疆某鋼鐵集團(tuán)公司
采用青島法蘭克6U-50W高頻率節(jié)能燈替代250W汞燈
照明效果與節(jié)電效益分析報(bào)告
青島法蘭克(Frank)微電子有限公司
青島專用集成電路(ASIC)設(shè)計(jì)工作室
高頻光源事業(yè)部
合同能源管理機(jī)制推進(jìn)事業(yè)部
高頻光源設(shè)計(jì)工程師 韓儉榮
關(guān)鍵詞：地面照度實(shí)測(cè)值 功率替代比例 節(jié)電率 光譜能量分布 不可見(jiàn)光 可見(jiàn)光 視覺(jué)靈敏 低視覺(jué)靈敏可見(jiàn)光 光譜能量分布特性 人眼視覺(jué)函數(shù)曲線 有效視覺(jué)光效 有效視覺(jué)照度 投資回收期 無(wú)風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目
一、概述
疆某鋼鐵集團(tuán)公司，現(xiàn)正在使用的電光源為：某知名品牌的250W汞燈。光源電耗大、照度低。2007年7月，采用青島法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈，匹配普通型深照型燈罩，直接替代原某知名品牌的250W汞燈，進(jìn)行照明節(jié)電技術(shù)改造。其照明效果與節(jié)電效益分析如下。
二、實(shí)際測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)與人員
（一）、實(shí)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)：2007年9疆某鋼鐵集團(tuán)公司，高度8米左右。月27日，在
（二）、實(shí)測(cè)人員：疆某鋼鐵集團(tuán)公司：
電器管理工程師：李先生
電器管理工程師：李先生
青島法蘭克微電子有限公司，疆市場(chǎng)合作單位 王先生
三、實(shí)際功率分析比較
（一）、測(cè)試技術(shù)方法：本現(xiàn)場(chǎng)因工況條件所限，沒(méi)有辦法對(duì)原光源加裝測(cè)試儀表進(jìn)行實(shí)測(cè)。故商定對(duì)原光源和新光源，都按其額定功率為準(zhǔn)，進(jìn)行分析計(jì)算。
（二）、功率取值：
1、原250W汞燈：
整燈總的耗電功率由兩部分構(gòu)成，一部分為燈泡耗電功率；另一部分為電感鎮(zhèn)流器耗電功率。電感鎮(zhèn)流器耗電功率，一般占燈耗電功率的20-30％，電感鎮(zhèn)流器技術(shù)品質(zhì)越差、使用的時(shí)間越久，耗電功率越大。自鎮(zhèn)流250W汞燈采用鎮(zhèn)流電極的鎮(zhèn)流方式，鎮(zhèn)流電極的功耗，通常情況下比電感鎮(zhèn)流器耗電功率還大。
一盞250W汞燈，整燈總的耗電功率可達(dá)＝250W＋[250W×(20-30％)]
＝300W--325W。
在本計(jì)算中，按商定取其額定功率值＝250W。
2、新光源，青島法蘭克6U-50W高頻率節(jié)能燈：
額定總輸入功率為50 W, 額定電流為227 mA。實(shí)際產(chǎn)品的電流為負(fù)偏差，在215 mA，47.3W左右。
在本計(jì)算中，按商定取其額定功率值＝50W。
(三)、替代后的功率替代比例與節(jié)電率
替代后的實(shí)際功率替代比例與節(jié)電率列表
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原250W汞燈
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青島法蘭克節(jié)能燈
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耗電功率
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250W
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50W
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替代后
功率替代比例
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＝50 W：250 W＝1：5
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替代后
節(jié)省電功率值
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＝250 W－50 W＝200 W
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替代后節(jié)電率
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＝(250 W－50 W)÷250 W×100％＝80％
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四、實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)照度與照明效果分析評(píng)估方法：
本現(xiàn)場(chǎng)比較評(píng)估，合作各方討論達(dá)成了以下基本理念。
1、照明是為眼睛服務(wù)的，眼睛感覺(jué)到的可見(jiàn)光的光能量，才是真正有用的光能量。
2、人眼睛在感受光輻射能量的刺激時(shí)，不能給出定量地判斷。但是，對(duì)評(píng)定比較兩個(gè)光輻射能量強(qiáng)度的大小，則相當(dāng)準(zhǔn)確。
3、用數(shù)字型照度計(jì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地面照度值，再用目視法進(jìn)行比較評(píng)估。
4、目視法：就是用眼睛對(duì)兩種光輻射能量的強(qiáng)度刺激的敏感度，進(jìn)行對(duì)比鑒別的直觀方法。
五、實(shí)際地面照度實(shí)測(cè)分析比較
（一）、測(cè)試儀表：LX-101數(shù)字式照度計(jì)
（二）、測(cè)試技術(shù)方法：在兩種光源正下方直接測(cè)試，直接讀取照度Lx值。
1、因現(xiàn)場(chǎng)電壓在波動(dòng)，測(cè)試到的照度值是在一個(gè)范圍內(nèi)變化的。在實(shí)測(cè)兩種光源時(shí)，每種光源都抄錄10個(gè)數(shù)值，而后，再計(jì)算其平均值。本文限于篇幅，抄錄的10個(gè)數(shù)值不在羅列，直接顯示其平均值。
2、原250W汞燈，在車間選定一盞。實(shí)測(cè)照度平均值=30 Lx
3、青島法蘭克6U-50W匹配普通型深照型燈罩?，F(xiàn)場(chǎng)選定一盞，實(shí)測(cè)照度平均值=42 Lx。高頻率節(jié)能燈，
（三）、實(shí)測(cè)照度平均Lx值列表與比較：
兩種光源實(shí)測(cè)照度平均Lx值與比較列表
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250W
原汞燈
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青島法蘭克節(jié)能燈
匹配普通型深照型燈罩
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30 Lx
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42 Lx
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替代后
照度
提高值
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在節(jié)電80％的前提下：
青島法蘭克匹配普通型深照型燈罩=42 Lx－原汞燈30 Lx
＝12 Lx
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替代后
照度
提高率
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在節(jié)電80％的前提下：
青島法蘭克匹配普通型深照型燈罩
＝(42 Lx－30 Lx)÷30 Lx×100％
＝40％
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六、兩種光源實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)每瓦電功率照度值（Lx/W）分析
不同的電光源，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的每瓦電功率照度值（Lx/W）。所表征的物理意義：是電光源的光效高低。這也是在現(xiàn)場(chǎng)直觀鑒別不同的電光源光效高低的有效方法。
現(xiàn)將該現(xiàn)場(chǎng)的每瓦電功率照度值（Lx/W）。分析列表如下。
兩種光源實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)每瓦電功率照度值（Lx/W）列表
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250W
原汞燈
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青島法蘭克節(jié)能燈
匹配普通型深照型燈罩
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計(jì)算取值
電功率
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250W
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50W
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照度平均值
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30 Lx
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42 Lx
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每瓦電功率照度值（Lx/W）
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=30 Lx÷250W
=0.12 Lx/W
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=42 Lx÷50W
=0.84 Lx/W
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每瓦電功率照度值（Lx/W）
替代倍數(shù)
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青島法蘭克匹配普通型深照型燈罩0.84 Lx/W÷原汞燈0.12 Lx/W
＝1∶7
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七、現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)有效視覺(jué)感分析評(píng)估
（一）、色溫和光色與視覺(jué)舒適度
1、250W原汞燈，光源發(fā)光體（燈泡）表面，光色偏青灰色。輻射到空間的光通量，色溫在4500K左右，模擬日光色。照明環(huán)境呈現(xiàn)出“灰蒙蒙”的視覺(jué)感，視覺(jué)舒適度欠佳。
2、青島法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈，光源發(fā)光體（U型燈管總成）表面，光色潔白，柔和不刺眼。輻射到空間的光通量，色溫6400K左右，太陽(yáng)光色。照明環(huán)境象白天一樣，視覺(jué)舒適。
（二）、可見(jiàn)光比例與視覺(jué)清晰度
1、由于光譜能量分布結(jié)構(gòu)的技術(shù)因素，250W照明環(huán)境呈現(xiàn)出青灰色的“不可見(jiàn)光霧”， 照明環(huán)境始終有淡淡的、霧蒙蒙的視覺(jué)感。照明環(huán)境缺少視覺(jué)清晰、真實(shí)感。原汞燈。輻射到空間的光通量，含有較多的不可見(jiàn)光，其中有較多的紫外線光。可見(jiàn)光比例低，有效視覺(jué)光效低。
2、青島法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈，光譜能量分布結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，接近于太陽(yáng)光的分布結(jié)構(gòu)（部分）。輻射到空間的光通量，不可見(jiàn)光比例小，紫外線含量少，可見(jiàn)光比例高，有效視覺(jué)光效高。照明環(huán)境沒(méi)有青灰色的“不可見(jiàn)光霧”， 沒(méi)有霧蒙蒙的視覺(jué)感。照明環(huán)境如同白天的太陽(yáng)光的效果，視覺(jué)明亮、清晰、真實(shí)（作者韓儉榮）。
（三）、可見(jiàn)光比例與有效視覺(jué)照度
1、由于光譜能量分布結(jié)構(gòu)的技術(shù)因素，250W原汞燈輻射到空間的光通量，含有較多的不可見(jiàn)光，其中有較多的紫外線光?？梢?jiàn)光比例低，有效視覺(jué)光效低，有效視覺(jué)照度低。
盡管光源功率很大，如果采用照度計(jì)測(cè)量Lx數(shù)值也很高。但人眼睛的真實(shí)有效視覺(jué)感，照明環(huán)境并不明亮、清晰、真實(shí)。特別是觀看細(xì)小文字等，一定要皺著眉頭去用力看。人的眼睛感到視覺(jué)疲勞。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）
2、青島法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈，光譜能量分布結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，接近與太陽(yáng)光的分布結(jié)構(gòu)（部分）。輻射到空間的光通量，不可見(jiàn)光比例小，紫外線含量少，可見(jiàn)光比例高，有效視覺(jué)光效高，有效視覺(jué)照度高。
盡管光源功率不大，在一般場(chǎng)合上，采用照度計(jì)測(cè)量Lx數(shù)值，即便是不高。人眼睛的真實(shí)有效視覺(jué)感明亮、清晰、真實(shí)，如同白天的太陽(yáng)光的效果。特別是觀看細(xì)小文字等，不用皺著眉頭去用力看。人的眼睛感到舒展、視覺(jué)不疲勞。
3、在本現(xiàn)場(chǎng)，青島法蘭克6U-50W節(jié)能燈人眼的真實(shí)有效視覺(jué)感，比原250W汞燈人眼的真實(shí)有效視覺(jué)感，顯著地清晰、明亮、真實(shí)、舒適，如同白天的太陽(yáng)光的效果。
基本技術(shù)機(jī)理是：
一是：原250W汞燈的光輻射能量中，可見(jiàn)光比例小，不可見(jiàn)光比例大。在其可見(jiàn)光中，其高靈敏度可見(jiàn)光的比例也不高。人眼的視覺(jué)感中，有效視覺(jué)光效低。
二是：青島法蘭克6U-50W節(jié)能燈的光輻射能量中，可見(jiàn)光比例大，不可見(jiàn)光比例小。在其可見(jiàn)光中，其高靈敏度可見(jiàn)光的比例也較高。
特別是青島法蘭克6U-50W節(jié)能燈，其光譜能量分布特性曲線，與人眼的視覺(jué)特性函數(shù)曲線基本一致?？梢?jiàn)光輻射能量，相對(duì)集中在人眼視覺(jué)的高靈敏區(qū)段，有效視覺(jué)光效高。
三是：人的眼睛，只接受可見(jiàn)光。不可見(jiàn)光，人的眼睛是感覺(jué)不到的。并且，對(duì)高靈敏度可見(jiàn)光的感覺(jué)強(qiáng)烈。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）
四是：原250W汞燈的光輻射能量中，所含有的可見(jiàn)光能量。并沒(méi)有青島法蘭克6U-50W節(jié)能燈的光輻射能量中，所含有的可見(jiàn)光能量多。
所以，人眼的真實(shí)有效視覺(jué)感，還是青島法蘭克6U-50W節(jié)能燈明亮、清晰。
（四）、顯色指數(shù)與顯色能力
1、原250W汞燈，顯色指數(shù)R值在20左右，顯色能力較差。照明環(huán)境產(chǎn)生色偏差，不能正確地辨識(shí)彩色物體的真實(shí)顏色。
2、青島法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈，顯色指數(shù)R值在82左右，接近于太陽(yáng)光的R值＝100，顯色能力高。照明環(huán)境不產(chǎn)生色偏差，色彩逼真，能夠正確地辨識(shí)彩色物體的真實(shí)顏色。
（五）、頻閃與頻閃效應(yīng)危害
1、原250W汞燈，直接將50Hz工頻交流電源，加到發(fā)光體上驅(qū)動(dòng)發(fā)光體放電發(fā)光。輻射到空間的光通量，頻閃深度高達(dá)65％左右，頻閃及頻閃效應(yīng)危害嚴(yán)重。
觀看細(xì)小物體，視覺(jué)抖晃、模糊、不真實(shí)。觀看運(yùn)動(dòng)物體，運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡模糊、不真實(shí)，視覺(jué)定位感差，空中定位不準(zhǔn)確。
頻閃效應(yīng)，還能引起視覺(jué)疲勞，造成生產(chǎn)效率低下。
2、青島法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈，電子鎮(zhèn)流器的交流-直流交流變換頻率高達(dá)45Khz。輻射到空間的光通量，頻閃深度小于5％，無(wú)頻閃效應(yīng)危害。
觀看細(xì)小物體，視覺(jué)不抖晃、不模糊、真實(shí)。觀看運(yùn)動(dòng)物體，運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡不模糊、真實(shí)，視覺(jué)定位感好，空中定位準(zhǔn)確（作者韓儉榮）。
視覺(jué)不疲勞，有利于提高生產(chǎn)效率。
八、青島法蘭克高頻率節(jié)能燈替代250W汞燈的技術(shù)機(jī)理分析
250W汞燈在傳統(tǒng)光源中，已經(jīng)屬于技術(shù)性能比較先進(jìn)的電光源。青島法蘭克6U-50W，緣何能夠替代之？？其技術(shù)機(jī)理是什么？？高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈
（一）、光譜能量分布結(jié)構(gòu)決定—有效視覺(jué)光效
1、光是一種電磁波輻射能量，我們簡(jiǎn)稱：光輻射能量。由電光源將電能轉(zhuǎn)換而成。衡量電光源轉(zhuǎn)換效率高低的物理概念是：光效。
評(píng)價(jià)光效的體系有兩種，即：輻射度學(xué)體系和光度學(xué)體系。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）
輻射度學(xué)體系：是以純客觀的物理概念為理論基礎(chǔ)，以純客觀的物理能量為測(cè)量對(duì)象的評(píng)價(jià)體系。它適應(yīng)于光輻射能量的全波段，僅從能量的角度對(duì)光輻射能量進(jìn)行評(píng)價(jià)。
光度學(xué)體系：是以輻射度學(xué)體系的基本理論為指導(dǎo)，以人眼睛的生理視覺(jué)特性為基礎(chǔ)。是以在人眼睛上，能夠產(chǎn)生明暗與顏色真實(shí)視覺(jué)感的光輻射物理能量，為對(duì)象的評(píng)價(jià)體系。（作者韓儉榮）光度學(xué)體系適應(yīng)于光輻射能量的可見(jiàn)光波段，是從光輻射能量與人眼睛真實(shí)視覺(jué)感的相互作用的對(duì)應(yīng)關(guān)系的角度，對(duì)光輻射能量進(jìn)行評(píng)價(jià)。
2、光輻射能量，人眼并不是都能看的見(jiàn)。光輻射能量包括可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光兩部分。電光源將電能轉(zhuǎn)換成光輻射能量用于照明時(shí)，產(chǎn)生的光輻射能量，并不全是可見(jiàn)光輻射能量。包含可見(jiàn)光輻射能量與不可看見(jiàn)光輻射能量?jī)刹糠帧＃ㄇ鄭u法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）
電光源將電能轉(zhuǎn)換成光輻射能量用于照明時(shí)，人眼睛能感覺(jué)到的可見(jiàn)光輻射能量，才是真正有效用的輻射能量。電光源的技術(shù)性能與品質(zhì)不同，光輻射能量的光譜能量分布結(jié)構(gòu)不同。其可見(jiàn)光與不可見(jiàn)光輻射能量的比例也是不同的。
惟有可見(jiàn)光輻射能量比例高的光源，有效視覺(jué)光效才能高。
3、電光源產(chǎn)生的可見(jiàn)光輻射能量，具有一定的波長(zhǎng)區(qū)間范圍和光譜能量分布結(jié)構(gòu)。在可見(jiàn)光的波長(zhǎng)區(qū)間范圍內(nèi)，可見(jiàn)光輻射能量中包括：高靈敏可見(jiàn)光和低靈敏可見(jiàn)光兩部分。
電光源的技術(shù)性能與品質(zhì)不同，可見(jiàn)光輻射能量的光譜能量分布結(jié)構(gòu)也不同。在其可見(jiàn)光輻射能量中，高靈敏可見(jiàn)光和低靈敏可見(jiàn)光，輻射能量的比例也是不同的（作者韓儉榮）。
惟有高靈敏可見(jiàn)光輻射能量比例高的光源，有效視覺(jué)光效才能高。
4、電光源產(chǎn)生的可見(jiàn)光輻射能量，具有一定的波長(zhǎng)范圍，可以細(xì)分成若干個(gè)單光譜的光輻射能量。人眼視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞，對(duì)每一個(gè)單光譜的光輻射能量，一對(duì)一地對(duì)應(yīng)一個(gè)響應(yīng)靈敏度。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）
在平面坐標(biāo)圖上，以波長(zhǎng)為橫軸，以響應(yīng)靈敏度為縱軸。將每個(gè)單光譜的光輻射能量與響應(yīng)靈敏度一對(duì)一地對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行描繪，就會(huì)得到一條類似于正弦拋物線的曲線，我們稱其為：人眼的視覺(jué)特性函數(shù)曲線。
人眼的視覺(jué)特性函數(shù)曲線的物理意義：表征的是人眼的視覺(jué)靈敏度與光頻譜之間的關(guān)系。表明人眼的視覺(jué)感對(duì)光具有選擇性。同等能量的可見(jiàn)光輻射，其波長(zhǎng)不同，在人眼中產(chǎn)生的真實(shí)視覺(jué)感，是不同的。
5、電光源中的汞燈和節(jié)能燈，都是氣體放電光源。其光輻射能量是由紅、綠、藍(lán)色，三個(gè)不同峰值、不同頻譜寬度的獨(dú)立窄帶光譜合成的。將窄帶光譜的各個(gè)峰值點(diǎn)進(jìn)行描繪，就得到一條氣體放電光源的光譜能量分布特性曲線。這條特性曲線，是一條不是很規(guī)則的近似于拋物線的曲線（作者韓儉榮）。
氣體放電光源的光譜能量分布特性曲線不是固定的，與氣體放電光源種類、技術(shù)性能和品質(zhì)有關(guān)。
氣體放電光源的光譜能量分布特性曲線，如果能夠靠近人眼的視覺(jué)特性函數(shù)曲線。在相同光輻射能量的前提下，氣體放電光源的光輻射能量，在人眼上產(chǎn)生的光與色的真實(shí)視覺(jué)感就強(qiáng)烈。越靠近，越強(qiáng)烈。假如，兩條曲線能重疊，其真實(shí)視覺(jué)感就最強(qiáng)烈。即：有效視覺(jué)光效才最高。
6、原250W汞燈：
（1）、整燈總的耗電功率由兩部分構(gòu)成，一部分為燈耗電功率；另一部分為電感鎮(zhèn)流器（或鎮(zhèn)流電極）耗電功率。
燈本身的耗電功率，因技術(shù)性能的因素，熱功耗很大。有很大一部分能量沒(méi)有轉(zhuǎn)化為光能量，而是轉(zhuǎn)化成了熱能。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）
電感鎮(zhèn)流器（或鎮(zhèn)流電極）耗電功率：電感鎮(zhèn)流器技術(shù)品質(zhì)越差、使用的時(shí)間越久，耗電功率越大。百分之百的轉(zhuǎn)化為熱能。
因此，原汞燈其輻射度學(xué)意義上的光電能量轉(zhuǎn)換效率也比較低。
（2）、在光輻射能量中，由于光譜能量分布結(jié)構(gòu)的技術(shù)因素。原汞燈含有較多的不可見(jiàn)光，其中有較多的紫外線光?？梢?jiàn)光比例低。
在光輻射能量中，同樣由于光譜能量分布結(jié)構(gòu)的技術(shù)因素，其可見(jiàn)光光輻射能量中的高靈敏可見(jiàn)光的比例低。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）
還是由于光譜能量分布結(jié)構(gòu)的技術(shù)因素，其光譜能量分布特性曲線，與人眼的視覺(jué)特性函數(shù)曲線，兩者之間差距很大。
因此，原汞燈其光度學(xué)意義上的有效視覺(jué)光效比較低。
（3）、原汞燈，其輻射度學(xué)意義上的光電能量轉(zhuǎn)換效率也比較低，有一部分電能由燈本身和鎮(zhèn)流器直接轉(zhuǎn)化成了熱能。另有一部分電能，在轉(zhuǎn)換成不可見(jiàn)光后輻射到空間中，由空間介質(zhì)轉(zhuǎn)換成熱能。
由此可見(jiàn)，原汞燈僅僅將電能中的一小部分，轉(zhuǎn)換成了照明所需要的可見(jiàn)光光輻射能量。原汞燈，必然耗電功率很大，有效視覺(jué)光效比較低。
7、青島法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈
青島法蘭克高頻率節(jié)能燈，以系統(tǒng)控制理論為指導(dǎo)，采用模糊自適應(yīng)控制技術(shù)設(shè)計(jì)，運(yùn)用優(yōu)算法和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化糾錯(cuò)，建立了高頻率節(jié)能燈的最佳工作點(diǎn)和寬頻度自適應(yīng)范圍（作者韓儉榮）。
（1）、電子鎮(zhèn)流器交流-直流-交流（AC-DC-AC）變換頻率高達(dá)45khz，高頻激發(fā)電場(chǎng)，頻率高、場(chǎng)強(qiáng)高、能量大。
在高頻電場(chǎng)激發(fā)作用下，節(jié)能熒光燈管內(nèi)，電子運(yùn)動(dòng)速度高、能量大，與管內(nèi)的金屬汞（Hg）原子非彈性碰撞速率高。管內(nèi)的金屬汞（Hg）原子，獲得的能級(jí)高，其基態(tài)-激發(fā)態(tài)-基態(tài)躍遷頻率高，產(chǎn)生254nm紫外線輻射的能量高。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）
節(jié)能熒光燈管內(nèi)，填充氪（Kr）、在高頻電場(chǎng)激發(fā)作用下，惰性氣體原子與金屬汞（Hg）原子發(fā)生第二類非彈性碰撞的頻率高。管內(nèi)的金屬汞（Hg）原子，獲得的能級(jí)高，其基態(tài)-激發(fā)態(tài)-基態(tài)躍遷頻率高，產(chǎn)生254nm紫外線輻射的能量高。氬（Ar）混合氣體。
高頻率節(jié)能燈的技術(shù)原理：為氣體放電光致發(fā)光。其光電轉(zhuǎn)換效率高低，與產(chǎn)生254nm紫外線輻射能量效率和熒光粉吸收254nm紫外線輻射能量進(jìn)行量子轉(zhuǎn)換效率，分別成正比關(guān)系（作者韓儉榮）。
產(chǎn)生254nm紫外線輻射能量的效率高低，與激發(fā)電場(chǎng)的頻率高低、總有效碰撞截面、非彈性碰撞幾率、碰撞頻率等技術(shù)因素成正比。
在上述技術(shù)因素共同作用下，高頻率節(jié)能燈光量子轉(zhuǎn)換效率高。即：其輻射度學(xué)意義上的光電能量轉(zhuǎn)換效率高。
（2）、節(jié)能熒光燈管采用進(jìn)口稀土三基色高光效、低光衰、長(zhǎng)壽命熒光粉。
熒光粉平均粒徑控制在最佳范圍，粒度分布特性好，納米特性效應(yīng)好。對(duì)紫外線光和可見(jiàn)光，具有最優(yōu)的散射特性。光輻射能量效率高，可見(jiàn)光輻射比例高。
光譜特性好，吸收光譜與激發(fā)光譜特性基本對(duì)應(yīng)匹配。對(duì)紫外線輻射能量吸收能力強(qiáng)，極少吸收可見(jiàn)光輻射能量，量子轉(zhuǎn)換效率高。能有效地將吸收到的紫外線輻射能量，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光能量輻射，可見(jiàn)光輻射能量比例高。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）
發(fā)射光譜特性優(yōu)化：即：光譜能量分布結(jié)構(gòu)合理科學(xué)。其光譜能量分布特性曲線，與人眼的視覺(jué)特性函數(shù)曲線基本一致。可見(jiàn)光輻射能量，相對(duì)集中在人眼視覺(jué)的高靈敏區(qū)段，有效視覺(jué)光效高。
在上述技術(shù)因素共同作用下，高頻率節(jié)能燈可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換效率高。即：其光度學(xué)意義上的光電能量轉(zhuǎn)換效率高。即：有效視覺(jué)光效高。
（3）、青島法蘭克高頻率節(jié)能燈，燈本身和鎮(zhèn)流器熱能消耗很小，其輻射度學(xué)意義上的光電能量轉(zhuǎn)換效率較高。光譜能量分布結(jié)構(gòu)合理科學(xué)，光輻射能量中，不可見(jiàn)光輻射能量比例小，可見(jiàn)光輻射能量比例大。光譜能量分布特性曲線，與人眼的視覺(jué)特性函數(shù)曲線基本一致?？梢?jiàn)光輻射能量，相對(duì)集中在人眼視覺(jué)的高靈敏區(qū)段，有效視覺(jué)光效高（作者韓儉榮）。
由此可見(jiàn)，青島法蘭克高頻率節(jié)能燈，能夠消耗很少的電能量，產(chǎn)生發(fā)出較多的高視覺(jué)靈敏度的可見(jiàn)光輻射能量。照明是為眼睛服務(wù)的，人眼睛感覺(jué)到的可見(jiàn)光能量，才是真正有效的光能量。因此，高頻率節(jié)能燈，必然耗電功率很小，有效視覺(jué)光效高，有效視覺(jué)照度高。
（二）、模糊自適應(yīng)控制技術(shù)決定—光衰特性
1、汞燈和青島法蘭克高頻率節(jié)能燈，都屬于氣體放電電光源。氣體放電電光源在啟輝點(diǎn)燃運(yùn)行中，在整燈電功率沒(méi)有降低的前提下。產(chǎn)生發(fā)出的光能量，會(huì)隨著啟輝點(diǎn)燃時(shí)間慢慢地降低，整燈亮度和照度降低。這種現(xiàn)象我們稱為電光源的光衰。
2、氣體放電電光源的光衰特性曲線，在整個(gè)壽命周期中，并不是一條線性的直線。而是一條由三段不同斜率的近似直線構(gòu)成的非線性曲線。這三段不同斜率的近似直線，對(duì)應(yīng)于電光源整個(gè)壽命周期中的三個(gè)運(yùn)行階段。即：光衰快速階段、光衰穩(wěn)定階段、光衰劇烈階段（作者韓儉榮）。
光衰快速階段：該段主要表現(xiàn)在電光源，啟輝點(diǎn)燃初始階段。其特征是電光源的光輻射能量，由初始值以較快的速率下降，并趨向于穩(wěn)定。在該段時(shí)間，電光源光輻射能量下降較為明顯。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）
光衰穩(wěn)定階段：該段是指電光源在光衰快速階段過(guò)后，一段相當(dāng)長(zhǎng)的穩(wěn)定保持時(shí)間。亦是電光源主要的啟輝點(diǎn)燃階段。其特征是電光源的光衰速率：由趨向于穩(wěn)定，而進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定，并穩(wěn)定保持一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。在該段時(shí)間，電光源光輻射能量下降不明顯，光輻射能量保持相對(duì)穩(wěn)定。
光衰劇烈階段：該段是指電光源的啟輝點(diǎn)燃?jí)勖?，趨向于終結(jié)階段。其特征是電光源的光衰速率急劇。電光源光輻射能量急劇下降，并伴隨有光通量閃爍、抖動(dòng)、啟輝困難等現(xiàn)象。電光源壽命快速進(jìn)入終結(jié)（作者韓儉榮）。
3、技術(shù)分析和實(shí)際試驗(yàn)證明：氣體放電電光源的光衰快速階段和光衰劇烈階段，在三個(gè)階段比例關(guān)系中，所占的比例越??；光衰穩(wěn)定階段，在三個(gè)階段比例關(guān)系中，所占的比例越大。電光源的技術(shù)品質(zhì)越優(yōu)秀。
特別是第一階段：光衰快速階段。所占的比例愈小、光衰值愈小，電光源的技術(shù)品質(zhì)愈是優(yōu)秀。
4、氣體放電電光源，光衰特性三個(gè)階段的比例關(guān)系，與電光源的：發(fā)光體（汞燈燈泡、節(jié)能燈燈管）的技術(shù)特性與品質(zhì)、鎮(zhèn)流器的技術(shù)特性與品質(zhì)、發(fā)光體與鎮(zhèn)流器的匹配合理程度，三個(gè)方面的技術(shù)因素有關(guān)。
5、汞燈由于其技術(shù)性能的因素，汞燈燈泡自身熱功耗較大，熱穩(wěn)定性差和抗老化性能差。其光衰值和光衰速率都很大。
特別是第一階段：光衰快速階段，光衰值和光衰速率尤為突出。其表現(xiàn)是：時(shí)間短、速率高、幅度大。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）
汞燈點(diǎn)燃運(yùn)行進(jìn)入第二階段：光衰穩(wěn)定階段。其耗電量很大，發(fā)光效率很低。實(shí)質(zhì)上也就進(jìn)入了低光效運(yùn)行狀態(tài)。
盡管汞燈的初始光效比較高，但是由于第一階段：時(shí)間短、速率高、幅度大的原因。其比較高的初始光效值，沒(méi)有實(shí)際使用價(jià)值。
汞燈在實(shí)際應(yīng)用中，也不可能以一個(gè)極短的時(shí)間區(qū)間為單位，頻繁地更換汞燈燈泡。
由此可知，汞燈在實(shí)際照明運(yùn)行中，真正實(shí)際的啟輝點(diǎn)燃狀態(tài)，就是低光效狀態(tài)。
6、青島法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節(jié)能燈
（1）、節(jié)能熒光燈管采用進(jìn)口稀土三基色高光效、低光衰、長(zhǎng)壽命熒光粉。
第一、耐受185nm紫外線輻射能力強(qiáng)，抗老化能力強(qiáng)；
第二、抗電子和離子轟擊能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好；
第三、熱穩(wěn)定、熱猝滅、化學(xué)穩(wěn)定特性好；
節(jié)能熒光燈管，在啟輝點(diǎn)燃過(guò)程中，理化穩(wěn)定特性和熱穩(wěn)定特性，都表現(xiàn)較好。
（2）、節(jié)能熒光燈管，填充氪（Kr）、鋯鋁16吸氣劑。啟輝點(diǎn)燃過(guò)程中，汞（Hg）模糊自適應(yīng)技術(shù)控制在合理范圍內(nèi)，啟輝點(diǎn)燃溫升光衰效應(yīng)小。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接應(yīng)用于自己的網(wǎng)站上。希望以后不要這樣。）金屬飽和蒸氣壓，通過(guò)氬（Ar）混合氣體，采用固體汞（Hg）金屬合金（汞臍）、
（3）、高頻率電子鎮(zhèn)流器與節(jié)能熒光燈管，啟輝點(diǎn)燃特性相匹配。節(jié)能熒光燈管運(yùn)行狀態(tài)合理，燈管內(nèi)金屬粒子濺射小，對(duì)可見(jiàn)光輻射的吸收和遮擋效應(yīng)小。
（4）、由上述多種技術(shù)因素共同作用，青島法蘭克高頻率節(jié)能燈，光衰速率小，光衰值幅度小。特別是在第一階段：光衰快速階段；其實(shí)際光衰速率小，光衰值幅度小。保持了比較高的光通量維持率。
（5）、點(diǎn)燃運(yùn)行進(jìn)入第二階段：光衰穩(wěn)定階段。其實(shí)際光效與初始光效相比較，下降幅度很小。真正實(shí)際點(diǎn)燃運(yùn)行狀態(tài)，保持在較高的光效狀態(tài)（作者韓儉榮）。
實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)試光衰數(shù)據(jù)：
在針紡集團(tuán)綿公司點(diǎn)燃16個(gè)月實(shí)測(cè)光衰率=4.97%。
在四川省成都某大型車輛生產(chǎn)公司下料車間，點(diǎn)燃3000小時(shí)實(shí)測(cè)光衰率=4.17%。
在青島某日資公司，每天開(kāi)燈24小時(shí)，點(diǎn)燃2年零19天實(shí)測(cè)光衰率=39%。
從分析可知，青島法蘭克高頻率節(jié)能燈，在實(shí)際照明運(yùn)行中，真正實(shí)際的啟輝點(diǎn)燃狀態(tài)，是保持在高光效狀態(tài)的。
九、采用青島法蘭克高頻率節(jié)能燈替代250W汞燈節(jié)電效益分析計(jì)算
本節(jié)電效益分析計(jì)算以250W汞燈1盞燈為例。
（一）、節(jié)電效益分析計(jì)算己知參數(shù)
1、每天開(kāi)燈的時(shí)間設(shè)定2個(gè)時(shí)間段分別計(jì)算，以便參考。
即：每天開(kāi)燈12小時(shí)
每天開(kāi)燈24小時(shí)
2、生產(chǎn)車間照明綜合電價(jià)＝0.75元／Kwh(度)，
3、如果照明電價(jià)實(shí)際數(shù)不是＝0.75元／Kwh(度)，請(qǐng)以實(shí)際電價(jià)，計(jì)算該現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際節(jié)電效益。
（二）、節(jié)電效益分析計(jì)算
第一部分：直接節(jié)電效益計(jì)算
1、每盞燈節(jié)省電功率＝250W－50W＝200W
2、每盞燈每天節(jié)省電度數(shù)
每天開(kāi)燈12小時(shí)＝0.2Kw×12小時(shí)＝2.4 Kwh(度)
每天開(kāi)燈24小時(shí)＝0.2Kw×24小時(shí)＝4.8 Kwh(度)
3、每盞燈每天節(jié)省電費(fèi)數(shù)
每天開(kāi)燈12小時(shí)＝2.4 Kwh(度) ×0.75元／Kwh(度) ＝1.8元/天
每天開(kāi)燈24小時(shí)＝4.8 Kwh(度) ×0.75元／Kwh(度) ＝3.6元/天
4、每盞燈每月節(jié)省電費(fèi)數(shù)
每天開(kāi)燈12小時(shí)＝1.8元/天×30天＝54.0元/月
每天開(kāi)燈24小時(shí)＝3.6元/天×30天＝108元/月
5、每盞燈每年節(jié)省電費(fèi)數(shù)
每天開(kāi)燈12小時(shí)＝54.0元/月×12個(gè)月＝648元/年
每天開(kāi)燈24小時(shí)＝108元/月×12個(gè)月＝1296元/年
第二部分：間接節(jié)電效益分析
1、輸電線路導(dǎo)線損耗降低。導(dǎo)線損耗共分兩部分，分析如下：
(1)、節(jié)電替代改造后，每盞燈功率降低，輸電線路有功電流I降低。有功電流I在導(dǎo)線上產(chǎn)生的有功損耗＝I電流的平方×導(dǎo)線電阻，降低。具體數(shù)值計(jì)算，因未實(shí)測(cè)具體參數(shù)，略。
(2)、節(jié)電替代改造后，因電子節(jié)能燈的功率因數(shù)為電容性，與現(xiàn)場(chǎng)電網(wǎng)的電感性功率因數(shù)，互為反相，具有補(bǔ)償效應(yīng)。輸電線路中的無(wú)功電流Q降低，無(wú)功電流Q在導(dǎo)線上產(chǎn)生的有功損耗＝Q電流的平方×導(dǎo)線電阻，降低。具體數(shù)值計(jì)算，因未實(shí)測(cè)具體參數(shù)，略。
3、輸電線路電壓降降低，端電壓提高。節(jié)電替代改造后，輸電線路有功電流I、無(wú)功電流Q降低，輸電線路電壓降＝(I＋Q)×導(dǎo)線電阻，降低。輸電線路末端電壓提高，改善了供電質(zhì)量。具體數(shù)值計(jì)算，因未實(shí)測(cè)具體參數(shù)，略。
4、輸電線路有效輸電容量提高。節(jié)電替代改造后，輸電線路有功電流I、無(wú)功電流Q降低，有效輸電容量提高。具體數(shù)值計(jì)算，因未實(shí)測(cè)具體參數(shù)，略。
（三）、節(jié)電替代改造后照明器材維護(hù)成本節(jié)省分析計(jì)算
1、青島法蘭克節(jié)能燈，啟輝點(diǎn)燃?jí)勖?b>2萬(wàn)小時(shí)。己有實(shí)際使用現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，實(shí)際啟輝點(diǎn)燃時(shí)間己超2年半，不需更換，繼續(xù)使用。
2、青島法蘭克節(jié)能燈，自出售之日起，燈管不破損，整燈不進(jìn)水。如不能啟輝點(diǎn)燃，質(zhì)保一年，免費(fèi)以舊換新故障的零部件。
3、以質(zhì)保一年為前提分析，節(jié)電替代改造后，可節(jié)省原來(lái)使用250W汞燈，在一年中因更換的維護(hù)費(fèi)用。具體數(shù)值計(jì)算，略。
十、投資回收期分析計(jì)算
(一)、青島法蘭克節(jié)能燈價(jià)格
1、青島法蘭克節(jié)能燈，定位于照明節(jié)電合同能源管理專用。6U-50W節(jié)能燈，每套包括：高光效、低光衰、長(zhǎng)壽命燈管總成1個(gè)，高頻率功率驅(qū)動(dòng)器(鎮(zhèn)流器)1個(gè)，6芯專用連接電纜1副。
全國(guó)市場(chǎng)最低限價(jià)：含稅率6％的稅票，不含運(yùn)費(fèi)，每套＝240元／套。
2、價(jià)格說(shuō)明：青島法蘭克節(jié)能燈，市場(chǎng)價(jià)格公開(kāi)、固定。如需調(diào)整，將一同通知，一同執(zhí)行。
(二)、投資回收期計(jì)算
每天開(kāi)燈的時(shí)間設(shè)定2個(gè)時(shí)間段，分別計(jì)算，以便參考
每天開(kāi)燈12小時(shí)＝6U-50W節(jié)能燈240元
÷每天開(kāi)燈12小時(shí)節(jié)省的電費(fèi)1.8元
＝133天
每天開(kāi)燈24小時(shí)＝6U-50W節(jié)能燈240元
÷每天開(kāi)燈24小時(shí)節(jié)省的電費(fèi)3.6元
＝67天
十一、照明節(jié)電運(yùn)行—完成照明節(jié)電改造同時(shí)，鋼鐵集團(tuán)獲得一個(gè)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目
（一）、采用青島法蘭克6U-50W高頻率節(jié)能燈，替代250汞燈。在現(xiàn)場(chǎng)照度提高40%的前提下，節(jié)電率＝80％。
（二）、只要每天開(kāi)燈12小時(shí)，每盞燈就節(jié)省電費(fèi)1.8元；每月就節(jié)省電費(fèi)＝54元，每年就節(jié)省電費(fèi)＝648元。
只要每天開(kāi)燈24小時(shí)，每盞燈就節(jié)省電費(fèi)3.6元；每月就節(jié)省電費(fèi)108元，每年就節(jié)省電費(fèi)＝1296元。
（三）、用電是成本，節(jié)電是經(jīng)營(yíng)。生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)省的費(fèi)用，實(shí)質(zhì)就是生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)賺取得純利潤(rùn)。并且具有以下鮮明的特點(diǎn)：
1、不受內(nèi)部、外界諸因素的影響，無(wú)任何風(fēng)險(xiǎn)。
2、每天開(kāi)燈時(shí)間、節(jié)電功率空間、照明電價(jià)等因素基本是固定的，每天每年節(jié)省得電費(fèi)：穩(wěn)定可靠。
3、一次性投資，2---4個(gè)月全部賺回，投資回收快。
4、青島法蘭克高頻率節(jié)能燈，啟輝點(diǎn)燃?jí)勖?萬(wàn)小時(shí)。每天24小時(shí)點(diǎn)燃，可用830天，即：2.28年（已有現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)燃時(shí)間超過(guò)2年半，不需更換，繼續(xù)使用）。
青島法蘭克對(duì)節(jié)能燈質(zhì)保一年。青島法蘭克高頻率節(jié)能燈的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)故障率在3—5%。
保守地以2年為一個(gè)周期進(jìn)行分析：采用青島法蘭克高頻率節(jié)能燈，第一年，2—4個(gè)月收回投資，后續(xù)至1年沒(méi)有任何費(fèi)用。第二年，故障率在3—5%，即：更換燈的費(fèi)用在3—5%。與節(jié)省得電費(fèi)相比較，運(yùn)行費(fèi)用是很低的。
因此，該節(jié)電經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目：利潤(rùn)高、經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低。
十二、分析計(jì)算結(jié)論
鋼鐵集團(tuán)，采用青島法蘭克6U-50W高頻率節(jié)能燈，替代250W汞燈。
（一）、現(xiàn)場(chǎng)照度提高40%，照明質(zhì)量有顯著改善。
（二）、在現(xiàn)場(chǎng)照度提高40%，照明質(zhì)量有顯著改善的前提下，節(jié)電率＝80％。
（三）、每盞燈每天節(jié)省電費(fèi)數(shù)：
每天開(kāi)燈12小時(shí)＝1.8元/天
每天開(kāi)燈24小時(shí)＝3.6元/天
（四）、每盞燈每年節(jié)省電費(fèi)數(shù)
每天開(kāi)燈12小時(shí)＝648元/年
每天開(kāi)燈24小時(shí)＝1296元/年
（五）、投資回收期
每天開(kāi)燈12小時(shí)＝133天
每天開(kāi)燈24小時(shí)＝67天
（六）、完成照明節(jié)電改造的同時(shí)，獲得一個(gè)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目。
