节能灯是否能替代400W金卤灯的实测分析

北京经济技术开发区某独资外企公司

采用青岛法兰克6U-60W高频率节能灯替代400W金卤灯

照明效果与节电效益分析报告

青岛法兰克(Frank)微电子有限公司

青岛专用集成电路(ASIC)设计工作室

高频光源事业部

合同能源管理机制推进事业部

高频光源设计工程师  韩俭荣

电话：15265258265  13606306833  13573262961

关键词：地面照度实测值  功率替代比例  节电率   光谱能量分布   不可见光   可见光   视觉灵敏   低视觉灵敏可见光   光谱能量分布特性    人眼视觉函数曲线   有效视觉光效   有效视觉照度   投资回收期     无风险经营项目  大功率节能灯 工厂车间照明  分体式大功率节能灯

一、概述

北京经济技术开发区某独资外企公司，现正在使用的电光源为：某知名品牌的400W金卤灯，匹配深照型灯罩。光源电耗大、照度低。2007年9月，采用青岛法兰克6U-60W高频率合同能源管理专用节能灯，直接替代原某知名品牌的400W金卤灯，进行照明节电技术改造。其照明效果与节电效益分析如下。

二、实际测量现场与人员

（一）、实测现场：2007年9月20日，在北京经济技术开发区某独资外企公司生产车间，高度9米。

（二）、实测人员：北京经济技术开发区某独资外企公司，

工厂照明管理人员，刘先生

青岛法兰克微电子有限公司，北京商务中心  刘先生

三、实际功率实测分析比较

（一）、测试仪表：单相有功电度表

（二）、测试技术方法：在生产车间的办公室，实际电压状态下，将400W金卤灯和青岛法兰克6U-60W高频率节能灯，分别各加装1块单相有功电度表。实测24小时，再按功率P=电度数÷24小时公式，计算出实际功率。

（三）、测试数据：

1、计量时间：9月20日15时至9月21日15时,共24小时。

2、单相有功电度表基数同为0.3度

3、终止电度表记数：

青岛法兰克6U-60W高频率节能灯=2.09度

400W金卤灯=9.73度.

4、计算实际功率：

青岛法兰克6U-60W高频率节能灯=（2.09度－0.3度）÷24小时

=1.79度÷24小时=74.5W

400W金卤灯=（9.73度－0.3度）÷24小时

=9.43度÷24小时=393W

（四）、关于采用单相有功电度表，计量电子节能灯（电子镇流器荧光灯）有功电度数时，产生正向误差的技术机理分析。

1、电子节能灯（电子镇流器荧光灯），电源端是桥式整流+电解电容滤波电路。其输入电压波形是连续的正弦波，输入电流波形是不连续的、对应于电压波形峰值的窄脉冲波。（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）

2、正因为输入电流波形是不连续的窄脉冲波，导致电源输入端功率因数比较低。并且功率因数的相位属性为电容性。

3、正因为输入电流波形是不连续的窄脉冲波，并且功率因数的相位属性为电容性。在电源输入端，只包含有：有功电流分量、谐波电流分量、直流电流分量。没有电感性电网意义上的无功电流（作者韩俭荣）。

4、正因为输入电流波形是不连续的窄脉冲波，电源输入端的电功率，包含三个功率分量。即：有功功率分量；谐波功率分量；直流功率分量。

5、电源输入端：（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）

有功功率分量，单相有功电度表能够准确计量。

谐波功率分量，单相有功电度表不能够计量。但是，谐波功率分量会与电网的谐波功率共同作用，对单相有功电度表的计量产生误差影响。绝大多数情况下，产生误差的方向为：正向误差。

直流功率分量，单相有功电度表不能够计量。直接对单相有功电度表的计量产生正向误差。

6、电源输入端的谐波功率分量和直流功率分量，对单相有功电度表的计量产生正向误差的幅度范围。与电网中奇偶数谐波功率的能量大小、电压尖峰幅值大小、持续周期长短等等实际因素有关。一般情况下为10%--25%。

7、单相有功电度表的轻负载特性所决定的，正向误差的影响（其机理请见另文分析）。

8、本现场计量到的功率数＝74.5 W，明显大于额定功率值60 W。这里还有实际现场电压波动、偏高的因素影响（作者韩俭荣）。

青岛法兰克6U-60W高频率节能灯，额定功率为60 W, 额定电流为270 mA。实际产品的电流为负偏，在250 mA左右。

本分析计算，仍采用现场计量到的功率数＝74.5 W。

(五)、替代后的实际功率替代比例与节电率

替代后的实际功率替代比例与节电率列表

四、实际地面照度实测分析比较

（一）、测试仪表：LX-101数字式照度计

（二）、测试技术方法：在两种光源正下方直接测试，直接读取照度Lx值。

1、因现场电压在波动，测试到的照度值是在一个范围内变化的。在实测两种光源时，每种光源都抄录10个数值，而后，再计算其平均值。本文限于篇幅，抄录的10个数值不在罗列，直接显示其平均值。

2、原400W金卤灯，随机在车间选定一盏。实测照度平均值=206 Lx

3、青岛法兰克6U-60W高频率节能灯，现场就安装了一盏，匹配青岛法兰克的专用节能罩。实测照度平均值=258 Lx。

（三）、实测照度平均Lx值列表与比较：

两种光源实测照度平均Lx值与比较列表

五、两种光源实际现场每瓦电功率照度值（Lx/W）分析

不同的电光源，在实际现场的每瓦电功率照度值（Lx/W）。所表征的物理意义：是电光源的光效高低。这也是在现场直观鉴别不同的电光源光效高低的有效方法。

现将该现场的每瓦电功率照度值（Lx/W）。分析列表如下。

两种光源实际现场每瓦电功率照度值（Lx/W）列表

六、采用青岛法兰克高频率节能灯替代400W金卤灯节电效益分析计算

本节电效益分析计算以400W金卤灯1盏灯为例。

（一）、节电效益分析计算己知参数

1、每天开灯的时间设定2个时间段分别计算，以便参考。

即：每天开灯12小时

每天开灯24小时

2、生产车间照明综合电价＝0.75元／Kwh(度)，

3、如果照明电价实际数不是＝0.75元／Kwh(度)，请以实际电价，计算该现场的实际节电效益。

（二）、节电效益分析计算

第一部分：直接节电效益计算

1、每盏灯节省电功率＝393W－74.5W＝318.5W

2、每盏灯每天节省电度数

每天开灯12小时＝0.3185Kw×12小时＝3.822 Kwh(度)

每天开灯24小时＝0.3185Kw×24小时＝7.644 Kwh(度)

3、每盏灯每天节省电费数

每天开灯12小时＝3.822 Kwh(度) ×0.75元／Kwh(度) ＝2.87元/天

每天开灯24小时＝7.644 Kwh(度) ×0.75元／Kwh(度) ＝5.73元/天

4、每盏灯每月节省电费数

每天开灯12小时＝2.87元/天×30天＝86.1元/月

每天开灯24小时＝5.73元/天×30天＝171.9元/月

5、每盏灯每年节省电费数

每天开灯12小时＝86.1元/月×12个月＝1033.2元/年

每天开灯24小时＝171.9元/月×12个月＝2062.8元/年

第二部分：间接节电效益分析

1、输电线路导线损耗降低。导线损耗共分两部分，分析如下：

(1)、节电替代改造后，每盏灯功率降低，输电线路有功电流I降低。有功电流I在导线上产生的有功损耗＝I电流的平方×导线电阻，降低。具体数值计算，因未实测具体参数，略。

(2)、节电替代改造后，因电子节能灯的功率因数为电容性，与现场电网的电感性功率因数，互为反相，具有补偿效应。输电线路中的无功电流Q降低，无功电流Q在导线上产生的有功损耗＝Q电流的平方×导线电阻，降低。具体数值计算，因未实测具体参数，略。

3、输电线路电压降降低，端电压提高。节电替代改造后，输电线路有功电流I、无功电流Q降低，输电线路电压降＝(I＋Q)×导线电阻，降低。输电线路末端电压提高，改善了供电质量。具体数值计算，因未实测具体参数，略。

4、输电线路有效输电容量提高。节电替代改造后，输电线路有功电流I、无功电流Q降低，有效输电容量提高。具体数值计算，因未实测具体参数，略。

（三）、节电替代改造后照明器材维护成本节省分析计算

1、青岛法兰克节能灯，启辉点燃寿命2万小时。己有实际使用现场验证，实际启辉点燃时间己超2年半，不需更换，继续使用。

2、青岛法兰克节能灯，自出售之日起，灯管不破损，整灯不进水。如不能启辉点燃，质保一年，对故障的零部件，免费以旧换新。

3、以质保一年为前提分析，节电替代改造后，可节省原来使用400W金卤灯，在一年中因更换的维护费用。具体数值计算，略。

七、投资回收期分析计算

 (一)、青岛法兰克节能灯与Frank专用节能灯罩价格

1、青岛法兰克节能灯，定位于照明节电合同能源管理专用。6U-60W节能灯，每套包括：高光效、低光衰、长寿命灯管总成1个，高频率功率驱动器(镇流器)1个，6芯专用连接电缆1副。

全国市场最低限价：含税率6％的税票，不含运费，每套＝240元／套。

2、青岛Frank专用节能灯罩，按积分球体曲率优化设计，采用进口高反射率铝合金板，连续冲压拉伸抛光成形。光强分布特性与青岛法兰克节能灯辐射特性相匹配。每套包括：高反射率铝合金反光罩＋E40铸铝陶瓷灯口与灯座总成。

全国市场最低限价：含税率6％的税票，不含运费，每套＝220元／套。

3、价格说明：青岛法兰克节能灯、Frank专用节能灯罩，市场价格公开、固定。如需调整，将一同通知，一同执行。

(二)、投资回收期计算

每天开灯的时间设定2个时间段，分别计算，以便参考

每天开灯12小时＝(6U-60W节能灯240元＋Frank专用节能灯罩220元)

÷每天开灯12小时节省的电费2.87元

＝160天=5.33个月

每天开灯24小时＝(6U-60W节能灯240元＋Frank专用节能灯罩220元)

÷每天开灯24小时节省的电费5.73元

＝80天=2.67个月

八、照明节电运行—完成照明节电改造同时，该独资外企获得一个无风险经营项目

（一）、采用青岛法兰克6U-60W高频率节能灯，替代400金卤灯。在现场照度提高＝25.24％的前提下，节电率＝81％。

（二）、只要每天开灯12小时，每盏灯就节省电费2.87元；每月就节省电费＝86.1元，每年就节省电费＝1033.2元。

只要每天开灯24小时，每盏灯就节省电费5.73元；每月就节省电费171.9元，每年就节省电费＝2062.8元。

（三）、电能是商品，用电是成本。节电是经营，节电效益是纯利润！生产过程中节省的费用，实质就是生产经营赚取得纯利润。并且具有以下鲜明的特点：

1、不受内部、外界诸因素的影响，无任何风险。

2、每天开灯时间、节电功率空间、照明电价等因素基本是固定的，每天每年节省得电费：稳定可靠。

3、一次性投资，2---5个月全部赚回，投资回收快。

4、青岛法兰克高频率节能灯，启辉点燃寿命2万小时。每天24小时点燃，可用830天，即：2.28年（已有现场点燃时间超过2年半，不需更换，继续使用）。

青岛法兰克对节能灯质保一年。青岛法兰克高频率节能灯的实际现场统计故障率在3—5%。

保守地以2年为一个周期进行分析：采用青岛法兰克高频率节能灯，第一年，2—5个月收回投资，后续至1年没有任何费用。第二年，故障率在3—5%，即：更换灯的费用在3—5%。与节省得电费相比较，运行费用是很低的。

因此，该节电经营项目：利润高、经营费用低。

九、分析计算结论

该独资外企有限公司，采用青岛法兰克6U-60W高频率节能灯，替代400W金卤灯。

（一）、现场照度提高率＝25.24％。

（二）、在照度提高25.24％的前提下，节电率＝81％。

（三）、每盏灯每天节省电费数：

每天开灯12小时＝2.87元/天

每天开灯24小时＝5.73元/天

（四）、每盏灯每年节省电费数

每天开灯12小时＝1033.2元/年

每天开灯24小时＝2062.8元/年

（五）、投资回收期

每天开灯12小时＝160天=5.33个月

每天开灯24小时＝80天=2.67个月

（六）、完成照明节电改造的同时，获得一个无风险经营项目。