Ledien elinikä

Eräs ledien eduista on myös niiden pitkä elinikä. Koska ledeissä ei ole liikkuvia osia tai hehkulankaa, joka voisi katketa, niiden elinikä voi olla hyvinkin pitkä.

Kaikkien valonlähteiden valovirta vähenee käyttöiän aikana – niin ledien kuin halogeeni-, monimetalli- ja loistelamppujenkin. Valonlähteen valontuoton vähenemistä määrätyn ajan kuluttua kutsutaan valovirranalenemaksi (LLMF). Ledimodulin elinikä määritellään ajaksi, jonka kuluttua sen tuottama valovirta on enää 70% alkuperäisestä valovirrasta. Tästä käytetään myös merkintää L70. Toisin sanoen ledimoduli ei sammu välittömästi, kuten useat perinteiset valonlähteet elinikänsä lopussa, vaan sen valovirta hiipuu hitaasti. Valaistussuunnittelussa valovirranalenema otetaan huomioon valaistusta mitoittaessa. Jotta vaatimusten mukainen valaistusvoimakkuuden  minimitaso voidaan saavuttaa myös valaistuksen elinkaaren lopussa, on valaisimien lukumäärä yleensä hieman ylimitoitettava. Tämän vuoksi valaistusvoimakkuustaso on valaistuksen käytön alussa korkeampi kuin lopussa. Valaisinteollisuus on vakiinnuttanut ledien eliniäksi yleensä L70 = 50 000h, joka vastaa LLMF-kerrointa 0,7 samalla valaistusasennuksen käyttötuntimäärällä.

Ledivalaisimien todellinen elinikä on tärkeää kustannussäästöissä

led_temp1


Joillakin tuotteillamme valovirran pysyvyys eliniän aikana on parempi kuin vakiintunut L70. 50 000 käyttötunnin jälkeen valaisimen valovirta on vähintään 80% tai jopa enemmän. Tällöin valovirranaleneman LLMF-kerroin voidaan korottaa 0,8:aan tai suuremmaksi, eikä valaistussuunnittelijan tarvitse ylimitoittaa valaistusta yhtä paljon. Tällöin valaistus voidaan toteuttaa tietyissä tilanteissa jopa 25% vähemmällä valaisinmäärällä, mikä johtaa pienempiin asennus- ja energiakustannuksiin. Kuitenkin valaistusvoimakkuustaso pysyy standardin vaatimuksen mukaisena koko valaistuksen elinkaaren ajan.

 

Ledien elinikä – uudet standardit
Uudet ledivalaisimien eliniän määritystä koskevat kansainväliset standardit on juuri julkaistu. Standardit ovat IEC 62717 LED-modules for general lighting – Performance requirements ja IEC 62722-2-1 Particular requirements for LED luminaires. 

Mitä standardi sisältää?
IEC 62722 määrittelee ledivalaisimien eliniän testaamiseen käytettävät metodit ja vähimmäistestausajan. Vähimmäistestausaika on 6000 tuntia, jonka aikana valaisimen valovirta on mitattava 1000 tunnin välein. Saadut arvot ekstrapoloidaan IES TM21 annetun metodin mukaisesti.

Mitä uutta?
Ledimodulin ja liitäntälaitteen eliniät tulisi ilmoittaa erikseen. Jos liitäntälaitteen elinikä on lyhempi kuin ledimodulin elinikä, liitäntälaitteen vaihto saattaa tulla tarpeelliseksi jo valaisimen elinkaaren aikana. Tämä tarkoittaa että koko valaisimen elinikää ei voida ilmaista yhdellä arvolla. Helppokäyttöinen eliniän määritelmä on mediaani-elinikä, joka on esitetty IEC 62717 -dokumentissa. Se kuvaa aikaa, jonka kuluttua 50% LED-valaisimista ei enää saavuta ilmoitettua valovirta-arvoa, esimerkiksi L80.

Miten Glamox Luxo ilmoittaa Led-valaisimien eliniän
Ledimodulin elinikä valaisimessa on verrannollinen valovirran alenemaan kyseisessä ympäristön lämpötilassa. L70, L80 tai L90 osoittaa kuinka monta prosenttia alkuperäisestä valovirrasta on jäljellä ilmoitetun käyttötuntimäärän jälkeen. L-arvon lisäselvityksenä voidaan ilmoittaa B- ja C-arvo.

Glamox Luxo ilmoittaa kaikille valaisimilleen:
  • Mediaani-eliniän (IEC 62717) LxB50 @ Ta25°C. L-arvo voi vaihdella välillä 70-90 tuotteesta riippuen ja vastaava elinikä voi saavuttaa 100.000 tuntia. (1)
  • Valovirran aleneman (LLMF) 50.000h, B50, Ta25°C. Tämä arvo vaihtelee välillä 0-1,0.

Teollisuusvalaisimille ilmoitetaan myös:

  • Mediaani-eliniän (IEC 62717) LxB50 valaisimen korkeimmassa sallitussa käyttölämpötilassa. L-arvo voi vaihdella välillä 70-90 tuotteesta riippuen ja vastaava elinikä voi saavuttaa 100.000 tuntia.

(1) Suljettuihin asennuksiin tarkoitettujen valaisimien eliniät ova lyhyempiä kuin avoimiin asennuksiin tarkoitettujen valaisimien. Esimerkiksi downlight-valaisimen elinikä voi olla L70 100.000h @ Ta25°C ja 75.000h @ Ta35°C (max Ta). Tällöin suljetussa asennuksessa elinikä on 75.000 tuntia.

 

B-arvo
Vikaantumiskerroin By ilmaisee ainoastaan valovirran asteittaisen vähenemisen eliniän aikana prosenttiosuutena y samanlaisten ledimodulien joukossa. B50 osoittaa, että eliniän lopussa 50% ledimoduleista valovirta on vähintään yhtä suuri tai suurempi kuin L-arvon ilmoittama valovirta ja 50% ledimoduleista valovirta on tätä pienempi. B10 tarkoittaa, että 90% ledimoduleista tuottaa vähintään ilmoitetun L-arvon mukaisen valovirran ja vain 10% moduleista valovirta on sitä alempi. Glamox Luxo käyttää B50-arvoa ledien elinikää ilmoittaessa.

C-arvo
Vikaantumiskerroin Cy ilmaisee ainoastaan eliniän aikana ilmaantuvien täydellisten vikaantumisten prosenttiosuuden y samanlaisten ledimodulien joukossa. Täydellinen vikaantuminen tarkoittaa sitä, ettei ledimoduli tuota lainkaan valoa. Glamox Luxo ei julkaise C-arvoja ledituotteilleen.


led_temp2
Kuva osoittaa kaksi tekijää, jotka vaikuttavat ledivalaisimen elinikään – asteittainen valovirranalenema tai valaisimen täydellinen vikaantuminen. Lähde: ZVEI.



F-arvo
F-arvo kuvaa vikaantumistekijöiden yhdistelmää. Tämä on yhdistelmä sekä asteittaisesta (B), että täydellisestä vikaantumisesta (C).

Liitäntälaitteen elinikä
Ledimodulien liitäntälaitetta voidaan verrata muihin elektronisiin liitäntälaitteisiin, kuten esimerksi T5-lamppujen käyttämiin HF-liitäntälaitteisiin. Liitäntälaitteen elinikä riippuu laitteen suunnittelusta, käytetyistä komponenteista ja niiden käyttölämpötilasta. Glamox Luxo käyttää valaisimissaan ainoastaan laadukkaiden valmistajien liitäntälaitteita. Liitäntälaitteisiin on merkitty referenssilämpötilapiste Tc. Tc-pisteen lämpötila ei koskaan saa ylittää merkittyä arvoa. Useimmiten valaisisimen suurin sallittu ympäristön lämpötila Ta on verrannollinen Tc-pisteen maksimilämpötila-arvoon. Tässä Ta-lämpötilassa ilmoitamme valaisimen eliniäksi vähintään 50 000 tuntia arvioidulla 10% vikaantumisosuudella.

Miksi L-arvo on niin merkitsevä?
L-arvo on suoraan verrannollinen valaistuksen huoltokertoimeen MF valaistuslaskelmissa. MF koostuu seuraavista parametreistä:
 

MF=LLMF x LSF x LMF x RSMF

  • LLMF = Lamp Lumen Maintenance Factor, valonlähteen valovirran pysyvyyskerroin eli valovirranalenema
  • LSF = Lamp Survival Factor, valonlähteen eloonjäämiskerroin. LSF-arvo voidaan jättää huoltokertoimen määrityksessä huomiotta (arvo tällöin 1,0), jos rikkoontuneet valaisimet vaihdetaan välittömästi.
  • LMF = Luminaire Maintenance Factor, valaisimen valovirranalenema. LMF-arvo on riippuvainen valaisintyypistä (esim. koteloinnista), käyttöympäristön puhtaudesta ja valaisimen puhdistusvälistä. Tavallisesti käytettävät arvot sisävalaistuksessa ovat 0,93-0,98 puhtaissa tiloissa.
  • RSMF = Room Surface Maintenance Factor, huonepintojen likaantumiskerroin. RSMF-arvot ovat riippuvaisia huoneen pintojen heijastuskertoimista, käyttöympäristön puhtaudesta, valaistustavasta (suora, suora/epäsuora, epäsuora) sekä huoneen pintojen puhdistusvälistä. Tyypillisesti arvot 0,95-0,97 puhtaissa tiloissa.

LLMF on käytännössä sama kuin L-arvo. L80 vastaa LLMF-kerrointa 0,8. Oikean L-arvon löytämiseksi täytyy ensin määritellä oikea vaadittu elinikä ja oikea vaadittu käyttölämpötila (Ta). 

LMF- ja RSMF-arvot on määritelty standardissa CIE 97-2005 GUIDE ON THE MAINTENANCE OF INDOOR ELECTRIC LIGHTING SYSTEMS, sekä useimmat valaistuslaskentaohjelmat sisältävät tarvittavat taulukot oikeiden arvojen määrittämiseen.

Esimerkki 1:
Upotusasennettu ledivalaisin toimistovalaistuksessa. Valaisimen elinikä on L90 = 50 000 tuntia Ta  25°C lämpötilassa. Puhdas tila, puhdistusväli kaksi kertaa vuodessa, tilan pintojen heijastuskertoimet 70, 50, 20.

MF = LLMF x LSF x LMF x RSMF = 0,9*1*0,96*0,96 = 0,83

Esimerkki 2:
Käytävävalaitus upotusasennetulla ledalasvalolla. Valaisimen elinikä L80 = 50 000 tuntia Ta = 25°C lämpötilassa. Puhdas tila, puhdistusväli kaksi kertaa vuodessa, tilan pintojen heijastuskertoimet 70, 50, 20.

MF = LLMF x LSF x LMF x RSMF = 0,8*1*0,96*0,96 = 0,74