Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
Upplysning Rasmus Hasselrot
Benjamin Blomqvist Martin Lundmark
Handledare: Jonathan Fagerström
Kurs: Introduktion till ingenjörsarbete, 7.5 HP
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
Sammanfattning Apoidea beställde en undersökning av olika lamptekniker. Ett antal lampor av olika tekniker
införskaffades och tester på watt och lux genomfördes med en luxmeter och wattmeter.
Lampornas ljusstyrka per watt, kostnadseffektivitet och effektåtgång jämfördes. En
gruppundersökning genomfördes där vardera lampa blev bedömd vad gäller vardags- och
arbetsbelysning. Resultatet av studien blev att LED-tekniken var bäst vad gäller ljusstyrka per
watt, kostnad och energieffektivitet, men tekniken fick däremot väldigt dåliga omdömen när det
kom till testet av vardagsljus och arbetsbelysning. Glödtrådslamporna presterade tvärtom
väldigt dåligt när det kom till kostnad, ljusstyrka per watt och energisnålhet, men fick bäst
omdömen när det kom till testet av vardagsljus och arbetsbelysning. I framtida tester skulle ett
liknande test kunna förbättras genom att använda sig av LED-lampor med högre effekt än de
två LED-lampor som användes i detta test.
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
Innehåll
1. Inledning .................................................................................................................................. 1
1.1 Syfte .................................................................................................................................. 1
2. Metod ..................................................................................................................................... 1
2.2 Experimentuppställning ........................................................................................................ 2
3. Resultat ................................................................................................................................... 5
4. Slutsats/Diskussion ................................................................................................................... 7
5. Referenser ............................................................................................................................... 8
Bilagor ........................................................................................................................................ 8
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
1
1. Inledning
På marknaden så finns det ett enormt utbud av olika sorters lampor vad gäller kvalitet och teknik. Det är vanligt att välja lampan med billigast inköpspris, skulle man tjäna något på att köpa en dyrare lampa eller en dyrare teknik? Hur mycket skiljer de olika lamporna vad gäller energieffektivitet och kostnad under sin livscykel? En annan aspekt som måste behandlas är vilken typ av ljus som emitteras. Hur upplevs lampornas ljus i förhållande till varandra? Med denna rapport hoppas vi kunna besvara dessa frågor.
1.1 Syfte
Syftet med lampstudien var att ge generella svar på följande frågor för fyra olika tekniker. De fyra olika teknikerna som studien omfattar är glödtrådslampor, halogenlampor, lysrörslampor och LED-lampor. Hur förhåller sig de olika teknikerna till varandra vad gäller energieffektivitet, hur lamporna upplevs samt kostnad per dygn?
2. Metod
Åtta lampor införskaffades. Av dessa var två lysrörslampor, Unison 28W och OSRAM 8W. Två stycken
halogenlampor, MALMBERGS Halo ECO 28W och PHILIPS EcoClassic 28W. Två stycken glödtrådslampor
PHILIPS 25W och OSRAM 60W. Två stycken LED-lampor OSRAM LED 2W och DECOLINE LED BULB 1,4W.
Följande mätningar utfördes med samtliga lampor:
● För att mäta energieffektiviteten så avlästes energiåtgången med en wattmeter.
● Ljusstyrkan mättes med en luxmeter.
Mätningarna utföres i ett nedsläckt rum där endast den lampa som skulle testas var tänd. Efter att lamporna varit påslagna i två minuter (för att uppnå lämplig arbetstemperatur) infördes de uppmätta värdena i tabell (tabell 1). För att kunna jämföra lamporna sammanställs resultatet från mätningarna på formen lux per watt för respektive lampa (figur 1).
För att uppskatta kostnaden per livscykel så utnyttjades tillverkarens angivna approximerade livslängd
av lampan. Den lampa med den längsta livslängden användes som referens så att kostnaden för varje
lampa kunde sammanställas på formen krona per dygn. Detta gjordes genom att beräkna hur många
lampor som krävdes för att uppnå referenstiden. Antalet lampor multiplicerades därefter med
inköpspriset för respektive lampa. Till denna kostnad adderades även priset för den aktiva effekt som
gått åt under referenstiden. Vid beräkningen av priset för åtgången aktiv effekt användes ett
approximativt elpris på en krona per kWh (1 kr/kWh).
För att uppskatta hur lamporna upplevs så fick varje person i en kontrollgrupp exponeras av en lampa i
taget. Genom att låta personerna rangordna lamporna utefter vardagsbelysning och arbetsbelysning så
kunde en uppskattning fås om vilken lampa som upplevs som överlag bäst.
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
2
2.2 Experimentuppställning
Mätningarna av lampornas ljusstyrka [lux] utfördes från ett avstånd på ca 170 cm för att imitera en takbelysning som belyser ett normalhögt bord. Lampan som användes fokuserade ljuset i riktning mot belysningspunkten, vilket minskade mängden ljus som reflekterades från omgivningen. Luxmetern var av modell Testo 435 och wattmetern av modell EMG-1.
Figur 1: Bild över samtliga lampor som omfattades av studien. Från vänster: OSRAM LED 2W, DECOLINE
LED BULB 1,4W, OSRAM 8W, Unison 28W, PHILIPS EcoClassic 28W, MALMBERGS Halo ECO 28W, OSRAM
2x 60W och PHILIPS 2x 25W.
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
3
Figur 2: Luxmetern var av modell Testo 435 och wattmetern av modell EMG-1.
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
4
Figur 3: Lampan placerad 1,7 m ovanför luxmetern för att imitera en taklampas belysning på ett
normalhögt bord.
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
5
3. Resultat
Figur 4: Lux per watt för samtliga lampor.
Figur 5: Jämförande av samtliga lampors kostnad i form av kronor per dygn. Denna data utgår från att
lampan är påslagen 24 timmar. I kostnaden är både inköpspris och löpande kostnader för förbrukad el
inräknad.
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
6
Figur 6: Utfallna medelvärden för arbetsbelysning vid belysningsundersökningen där de som testat
undersökningen fått rangordna lamporna från bäst (1) till sämst (8).
Figur 7: Utfallna medelvärden för vardagsbelysning vid belysningsundersökningen där de som testat
undersökningen fått rangordna lamporna från bäst (1) till sämst (8).
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
7
4. Slutsats/Diskussion
Som vi ser i figur 4 var lysrörs- och LED-lamporna mycket bättre än halogen- och glödtrådslamporna vad
gäller lux per watt.
Om man eftersträvar att införskaffa en lampa med låg kostnad så är en LED-lampa det man söker. Dess
låga energiförbrukning och långa livslängd gör att den är överlägset bäst inom denna aspekt jämfört
med övriga tekniker, som kan ses i figur 5. Som vi ser i figur 6, vilken visar gruppstudiens resultat vad
gäller lampornas arbetsbelysning, så var glödtråd 60W överlägset bäst, emedan båda LED-lamporna
visade sig prestera överlag sämst. Halogen- och lysrörslamporna bedömdes som ungefär lika bra. När
lampornas vardagsbelysning undersöktes visade det sig att glödtråds-, halogen- och lysrörslamporna
presterade relativt likvärdigt, även om glödtrådstekniken var marginellt bättre. Båda LED-lamporna fick
återigen ett dåligt resultat och slutade sist.
LED-tekniken har varit den teknik som i stort sett varit den överlägsna vinnaren vad gäller
kostnadseffektivitet och levererad ljusstyrka per watt. Dessvärre är det en väldigt dyr teknik och de
lampor som innefattats av vår studie har haft en så pass låg effekt att trots överlägsna resultat vid
mätningar av lux per watt så har ljuset uppfattats som svagt och inte speciellt passande som varken
vardagsljus eller som arbetsbelysning. Det finns lampor av typen LED som ska ha motsvarande effekt
som ger en starkare ljusstyrka vilket visat sig vara uppskattat i denna studie, så även om studien inte
innefattat en LED-lampa över 2W så pekar denna mot att det kan vara värt att investera i en lite dyrare
LED-lampa som kan leverera en starkare ljusstyrka p.g.a teknikens höga kostnadseffektivitet och
energisnålhet.
En eventuell felkälla i våra mätningar av ljusstyrkan kan vara bakgrundsbelysning. Innan vi påbörjade
mätningarna så mättes bakgrundsbelysningen. Det visades sig att det kom två lux från omgivningen. För
att få en uppfattning av vilken inverkan bakgrundsbelysningen hade på mätresultaten så utförde vi
ytterligare en kontroll i ett helt mörklagt rum. Vi insåg då att placeringen av mätutrustningen påverkade
den uppmätta ljusstyrkan mycket mer än bakgrundsbelysningen. Därför fokuserades mätutrustningen
till en fast position där mätningarna skulle utföras för att minimera variationer på grund av utrustningen,
istället för att lägga allt fokus på att minimera bakgrundsbelysningen som felkälla.
Lampornas lämplighet vad gäller arbets- och vardagsljus bedömdes av endast sju testpersoner, så
bedömningarna är långt från slutgiltiga vad gäller vilken belysningsteknik som passar bäst. Testet visade
att det fortfarande finns ett intresse för glödtrådstekniken trots att tekniken är på väg ut från
marknaden. Fler testpersoner hade vart att föredra för att ha ett mer säkerställt resultat av försöken.
Det vore intressant att utvidga studien med ett bredare sortiment av lampor samt undersöka lampornas
miljöfarliga komponenter, samt vilken påverkan dessa har på naturen.
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
8
5. Referenser
[1]: Förpackningar: Unison 28W, PHILIPS EcoClassic 28W, MALMBERGS Halo ECO 28W, PHILIPS 2x 25W,
OSRAM 2x 60W, OSRAM LED 2W, OSRAM 8W, DECOLINE LED BULB 1,4W.
Bilagor
Tabell 1: Insamlad data från experiment. Livslängd erhölls från leverantören [1].
Lampa Lux Watt Livslängd [h]
Inköpspris [kr]
Lux/Watt Elpris per livscykel [kr]
Kronor per dygn
Glödtråd 60 W OSRAM
63 65 1000 10 0,97 65 1,8
Glödtråd 25 W PHILLIPS
21 27 1000 9,5 0,78 27 0,876
Halo ECO MALMBERGS
34 32 2000 29 1,06 64 1,116
Halo EcoClassic PHILLIPS
26 29 2000 29 0,90 58 1,044
Lysrörslampa 28 W UNISON
127 27 10000 119 4,70 270 0,9336
Lysrörslampa 8 W OSRAM
31 10 10000 119 3,10 100 0,5256
LED Parathom 2 W OSRAM
16 4 25000 179 4,00 100 0,26784
LED Bulb 1.4 W DECOLINE
9 4 15000 149 2,25 60 0,3344
Umeå universitet 2012-06-05
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
9
Tabell 2: Testgruppens omdöme gällande lampornas vardagsljus från 1 – 8 där 1 är den lampa som
personen bedömt som bäst.
Glödtråd
60W
Glödtråd
25W
Halogen
Malmbergs
Halogen
Philips
Lågenergi
28W
Lågenergi
8W
Led
2W
Led
1,4W
Person 1 3 1 5 6 8 2 4 7
Person 2 1 4 6 5 3 2 8 7
Person 3 2 6 4 5 1 3 7 8
Person 4 6 1 5 3 8 4 7 2
Person 5 1 4 3 2 5 6 8 7
Person 6 3 2 4 1 5 6 8 7
Person 7 5 1 4 2 6 3 8 7
Medelvärde
(StdAv) 3 (1,91) 2,7 (1,98) 4,4 (0,98)
3,4
(1,90) 5,1 (2,54) 3,7 (1,70)
7,1
(1,46)
6,4
(1,99)
Tabell 3: Testgruppens omdöme gällande lampornas arbetsljus från 1 – 8 där 1 är den lampa som
personen bedömt som bäst.
Glöd-
tråd
60W
Glöd-
tråd
25W
Halogen
Malmbergs
Halogen
Philips
Lågenergi
28W
Lågenergi
8W
Led 2W
Led
1,4W
Person 1 2 5 3 4 1 6 7 8
Person 2 1 5 6 4 2 3 7 8
Person 3 2 6 4 5 1 3 7 8
Person 4 1 8 2 5 4 6 3 7
Person 5 1 4 2 3 5 6 8 7
Person 6 1 4 3 2 5 6 8 7
Person 7 2 4 3 1 6 5 7 8
Medelvärde
(StdAv)
1,4
(0,53)
5,1
(1,46) 3,3 (1,38) 3,4 (1,51) 3,4 (2,07) 5,0 (1,41)
6,7
(1,70)
7,6
(0,53)
Tabell 4: Medelvärden av omdömen givna i både tabell 2 och 4.
Glöd-
tråd
60W
Glöd-
tråd
25W
Halogen
Malmbergs
Halogen
Philips
Lågenergi
28W
Lågenergi
8W
Led
2W
Led 1,4W
Medelvärde
(StdAv)
2,2
(1,58)
3,9
(2,09) 3,9 (1,29)
3,4
(1,65) 4,3 (2,40) 4,4 (1,65)
6,9
(1,54) 7 (1,52)