中國首批節(jié)能認證LED照明產(chǎn)品性能分析

鄭雪生 陳 松

(中國質(zhì)量認證中心，北京 100070)

1 引言

在全球能源短缺和氣候變暖的形勢下，LED照明產(chǎn)品高效、節(jié)能、長壽命、環(huán)保的特點，具有巨大的市場潛力，并將引領(lǐng)未來照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，已經(jīng)有越來越多的LED照明產(chǎn)品投入市場。然而，由于缺乏產(chǎn)品標(biāo)準和產(chǎn)品質(zhì)量評價方法，市場上流通的產(chǎn)品比較混亂，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，嚴重影響了用戶對產(chǎn)品的選擇和使用者的信心。為引導(dǎo)行業(yè)健康發(fā)展，中國質(zhì)量認證中心(China Quality Certification Centre，CQC)于 2010年發(fā)布了LED道路/隧道照明產(chǎn)品、LED筒燈、反射型自鎮(zhèn)流LED燈的節(jié)能認證技術(shù)規(guī)范［1～3］和節(jié)能認證規(guī)則，并于2011年1月率先在世界范圍內(nèi)開展了節(jié)能認證，截止2012年底已經(jīng)有百余家企業(yè)獲得節(jié)能認證。這是我國首次用統(tǒng)一的評價方法對LED照明產(chǎn)品質(zhì)量狀況和生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量保證能力進行評價，在認證開展的同時也積累了大量權(quán)威的數(shù)據(jù)。LED照明技術(shù)仍處于快速發(fā)展階段，對節(jié)能認證獲證產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)進行全面分析，有助于了解行業(yè)技術(shù)發(fā)展水平，能夠為產(chǎn)品技術(shù)研究、國家制/修訂相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準及制定行業(yè)發(fā)展政策提供參考。

2 節(jié)能認證LED照明產(chǎn)品范圍

本文分析的LED照明產(chǎn)品包括3類:LED道路/隧道照明產(chǎn)品、LED筒燈、反射型自鎮(zhèn)流LED燈。

2.1 LED道路/隧道照明產(chǎn)品

適用于額定電壓AC 220V、頻率50Hz交流供電的用于次干道和支路的LED道路照明產(chǎn)品以及LED隧道照明產(chǎn)品;按照額定光通量，有 3000lm、5400lm、9000lm和14000lm四種規(guī)格;按照額定相關(guān)色溫，不超過6500K。

2.2 LED筒燈

適用于家庭或類似場合使用的，采用額定電壓AC 220V，頻率50Hz電源供電的，LED光源和保持其啟動和穩(wěn)定燃點所需元件一體式的或LED控制裝置分離式LED下射照明產(chǎn)品。按照安裝方式，LED筒燈分為固定式和嵌入式。需特別注意的是，使用自鎮(zhèn)流LED燈的筒燈產(chǎn)品，即燈具不包括LED控制裝 置，通 過 B15d、B22d、E14、E27、GU10、GZ10、GX53等燈座可與傳統(tǒng)光源進行互換的筒燈不在節(jié)能認證范圍內(nèi)。

2.3 反射型自鎮(zhèn)流LED燈

適用于額定電壓AC 220V，頻率50Hz交流電源，額定功率為60W及以下，采用GB 24906規(guī)定的燈頭，外形類似于帶有碗碟狀反射罩的PAR燈，含有LED光源和保持其穩(wěn)定燃點所必需的元件并使之為一體的、用于替換傳統(tǒng)PAR系列鹵鎢燈的射燈。

根據(jù)替代的對象，反射型自鎮(zhèn)流LED燈可劃分為PAR20、PAR30和PAR38三種規(guī)格，常見采用E27燈頭。需注意兩點:一是，除上述三種反射型自鎮(zhèn)流LED燈，其他形式的普通照明用50V以上自鎮(zhèn)流LED燈不在節(jié)能認證范圍內(nèi)，如采用G13燈頭或類似結(jié)構(gòu)的LED燈管和采用GU5.3燈頭的MR16系列LED燈泡均不在節(jié)能認證范圍內(nèi);二是，由于目的是用于替換傳統(tǒng)PAR系列鹵鎢燈的射燈，因此尺寸應(yīng)符合《GB/T 7249—2008白熾燈的最大外形尺寸》的要求。

3 產(chǎn)品質(zhì)量評價指標(biāo)

3.1 安全指標(biāo)

在對LED照明產(chǎn)品質(zhì)量進行評價時，應(yīng)首先考慮其安全要求，只有符合安全要求，才能進一步考慮性能、能效，3類產(chǎn)品需滿足的安全要求如表1所示。

表1 安全要求Table 1 Safety requirement

3.2 性能和能效指標(biāo)

在LED照明產(chǎn)品符合3.1中安全要求的基礎(chǔ)上分析產(chǎn)品的性能和能效。根據(jù)CQC發(fā)布的節(jié)能認證技術(shù)規(guī)范，從光效、色度、顯色性、光通維持率、壽命、功率、功率因數(shù)等幾個方面對產(chǎn)品的性能和能效進行了規(guī)定，具體項目見表2所示，本文在分析產(chǎn)品質(zhì)量時主要分析光效、顯色性、光通維持率、功率因數(shù)等指標(biāo)。

表2 性能和能效要求Table 2 Performance index and efficacy requirement

4 性能分析

4.1 LED道路/隧道照明產(chǎn)品

4.1.1 初始光效

初始光效統(tǒng)計結(jié)果見表3，由表3可以看出，3500K以上的型號數(shù)量占97.2%，初始光效的最大值和平均值分別為125lm/W和99lm/W，分別高出節(jié)能評價值 (90lm/W)38.9%和10%;3500K以下的產(chǎn)品初始光效最大值達到116lm/W，高出節(jié)能評價值 (85lm/W)36.5%。

對于3500K以上的產(chǎn)品，初始光效值分布如圖1所示，縱坐標(biāo)為光效，橫坐標(biāo)為百分比，曲線上某點的含義為光效值不大于對應(yīng)光效值的產(chǎn)品型號數(shù)量占所有型號的百分比。由圖1可以看出，70%的道路照明產(chǎn)品光效位于90～101lm/W之間;80%的隧道照明產(chǎn)品光效位于90～104lm/W之間。

表3 初始光效Table 3 Initial efficacy

圖1 3500K以上LED道路/隧道照明產(chǎn)品初始光效值分布Fig.1 Distribution curve of initial efficacy of LED products for street lighting＆tunnel lighting above 3500K

4.1.2 光通維持率

產(chǎn)品3000小時、6000小時和10000小時的光通維持率，最低要求分別為96%、92%和86%，實際測試結(jié)果如表4所示，由表4可以看出，目前6000小時和10000小時光通維持率的測試還在進行中，已有52%的LED道路照明產(chǎn)品和48%的LED隧道照明產(chǎn)品通過6000h光通維持率測試。

表4 光通維持率Table 4 Lumen maintenance

4.1.3 色溫與光效

對獲證產(chǎn)品的色溫進行統(tǒng)計，如表5所示，3500K及以下的產(chǎn)品非常少，僅占2.9%，4500K以上的產(chǎn)品比較多，占所有獲得節(jié)能認證產(chǎn)品的83.5%，其中4500K～5500K的占40.9%，平均光效值為98lm/W，5500K～6500K的占42.6%，平均光效值為100lm/W。

4.2 LED筒燈

4.2.1 型號規(guī)格統(tǒng)計

表6和表7分別是功率、光通量和色溫的統(tǒng)計結(jié)果。獲得節(jié)能認證的LED筒燈，5W以下的產(chǎn)品比較少，5W～15W的產(chǎn)品所占比重最大，達63.5%，功率最大為36W;絕大多數(shù)獲證產(chǎn)品色溫在5000K及以下，占所有獲證型號的87.5%。

表5 色溫與光效統(tǒng)計Table 5 Statistics of color temperature and initial efficacy

表6 功率及光通量統(tǒng)計Table 6 Statistics of power and luminous flux

表7 色溫統(tǒng)計Table 7 Statistics of color temperature

4.2.2 性能指標(biāo)

LED筒燈的初始光效統(tǒng)計結(jié)果如表8所示，分布如圖2所示。3500K及以下的節(jié)能評價值為60lm/W，實際測試最高為94lm/W，超過節(jié)能評價值56.7%，平均值為70lm/W，超過節(jié)能評價值16.7%，70%的型號分布在64lm/W～74lm/W;3500K以上的節(jié)能評價值為65lm/W，實測測試最高為100lm/W，平均值為76lm/W，分別超過節(jié)能評價值53.9%和18.5%，70%的型號分布在68lm/W～81lm/W。

初始顯色指數(shù)、3000小時顯色指數(shù)、光通維持率統(tǒng)計結(jié)果如表9所示，初始顯色指數(shù)最大為90，超過評價值12.5%，平均值為83，超過評價值3.8%。3000小時光通維持率平均值為100%，目前通過6000小時光通維持率測試的型號占44%，完成10000小時光通維持率測試的數(shù)量較少，僅有3%。

表8 初始光效統(tǒng)計Table 8 Statistics of initial effica cy

圖2 LED筒燈初始光效分布Fig.2 Distribution curve of initial efficacy of LED downlight

表9 LED筒燈性能指標(biāo)統(tǒng)計Table 9 Statistics of performance index of LED downlight

4.3 反射型自鎮(zhèn)流LED燈

4.3.1 型號規(guī)格統(tǒng)計

對反射型自鎮(zhèn)流LED燈的功率、光通量及色溫進行統(tǒng)計，分別見表10及表11，由表10及表11可以看出，PAR20、PAR30、PAR38的平均功率分別為6W、9W、13W，光通量均值分別為 373lm、608lm、845lm;獲證產(chǎn)品大部分為低色溫，3000K以下的產(chǎn)品占71.4%。

表10 功率及光通量統(tǒng)計Table 10 Statistics of power and luminous flux

表11 色溫統(tǒng)計Table 11 Statistics of color temperature

4.3.2 性能指標(biāo)分析

反射型自鎮(zhèn)流LED燈的性能測試結(jié)果見表12所示，3500K及以下的初始光效平均值和最大值分別為64lm/W、75lm/W，分別高出節(jié)能評價值16.4%和36.4%，60%的型號位于61lm/W～68lm/W;初始光效3500K以上的初始光效值平均值和最大值分別為70lm/W、85lm/W，分別高出節(jié)能評價值12.9%和37.1%，80%的型號初始光效位于63lm/W～73lm/W。

表12 反射型自鎮(zhèn)流LED燈性能指標(biāo)統(tǒng)計Table 12 Statistics of performance index of self-ballasted LED reflector lamp

初始顯色指數(shù)最大值為95，超過考核值11.8%;已經(jīng)有64%的產(chǎn)品通過6000小時光通維持率測試，13%的產(chǎn)品通過10000小時光通維持率測試;功率因數(shù)平均值為0.81，最大值為0.98。

圖3 反射型自鎮(zhèn)流LED燈初始光效分布Fig.3 Initial efficacy distributio of self-ballasted LED reflector lamp

5 總結(jié)

LED照明技術(shù)在近兩年內(nèi)仍快速發(fā)展，通過對兩年以來獲得節(jié)能認證的LED照明產(chǎn)品性能分析，可以看出產(chǎn)品的性能在大幅提升，初始光效平均值均超出節(jié)能評價值至少10%，最大值超出節(jié)能評價值至少30%，顯色指數(shù)、功率因數(shù)等指標(biāo)也大大高于節(jié)能認證要求。

［1］華樹明，陳松等.CQC3127-2010 LED道路隧道照明產(chǎn)品節(jié)能認證技術(shù)規(guī)范.中國質(zhì)量認證中心，2010.

［2］華樹明，陳松等.CQC3128-2010 LED筒燈節(jié)能認證技術(shù)規(guī)范.中國質(zhì)量認證中心，2010.

［3］華樹明，陳松 等.CQC3129-2010反射型自鎮(zhèn)流LED燈節(jié)能認證技術(shù)規(guī)范.中國質(zhì)量認證中心，2010.