Blog-Leserfrage (9): LED-/Glühlampen-Mischbetrieb möglich?

„Kann ich in einem Stromkreis oder derselben Leuchte gleichzeitig LED- und Glühlampen verwenden?“ Das wollte heute ein Blog-Leser von mir wissen.

Glueh-:LED-Kerze
Leuchten einträchtig nebeneinander: Eine 40-Watt-Glühlampen-Kerze und eine 5-Watt-LED-Lampe. Der Sockel oben links wird allerdings etwa dreimal so heiß wie der rechte. (Fotos: W. Messer)

Nicht jeder will auf einen Schlag alle Leuchtmittel im Haus gegen stromsparende LED-Retrofits austauschen – ist schließlich auch eine Kostenfrage. Blog-Leser Michael aus Hannover wollte deshalb heute von mir eine Auskunft:

„Vielen Dank für den sehr informativen Blog. Ich habe mir jetzt erstmals LED-Lampen bestellt und frage mich, ob ich die Glühbirnen in meinen Lampen direkt ersetzen soll oder schrittweise bei Ausfall der Birnen? Schadet der Mischbetrieb? Aus ökonomischer Sicht ist der direkte Austausch natürlich sinnvoll; mich interessiert die technische Seite.“

Meine kurze Antwort darauf:

„… je eher Sie ersetzen, desto früher sparen Sie natürlich Strom. Wie stark sich das auswirkt, kommt auf die tägliche Leuchtdauer an. Ein Mischbetrieb ist unproblematisch, so lange die LED-Lampen nicht in unmittelbarer Nähe der Glühlampen montiert werden und zu viel Hitze abkriegen.“

Schneller Tausch ist nicht immer notwendig

Oder etwas ausführlicher: Selbst aus wirtschaftlicher Sicht ist nicht unbedingt ein schneller Austausch nötig. Wenn Sie beispielsweise im Keller ein paar 60-Watt-Glühlampen haben, die im Schnitt nur wenige Minuten am Tag leuchten, dann ist der finanzielle Effekt beim Einsatz von 10 bis 12 Watt starken LED-„Birnen“ sogar eher negativ. Hier lohnt sich der Austausch wirklich nur bei einem Lampenausfall, und selbst dann amortisiert sich das unter Umständen erst nach Jahren.

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Anders bei häufig genutzten Leuchten im Wohnbereich, die im Schnitt täglich drei Stunden oder länger in Betrieb sind. Durch die aktuell stark gesunkenen Preisen für anständige LED-Lampen lohnt sich der Ersatz bereits kurzfristig. In einem Schalter-Stromkreis oder einer geschalteten Leuchte ist es technisch völlig egal, ob Sie erstmal nur einen Teil der „Glühbirnen“ oder gleich alle austauschen. Optisch macht es allerdings schon einen Unterschied, weil LED-Lampen meistens eine andere Abstrahlcharakteristik, Farbwiedergabe und subjektive Lichtfarbe haben.

Halogen-Hitze kann LED-Spots töten

Kleine Einschränkung: Wenn LED-Leuchtmittel in direkter Nachbarschaft oder mit thermischer Verbindung zu einer Halogen- oder Glühlampe eingesetzt werden, können sie unter deren starker Hitzeentwicklung leiden. Das habe ich anfangs in meinen berüchtigten Zwillings-Strahlern im Studio beobachtet.

LED-Halo-Spot
Links ein 5-Watt/GU10-LED-Spot, rechts ein etwas dunklerer, aber wesentlich heißerer 20-Watt-Halogenstrahler.

Hier wurde die unbelüftete Metall-Leuchte durch den Mischbetrieb insgesamt viel heißer, als wenn nur zwei LED-Leuchtmittel verwendet wurden. Das führte leider zum vorzeitigen Exitus eines LED-Spots, dessen Vorschaltelektronik mit dieser thermischen Zusatzbelastung überfordert war – vor allem, weil diese Leuchtenkonstruktion ohnehin ziemlich „LED-feindlich“ ist.

Auch am Dimmer ist „Mischen possible“

Prinzipiell problemlos sind auch Dimmer-Stromkreise beim LED-/Glühlampen-Mischbetrieb. Die verbliebenen alten Glühlampen sorgen mit ihrer hohen Leistungsaufnahme häufig sogar dafür, dass die Mindestlast der üblichen Haushaltsdimmer nicht unterschritten und dadurch eine bessere, flackerfreie und leisere Regelbarkeit von dimmbaren LED-Lampen ermöglicht wird.

Leider passiert es ja auch heutzutage immer mal wieder, dass diese im „Alleingang“ surren, herumzicken und nicht bis zur jeweiligen Maximal- und/oder Minimalleistung geregelt werden können. Da brauchen Sie dann häufig einen neuen, teuren Phasenabschnittdimmer mit Justierschraube und sehr geringer Mindestlast, um das einigermaßen in den Griff zu bekommen.

Mischung ändert Dimmer-Charakteristik

Wenn Sie beispielsweise eine dimmbare Leuchte mit fünf LED-Kerzen haben, werden Sie feststellen, dass sich die gesamte Helligkeitsregelung schon drastisch verändert, wenn Sie nur ein Exemplar durch eine wattstarke Glühlampen-Kerze ersetzen. Mit jedem weiteren, zusätzlichen Austausch ändert sich die Charakteristik erneut.

Immerhin müssen Sie keine Angst haben, dass Ihre teuren LED-Leuchtmittel unter solchen spannenden Experimenten leiden könnten. Normalerweise schlagen denen nämlich weder Flackern noch Surren auf die Lebensdauer.

Mehr zum Thema:

Blog-Leserfrage (8): Wie stark dürfen LED-Retrofits sein?

Blog-Leserfrage (7): Große Verwirrung durch zu viele LED-Daten?

LED-Lampen immer besser und billiger – wann lohnt sich der Kauf?

LED-Umrüstung: Wie viel sparen Sie wirklich? (Update)

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16 Gedanken zu „Blog-Leserfrage (9): LED-/Glühlampen-Mischbetrieb möglich?

  1. Ich hatte das Problem, dass die LED-Lampen nicht geleuchtet haben.
    Schaltung: 2x je 3 GU10 Aufnahmen 230V an einer Relaisschaltung im Flur. Da ich zunächst nur drei LED hatte, wollte ich sie im Mischbetrieb mit drei konventionellen Halogenstrahlern verbauen. Hat nicht funktioniert.

    • Das muss dann wohl mit der Relaisschaltung zu tun haben. Ich habe im Hausflur 3 GU10 Halogen, davon sind jetzt ca. im Monatstakt bereits 2 ausgefallen, welche dann gleich gegen Philips MasterLED GU10 6W ersetzt wurden (von der Optik her überhaupt nicht störend, da Philips-typisch sehr halogenähnliche Reflektoren). Die dritte Halogen wird wohl auch nicht mehr ewig halten, dann sind alle 3 umgerüstet. Mit konventionellem Ein/Aus Taster absolut kein Problem.

    • Vermutlich Thyristor– bzw. Triac-Relais-Simulatoren. Solche Halbleiterschaltungen mögen LED-Lampen nicht besonders, weil deren Mindestlast (oder der „Haltestrom“) häufig zu hoch ist. Hat primär nichts mit dem Mischbetrieb zu tun. Mechanisches Relais sollte funktionieren, eventuell auch eine PhotoMOS-Lösung.

      • Nachdem ich alle sechs ausgetauscht habe, funktioniert es einwandfrei. Es muss also an der Kombination liegen.

        • Ich bin mir ziemlich sicher, dass der Mischbetrieb an einem normalen Schalter keine Probleme gemacht hätte.

          Wo sind die zahlreichen Elektriker/Elektroniker unter meinen Lesern, wenn man sie mal braucht, um so ein seltsames Phänomen zu erklären? 😉

  2. Ich muss mich korrigieren: Geschaltet wird nicht mit einem Relais, sonder mit einem Eltako S12 100, das ist ein elektromechanischer Stromstoßschalter.

    • Das würde es allerdings erklären. Mal etwas laienhaft vermutet: Im Mischbetrieb hatten die Halos eventuell bei Betätigung des Schalters durch ihre schnelle Zündreaktion den LED-Lampen den „Saft“ teils „weggenommen“, während die LED-Lampen mit ihrer Vorschaltelektronik (Kondensatoren) einen zu geringen oder zu kurzen Impuls gekriegt haben.

      Jetzt sind die LEDs unter sich; keine ist schneller als die andern, und alle können starten. Ähnliches kann man auch beim Anschluss von LED-Lampen an Funksteckdosen beobachten.

      Vielleicht kann das ja ein Fachmann korrekt darstellen. Wäre als Ergänzung des Beitrags interessant.

  3. Kann mir nicht vorstellen, daß das prinzipiell an dem „altmodischen“ Eltako S12-100 iegt. Der hat mechanische Kontakte und schaltet L direkt durch. Wenn der in Ordnung ist, verhält sich das wie mit einem Schalter oder einem Draht.
    Da sollte man die gesamte Elektrik nochmals durchschauen. Da wird etwas falsch verdrahtet oder defekt sein. Erstes Experiment dazu wäre: Alle Leuchtmittel raus und Einschalten. Dann nacheinander die Glühlampen einbauen und beobachten, ob sich durch Zuschalten einer weiteren Glühlampe an der Helligkeit der bereits in Betrieb befindlichen ändert.
    Mischbetrieb von 230V LEDs mit 230V Glühlicht sollte elektrisch kein Thema sein, wenn die Maximallast (in A; also VA auswerten, nicht W und ggf. Einschaltströme berücksichtigen) nicht überschritten ist und die Elektrik in Ordnung ist. An jedem Leuchtelement liegt 230V und dann kann es auch leuchten.
    Bei Dimmern stört das Zumischen von Ohmschen Lasten prinzipiell auch nicht. Bei Billigdimmern wird es eher stabiler.
    Betreibe selbst einen Eltako EUD12D-UC mit LEDs (vorher war da so ein Eltako Stromstoßschalter drin). Das geht auch im Mischbetrieb, ohne nennenswerte Änderung. Klasse Teil.
    Mischbetrieb LEDs und induktive Lasten wie gewickelte Halogen-Trafos und Leuchtstofflampen hingegen gehen meist nicht.

    • Wenn ich etwas Zeit habe, schau ich mir das mal an. Kann sich aber bis nächsten Sonntag hinziehen. Also nicht wundern, wenn ihr bis dahin nichts von mir hört.

  4. Wie ist es beim mischen der Lastarten? – eine Glühbirne oder Halogenspot ist ein ohmscher Verbraucher – sprich eine ohmsche Last, die LED-Leuchtmittel arbeiten meist induktiv oder auch kapazitiv. Führt nicht das mischen von verschiedenen Lastarten zu Oberwellen die sich aufbauschen können? –

    • Nö, nicht dass ich wüsste – der einzige Problemfall ist normalerweise die Mischung mit Kompaktleuchtstofflampen. Gilt übrigens auch für viele Dimmer – siehe dort.

    • Die meisten LED-Lampen, die ich kenne, stellen überwiegend kapazitive Lasten dar. Entweder durch ein Kondensatornetzteil oder durch Elkos nach einem Gleichrichter bei einem Schaltnetzteil. Auch Leuchtstofflampen mit EVG oder Energiesparlampen und Schaltnetzteile gehören zu dieser Lastart.
      Einen Realteil hat die Last natürlich auch, schließlich wird sie auch heiß.
      Weitere Ohmsche Lasten reduzieren den prozentualen Anteil der kapazitiven Lasten und reduzieren damit die Phasenverschiebung. Die Gesamtlast wird dadurch eher dimm- und schaltbar, solange der durch die Gesamtlast (komplexe Impedanz) hervorgerufene Strom noch im erlaubten Bereich liegt. Der kapazitive Anteil wird sozusagen „verdünnt“.
      Induktive Lasten sind beispielsweise Elektromotren oder Leuchtstoffröhren mit Drosselspule (KVG). Die sollte man an Dimmern nicht mit kapazitven Lasten mischen. Es könnten sich Resonanzen und damit Spannungsüberhöhungen bilden.
      Andererseits kann ein genau richtiges Matching zwischen Induktivität und Kapazität die Last in Richtung Ohmscher Last kompensieren. Bei großen geschalteten (nicht gedimmten) Leuchtbändern werden Kompensationskondensatoren parallel zu den Leuchten geschaltet, um die Phasenverschiebung gering zu halten.
      Oberwellen wiederum haben andere Ursachen. Die rühren entweder von Nichtlinearitäten der Last her oder z.B. bei Dimmern von Schaltvorgängen. Bei den Leuctstoffröhren kommt die Nichtlinearität vorwiegend von der Spannungsabhängigkeit der Gasentladung. Bei den LEDs von der Nichtlinearität der LEDs selbst (z.B. Reihenschaltung vieler LEDs am Kondensatornetzteil) oder durch die Gleichrichter-Elko-Kombination im Eingang von Schaltnetzteilen sowie von den Schaltvorgängen im Schaltnetzteil.
      Dimmer schalten die Lasten sehr häufig. Jeder Schaltvorgang enthält viele Oberwellen, wie die Fourierzerlegung zeigt. Diese Oberwellen werden als externe Anregung der Last aufgeprägt. In dieser Konstellation haben auch ohmsche Lasten Oberwellen.
      Mischlasten aus induktiven und kapazitiven Lasten sind mehr oder weniger gedämpfte Schwingkreise mit einer mehr oder weniger ausgeprägten Resonanzfrequenz. Je schärfer die Schaltflanken des Dimmers um so mehr Oberwellen enthalten sie. Das Oberwellengemisch kann nun Frequenzen beinhalten, die nahe an der Resonanzfrequenz der LC-Schaltung liegen und damit diesen Schwingkreis anregen können, was zur Spannungsüberhöhung führen kann. Das kann die Dimmer schädigen.
      Das alles hört sich kompliziert an – und ist es auch. Während sich reine LCR Schaltungen mit komplexen Zahlen noch geschlossen analytisch berechnen lassen, wird dies bei nichtlinearen Lasten oder Schaltvorgängen schwierig bis unmöglich. Hier muß numerisch simuliert werden.

  5. Hallo,

    habe heute in einem dimmbaren 12 Volt Schienensystem 3 von 6 Leuchtmitteln durch LED getauscht. Netzteil ist „ereatronic 150i“ 35-150Watt. (LED sind Osram LED Superstar MR16 35 mit 5,9 Watt; Halogen sind Osram Decostar IRC 35Watt).
    Jetzt stellt sich heraus, dass beim Dimmen nur die Halogenleuchten gedimmt werden. Die LED behalten subjektiv ihre volle Leuchtkraft. Woran kann das liegen, habe dieses Verhalten so noch nirgends gelesen.
    Bin dankbar für jeden Tipp.

    Grüße
    Sascha

    • Da fehlt leider noch die Info, was für ein Dimmer in der Wand steckt. Das hier schon gelesen? Vermutlich ist der untere Schwellwert des Dimmers zu hoch für die LEDs, die wegen ihrer Sparsamkeit dann noch genug „Saft“ kriegen, um mit voller Kraft zu leuchten.

      Bei solchen LED-/Halo-Mischungen in einem Dimmer-Stromkreis ist es unvermeidbar, dass es nur für eine der Lampensorten eine anständige Justage gibt. Wenn’s für die LEDs passt, dann sind die Halos wahrscheinlich schon auf der Hälfte des Reglerwegs komplett aus – wenn’s für die Halos passt, passiert so was wie bei Ihnen. Auch eine Mischung verschiedener LED-Modelle (sogar vom gleichen Hersteller) kann völlig unterschiedliche Dimm-Verläufe am gleichen Dimmer zur Folge haben.

      Elektronische Niedervolt-Trafos, die eigentlich nur für Halos vorgesehen sind, können das Problem noch verschärfen. Am besten durch einen LED-geeigneten, dimmbaren Trafo ersetzen und auch die restlichen Halos durch identische LED-Spots austauschen. Die relativ großen und schweren Ringkern-Trafos in älteren oder hochwertigeren Halo-Systemen machen dagegen nur selten Probleme mit dimmbaren LED-Lampen.

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