Jeigu pastaraisiais metais domėjotės LED apšvietimu ir lankėtės salonuose, neabejotinai turėjote pastebėti, jog šalia įprastinių LED lempų atsirado kažkas, itin panašus į kaitrines lemputes. Į Europą šios neįprastos lempos atkeliavo prieš keletą metų ir pradžioje daug kas jas palaikė tradicinėmis kaitrinėmis lempomis, suabejodami gamintojų sveiku protu – kam gaminti tai, kad visuotinai yra pasmerkta? Tačiau atidesnis žvilgsnis abejones išsklaidė.
Jeigu pastaraisiais metais domėjotės LED apšvietimu ir lankėtės salonuose, neabejotinai turėjote pastebėti, jog šalia įprastinių LED lempų atsirado kažkas, itin panašus į kaitrines lemputes. Į Europą šios neįprastos lempos atkeliavo prieš keletą metų ir pradžioje daug kas jas palaikė tradicinėmis kaitrinėmis lempomis, suabejodami gamintojų sveiku protu – kam gaminti tai, kad visuotinai yra pasmerkta? Tačiau atidesnis žvilgsnis abejones išsklaidė – tai modernios ir taupios LED lempos, tik itin sėkmingai atkartojančios kaitrinių lempų dizainą. Iš tikro, šios lempos yra unikalus produktas su labai įdomiais techniniais sprendimais, tik jos į rinka buvo įvestas gan tyliai ir be didesnių afišų, todėl daug vartotojų iki šiol nė nežino apie šių lempų egzistavimą ir jų išskirtinumą.
Daugelyje prabangių šviestuvų modelių lempos kolbos forma ir pats kaitinimo siūlas yra svarbi dizaino detalė. Tad dar neseniai kaitinimo lempų nebuvo kuo pakeisti.
Galbūt kils abejonių, kiek gi iš tikro yra vertingas kaitrinių lempų kolbų dizainas, kad vertėtų dėl jo stengtis? Tokie pamąstymai būtų teisingi kalbant apie standartines, dažniausiai buityje naudojamas kaitrines lempas. Paprasčiausia stiklinė kolba ir švytinti spiralė – nieko įspūdingo.
Tačiau yra ir kitokios išvaizdos „kaitrinių“ lempų, kurių kolbos yra dekoratyvinės formos ir štai tokiu atveju švytinti spiralė sukuria ypatingą vaizdą. Pačios kaitrinių lempų kolbų formos labai įvairios – nuo tradicinės ovalios iki dekoratyvinių, žvakės liepsną primenančių kolbų.
Kaitrinių lempų kolbų formos
©Wikipedia
Dekoratyvinės lempos su žvakės formos kolbomis (B, C, CA, E) yra tiesiog privalomos sietynams – patiems prabangiausiems pakabinamiems šviestuvams. Ir juose labai pageidaujama kaitinimo spiralė, sukelianti papildomas asociacijas su žvakės forma.
Kuo gi skiriasi sietynai nuo įprastinių pakabinamų šviestuvų? Visų pirma, klasikine išvaizda, kuriuos neįmanoma supainioti su niekuo kitu. Sietynai žinomi nuo senų senovės – jie kabėdavo prabangiausiuose rūmuose, kur apšviesdavo pokylių sales ir jose šokančius princus ir princeses. Senovėje ant kiekvienos sietyno šakos tvirtindavo žvakę, kurią tekdavo uždegti tarnams – tai užimdavo nemažai laiko, todėl didieji sietynai būdavo naudojami tik iškilmingų puotų metu.
Iki pat šių dienų sietynų išvaizda ir elegantiškas stilius pakito labai nežymiai – jie dažniau kuriami pagal ilgametes tradicijas ir ne taip lengvai pasiduoda naujiems mados gūsiams. Tačiau žvakių jau niekas nenaudoja ir užsinorėjus, sietynus galima įsižiebti vienu jungiklio spustelėjimu. Tačiau kaip ir seniau, kiekvienas sietynas privalo turėti atskiras šakas, ant kurių seniau buvo tvirtinamos žvakės, o dabar vietoj jų sukamos lemputės, maksimaliai primenančios žvakės formą.
Tad dabar pagalvokite, jei atsisakome kaitrinių lempų, kaip neefektyvių, kokią modernią lemputę norėtumėte sukti į tokius sietynus? Gremėzdiškas taupiąsias? Sietynas taps ne sietynu, o parodija. O gal įprastinio tipo LED lempas? Jų išvaizdos įvairovė labai didelė, bet tinkančių sietynams praktiškai nebuvo.
Tradicinių LED lempų išvaizda
©„AliExpress“
Akivaizdu, gamintojams reikėjo kitokios dekoratyvinių kaitrinių lempučių pamainos.
Sukurti kompaktišką liuminiscencinę lempą, kurios šviečiančioji dalis tiksliai atkartotų kaitinimo lempą, neįmanoma fiziškai. Šviesos diodai yra miniatiūriniai šviesos šaltiniai, tad atsivėrė perspektyva išspręsti šią problemą. Pavyzdžiui, buvo sukurtos lempos, kuriose šviesos diodai išdėstomi ant plonos vielutės kolbos viduje, o pati vielutė prijungiama prie šilumos sklaidytuvo kolbos išorėje. Tokios konstrukcijos trūkumai buvo galios apribojimas (ne didesnė nei 25 W kaitinimo lempą atitinkantį šviesos srautą kurianti šviesos diodų lempa), o taip pat brangumas. Be to, visiškai tokio paties dizaino, kaip kaitinimo lempos, pasiekti taip ir nepavyko.
2008 metais Japonijos kompanija „Ushio“ sukūrė pirmąsias šviesos diodų lempas, kurių išorė nesiskyrė nuo kaitinimo lempučių. Naujiena buvo pavadinta „Filament LED Bulb“ nuo angliško termino „Filament“, reiškiančio „kaitinimo siūlas“. Kadangi pažodinis vertimas „šviesos diodų kaitrinės lempos“ prieštarauja pats sau, paplito „filamentinės šviesos diodų lempos“ (fLED lempos) pavadinimas. Iš pradžių fLED lempos buvo gaminamos vien dekoratyviniais tikslais, jų šviesos srauto nepakako bendram apšvietimui. Todėl už Japonijos ribų jos nepaplito. Proveržis įvyko 2013 metais, kai keletas Kinijos kompanijų vienu metu pristatė galingas fLED lempas, skirtas bendram apšvietimui, kurių šviesos srautas atitiko skleidžiamą iki 60 W galios kaitrinių lempų.
Filamentinių šviesos diodų lempų išvaizda
Verta paminėti, kad, nors fLED lempų kūrimą visų pirma diktavo estetiniai sumetimai, jų konstrukcijos kūrimas neapsiribojo kaitinimo siūlą imituojančiu šviesos diodų išdėstymu. Teko nuodugniai apmąstyti daug klausimų, susijusių su pačia LED šviesos šaltinių konstrukcija, todėl sukurta iš principo nauja lempų rūšis.
Filamento konstrukcija
fLED lempos kuriamos, naudojant „Chip-on-Glass“ (COG) technologiją, kuri jau anksčiau sėkmingai išbandyta mobiliųjų įrenginių ekranuose. Pagal šią technologiją, itin maži šviesos diodai išdėstomi ant dirbtino safyro (pigesnis variantas – specialus stiklas) pagrindo. Kadangi pagrindas skaidrus, galima kurti į visas puses šviečiančių šviesos diodų masyvus.
Standartinis filamentas – LEDinis kaitinimo siūlo analogas – 1,5 mm diametro ir 30 mm ilgio stiebelis iš dirbtino safyro arba stiklo. Ant jo COG technologija išdėstyti 28 mėlynos spalvos LED. Kai kuriuose filamento modeliuose gali būti keli raudonos šviesos LED, kad šviesos atspalvis būtų šiltesnis, tuo tarpu bendras LED skaičius filamente lieka toks pats – 28. Iš viršaus visa tai padengta silicio pagrindo liuminiforu. Vienas filamentas naudoja 0,8–1,3 W galią. Parenkant filamentų skaičių kolboje, galima gauti reikiamo galingumo lempą. Yra fLED lempų modelių, kuriuose yra iki 16 filamentų.
Lyginant su tradicinėmis šviesos diodų matricomis, filamentų pranašesni, nes tolygiam šviesos išsklaidymui į visas puses nereikia sudėtingų optinių sistemų, kuriose susidaro nemenki nuostoliai. Todėl jų naudingumo koeficientas didesnis. Lyginant su tokį patį šviesos srautą teikiančia tradicine LED matrica, filamentui tiekiama 1,5 karto mažesnė galia. Mažesnė galia reiškia mažesnį kaitimą.
Tačiau pirmas klausimas, kylantis specialistui, paėmusiam į rankas fLED lempą: „Kaip čia išsklaidoma šiluma?“. Tiesą sakant, ne filamentų tvirtinimo elementais. O ir jokio šilumos radiatoriaus, net paprasčiausio plastikinio, tipinėse fLED lempose nėra. Čia pereiname prie kitos svarbios inovacijos.
Ir tai yra labai svarbi inovacija – mat LED šviestukų ilgaamžiškumas itin jautriai susijęs su temperatūra: jei tik įkaista daugiau nei leistina, jo gyvavimo trukmė itin sparčiai trumpėja. Tai viena iš priežasčių, kodėl pigiosios LED lempos sugenda per kelis metus, o brangesnės – gyvuoja daugiau nei 10–20 metų.
Šilumos išsklaidymas
Filamentai hermetiškai užlydyti stiklinėje kolboje. Ši kolba užpildyta specialiomis didelio šiluminio laidumo dujomis. Būtent dujomis šviesos diodai ir aušinami. Plonasienė stiklo kolba gerai praleidžia šilumą, ji ir atlieka radiatoriaus funkciją. Kaip tvirtina fLED lempų gamintojai, tokia aušinimo sistema neretai būna efektyvesnė už naudojamas tradicinės konstrukcijos LED lempose, р-n sandūros temperatūra neviršija 60 °С.
Kolbų gamybai ir pripildymui dujomis naudojamos jau ištobulintos kaitinimo lempų gamybos procedūros. O štai dujų sudėtis yra fLED lempų gamintojų kruopščiai saugoma komercinė paslaptis. Remiantis neoficialia kai kurių profesinių svetainių informacija, kolbos užpildomos heliu – didžiausio šiluminio laidumo (po vandenilio) dujomis. Kitas variantas – dujų mišinys, kurio svarbi sudedamoji dalis irgi yra helis.
fLED lempų parametrai
Straipsnio rašymo metu tipinės serijinių fLED lempų su įprasta A60 dydžio kolba, kurios koreliacinė spalvinė temperatūra 2700 К, reikšmės buvo tokios:
- šviesos srautas – 720 lm (atitinka 60 W kaitinimo lempą);
- visos lempos šviesos našumas – 116 lm/W (kai kurie gamintojai teigia pasiekiantys 150 lm/W, tačiau šių duomenų nepriklausomos ekspertizės nepatvirtina);
- spalvos vaizdavimo indeksas CRI: 80 – 90;
- gamintojo deklaruojamas tarnavimo laikas – 30 000 valandų;
- dažniausiai be šviesos intensyvumo reguliavimo (dimeriavimo).
Verta paminėti, kad mažesnės kolbos fLED lempų šviesos srautas bus kur kas mažesnis dėl mažesnio paviršiaus ploto aušinimui. Tiesa, gaminamos ir fLED lempos, kurių sferinės kolbos skersmuo 95 mm, tad ir didesnis paviršiaus plotas, nei А60 kolbos. Taip užtikrinamas geresnis aušinimas, nei А60 ir galima pasiekti 1500 lm šviesos srautą.
Vienam filamentui tenkanti įtampa yra ~100 V. Todėl visos fLED lempos skirtos tiesioginiam jungimui į apšvietimo tinklą, žemos įtampos modeliai (tarkime, 12 V) negaminami. fLED lempos gaminamos europietiškiems Е27 ir Е14 lizdams, amerikietiškiems Е26 ir Е12, o taip pat bajonetės tipo lizdams.
Bajonetės tipo lizdas
Pastarieji, kaip žinia, naudojami ten, kur veikia purtymas ir vibracija, pavyzdžiui, laivuose. Duomenys apie fLED lempų atsparumą vibracijai kol kas nepublikuojami, tačiau galima spėti, kad jis didesnis už kaitrinių lempų.
Pranašumai ir trūkumai
Tiek specialistų, tiek ir paprastų vartotojų domėjimasis fLED lempomis sietinas su nenuginčijamais tokio tipo lempų pranašumais:
- tradicinio stiliaus dekoratyvinė išvaizda
- visiškas šviesos stiprumo kreivės atitikimas su šviestuvais, projektuotais kaitinimo lempoms;
- didelis šviesos našumas, kadangi nereikia naudoti tolygaus šviesos išsklaidymo į visas puses optinės sistemos;
- mažesnė savikaina, nes galima naudoti jau esančias kaitinimo lempų gamybos linijas;
- įveikiamas LED apšvietimo naudojimo buityje psichologinis barjeras.
Tačiau fLED lempos turi ir kai kurių trūkumų:
- mažai vietos valdikliams, dėl to naudojami arba paprastesnės konstrukcijos valdikliai, kurių didelis pulsacijos koeficientas, arba stipriai miniatiūrizuoti, be pulsacijos, tačiau brangūs valdikliai;
- fLED lempose naudojamos stiklinės kolbos, kurios gali sudužti.
fLED lempų asortimentas ir panaudojimas
Šiuo metu filamentines lempas galima lengvai įsigyti Lietuvoje – jų išvaizdos ir cokolių įvairovė labai didelė. Dažniausiai apšvietimas su šiomis lempomis yra šiltos baltos šviesos, mat pritaikytos namams ir pokylių salėms, bet būna ir dienos šviesos ar šaltai baltos šviesos.
Kaip jau minėjome, šios lempos pirmiausia naudotinos prabangiausiems sietynams, tokiems kaip LUDWIG, ELIZABETH ar PRINCESS ELSA, bet labai gerai atrodo ir žymiai pigesniuose daugiašakiuose šviestuvuose, tarkime, VENECIJA ar ROMANTIKA.
Dažniausiai kompaktiško dydžio kokybiškos ir vidutinės kainos fLED lempos neturės galimybės keisti šviesumo ir šviesos spalvinės temperatūros. Tiesiog, cokolyje per mažai vietos, kad būtų galima sutalpinti maitinimo šaltinį, kokybiškai naikinantį virpesius ir papildomai užtikrinantį šviesos intensyvumo reguliavimą.
Tačiau rinkoje daugėja fLED lempų, kurios turi galimybę keisti šviesos intensyvumą – tokiais atvejais reikia atidžiai įvertini jos dydį ir kainą: jeigu lempos kaina patenka į įprastinį diapazoną, bet turi gana didelės apimties korpusą, gal ir galėjo atsirasti erdvės papildomai valdiklio schemai iš įprastinių elementų. Jeigu korpusas mažytis, vadinasi, valdiklio schema bus labai primityvi ir labai tikėtina, kad tokia lempa skleis mirgėjimą arba gan greitai suges pats valdiklis. Išimtis gali būti tais atvejais, kuomet naudojami itin maži komponentai, bet tokiu atveju dimeriuojamos fLED lempos kaina turi būti gerokai aukštesnės nei vidurkis.
