Bir lighbulb'u tekrar tekrar açmak veya kapatmak, saatlerce açık bırakmaktan daha fazla enerji kullanıyor mu?

48

Diyelim ki yatak odamda bir lambada 60W'lık bir ampul var. Lambayı 2 saat boyunca düz tuttuğum halde ertesi gün 5 dakikalık aralıklarla 10 kez açıp kapattım. Hangi senaryo daha fazla enerji kullanır?

— Christopher Chipps
kaynak

6

Enerji tasarrufu yapmak istiyorsanız LED teknolojisini kullanmayı düşünün.

— Marcel

7

Ne tür bir ampul?

— Nick Johnson,

2

Cevap tüm ışıklar için aynı olup olmadığını merak ediyorum. Akkor, floresan ve LED testlerini gördüm. Peki ya yüksek basınçlı sodyum, metal halojenür, cıva buharı vb.

— Hibe

3

@ marcel ya da gerçekten "akkor ama her şey" .. oldukça iyi 60w LED ampul eşdeğeri bu yorum sırasında Amazon'da yaklaşık 15 $ 'a düşüyor ve 9w'dan fazla değil, genellikle daha az çekiyor.

— Jeff Atwood

2

Her zaman efsanenin ampulle ilgili olduğunu düşündüm, eğer açık kalırsa enerjiden tasarruf etmeyeceğinizi düşündüm. Gücün çevrilmesi filamentin ısınmasına ve soğumasına ve bu da daha hızlı yıpranmasına neden olur. Floresan ışığın arkasındaki her zaman aynı düşünce olduğunu sanıyordum. Durumları sık sık değiştirilirse işler daha hızlı tükenir.

— Şef Flambe,

59

Bunu bırakmak kesinlikle daha fazla enerji kullanır. Bazen insanlar kendilerini bir ışığın açılıp kapanmasının daha fazla enerji kullandığına ikna etmeye çalışırlar, çünkü bazı yüksek ani akımlar ya da böyle bir şey vardır.

Öncelikle, akkor lambaların ani bir akma akımı yoktur, çünkü şarj etmek için kapasitörleri yoktur ve ampulün arkına çarpmalarına gerek yoktur. Filament direnci düşük olduğu için akım başlangıçta daha yüksektir, ancak:

bu, saniyenin bir kısmı için
sıcaklığa yükseltmek, sıcaklığını korumak için açık bırakacak olandan daha fazla enerji almaz
akım daha yüksek olsa bile, o kadar yüksek değil . Bir ev açtığınızda evinizdeki diğer tüm ışıklar geçici olarak kararıyor mu?

İkincisi, kapasitörlere sahip olan ve dolayısıyla bazı ani akım gerektiren bir floresan ampul alırsanız, ışığı açık bırakmanın maliyetini telafi etmez. Açılış süresinin, açılış dönemine göre ne kadar kısa olduğunu tekrar düşünün. Ampuldeki ve marştaki ve fikstürdeki aşınma ve yıpranmayı düşünseniz bile, ampulü kapatmak her zaman daha ekonomiktir. Tüm matematiği yapmakta zorluk çeken biri tarafından bir rapor okudum ve ışığı 60 saniyeden daha uzun süre kapalı tutma niyetindeyseniz, bunun daha ekonomik olduğu sonucuna vardılar.

— Phil Frost
kaynak

3

Bir dikkate değer, bazı flüoresan ampullerin, bir dakika veya daha uzun süre açık kalana kadar tam parlaklığa kadar ısınmamasıdır. Sadece yaklaşık dörtte bir tam parlaklıkta açılıp yavaşça yükselebilirler. Bu, gözlerinizin karanlık bir odadan hafif bir odaya geçmesine veya aydınlatılmış bir odadan diğerine geçerken can sıkıcı olmasına yardımcı olmak için hoş bir özellik olabilir. Bir sorun olursa, kişi biraz daha yüksek enerji maliyeti ile işlem yapmak isteyebilir.

— Matt B.

4

İyi cevap için + 1. Raporla bağlantınız var mı? Kulağa çok mantıklı geliyor, ama okumak çok ilginç olurdu (ve referansı almak her zaman iyidir).

— Leo

@Leo - sadece bir akkor ampulün elektriksel özelliklerine bakmak (direnç sıcaklık eğrisi ve zaman sabiti vb.) Matematiksel olarak modellemenize izin vermeli ve kendinizi cevabı ikna etmelidir.

— John U,

3

Akkor ampul için 60 saniye beklenir . İnsan terimleriyle hemen anında açtıklarını düşünün. Cömert olmak için 100 ms diyelim. Soğuk akım sıcak akımın 10 katı olsa bile, bu sadece 1 saniyelik çalışma süresine karşılık gelir.

— Olin Lathrop,

3

Akkor ampuller için, ampul tarafından tüketilen gücü artıran herhangi bir şey, çevreye yayılan toplam ısı miktarını arttırmalıdır (görünür radyasyon, kızılötesi radyasyon, iletim, konveksiyon, vb.) Normal olarak yapılmış ampuller için herhangi bir aralık - söyleyebildiğim kadarıyla - koşulsuz olarak harcanan ısı miktarını azaltır ve sonuç olarak tüketilen enerji miktarını azaltır.

— supercat,

40

Tamam, basit bir simülasyon oluşturalım:

100W, 120V ampul için akkor ampullerin Wiki sayfasına göre , soğuk direnç ~ 9.5Ω ve sıcak direnç ~ 144Ω'tür. Ampulün açılma sıcak direncine ulaşması yaklaşık 100ms alır.
Böylece bu bilgilerle donanmış, ampulü her 5 dakikada bir değiştirirsek ilk dalgalanmanın kesinlikle önemsiz olacağını taklit edebilir ve ispatlayabiliriz. Bunu kanıtlamak için simülasyonu 2 saat çalıştırmamıza gerek yok, ama yapacağız. "Isınma" süresini bile 300ms'ye çıkardım.
İşte SPICE devremiz, ampul, kontrol sinyali yükselişinde (300ms) kademeli olarak 9,5Ω'den 144Ω'ye direnç değiştiren bir anahtarla temsil edilir. Işık şalteri, sadece 1mΩ'den 10MΩ'ye değişen başka bir anahtarla temsil edilir.

Ampul Test Devresi

İşte iletişim kutusunda gösterilen ortalama güce sahip simülasyon:

Ampul Testi Simülasyonu

İşte ampül direnci gösterilen anahtarlamaya yakın bir mesafede (direncin negatif olması konusunda endişelenmeyin, bunun nedeni SPICE'ın mevcut akışı kullanarak bu şekilde hesaplanmasıdır - hala gerçek bir pozitif direnç):

Ampul testi

Ve şimdi, burada, ortalama güç gösterilen, ampulün her zaman açık olduğu bir simülasyon var:

Ampul Testi Açık

Ortalama gücün 95.659W olduğunu görebilirsiniz; bu değer, ilk 5 dakikayı iki katına çıkarsak 48.2W (48.2 "* 2 = 96.4W) test değerinden 5 dakika sonra iki kat daha azdır. çok küçük.

Daha kötüye gitmesi için ne kadar çabuk geçiş yapmalısınız?

Filament, anahtarlama arasında yeterince soğumayacağından, Supercat'in haklı olarak not ettiği gibi daha da kötüleşmesi mümkün olmayabilir. Bu yüzden grafiği en kötü senaryo olarak alınız (örneğin ampul anahtarlama veya başka bir şey arasında donma gazıyla patlatılır :-) Bunun bunun sisteme başka bir enerji kaynağı ekleyeceğini unutmayın. soğur ve etki olsa bakmak ilginç olurdu, ve eğer zaman kalırsa buna biraz daha ekleyeceğim.

Öyleyse, yukarıdaki abartılı simülasyona göre, her 2 saniyede bir, yukarıdakilerin oldukça hızlı olduğunu varsayarsak (gerçekte, muhtemelen saniyede bir kez) Burada iki saniyelik bir kez değiştiğinde iki dakika var ve ortalama güç 100W'ın üzerindedir ( ~ 104W):

Ampul Testi Hızlı Anahtarı

— Oli Glaser
kaynak

1

Grafikler için +1. Efsaneler aynı şeyi kanıtladı, ancak başlangıçta flüoresanların önemli ölçüde tükendiğini gösterdiler.

— Gustavo Litovsky

1

Evet, sanırım bu gösteriyi yıllar önce gördüğümü hatırladım. Floresan ampulüne bir süre sonra bakabilirim ve onu ekleyebilirim, çünkü başlangıçta çok daha fazla güç tüketeceğinden eminim ki karşılaştırması ilginç olurdu.

— Oli Glaser

1

Geleneksel olarak inşa edilmiş bir akkor ampulde herhangi bir görev döngüsünün güç tüketimini artırabileceğini sanmıyorum ; belki de cevabımı okuyabilir ve aklımda herhangi bir kusur olup olmadığını söyleyebilirsiniz.

— supercat

1

@supercat - Muhtemelen değil, çünkü filament, anahtarlama arasında yeterince soğumadığından, kısa bir süre önce fark ettim. Bu yüzden bence oldukça haklısınız, ve bunun üzerine bir not ekleyeceğim ve muhtemelen floresan ampule bakmak için biraz daha zamanım olduğunda bu simülasyonu daha sonra değiştireceğim. Temel nokta (bildiğiniz gibi), anahtarlamanın etkisinin ne kadar küçük olduğunu göstermekti.

— Oli Glaser,

@supercat - sistemin geri kalanını değil sadece ampulü burada dikkate aldığımızı unutmayın. Kablolama empedansına ve diğer ideal olmayan sistem faktörlerine bakmak da ilginç olabilir (şu anda adaleti yapmak için zamanım olmadı)

— Oli Glaser

19

Vikipedi'deki Mythbusters bölüm özeti :

"MythBusters, bir ışığın açılmasından kaynaklanan güç dalgalanmasının yalnızca bir saniyenin bir kısmı için açık bıraktığı kadar güç tüketeceğini hesapladı (flüoresan tüp ışıkları hariç; başlangıç yaklaşık 23 saniyelik güç tüketir)".

Bu nedenle, eğer floresan sürekli olarak açılıp kapanıyorsa, açma / kapama işleminin daha fazla güç tüketmesi mümkündür.

— Gustavo Litovsky
kaynak

1

Açmak için daha fazla enerjiye ihtiyacınız var, ancak tasarruf ettiğiniz enerjiyi kapatarak çıkarmanız gerekir.

— Al Kepp

1

@AlKepp: Bunların hepsi "görev döngüsüne" bağlı

— Gustavo Litovsky

10

Sürekli açık olan ayar, ampulü çalıştıran daha fazla enerji tüketir.

Muhtemel bir karşı argüman, açma / kapatma döngüsünün ampul ömrünü kısaltacağı ve dolayısıyla üretim, taşıma ve elden çıkarmanın enerji maliyetinin daha az hizmet saatinde itfa edileceği yönünde olabilir. Ancak gerçek rakamları kazmadan, benim içgüdülerimin, bunun operasyonel enerjiyi aşmasının muhtemel olmadığı düşüncesiydi. Bir tahminde bulunmanın makul bir yolu, ampulün kendisinin maliyetini güçlendirme maliyetiyle karşılaştırmaktır.

— Chris Stratton
kaynak

2

Ampulün maliyeti nakliye ve üretim maliyetlerine bir sayı koymanın mükemmel bir yoludur. Ne de olsa insanlar onları para kaybetmek için satmıyorlar. Sadece üreticiye geri yüklenmeyen çevresel üretim yükü gibi dışsallıklar konusunda endişelenmeniz gerekir . Ancak bu yine de bir saptırma, soru özellikle maliyet kullanımı değil, enerji kullanımı hakkında sorular soruyor.

— Phil Frost

1

Buradaki fikir, maliyetin imalat / nakliye maliyeti tahminini ve dolayısıyla bunu gerçekleştirmek için tüketilen enerjiyi kısıtlaması olabilir. Ancak bazı dışsallıklar, enerji kullanımı olarak içselleştirilebilir, örneğin, bir atık akımının işlenmesi muhtemelen enerji tüketir (burada yer alan atıklar, süreci yönlendirmek için bir yakıt olarak potansiyele sahip olamayabilir)

— Chris Stratton

1

Soruna bakmak için başka bir pratik yol için +1. Bence çok basit bir soru olsa da, bu cevaplarda ima edilen çeşitli faktörler üzerine oldukça uzun (ve matematiksel ağır) bir makale yazabilirsiniz. Sadece kablolamanın empedansı, anahtarın sıçraması, ampulün ısıl özellikleri ile başlamak eğlenceli olacaktır ...

— Oli Glaser

1

Bir başka cevabında belirtilen Mythbusters bölümüne göre 'Ayrıca, ışığı tekrar tekrar açıp kapatmak yıpranma ve yıpranması, ampulün artan elektrik kullanımını dengelemek için gereken toplam ömrünü azaltmadı. Bu nedenle ışığı açık bırakmak yerine kapatmak çok daha ekonomiktir '.

— Sarel Botha

5

Akkor ampule giden tüm enerji ısıya dönüşür ve bu da bir şekilde dağılması gerekir. Bu ısının bir kısmı ışık şeklinde yayılır, ancak enerji ısı olarak başlamalıdır. Bu nedenle, akkor ampulün daha fazla güç kullanmasının tek yolu, daha fazla ısıyı dağıtmasıdır. Soğuk bir ampul, sıcak olandan daha fazla elektrik tüketir, ancak daha az ısı yayar. T1 zamanında sabit bir sıcaklıkta çalışan bir ampul kapatılırsa, bir miktar soğur, tekrar açılır ve T2 zamanında önceki sıcaklığına geri döndü, T1 ve T2 zamanı arasında tüketilen toplam enerji toplam olmalıdır. harcanan ısı miktarı ve bu, ampul sürekli yanıyorsa, harcanacak ısı miktarından daha az olacaktır.

Akkor ampulün sürekli çalıştırıldığında olduğundan daha fazla güç kullanabildiği tek senaryo, ampulün seri olarak bağlanmış ve farklı sıcaklıklarda çalıştırılan farklı filament kısımlarına sahip olması olabilir (bazı projektör ampulleri bu şekilde yapılmıştır). Bu senaryoda, ampulün çevrilmesi yüksek sıcaklık kısmının daha az yayılmasına neden olur, ancak bazı görev döngüsü koşulları altında düşük sıcaklık kısmının daha fazla yayılmasına neden olur. Ampulü, düşük sıcaklık bölümünden yayılmanın artması, yüksek sıcaklık bölümünden yayılmayı azalttığı ve böylece genel enerji kullanımını arttıracak şekilde inşa edilmesi mümkün olacaktır; Yine de, böyle koşulların herhangi bir "pratik" ampul tasarımına uygulanıp uygulanmayacağından emin değilim.

— SuperCat
kaynak

Bu akıl yürütme, orijinal sorunun amaçları için enerji tüketimini nerede ölçtüğünüzün bir varsayımını yapar: bunu elektrik prizinin yakınında elektriksel olarak ölçerseniz, bu doğrudur. Ancak, ampulün kendisinde atık ısı olarak görünmeyecek kullanım yerine ve kullanım şekline bağlı olarak, elektrik santralinde, dağıtım şebekesinde vb. Ortaya çıkacak kayıp ihtimalini ihmal eder. Sonuç, muhtemelen değişmemiştir.

— Chris Stratton

@ ChrisStratton: Altyapı dirençli olarak modellenirse, yüksek ve düşük sıcaklıktaki filamentlerin bulunduğu duruma benzer; Altyapı daha "karmaşık" ise, o zaman her şey mümkün. Aslında, uzun kablolarla sunulan bir bina ağır bir şekilde endüktif yüke sahipse, büyük bir kapakla seri halde olan bir ampulün açılması, en azından teoride, hat kayıplarını çok daha büyük bir miktarda azaltabilir. ampul tarafından tüketilen güç.

— supercat

“Bu nedenle, akkor ampulün daha fazla güç kullanabilmesinin tek yolu, daha fazla ısıyı dağıtmasıdır. Soğuk olan bir ampul, sıcak olandan daha fazla elektrik enerjisi tüketir, aynı zamanda daha az ısıyı dağıtır.” Bu cümleler tamamen birbiriyle çelişmiyor mu ....? Daha fazla güç tüketmenin tek yolu daha fazla ısı, ancak daha fazla güç tüketen daha az ısı veriyor .....?

— Affe

1

@Affe - Aslında, onlar değil, ama bu sürebilecek bir durum değil. Sıcak bir ampul daha fazla ısı yayar, çünkü dağılım hızı sıcaklığın bir işlevidir. Bununla birlikte, soğuk ampulün çok fazla dağılmaması hızlı bir şekilde sıcak bir ampul haline gelmesine neden olacaktır.

— Chris Stratton,

0

Bir ışık bırakmak daha fazla güç kullanır. Bir ışığı kapatmak güç tasarrufu sağlar.

Sadece ışığın kapalıyken (POWER_OFF = 0) 100W veya ne olursa olsun (POWER_ON = 100) sıfır güç aldığını varsayalım.

Watt saat cinsinden toplam güç şuna eşittir: POWER_ON * TIME_ON + POWER_OFF * TIME_OFF.

POWER_OFF = 0 olduğundan, toplam gücün yalnızca TIME_ON terimiyle belirlendiğine dikkat edin.

--l8rs

— l8rs
kaynak