Iluminación de gran altura en instalaciones comerciales

Grandes tiendas, establecimientos minoristas, concesionarios de automóviles, almacenes comerciales, centros de conferencias, espacios de exhibición, centros recreativos, estadios deportivos y gimnasios son solo algunos ejemplos del tipo de lugares donde se pretende utilizar una luz de gran altura-de calidad comercial. Estos entornos suelen estar libres de problemas de iluminación, como humedad excesiva, atmósferas corrosivas, productos químicos cáusticos, polvo, vibraciones de maquinaria pesada, temperaturas ambientales extremas y electricidad sucia, a diferencia de los edificios industriales, que son notoriamente difíciles de iluminar.

La iluminación de estado sólido basada en tecnología LED está reemplazando rápidamente a la iluminación fluorescente y HID en el sector de iluminación de gran altura. El diseño del producto fluctúa debido a la compleja composición de los sistemas de iluminación LED. Las luces LED de gran altura para uso comercial son una categoría de producto única que se fabrica teniendo en cuenta determinadas aplicaciones.

Bahía alta de comercial.calidad Una solución arquitectónica para espacios comerciales con techos altos y abiertos es la iluminación LED. Están diseñados para enfatizar el carácter previsto de la estructura y son más que simples accesorios de iluminación técnica. A diferencia de las bahías altas de aspecto industrial-clásico, los edificios comerciales como grandes almacenes y centros recreativos requieren una solución de iluminación que sea altamente eficiente desde el punto de vista energético y que tenga un diseño más sofisticado. Debido al pequeño tamaño y la resistencia del estado sólido de los LED, los diseñadores de luminarias ahora pueden construir artefactos de iluminación que combinen dramáticamente forma y función, superando las limitaciones de los factores de forma heredados. Además de aumentar considerablemente la eficiencia de la fuente, estos productos ofrecen ahorros de energía.

La iluminación direccional no es posible con bombillas fluorescentes y de halogenuros metálicos convencionales. Podría resultar complicado extraer y redirigir eficazmente el flujo de luz de estas lámparas omni-direccionales hacia una distribución más beneficiosa y consistente. Con una óptica secundaria cuidadosamente diseñada, es posible lograr una eficiencia de entrega óptica muy alta gracias a la salida de luz direccional de los LED y al pequeño tamaño del paquete.

Debido a que los LED son semiconductores, pueden integrarse en una variedad de sistemas de control de iluminación, lo que permite adaptar la iluminación a una determinada aplicación o entorno. Las luces LED de gran altura pueden lograr una alta eficiencia de aplicación de iluminación (LAE), lo que equivale a importantes ahorros de energía adicionales, al entregar la cantidad adecuada de luz cuando es necesario.

Numerosos diseños de luminarias y variaciones de rendimiento resultan de la amplia gama de alturas de montaje, distribuciones de luz, objetivos de costos, paquetes de lúmenes, características de color y configuraciones con las que las luces de gran altura deben funcionar e integrarse. Las luces LED de gran altura-de calidad comercial pueden ser redondas o lineales y pueden configurarse como sistemas modulares o integrados. El uso y las tareas del área, así como las características físicas del interior de un edificio, determinan la forma y disposición de estos sistemas.

La efectividad y confiabilidad del sistema de iluminación determinan el valor final de la luz LED de gran altura. La fuente de luz, los componentes del controlador y control, el sistema óptico y el disipador de calor son algunos de los diversos componentes del sistema de iluminación que influyen aún más en estos factores. Cualquier proceso de diseño de luminarias siempre implicaría compensaciones-entre costo y rendimiento. Los entornos de trabajo moderados de las instalaciones comerciales son más tolerantes con el uso de luces LED de gran altura y menos costosas con una ventana operativa pequeña, a pesar de que es extremadamente difícil cumplir los objetivos de rendimiento y costos al mismo tiempo.

Las medidas del paquete LED se utilizan en muchas de las variaciones de rendimiento disponibles en los sistemas de iluminación de gran altura en la actualidad. El diseño de los paquetes de LED y su integración en el sistema de iluminación determinan su eficacia luminosa, el rendimiento del mantenimiento del lúmenes, las temperaturas de color, la precisión de la reproducción cromática y la vida útil. Los LED SMD reflectantes integrados en la plataforma del paquete de portador de chip con plomo de plástico (PLCC) son ideales paraluces LED de gran alturade la variedad comercial. En comparación con otros tipos de paquetes de LED, como paquetes de alta potencia con sustrato cerámico, paquetes de chip-on-placa (COB) y paquetes de escala de chip (CSP), los paquetes de LED PLCC logran una eficacia de fuente significativamente mayor debido a la alta eficiencia de extracción de luz lograda con carcasas y marcos conductores altamente reflectantes. Las luces de gran altura que utilizan paquetes de LED SMD reflectantes para producir luz blanca pueden tener una eficacia de luminaria de más de 180 lm/W cuando se combinan con controladores y ópticas de alta eficiencia. El periodo de recuperación podría reducirse considerablemente debido a la alta eficacia. En teoría, los usuarios finales podrían alcanzar el punto de equilibrio de su inversión en dos años con este nivel de eficacia.

La calidad y la eficacia del color están fundamentalmente compensadas. Al espectro de luz de los LED altamente eficientes le faltan longitudes de onda importantes necesarias para producir colores vibrantes y está sobre-saturado en las bandas espectrales azul y verde. En muchos establecimientos minoristas y de ocio, los colores vibrantes suelen crear una rica experiencia visual. Sólo cuando se expone a una radiación óptica con un espectro equilibrado se pueden distinguir colores delicados y complejos. Los LED de alta reproducción cromática y de color blanco cálido son significativamente menos efectivos debido a la pérdida de Stokes y a la baja sensibilidad ocular con luz de longitud de onda más larga.

Los mecanismos de falla relacionados con el paquete-de estos LED SMD reflectantes hacen que el diseño y la ingeniería de una luminaria LED sean un problema importante, aunque el posible período de recuperación de la inversión de las luminarias LED que utilizan LED de media-potencia de alta efectividad puede ser lo suficientemente atractivo como para promover una compra. La temperatura tiene un impacto significativo en el mantenimiento del brillo del paquete LED PLCC. La rápida degradación de los materiales del paquete a altas temperaturas puede resultar en una reducción significativa de la eficacia. Las largas horas de funcionamiento o los altos niveles de luz hacen que la resina termoplástica se vuelva amarilla, lo que acelera la depreciación del lumen.

La corta vida útil de una luminaria LED mal diseñada hará inútil su alta eficacia inicial a menos que la temperatura de unión de los paquetes LED de plástico se mantenga por debajo de la temperatura operativa máxima designada en todas las condiciones de manejo y operación. Los productos de mayor rendimiento utilizan paquetes de LED moldeados EMC (compuesto de moldeo epoxi) para posponer la aparición de la degradación del brillo y el cambio de cromaticidad bajo altas temperaturas de funcionamiento. En comparación con los materiales tradicionales PPA y PCT, EMC ofrece una mejor estabilidad térmica. Los paquetes Quad Flat No-conductores (QFN), que ofrecen un canal térmico de alta-eficiencia para eliminar el calor de la región activa del LED, se utilizan normalmente en el diseño de LED moldeados EMC.

Para que todos los paquetes de LED de plástico funcionen de manera continua y eficiente, la gestión térmica es obviamente esencial. Debido a que el epoxi tiene una capacidad limitada para resistir el calor, los LED moldeados EMC-no son diferentes. La disipación de calor y la regulación de la corriente de conducción son dos aspectos de la gestión térmica de los LED. Para lograr una alta producción de luz, los sistemas de bajo costo-generalmente usan una pequeña cantidad de LED y los impulsan con fuerza. En términos generales, se produce más calor dentro de los paquetes de semiconductores cuanto mayor es la corriente de excitación. De este modo se acelera el deterioro térmico de los materiales de embalaje. Como resultado, uno de los componentes clave de la gestión térmica es mantener la corriente de conducción en un nivel adecuado.

Mejorar la capacidad del sistema para eliminar el calor de la unión LED es el objetivo principal de la ingeniería térmica para luminarias LED. La resistencia térmica de los componentes a lo largo de todo el recorrido térmico debe reducirse para garantizar un fácil movimiento del calor a fin de mantener el control de la temperatura de la unión.Luces LED de gran altura para el comercial.Esta variedad suele consumir menos de 250 vatios de electricidad. La carga térmica se puede gestionar sin la necesidad de una gestión térmica activa mediante el uso de MCPCB y TIM de alta conductividad térmica junto con un disipador de calor pasivo bien-diseñado. La principal preocupación es que no se construyan disipadores de calor para reducir el costo total del sistema.

led bay lights

En muchos casos, un diseño óptico adecuado es tan crucial como el control de la temperatura. La óptica secundaria, que puede recoger eficientemente la luz de la fuente de luz y distribuirla uniformemente para lograr un espacio máximo entre las luminarias, puede generar importantes ahorros de energía adicionales. Es posible lograr una eficiencia de entrega óptica de más del 90 % con un sistema óptico bien diseñado. Normalmente, se utilizan conjuntos de lentes de PMMA o policarbonato para lograr una alta eficiencia del sistema óptico. Una matriz de LED SMD puede tener control óptico individual gracias a una matriz de lentes que se fabrica con varios componentes de lentes.

Con más del 90% de eficiencia, un conjunto de lentes de reflexión interna total (TIR) puede proporcionar distribuciones ópticas finamente ajustadas de estrechas a anchas. Los LED son dispositivos con una alta densidad de flujo. Las luminancias excesivamente altas del emisor concentrado provocan deslumbramiento. Al crear ambientes estéticamente agradables, la iluminación de gran altura en edificios comerciales debería promover el desarrollo de una buena experiencia y un entorno atractivo. En el caso de las luces LED de gran altura-de nivel comercial, la supresión del deslumbramiento es, por lo tanto, un componente crucial del diseño óptico.

El controlador LED en el extremo frontal deluces LED de gran alturatransforma la línea de alimentación de corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) de acuerdo con las propiedades eléctricas de la matriz de LED. Normalmente, se utiliza una fuente de alimentación de modo conmutado (SMPS) para convertir la energía CC rectificada en una magnitud predefinida de energía CC. Se puede utilizar un diseño de una sola-etapa o de dos-etapas para completar el proceso de conversión de energía de CA a CC.

La corrección del factor de potencia (PFC) y la conversión CC/CC se combinan en un solo circuito en un controlador LED de una sola-etapa. Un circuito dedicado para la corrección activa del factor de potencia y una segunda etapa para la gestión de corriente constante CC/CC son características de un controlador LED de dos-etapas. Debido a sus precios más económicos, los variadores-de una sola etapa se utilizan ampliamente en aplicaciones comerciales. En comparación con los controladores de dos-etapas, un único circuito integrado que realiza tanto el PFC como las operaciones de conversión CC/CC puede ahorrar entre un 20 % y un 50 % en la cantidad de piezas, el tamaño y el costo del circuito. Sin embargo, la topología de una sola-etapa tiene un rango de voltaje operativo estrecho, una corriente de ondulación alta, un rango de atenuación limitado, un rendimiento PFC limitado y vulnerabilidad a la sobretensión debido a sobretensiones.

Los controladores LED de una sola-etapa suelen estar limitados a aplicaciones de iluminación comercial-de bajo consumo con redes de CA de alta-calidad. Las topologías de una sola-etapa se vuelven inviables en niveles de potencia más altos debido a su baja eficiencia operativa y su gran firma EMI. Debido a su eficiencia, confiabilidad y capacidades de atenuación, los controladores de dos-etapas brindan una mejor opción de precio/rendimiento en niveles de potencia superiores a 100 W.

La tendencia de integrar atenuación, detección, inteligencia y redes en los sistemas de iluminación LED comerciales para aprovechar el potencial de ahorro de energía-de los controles de iluminación está impulsada por la búsqueda interminable de eficiencia. Tanto la modulación de ancho de pulso-(PWM) como la reducción de corriente continua (CCR) se pueden utilizar para atenuar los LED. En aplicaciones comerciales, los protocolos analógicos de 0-10 V y 1-10 V se utilizaron ampliamente para regular los circuitos de atenuación. La iluminación analógica debe dar paso a la iluminación digital gracias al desarrollo de los sistemas conectados y el Internet de las cosas (IoT).

Las luminarias LED se pueden direccionar, atenuar y configurar individualmente mediante una tecnología de comunicación por cable o inalámbrica como DALI, Bluetooth mesh o ZigBee. Cuando las luminarias LED pueden comunicarse con su entorno (mediante el uso de información recopilada de sensores de ocupación o de luz diurna), controladores locales, teléfonos celulares o cualquier combinación de estos, se pueden habilitar funciones de alto valor-con reconocimiento contextual.