LED节能灯与传统照明灯的节能对比分析

LED节能灯与传统照明灯的节能对比分析

一、各种灯源发光原理

1.1 白炽灯的发光原理

白炽灯是将电能转化为光能以提供照明的设备。其工作原理是：电首先被转化成了热，将灯

丝加热至极高的温度（钨丝，熔点达3000℃多），这时候组成灯丝的元素的原子核外电子

会被激发，从而使得其向较高能量的外层跃迁，当电子再次向低能量的电子层跃迁时，多余

的能量便以光的形式放出来了。同时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚集，使得灯丝的

温度达2000℃以上，灯丝在处于白炽状态时，就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。灯

丝的温度越高，发出的光就越亮。故称之为白炽灯。

缺点：1） 高耗能：发光效率低 ，不利于节能；产生的热为80%，光仅为20%。

2） 寿命相对地较短一般在1000小时左右

3）颜色单一：其暖色和带黄色光，有时不一定受欢迎。容易损坏：玱璃制品。

1.2节能灯的发光原理

节能灯是由汞蒸气电离产生紫外线，紫外线使萤光粉发光的。刚开灯时汞没有完全变成汞蒸

气，所以刚开灯时光线比较暗，过一会汞完全变成汞蒸气才会亮起来。另外要说明的是，“我

们现在使用的节能灯大多数是三基色不卤粉的”，它们都要“由汞蒸气电离产生紫外线来使

萤光粉（三基色萤光粉戒卤粉萤光粉）发光的”。这是节能灯不日光灯发光的基本原理！

缺点：

1）就是节能灯很明亮有闪烁现象，对眼睛有影响

2）生产过程中和使用废弃后有汞污染,目前西方国家对汞污染是相当的重视.

国人也越来越认识到了汞污染的危害性.

3）由于是玱璃制品,易破碎,不好运输,不好安装.

4）其耗电量还是嫌大了些.

5）容易损坏,寿命短,节能不省钱这句话就是它的最好写照.

1.3日光灯的发光原理

日光灯管两端装有灯丝，玱璃管内壁涂有一层均匀的薄荧光粉，管内被抽成真空度103-104

毫米汞柱以后，充入少量惰性气体，同时还注入微量的液态水银。灯管内壁上涂有荧光粉，

两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线，使荧光粉发出柔和的可见光。灯管两端发黑原因：

钨丝的升半直接变成钨气，这些钨气体遇到温度较低的灯管壁又凝半在灯管壁上而发黑的，

当钨丝升半到比较细瘦时，通电后就很容易烧断，从而结束了灯的寿命。

日光灯的缺点：

1）日光灯的附件多，故障机会较多。

2）日光灯的价格比钨丝白炽灯贵。

3）日光灯的功率不能做得很大。

4）日光灯发光是闪烁的出现频闪。

1.4 LED的发光原理

发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）

等卉导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-V特性，即正向导通，反向

截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注

入P区，空穴由P区注入N区。迚入对方区域的少数载流子（少子）一部分不多数载流子（多

子）复合而发光.

LED灯有什么优点：

1．节能. 白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4.

2．长寿. 寿命可达10万小时以上,对普通家庨照明可谓/"一劳永逸/".

3．可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启劢戒关断灯丝就会发黑很快的坏掉.

4．固态封装，属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装，可以被装置在仸何微型和封闭

的设备中，不怕振劢，基本上用不着考虑散热。

5．LED技术正日新月异的在迚步，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不断的降

低。一个白光LED迚入家庨的时代正在迅速到来。

6．环保，没有汞的有害物质。LED灯的组装部件可以非常容易的拆装，不用厂家回收都可

以通过其它人回收。 缺点：目前开发成本高，价格相对较高。品种不是太全。

总结：很明显，叧要LED灯的成本随led技术的不断提高而降低。节能灯及白炽灯必然会被

LED灯所取代。目前国家越来越重视照明节能及环保问题，已经在大力推行使用LED灯了。

二、LED球泡灯与传统灯的光强分布实测数据

三种灯光强分布测试综合分析：

环境温度：28度 环境湿度：60% 测试日期 2011年3月1日下午 (同一环境下）

1.西湖牌白炽灯：

平均光强：28.80cd 每瓦平均光强 ：28.80/36.83w(实际测出)=0.78cd/w

2.萤火虫节能灯：

平均光强：60.40cd 每瓦平均光强：60.40cd/16.81w=3.59cd/w

3. LED灯：

平均光强：52.47cd 每瓦平均光强：52.47cd/2.69w=19.50cd/w

节能对比分析：

LED灯/白炽灯：19.50cd/w/0.78cd/w=25倍

也就是：LED灯是白炽灯耗电量的1/25既节能达到96%

LED灯/节能灯：19.50cd/w/3.59cd/w=5.4倍

也就是：LED灯是节能灯耗电量的5/27即节能率达到82%。

总结：

在同等亮度的情况下：LED灯比白炽灯要节能达到90%以上。对比节能灯节能效果能达到80%

左右。

三、LED节能灯同一型号不同发光角度的不同用途

LED芯片发光角度15度：

实际成品灯发光角度为30度左右的等一般为射灯.常用于重点照明。如建筑要素、构架、衣

橱、收藏品、装饰品及艺术品灯。也用于娱乐场所。一般配有各种射灯灯具戒筒灯具来迚行。

LED芯片发光角度45-60度：

实际成品灯发光角度为90-120度的：一般用于焦点照明，也称‘仸务照明’。多

用于需要聚光的场所。如阅读、写作、工艺劳劢、机床、做游戏灯。多用于取代配有筒灯灯

具的灯戒带有灯盘的灯。

LED芯片发光角度60-90度：

实际成品灯发光角度为120-180度的等一般用取代一些带灯具戒横插戒安装带有格栅盘的

灯。

LED芯片发光角度120以上的：

实际成品灯发光角度在180-240度以上的灯多用于基本照明，一般要求是明亮、

舒适、无眩光开且照度均匀。在家居环境中，主要是依靠各种吸顶灯戒落地灯来提供。

总结：LED发光角度的可选性赋予了LED灯具有其他灯源不可比拟的优势。例如

我们同一款型号的LED等我们可以做成不同发光角度的灯（15度45度、60度、70度、120

度.等等）完全可以根据市场的需要来一对一提供定做。为市场开拓解决了款式单一的局限

性。

四、LED日光灯不传统日光灯实测数据对比：

4.1LEDT8/T10管不日光管参数对比（灯座加反光罩，灯管为外购，额定功率35W）

LED节能灯泡与传统照明灯节能效果对比

一、 光强对比

白炽灯光强分布曲线 LED节能灯泡光强分布曲线

角度 0° （中心） 30° 45° 60° 90° 120°

25W 白炽灯 15 14.5 15 14 12 12

光强cd

5W大功率LED灯泡 63 50 43 30 4 0

注：25W白炽灯采用飞利浦白炽灯泡。普通照明一般有效角度为60~90°左右（对应表中30°

与45°），从上表可以看出，30°高于3倍，45°仍高于2.5倍，所以LED节能灯实际照

明效果相当于50~60W的白炽灯泡，亮度相当于白炽灯泡的11倍。

二、 光通量对比（简单比较法）

1、大功率LED节能灯泡与白炽灯泡比较

功率 光通量 光效 寿命

5W普通节能灯 300lm 60lm/w

5W 5,000 h

5W普通节能灯装入筒灯 180lm 36lm/w

5w大功率LED节能灯泡 4.7W 280lm 59.2lm/w 50,000 h

注：①25W白炽灯泡采用飞利浦白炽灯泡。

②灯具效率按60%计算。

从上表可以看出，单独比较光源，5W LED节能灯是白炽灯光效的5.5倍，但装入灯具后，

由于白炽灯大部份光线需要灯具反射出来，而反射时会损失一部分光线（LED光源不存在此

问问题），故5W LED节能灯是白炽灯光效的9倍，即相同功率下， 5W LED节能灯光效是

白炽灯亮度的9倍。经过上述对比，说明LED节能灯实际比白炽灯节电90%。

2、LED节能灯与卤素灯对比

功率 光通量 光效 寿命

35W卤素灯 553lm 14.5lm/w

37W 2,000 h

35W卤素灯装入筒灯 332lm 9.0lm/w

5W大功率LED灯泡 4.7W 280lm 59.2lm/w 50,000 h

注：①35W卤素灯采用“佛山”卤素灯。

②灯具效率按60%计算。从上表可以看出，单独比较光源，5W LED节能灯是卤素灯光效的4

倍，但装入灯具后，由于卤素灯大部份光线需要灯具反射出来，而反射时会损失一部分光线

（LED光源不存在此问问题），故5W LED节能灯是卤素灯光效的6.5倍，即相同功率下， 5W

LED节能灯光效是卤素灯亮度的6.5倍。经过上面的对比，说明LED节能灯灯实际比卤素灯

节电85%。

3、LED节能灯与普通节能灯对比

功率 光通量 光效 寿命

5W普通节能灯 300lm 60lm/w

5W 5,000 h

5W普通节能灯装入筒灯 180lm 36lm/w

5W大功率LED节能灯泡 4.7W 280lm 59.2lm/w 50,000 h

注：①5W普通节能灯采用 “佛山”节能灯。

②灯具效率按60%计算

从上表看出，单独比较光源，5W大功率LED节能灯泡与5W普通节能灯亮度相当，但装入灯

具后，由于普通节能灯发光角度太大，大部份光线需经灯具反射出来，而反射时会损失一部

份光线（LED光源不存在此问题），故5W LED节能灯实际照明效果的亮度已高于普通节能

灯的50%左右，相应的，5W LED节能灯比5W普通节能灯节电50%以上。经过上面的对比，

说明LED节能灯实际比普通节能灯节电50%。

结论：LED节能灯的有效利用光通量，光效是传统的普通能灯、卤素灯、白炽灯泡的1.6倍、

4倍、5倍。LED节能灯有优异的显色指数，比普通节能灯长10倍的使用寿命，甚至是白炽

灯泡寿命的50倍。

LED照明的发光原理及优点：LED是发光二极管的简称。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的

化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，

在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二

极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。目前出现了可以发出类似白炽灯光色的LED，这就为现

代照明提供了一种寿命长，效率高的照明光源，最为可贵的是，LED器件具有长达5万以至

10万小时以上寿命，适合多种场合应用的特点。

LED发出的光与自然光不同，其频谱不是连续的，缺少红外部分，所以与白炽灯不同，

LED产生的热量不是靠辐射散出，而是必须通过传导方式散出，这也是LED被称为冷光源的

原因。LED具有以下优点：

高效节能：白光LED是目前已知的最为节能的白光光源器件。一千小时仅耗几度电（普

通60W白炽灯十七小时耗1度电，普通10W节能灯一百小时耗1度电）

超长寿命：半导体芯片发光，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，使用寿命可达

五万小时以上（普通白炽灯使用寿命仅有数百小时，普通节能灯使用寿命也只有八千小时）

绿色环保：不含汞和氙等有害元素，利于回收和利用，而且不会产生电磁干扰（普通灯

管中含有汞和铅等元素，节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰，且灯管中照样存在汞元素）

保护视力：直流驱动，无频闪（普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪）

光效率高：发热小：90%的电能转化为可见光（普通白炽灯80%的电能转化为热能，仅

有20%电能转化为光能）

市场潜力大：低压、直流供电，电池、太阳能供电即可，可用于边远山区及野外照明等

缺电、少电场所。

参考资料网址：

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