Až 80% snížení spotřeby ve výrobních prostorech již není sci-fi. Seznamte se s průmyslovým LED osvětlením

Osvětlení tvoří u výrobních podniků výraznou část spotřeby elektřiny a průmyslové LED osvětlení ji dokáže podstatně snížit. V článku najdete, kolik se dá výměnou výbojek za LED reálně ušetřit a kdy je možná úspora až 80 %, jaké typy průmyslových LED svítidel existují, jak vybrat krytí IP, stmívání a barvu světla a jakým výkonem LED nahradit stávající výbojky.

Tři čísla, která vysvětlí vše

Tři čísla stačí k pochopení, proč jsou právě LED světla tak oblíbenou volbou pro osvětlení průmyslových objektů:

Číslo	Co znamená
30 %	takovým dílem se může osvětlení podílet na celkové spotřebě energie výrobních podniků
až 80 %	tolik lze ušetřit ze spotřeby energie za osvětlení při kombinaci průmyslových LED světel a řízení osvětlení
50 000 hodin	doba, po kterou mohou průmyslová LED světla pracovat s vysokým výkonem i v nepřetržitém provozu

Průmyslové haly často fungují v nepřetržitém provozu. Ten vyžaduje neustálé osvětlení výrobních i okolních prostor. U většiny z nich jde o obrovské plochy, takže i výdaje na osvětlení jsou opravdu vysoké. Při nepřetržitém provozu odpovídá životnost 50 000 hodin zhruba 5,7 roku svícení bez přestávky.

Práce ve výrobě je navíc fyzicky náročné povolání, u kterého k dobrému výkonu potřebujete především dobrý zrak, manuální zručnost a kvalitní světlo. Bez něj udělají chybu i ty nejšikovnější ruce a i ty nejbystřejší oči ji pak mohou přehlédnout. Nekvalitní osvětlení, které často vykazuje poruchy, proto má negativní dopad na kvalitu výroby i na bezpečnost práce.

Vzhledem k výše uvedenému se nelze divit, že podniky hromadně přecházejí na průmyslové LED osvětlení. To dokáže výrazně snížit spotřebu energie za osvětlení, dává jasné světlo s vyšším indexem podání barev a vykazuje nízkou poruchovost, podle původních údajů kolem jednoho procenta. Na té má podíl masivní a výkonné chlazení průmyslových LED světel. Dobře chlazené svítidlo se nepřehřívá, a nedochází tak k vnitřnímu přehřátí a následnému selhání, které bývá běžné u sodíkových výbojek. Co je to index podání barev a proč na něm záleží, vysvětluje článek Co je to CRI.

Průmyslová LED svítidla produkují směrem do okolí výrazně méně tepla než klasické výbojky nebo žárovky, takže nezvyšují okolní teplotu. To je velmi vítané ve větraných a chlazených prostorech, jimiž výrobní haly bývají. Odolnost průmyslových LED světel jim umožňuje pracovat s vysokým výkonem až 50 000 hodin v nepřetržitém provozu, a to i v horkém prostředí, jako jsou sklárny, slévárny nebo lisovny, pokud je svítidlo pro takové prostředí určené. Právě tam klasické výbojky a běžné žárovky kvůli své menší odolnosti vydrží výrazně kratší dobu.

S přihlédnutím k těmto skutečnostem lze konstatovat, že pokud neplánujete brzy ukončit výrobu, nepředstavuje volba světelného zdroje pro průmyslové haly velké dilema: průmyslové LED osvětlení je ve střednědobém horizontu jasnou volbou a v dlouhodobém ještě výhodnější. Daleko těžším oříškem je vybrat správný typ průmyslového LED osvětlení, který bude nejlépe vyhovovat vašim požadavkům. Na to se zaměříme v následujících částech.

Kolik se dá reálně ušetřit

Údaj „až 80 %“ je potřeba číst správně. Samotná výměna výbojek za LED svítidla se stejným množstvím světla ušetří podle orientační tabulky ekvivalentů níže zhruba 60 % příkonu. Další úsporu přináší řízení osvětlení: stmívání podle denního světla, pohybová čidla a časové programy.

Příklad výpočtu úspory

Hala je osvětlená 30 výbojkami po 400 W a svítí se v nepřetržitém provozu 8 760 hodin ročně. Podle tabulky ekvivalentů nahradí výbojku 400 W průmyslové LED svítidlo 150 W.

• Výbojky: 30 × 400 W = 12 kW, ročně 12 kW × 8 760 h = 105 120 kWh.
• LED: 30 × 150 W = 4,5 kW, ročně 4,5 kW × 8 760 h = 39 420 kWh.
• Úspora: 65 700 kWh ročně, tedy 62,5 %. K příkonu výbojek je navíc třeba připočíst ztráty předřadníku, takže skutečná úspora bývá ještě o něco vyšší.

Pokud by řízení podle denního světla snížilo spotřebu LED o dalších 50 % (horní hranice úspory uváděná u stmívání níže), klesl by průměrný příkon na asi 2,25 kW a celková úspora oproti výbojkám by dosáhla zhruba 81 %. Odtud pochází údaj „až 80 %“: platí pro kombinaci LED svítidel a inteligentního řízení, ne pro samotnou výměnu svítidel. Podrobněji se výpočtu věnuje článek Jaký je LED ekvivalent k průmyslovým světlům a jak maximálně ušetřit.

Typy průmyslových LED světel

Průmyslová LED svítidla se liší hlavně způsobem montáže, krytím a odolností vůči teplu. Následující přehled popisuje typy, které jsme v době vzniku článku nabízeli pod označením A až E, a k nim průmyslové LED žárovky a svítidla s krytím IP67. Aktuální nabídku výkonů a provedení najdete vždy v kategorii průmyslové LED osvětlení.

Typ	Montáž	Krytí	Vhodné použití
A	zavěšení na lanka, pružiny či řetězy	IP44	běžné výrobní prostory s vysokými stropy bez extrémního tepla
B	zavěšení, výkonné chlazení	IP65	slévárny, sklárny, lisovny a místa s vysokou teplotou
C	přisazení na zeď či konstrukci haly	IP65	skladovací haly, tělocvičny, galerie, potravinářské provozy
D	přisazení na zeď či konstrukci haly	IP67	prašné a mokré provozy
E	zavěšení na lanka či řetězy	IP65	vysoké haly, kde má svítidlo připomínat klasické stropní světlo
Průmyslové LED žárovky	do stávající objímky E27 nebo E40	podle svítidla	náhrada výbojek bez výměny celého svítidla

Průmyslové LED osvětlení A

Průmyslové LED osvětlení A je konstrukčně navržené jako závěsný modul, který najde využití především v halách s vysokými stropy, kde ho lze jednoduše zavěsit na lanka, pružiny či řetězy. Jeho kryt z kvalitního extrudovaného hliníku dobře odvádí teplo a zároveň brání vniknutí hmyzu a hrubších nečistot. Se stupněm ochrany IP44 zcela postačí pro běžné výrobní prostory, kde není extrémní teplo ani velká prašnost. Typ A se vyráběl v teplé i denní bílé barvě světla ve výkonech od 50 do 180 W.

Průmyslové LED osvětlení B

Průmyslové LED osvětlení B nabízí výkonněji zpracovaný systém chlazení a díky stupni krytí IP65 i vyšší odolnost. Díky svému technickému zpracování je vhodné i do míst, kde je mnohdy až extrémní teplo, jako jsou slévárny, sklárny či lisovny. Jeho díly jsou odlité z kvalitní slitiny hliníku, což napomáhá dlouhé životnosti přes 50 000 hodin. Kryt je prachotěsný, takže do svítidla nepronikne prach ani hmyz. Typ B se vyráběl s denní i teplou bílou barvou světla ve výkonech od 200 do 1 000 W. Výkonná svítidla podobného provedení najdete také v kategorii LED osvětlení pro sportoviště.

Průmyslové LED osvětlení C

Průmyslové LED osvětlení C je díky svému technickému zpracování možné přisadit na zeď či konstrukci haly. Způsob montáže však není jedinou zvláštností tohoto typu. Může se pochlubit i vysoce odolným krytem ze slitiny se zapuštěnými LED čipy s optikou. Elegantní design a stupeň ochrany IP65 z něj dělají ideální svítidlo pro výškové projekty, jako jsou skladovací haly, školní tělocvičny a galerie, i pro drsné podmínky potravinářských provozů. Typ C se vyráběl s denní i teplou bílou barvou světla a ve větším počtu výkonových variant, konkrétně 42, 56, 70, 84, 98, 112, 126 a 140 W.

Průmyslové LED osvětlení D

Průmyslové LED osvětlení D má ze všech popsaných typů nejvyšší stupeň krytí, IP67. To znamená, že svítidlo je zcela prachotěsné, chráněné proti dotyku nebezpečných částí jakýmkoliv nástrojem a zároveň odolá dočasnému ponoření do vody. Hodí se proto do prašných i mokrých provozů. Montuje se přisazením na zeď či konstrukci haly. Denní i teplé varianty typu D se vyráběly ve výkonech 30–300 W.

Průmyslové LED osvětlení E

Průmyslové LED osvětlení E se vyznačuje konvenčněji pojatým vzhledem, protože designem připomíná lustry a klasická stropní svítidla. Silná konstrukce z kvalitní slitiny hliníku, kryt z pevného termoplastu a stupeň ochrany IP65 z něj dělají vhodnou volbu zejména do vysokých hal, kde potřebujete na lanka či řetězy zavěsit výkonné svítidlo. Typ E se vyráběl ve výkonech od 50 do 200 W v denní i teplé bílé barvě.

Průmyslové LED žárovky

Průmyslové LED žárovky jsou tím pravým řešením, pokud nechcete měnit celá svítidla. Mají vlastní zdroj se závitem E27 či E40 a výkonově bez problémů nahradí starší osvětlení. Oproti halogenovým zdrojům mají několikanásobně vyšší měrný výkon, tedy víc lumenů z jednoho wattu. Oproti výbojkám je rozdíl menší, ale i tak výrazný, jak ukazuje tabulka ekvivalentů níže. Jejich zvláštností je úhel svitu: průmyslové LED žárovky vyzařují pod úhlem 360°.

Nezanedbatelnou výhodou průmyslových LED žárovek je provedení ve studeném odstínu bílé. Pokud chcete opravdu jasné a intenzivní světlo ve výrobním prostoru, jsou průmyslové LED žárovky správnou volbou. Pro tlumenější světlo s velkým úhlem svitu jsou k dispozici i v teplém odstínu bílé.

Výkonových variant LED žárovek je mnoho, proto se dělí na dvě hlavní skupiny: průmyslové LED žárovky 21–60 W a průmyslové LED žárovky 61–200 W. Jejich srovnání s vysokotlakými sodíkovými výbojkami najdete v další části textu.

Průmyslová LED svítidla s krytím IP67 pro náročné provozy

LED průmyslová svítidla s krytím IP67 jsou díky vysoké odolnosti proti prachu a vodě vhodná do náročných prostor, jako jsou čerpací stanice, laboratoře, pily, továrny, farmaceutické provozy, lakovny a chemické provozy. Oproti ostatním typům průmyslového LED osvětlení se vyráběla pouze s denní bílou barvou světla, a to ve výkonech 60, 90, 100, 120, 150, 180, 200 a 240 W.

Nejdůležitější parametry průmyslového LED osvětlení

1. Stupeň krytí IP

Stupeň ochrany krytem (anglicky ingress protection) se zkráceně udává písmeny IP a dvěma číslicemi podle normy ČSN EN 60529. Vyjadřuje odolnost svítidla proti okolním vlivům, konkrétně proti vniknutí vody, prachu či jiného cizího tělesa. První číslice za písmeny IP udává ochranu před dotykem nebezpečných částí a před vniknutím cizích předmětů, druhá číslice udává stupeň ochrany proti vniknutí vody. V oblasti průmyslového LED osvětlení se nejčastěji setkáte se čtyřmi stupni krytí.

Krytí	Ochrana před předměty a prachem	Ochrana před vodou	Vhodné použití
IP20	předměty větší než 12,5 mm, například prst	žádná	čisté a suché výrobny, kde se výrazněji nepráší
IP44	předměty větší než 1 mm, například nástroje a dráty	stříkající voda ze všech směrů	běžné haly a sklady
IP65	prachotěsné	tryskající voda ze všech směrů	prašné provozy, haly s mytím, kryté venkovní plochy
IP67	prachotěsné	dočasné ponoření do vody	velmi prašné a mokré provozy

Průmyslová LED světla s krytím IP20 jsou dostatečně chráněná proti dotyku nebezpečných částí prstem a proti vniknutí větších cizích předmětů, ovšem nejsou nijak chráněná vůči vodě. Využití najdou zejména v klidnějších výrobnách, kde se výrazněji nepráší a nehrozí kontakt s vodou.

Stupeň krytí IP44 chrání svítidlo proti dotyku nebezpečných částí nástrojem či drátem, proti vniknutí předmětů větších než 1 mm a proti stříkající vodě ze všech směrů. Prachotěsné ale není. Hodí se do běžných hal a skladů, kde se příliš nepráší. Svítidla s tímto krytím najdete v kategorii světla IP44.

Průmyslové LED osvětlení IP65 je chráněné proti dotyku nebezpečných částí jakýmkoliv nástrojem, je zcela prachotěsné a zároveň chráněné proti tryskající vodě. Tento typ průmyslových LED světel je využitelný ve většině hal a výrobních prostor včetně prašných provozů, pokud v nich není stanovené prostředí s nebezpečím výbuchu. Výběr najdete v kategorii světla IP65.

Průmyslová LED světla IP67 mají stejnou ochranu proti prachu a k ní přidávají odolnost proti dočasnému ponoření do vody. Hodí se proto do nejnáročnějších prašných a mokrých provozů. Jak už bylo uvedeno, do prostředí s nebezpečím výbuchu ale samotné krytí IP67 nestačí a jsou nutná svítidla s certifikací Ex.

2. Stmívatelnost

Stmívatelné osvětlení umožňuje regulovat intenzitu vydávaného světla. Aby to bylo možné, musí být svítidlo nebo světelný zdroj osazené stmívatelným napájecím zdrojem (driverem) a zapojené s ovladačem pro stmívání. Z pohledu stmívatelnosti rozlišujeme tři typy průmyslových LED světel: nestmívatelná průmyslová LED světla, průmyslové LED osvětlení se systémem stmívání DALI a stmívatelné průmyslové LED osvětlení 0–10 V.

Nestmívatelná průmyslová LED světla najdou využití tam, kde vždy postačí jedna konstantní intenzita světla, se kterou pro dosažení vhodného osvětlení není nutné během dne nijak manipulovat.

Zásadní výhodou obou stmívatelných typů průmyslových LED světel je snadná možnost řízení světla na konstantní hodnotu. V praxi to znamená, že průmyslová LED světla DALI i 0–10 V mohou ve spojení se světelným čidlem udržovat na pracovišti stále stejnou hladinu osvětlení i při průběžné změně intenzity denního světla. Stmívatelná svítidla najdete v kategorii stmívatelné LED průmyslové osvětlení.

Takový systém automaticky reaguje na denní dobu a venkovní počasí, takže v osvětlené místnosti plynule smazává rozdíly mezi zataženým ránem, jasným polednem a potemnělým večerem. Osvětlení v daném prostoru bude vždy stejné, jen svítidla podle denního světla pokaždé svítí jinou intenzitou. Výhodou je výrazná úspora elektrické energie, podle původních údajů až 50 % v porovnání s místnostmi bez tohoto systému, a také lepší podmínky pro práci.

A jaké jsou rozdíly mezi jednotlivými typy stmívání? Jeden funguje na digitálním, druhý na analogovém principu.

• DALI je digitální systém. Ovladač posílá po sběrnici DALI povely jednotlivým předřadníkům ve svítidlech. Na jedné sběrnici lze nezávisle na sobě ovládat až 64 předřadníků, takže lze svítidla snadno uspořádat do skupin a scén. Více najdete v článku Jak vybrat správný DALI systém a osvětlení.
• 0–10 V je analogový systém. Stmívání probíhá po samostatném řídicím vedení, kde velikost napětí 0–10 V určuje jas svítidla. I zde je možné synchronní řízení stmívání více svítidel současně. Svítidla na jednom řídicím vedení se ale stmívají společně a nelze je adresovat jednotlivě jako u DALI.

3. Barva světla

Průmyslové LED osvětlení se vyrábí ve třech barevných provedeních: ve studené bílé, denní bílé a teplé bílé barvě. S rostoucím počtem kelvinů světlo působí chladněji, ostřeji a jasněji, i když samotné množství světla v lumenech se nemění. Studená bílá barva světla s vysokou teplotou chromatičnosti se nejčastěji používá v místech, kde je nedostatek denního světla. Chladnější odstín pomáhá udržet pozornost a koncentraci, proto je vhodný do pracovního prostředí, průmyslových hal či výroben. Světlo s vysokou teplotou chromatičnosti však může být po delší době pro oči nepříjemné. Denní bílá se nejvíce blíží běžnému dennímu světlu, méně unavuje oči a je vhodná pro většinu lidských činností. Teplá bílá je tlumenější a vytváří příjemnou, až odpočinkovou atmosféru.

Barva světla	Teplota chromatičnosti	Použití v průmyslu
Teplá bílá	3 000–3 500 K	zázemí, odpočinkové místnosti, jídelny
Denní bílá	4 000–5 000 K	většina výroby, sklady, dílny
Studená bílá	5 500–6 000 K	prostory bez denního světla, kontrola kvality

Podrobněji se barvě světla věnuje článek Teplota chromatičnosti: jak vybrat správnou barvu světla.

Jakým výkonem LED nahradit výbojky

Vysoká úspornost je příjemná věc, ale někdy způsobí trochu zmatku. Mnoho zákazníků se na nás obrací s prosbou o doporučení vhodného výkonu průmyslového LED osvětlení, kterým chtějí nahradit své staré výbojky. LED svítidlo totiž pro stejné množství světla potřebuje výrazně nižší příkon, takže srovnání ve wattech může mást. Odpovědí je následující orientační tabulka výkonových variant průmyslových LED světel a jejich ekvivalentních protějšků s vysokotlakými sodíkovými výbojkami.

LED průmyslové osvětlení	Výbojkové osvětlení
30 W	70 W
50 W	125 W
80 W	200 W
100 W	250 W
150 W	400 W
200 W	500 W
300 W	750 W
400 W	1 000 W
500 W	1 200 W
1 000 W	2 000 W

Tabulka je orientační. Přesné srovnání vždy dělejte podle světelného toku v lumenech uvedeného u konkrétního svítidla, protože měrný výkon (lm/W) se u jednotlivých výrobků liší.

Průmyslové LED žárovky a vysokotlaké sodíkové výbojky

Na první pohled by se mohlo zdát, že LED žárovky nikdy nemohou být tak výkonné, aby nahradily klasické výbojky, opak je však pravdou. Vývoj jde stále kupředu a nejvýkonnější LED žárovky, které vytvořily samostatnou skupinu průmyslových LED žárovek, se již mohou rovnat i vysokotlakým sodíkovým výbojkám. Platí u nich ale pravidlo, že teplý odstín průmyslové LED žárovky nahradí jinou výbojku než studený odstín o témže výkonu. I to jsme v tabulce zohlednili. Podívejte se, jaký je orientační poměr mezi průmyslovými LED žárovkami a výbojkami.

LED průmyslové žárovky	Výbojkové osvětlení
28 W studená, 28 W teplá, 38 W teplá	70 W
38 W studená, 48 W teplá	100 W
58 W studená, 80 W studená, 100 W teplá	150 W
100 W studená, 120 W studená, 120 W teplá	250 W

Jak vypočítat správné množství světla ve výrobní hale

Výběrem správného typu průmyslového LED osvětlení jste na dobré cestě. K dosažení co největší úspory a nejefektivnějšího provozu je ale potřeba do každého prostoru nainstalovat správné množství světla, aby nevznikalo „mnoho světla pro nic“. Každý prostor slouží k jinému účelu a potřebuje jiné množství světla. Požadavky na osvětlení pracovišť stanoví norma ČSN EN 12464-1. Pro běžnou výrobní činnost se obvykle počítá s 300 lx, pro jemnější montáž s 500 lx a více, sklady a chodby vystačí s nižšími hodnotami.

Příklad výpočtu pro halu 1 000 m²

Výrobní hala 40 × 25 m má plochu 1 000 m². Na 300 lx potřebujete na pracovní rovině 1 000 m² × 300 lx = 300 000 lm. Část světla pohltí stěny, strop a konstrukce, proto výsledek vydělte činitelem využití 0,6: svítidla by měla dát dohromady asi 500 000 lm. To je například 34 svítidel po 15 000 lm rozmístěných v pravidelném rastru. Ve vysokých halách s tmavými povrchy počítejte s rezervou.

Podrobný postup najdete v návodu Jak vypočítat správné množství světla v průmyslové hale a celkový přístup k návrhu v článku Komplexní průvodce osvětlením skladových a výrobních hal. Pokud teprve vybíráte konkrétní svítidla, pomůže vám průvodce Jak vybrat správné průmyslové LED osvětlení do haly.

Jak nainstalovat průmyslové LED osvětlení

U průmyslového LED osvětlení existují dva typy instalace. První spočívá v montáži na zeď či konstrukci haly, druhá v zavěšení průmyslového LED světla na lanka či řetězy, což je častý případ vysokých hal. Mechanická montáž není náročná, připojení k elektrické síti ale musí provést elektrikář s příslušnou kvalifikací. Jak montáž probíhá, popisuje náš manuál Jak nainstalovat průmyslové LED osvětlení a podrobněji Praktický průvodce instalací průmyslového LED osvětlení pro haly.

Nejčastější chyby

1. Výběr podle wattů místo lumenů. O množství světla rozhoduje světelný tok, ne příkon.
2. Nízké krytí do prašného provozu. Do prostředí s prachem patří svítidla s krytím IP65 nebo vyšším.
3. Záměna krytí IP s ochranou proti výbuchu. Do prostředí s nebezpečím výbuchu smí jen svítidla s certifikací Ex.
4. Svítidlo nevhodné do horka. Ve slévárnách a sklárnách vydrží jen svítidla s výkonným chlazením, která jsou pro vysoké teploty určená.
5. Bez řízení osvětlení. Bez stmívání podle denního světla a čidel přicházíte o velkou část možné úspory.
6. LED žárovka do svítidla s předřadníkem. Bez odpojení předřadníku a zapalovače podle návodu výrobce hrozí poškození zdroje.

Časté otázky

Shrnutí

Průmyslové LED osvětlení ušetří oproti výbojkám zhruba 60 % příkonu a s řízením podle denního světla až 80 %. Typ svítidla vybírejte podle výšky haly, způsobu montáže, teploty a prašnosti prostředí, krytí podle tabulky IP a do prostředí s nebezpečím výbuchu jen svítidla s certifikací Ex. Výkon náhrady určete podle lumenů a potřebné množství světla orientačně spočítáte jako plocha × lux / 0,6. Pokud si nevíte rady, napište nám na info@ledsviti.cz, nebo si prohlédněte naši nabídku průmyslového LED osvětlení.

Kam dál