美國”能源之星”要求的SSL燈具

1、美國”能源之星”對SSL燈具的要求章海驄“能源之星”是美國能源部(DOE發(fā)給那些產(chǎn)品在能效水平上滿足現(xiàn)階段能效要求的上市場的照明產(chǎn)品時使用的一種標(biāo)志,是一種代表它是綠色環(huán)保產(chǎn)品的標(biāo)志.在市場上看到貼有該標(biāo)志的產(chǎn)品就是經(jīng)DOE認(rèn)證過的節(jié)能產(chǎn)品.從上世紀(jì)90年代開始已沿用了十幾年了.主要是發(fā)給代替白熾燈的滿足發(fā)光效率指標(biāo)要求的緊湊型熒光燈(CFL等產(chǎn)品.標(biāo)記是一個用綠色植物包圍起來的似燈泡形狀的圖案.凡是在美國市場上銷售的滿足該類產(chǎn)品能效要求的產(chǎn)品都可以申請.LED的出現(xiàn)使照明電器產(chǎn)品增加了新的系列和品種.由于它與傳統(tǒng)光源在形狀上發(fā)光機理上的很大不同,并在能效上的潛力上一開始就被看好,因此競相研究

2、和開發(fā),使一種全新的光源和形態(tài)很快呈現(xiàn)在我們的面前.人們預(yù)期在2015年左右,市場上的商品光效可達(dá)到130-150lm/W.LED是固體光源,用它制造的照明產(chǎn)品稱半導(dǎo)體(固態(tài)照明產(chǎn)品(英文簡稱SSL.由于它的迅猛發(fā)展,DOE非常重視它的進(jìn)展和應(yīng)用.為了將這類新光源納入”能源之星”管理渠道,近來DOE公布了SSL產(chǎn)品申請”能源之星”的要求.現(xiàn)將它全部內(nèi)容(第一版本概括地介紹如下,相信對國內(nèi)同行亦會所借鑒:一.分類和目標(biāo)按照現(xiàn)有SSL產(chǎn)品的水平,”能源之星”將分為近期和遠(yuǎn)期的兩大類.近期產(chǎn)品的要求稱為A類,定義為能耗性能指標(biāo)達(dá)到或超過目前同類應(yīng)用場所熒光燈具的性能;遠(yuǎn)期產(chǎn)品的要求稱為B類,目前尚沒

3、有定義,將視發(fā)展的情況和實質(zhì)性提升能效要求到達(dá)更高的性能水平后再定,計劃三年內(nèi)達(dá)到.二.限定對象目前申請限定的對象是:1.SSL產(chǎn)品申請”能源之星”只限定于一般照明應(yīng)用的范疇,如果用于裝飾照明的產(chǎn)品也可以用于一般照明的話也屬此例.2.上述要求規(guī)定了兩類產(chǎn)品:商業(yè)用和住宅用的SSL產(chǎn)品.它們要使用通常的電網(wǎng)電壓,不是交通信號指示燈和單純的裝飾類照明燈具.三.對燈具和驅(qū)動的要求1.對燈具的色度要求見表1: 說明:能源之星的色溫分類沿用了熒光燈色溫的分類技術(shù),只是將定義熒光燈色溫的6個色溫等級:2700K,3000K,3500K,4000K,5000K和6500K的橢圓改成8個規(guī)定的四邊形,它們的位

4、置處于相當(dāng)于MacAdam橢圓或超出一些的地方.現(xiàn)在規(guī)定,四角區(qū)域內(nèi)屬于同一色溫等級. 8個分級規(guī)定的色坐標(biāo)見表2.表2. 定義SSL產(chǎn)品色溫的8個四邊形的四角的坐標(biāo)值 2.其他要求1待機功耗:不工作時應(yīng)不耗電.但與探測有否人員活動的監(jiān)測設(shè)備合用的燈具例外.2保證:從購買之日起三年內(nèi)免費修理替換光源或驅(qū)動器,對住宅用燈具的保證日期是從運輸之日起算的.3燈具制造商要附上燈具熱管理的說明證書文件和試驗過程.4裝置要求LED光源的平均流明衰減到起始值70%時的時間起碼是35000小時(L70.5附著在建筑上且功率大于13W的SSL燈具必須設(shè)有光控設(shè)備,能自動啟閉,24小時內(nèi)可人工或自動控制.6對驅(qū)動

5、器的要求:見表3 四.“A”類燈具的要求細(xì)分1.能效評價的建立基礎(chǔ)根據(jù)現(xiàn)有”能源之星”評價要求的水平著手建立SSL”能源之星”評價的要求:1來自市場上對熒光燈要求的水準(zhǔn);2考慮LED的燈具大部分是利用LED的直接出射光;3考慮被照面上需要的照度情況;4目前LED的能效水平.2.熒光燈具已建立的能效要求目前已建立的幾類熒光燈具的能效要求見表4. 3.燈具能效的評價的建立由于LED的工作離不開燈具,燈具的設(shè)計和熱設(shè)計與它的發(fā)光情況密切相關(guān),因此,建立一個不同于傳統(tǒng)光源的”燈具能效”評價方法是必要的,其定義為:燈具能效=燈具光輸出(包含燈具的效率和熱管理/輸入燈具的功率而對傳統(tǒng)光源的燈具是用”系統(tǒng)能

6、效”定義的,定義為:系統(tǒng)能效=在25的環(huán)境下,光源鎮(zhèn)流器系統(tǒng)的光輸出/輸入燈具的功率.本文中引用”燈具能效”評價的原因如下:1將LED與燈具分開的話就不能得到應(yīng)有的相應(yīng)數(shù)據(jù),因為LED的發(fā)光情況與燈具提供的散熱條件密切相關(guān),不象傳統(tǒng)光源,它的發(fā)光能力與周圍的溫度關(guān)系較小;2在結(jié)構(gòu)上,LED與燈具緊密接觸,不能分離,與傳統(tǒng)光源相比,要換個光源(LED是很不方便的;3計入驅(qū)動和燈具的熱損失后,”燈具能效”更能貼近實際,實現(xiàn)節(jié)能評價的目的.4.對各類燈具共性的評價內(nèi)容1對A類燈具產(chǎn)品,目前建立了一個調(diào)節(jié)系數(shù),即能效高的產(chǎn)品,顯色指數(shù)(CRI可以低于80;2對嵌入式下射燈:DOE提高了器具效率到50-

7、60%.其原因是對雙插座的CFL的器具,50%的器具效率是很典型的.我們向上調(diào)整這個數(shù)字是因為使用有反射器的CFL燈的燈具效率更高.使用更高的燈具效率意味著增加了燈具的能效,對住宅內(nèi)用燈的能效從29提高到35lm/w,對商業(yè)用燈具從33提高到35lm/w,CRI的調(diào)節(jié)系數(shù)同上款.3對相關(guān)色溫(CCT的附加評價:目前高光效的LED都是高色溫的,大于5000K.而標(biāo)準(zhǔn)的住宅照明需要的都是低色溫2700-3000K.為了確保燈具能滿意使用,規(guī)定在廚房內(nèi)的柜燈和嵌入式下射筒燈的色溫不能大于3500K.對便攜式燈或作業(yè)照明燈允許使用高色溫的光源,因為那時需要的是看清作業(yè)的細(xì)節(jié).對戶外燈具沒有限制.5.各

8、類燈具的評價判據(jù) 五.“B”類燈具的說法-將來性能的目標(biāo)1.B類中的一些變化:1范圍:增加將來的性能要求,鼓勵不斷改進(jìn)技術(shù),使用SSL光源設(shè)計燈具.B類的燈具不受限于A類的應(yīng)用范圍.可能主要用于一般照明的應(yīng)用場合2評價依據(jù):B類目錄的最小燈具能效要求應(yīng)該是大部分傳統(tǒng)光源今天使用的照明系統(tǒng)的效率.例如, 常用的最好的高性能T8熒光燈和電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)在100 lm/w.使用該系統(tǒng)的高質(zhì)量燈具約有70%的效率,即產(chǎn)生70 lm/w的能效.在商業(yè)照明領(lǐng)域LED燈具目前還未達(dá)到B類的最低水平,但隨著LED的能效溫度偏差驅(qū)動的改進(jìn)和燈具設(shè)計的提高,其性能會提高.DOE相信3年內(nèi)有不少的一般照明產(chǎn)品的能效會達(dá)到70lm/w的目標(biāo).由此進(jìn)行B類產(chǎn)品的認(rèn)證.3還有的問題:將來產(chǎn)品的眩光.DOE知道近來對不舒適眩光的評價的視覺舒適幾率(VCP 統(tǒng)一眩光指數(shù)(UGR和眩光指數(shù)(GI都是來自特定應(yīng)用場合的不舒適的主觀試驗報告,DOE希望照明產(chǎn)業(yè)中能推