toàn cầu nhằm mục đích khắc phục những định dạng định xứ hiện đang dùng trong công nghiệp. Một số định dạng khác thuộc những công ty tư nhân, thí dụ 3.5 INR, LTLI, Philips Phillum v1.0-v2.0, LightLab Laboratory PHX. Đó là những định dạng đặc biệt và không được công nhận là những tiêu chuẩn quốc tế.
Hiệu suất của bộ đèn
LightLab Laboratory PHX. Đó là những định dạng đặc biệt và không được công nhận là những tiêu chuẩn quốc tế.
Hiệu suất của bộ đèn (LERs) phải đáp ứng được giá trị khuyến cáo đánh giá dựa trên những thử nghiệm tiêu chuẩn. Nói chung có thể đánh giá chúng từ những dữ liệu quang trắc theo công thức:
Thông lượng, hệ số chấn lưu và hiệu suất của bộ đèn có thể tìm thấy trong các thông báo của các nhà sản xuất và trong một số quảng cáo. Nhiều nhà sản xuất đèn HID chế tạo đui cắm nhiều chân để thích hợp với nhiều loại bóng đèn tạo ra những phân bố ánh sáng rộng hẹp khác nhau. Phân bố hẹp thì có LER thấp hơn.
Những bộ đèn công nghiệp
Bảng B. IV.1 liệt kê giá trị hiệu suất khuyến cáo của bộ đèn dùng Halide và HPS. Những đèn này tường dùng trong công nghiệp. Đèn HPS thường có hiệu suất cao hơn và tuổi thọ lớn hơn nhưng CRI thì kém hơn đèn Halide. Đèn HPS thường dùng có công suất cao hơn. Đèn thủy ngân và LPS ít được dùng trong công nghiệp vì chúng có CRI tồi. Đèn thủy ngân có hiệu suất thấp so với các đèn HID khác.
Các bộ đèn chiếu rọi xuống dùng trong chiếu sáng công cộng
Đối với đèn huỳnh quang, nếu không biết LER, người tiêu dùng phải xác định model của chấn lưu điện tử và xác định LER theo công thức:
LER = 63 x Hiệu suất của bộ đèn
ở đây con số 63 miêu tả hiệu suất của hệ đèn và chấn lưu thường dùng cho đèn huỳnh quang thu gọn và chấn lưu điện tử.
Đối với đèn halide loại chiếu xuống dưới, có thể xác định LER dùng các dữ liệu quang trắc của nhà sản xuất theo công thức:
Bóng đèn sợi đốt thường hoặc bóng có phản xạ là những nguồn sáng hiệu suất thấp nhất và khuyến cáo không nên dùng cho chiếu sáng nói chung. Chấn lưu điện tử được khuyến cáo dùng với đèn huỳnh quang thu gọn. Một số chấn lưu này có khả năng làm mờ. Đối với bộ đèn dùng bóng halide chấn lưu điện tử giúp làm giảm kích thước và trọng lượng cũng như cải thiện CRI nhưng phần cải thiện về hiệu suất so với chấn lưu sắt từ không nhiều. Đối với đèn halide khởi động xung chấn lưu hiệu suất cao giảm được công suất lối vào và tăng thông lượng lối ra so với đèn halide tiêu chuẩn. Công suất lối vào có thể giảm đến 25% do đó làm tăng LER. Một số khuyến cáo về hiệu suất của bộ đèn được trình bày ở Bảng B. IV.2.
Bộ đèn huỳnh quang phục vụ chiếu sáng công cộng trong nhà
Người tiêu dùng sẽ chọn các bộ đèn có LER thỏa mãn định mức khuyến cáo dựa trên các tiêu chuẩn công nghiệp. Có một số trường hợp một số sản phẩm không có giá trị LER đi kèm. Trong những trường hợp này LER có thể xác định dùng cơ sở dữ liệu quang trắc sử dụng công thức chung trình bày ở trên dựa trên các tham số về tổng thông lượng ánh sáng, hệ số chấn lưu, hiệu suất bộ đèn và công suất lối vào. Những tham số này có thể tìm thấy trong các báo cáo và quảng cáo của các nhà sản xuất. Một số khuyến cáo về hiệu suất của bộ đèn huỳnh quang được trình bày trên bảng B.IV.3.
Việc tiết kiệm năng lượng trong chiếu sáng phụ thuộc vào thiết kế hệ thống chiếu sáng, các bộ điều khiển và các bộ đèn hiệu suất. Nhà thiét kế sẽ tư vấn về việc lựa chọn bộ đèn, cách lắp đặt và chọn các bộ điều khiển dùng cảm biến chiếm chỗ hoặc photocell. Những bộ đèn phục vụ chiếu sáng cho các màn hình nhằm mục đích giảm độ lóa, thí dụ của các màn hình máy tính, có thể hiệu suất giảm so với các bộ đèn loại khác. Nếu việc giảm độ loá là không nhất thiết thì nên dùng những bộ đèn kiểu khác có LER cao hơn.
Trong những trường hợp khác, thí dụ ở những nơi có nhiều thiết bị nhậy với giao thoa điện từ hoặc có nhu cầu sử dụng các chóa đèn chống trộm cắp thì cần có thỏa hiệp trong khi chọn hiệu suất của bộ đèn.
Hãy sử dụng đèn LED
Với sợ phát triển nhanh chóng của khoa học kĩ thuật, đèn LED đang đánh bật tất cả các loại đèn khác ra khỏi thị trường chiếu sáng tại hầu hết các lĩnh vực. Chúng cung cấp hiệu suất chiếu sáng và tuổi thọ cao hơn nhiều lần so với các đối thủ khác.
Để tìm hiểu kĩ hơn về đèn LED bạn có thể đọc qua một số bài viết sau đây:
- Đèn LED là gì?
- So sánh đèn LED và đèn Metal Halide
- So sánh đèn LED và đèn HPS
- So sánh đèn LED và đèn huỳnh quang
Giởi thiệu về chúng tôi
