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大功率LED节能照明灯具在杭州梅灵隧道的应用

文章来源:中国建筑电气网 作者:陈炜博 点击:次 时间:2013/12/31 14:17:57 转载:

隧道照明与一般道路照明不同,有其独特性,在隧道监控系统中占有重要地位,是隧道安全运行的基本保障。随着经济水平和城市建设的发展,隧道建设与日俱增,隧道照明设施的规模及数量越来越大,隧道运行电费和维护费用也越来越高。选用低能耗的隧道照明灯具可作为隧道养护工作中节能减排措施的一项尝试。

杭州梅灵隧道位于双喜台山下,隧道南接梅家坞产茶基地,北接西湖景区,对梅家坞的经济发展起到重大作用;梅灵隧道连接灵隐景区与梅家坞景区,对杭州市发展旅游行业起到重大作用;同时,梅灵隧道是通往佛教胜地灵隐、下天竺、中天竺、上天竺的路径。由于杭州梅灵隧道灯具使用已超过十年,灯具老化维修率逐年升高,进入整批更新的阶段。经相关部门调研,同时响应中央关于十二五期间节能减排的号召,2009年4月做试验段,2011年6月决定把梅灵隧道灯具全部更换为LED照明灯具。

1 杭州市城市隧道灯具应用类型情况

目前,杭州市现有城市隧道17条,总长度约14.9公里,隧道照明灯具共有13000余盏。杭州市隧道灯具类型见表1。

2 LED隧道灯具与其它照明灯具技术指标对比分析

应用于城市隧道的灯具主要有高压钠灯、荧光灯、金卤灯、无极灯、LED灯等。各照明灯具主要技术性能指标对比详见表2。

3 梅岭隧道整体段LED照明灯具改造实施方案

梅灵隧道LED隧道照明灯具改造工程分为试验段与整体段,利用原有供电线路,将高压钠灯灯具整体更换为LED照明灯具。试验段于2009年4月实施,选取隧道基本段中100米安装LED隧道照明灯,双排布置,共计24盏;整体段于2011年6月实施,安装剩余256盏LED隧道照明灯。

梅灵隧道总长1132米,隧道净宽10米,快车道总宽7米,设双向单车道。隧道整体段改造有高压钠灯250W共256盏,灯具布置按10米间距、双排对称布置(见图1梅灵隧道横断面图)。

梅灵隧道LED照明灯工程,按要求原高压钠灯改装LED隧道照明灯256盏。为了尽量减小改造对现场的影响,布灯方式及布灯间距均与原布置相同,即双排布灯,间距10米,灯具高度约5.2米。要求在灯具使用寿命内,隧道基本段路面亮度达到城市隧道养护技术规程要求的5cd/m2以上。

根据目前LED技术的发展,单颗1W的光源,其光效可达到100~120lm,光效最高,质量最稳定,散热方案好解决。因此,决定选用单颗1W灯具光效大于110lm/W的LED作为灯具的光源。根据灯具总光通量的需要,决定灯具光源为单颗1W,96颗。

根据隧道的环境温度,0℃~+30℃之间,环境湿度:≤90%。经计算,得到合理的散热面积,选用下列灯具(见图2),灯具外型尺寸:1005×240×35mm(不包含支架)。

具体要求制定参照GB17625.1-1998《低压电气及电子设备发出的谐波电流限制》、GB7001-2007《灯具外壳防护等级分类》等相关标准。具体要求如下:交流输入电压:AC 220V±10%;输入电压频率:50±0.5Hz;功率因数≥0.95;电源效率≥90%;谐波含量THD≤20%;工作环境温度-10~40℃;电源恒流输出波动≤1%;外壳防护等级IP65;驱动器外置,防护等级IP65;双电源驱动;LED色温TC5000~6000K;LED色温一致性≤500K;LED光效≥110lm/w 350mA;电源最大输出电流≤350mA;LED整体光通维持率≥96%;电源寿命≥30000小时;灯壳温度≤60℃

4 梅灵隧道光照度变化

2009年5月至2012年2月隧道试验段LED灯具的光照度变化如图3所示:

根据观测统计,至2012年1月底,隧道试验段车行道平均照度为82lx,逐渐趋于稳定,满足隧道通车要求。

5 节能效果

隧道LED照明灯具光源采用96颗单颗为1W的高效大功率LED灯。根据24盏LED灯的用电量进行月度测量,月用电量为1979.76kW,实际中测量每盏灯的平均功耗为113W,与250W的高压钠灯每盏灯的平均功耗288W相比较,节能大于60%。具体耗能量统计详见表3。

24盏试验灯安装完成三年内,灯具整体完好,只对故障灯珠维修过1次,更换7颗灯珠,相比高压钠灯维修率大大降低。

6 结束语

(1)更换了LED灯具后,隧道总体视觉良好,节约了用电和维修成本,综合考虑光源运行时间及灯具维护率等多方面因素,分析认为在折算到同等照度下,该项目LED光源与高压钠灯相比,节能率大于60%,随着LED光源使用时间的增长,节能与经济效应更加明显。

(2)该项目采用的LED光源隧道灯寿命可以满足《道路照明LED灯(报批稿)》中“燃点6000小时,灯具光通维持率不低于88%”的要求和《公路隧道通风照明设计规范》中光源寿命大于1万小时的规定。

(3)从实测试数据看,LED光源发光效率曲线是先升后降,再趋于水平的过程。城市隧道工作环境较差,灰尘进入灯罩会影响路面光照度,需重视灯具封装的密封性。

LED隧道灯在经济效益明显的同时,还具有显著的社会效益,其最直接的反映就是对能源的节

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