Альтернативные источники освещения
Энергосберегающая лампа светодиодная – это отличный аналог другим источникам освещения, в том числе и ДРЛ, если ее купить, то можно существенно сэкономить на электроэнергии. Замена уличного освещения оправдает себя через три года эксплуатации, даже с учетом работ по переоборудованию.
Выпуском этих осветительных приборов занимаются многие известные зарубежные и российские компании (например, Лисма). В настоящее время цена этих приборов несколько выше, чем стоит лампа ДРЛ, но в ближайшее время эта проблема будет устранена, что сделает светодиодные источники освещения более доступными в Москве, СПб, а так же и в таких городах, как Саранск или Екатеринбург.
ДРЛ и ДРВ лампы – это распространенная разновидность газоразрядных ртутных ламп. Они применяются для уличного и внутреннего освещения. Оба типа внешне почти не отличаются, особенно в выключенном состоянии. Это весьма эффективные в плане экономии энергии источники света, у которых наблюдается показатель свечения в пределах 30 лм/Вт. Это довольно много, но более современные разновидности лампочек могут иметь отдачу в 50 лм/Вт. Такое осветительное оборудование выпускают многие бренды имеющие мировое имя. При этом нужно отметить, что по причине содержания в лампах ртути, они запрещены во многих странах, поэтому постепенно количество ДРЛ и ДРВ уменьшается.
Как устроены ДРЛ и ДРВ лампы
При беглом взгляде на эти осветительные устройства можно найти некоторые сходства с обыкновенными лампами накаливания с цоколем Е27. Однако газоразрядные лампы имеют окрашенное в белый цвет стекло, с прозрачным участком непосредственно перед цоколем. Именно по причине непрозрачности нельзя увидеть, что внутри такие приборы имеют специфическое строение.
Устройство и принцип горения ДРЛ ламп
ДРЛ (Дуговая Ртутная Люминофорная) лампа. Ее конструкция предусматривает:
1 — Резьбовой цоколь 2 — Резистор 3 — Молибденовая фольга 4 — Зажигатель (вспомогательный) 5 — Несущая рамка 6 — Внешняя колба 7 — Сжатый спай 8 — Ртутная кварцевая лампа дугового разряда 9 — Азотный заполнитель 10 — Вольфрамовый электрод (основной) 11 — Свинцовые проволоки
Цоколь имеет стандартную конструкцию, как у подавляющего большинства бытовых лампочек применяемых в люстрах и фонарях. Он занимается приемом электроэнергии, передаваемой на его поверхность. В нем имеется две точки для приема. Один электрод располагается в центре, а боковая часть цоколя служит вторым электродом. Цоколь по резьбе вкручивается в патрон светильника.
Основным рабочим элементом лампы является кварцевая горелка. По ее сторонам располагается пара электродов. Один основной, а второй вспомогательный. Они расположены во внутренней кварцевой колбе, заполненной аргоном и парами ртути.
Стеклянная колба располагается поверх кварцевой. Для заполнения пространства в нее закачивается газ азот. Изнутри колба окрашена белым люминофором, поэтому она и не прозрачная.
Принцип работы таких ламп более сложный, чем у лампочек накаливания. При подаче электроэнергии на располагающиеся рядом электроды происходит создание тлеющего разряда. Это вызывает пробой энергии между ними. В результате тлеющий разряд перерастает в дуговой. Он создает в лампе голубое или фиолетовое излучение. Оно провоцирует яркое свечение люминофора, которым окрашивается изнутри стеклянная колба. Сам люминофор издает красноватый свет. В результате смешивания оттенков красного, голубого, фиолетового и создается яркий практически белый цвет.
Колебания тока очень влияют на эффективность свечения ДРЛ. Даже при скачках электрического напряжения в пределах до 15% падения яркости могут составлять 30%. Если напряжение снизится до отметки 80%, то лампа погаснет.
Большим недостатком таких лампочек является их сильный нагрев. В результате возможно перегорание изоляции на проводе. Поэтому с этим при подключении нужно использовать только специализированный термостойкие патроны и кабель. В самой лампочке при работе сильно возрастает давление. В связи с этим после ее отключения нужно подождать, пока колба полностью остынет. Если включать повторно горячую лампочку, то она просто не зажжется.
Использование лампы ДРЛ подразумевает обязательное применение пускорегулирующей аппаратуры. В качестве нее обычно используется дроссель. Он ограничивает ток, который подается для питания лампы. Дроссель соответствует мощности осветительного прибора и направляет на него оптимальный объем энергии, чтобы минимизировать перегрев и предотвратить некомфортное освещение. Если при включении лампы не применять пускорегулирующий аппарат, то лампа почти мгновенно выйдет из строя.
Альтернативные источники освещения
Энергосберегающая лампа светодиодная – это отличный аналог другим источникам освещения, в том числе и ДРЛ, если ее купить, то можно существенно сэкономить на электроэнергии. Замена уличного освещения оправдает себя через три года эксплуатации, даже с учетом работ по переоборудованию.
Выпуском этих осветительных приборов занимаются многие известные зарубежные и российские компании (например, Лисма). В настоящее время цена этих приборов несколько выше, чем стоит лампа ДРЛ, но в ближайшее время эта проблема будет устранена, что сделает светодиодные источники освещения более доступными в Москве, СПб, а так же и в таких городах, как Саранск или Екатеринбург.
ДРЛ и ДРВ лампы – это распространенная разновидность газоразрядных ртутных ламп. Они применяются для уличного и внутреннего освещения. Оба типа внешне почти не отличаются, особенно в выключенном состоянии. Это весьма эффективные в плане экономии энергии источники света, у которых наблюдается показатель свечения в пределах 30 лм/Вт. Это довольно много, но более современные разновидности лампочек могут иметь отдачу в 50 лм/Вт. Такое осветительное оборудование выпускают многие бренды имеющие мировое имя. При этом нужно отметить, что по причине содержания в лампах ртути, они запрещены во многих странах, поэтому постепенно количество ДРЛ и ДРВ уменьшается.
Как устроены ДРЛ и ДРВ лампы
При беглом взгляде на эти осветительные устройства можно найти некоторые сходства с обыкновенными лампами накаливания с цоколем Е27. Однако газоразрядные лампы имеют окрашенное в белый цвет стекло, с прозрачным участком непосредственно перед цоколем. Именно по причине непрозрачности нельзя увидеть, что внутри такие приборы имеют специфическое строение.
Устройство и принцип горения ДРЛ ламп
ДРЛ (Дуговая Ртутная Люминофорная) лампа. Ее конструкция предусматривает:
1 — Резьбовой цоколь 2 — Резистор 3 — Молибденовая фольга 4 — Зажигатель (вспомогательный) 5 — Несущая рамка 6 — Внешняя колба 7 — Сжатый спай 8 — Ртутная кварцевая лампа дугового разряда 9 — Азотный заполнитель 10 — Вольфрамовый электрод (основной) 11 — Свинцовые проволоки
Цоколь имеет стандартную конструкцию, как у подавляющего большинства бытовых лампочек применяемых в люстрах и фонарях. Он занимается приемом электроэнергии, передаваемой на его поверхность. В нем имеется две точки для приема. Один электрод располагается в центре, а боковая часть цоколя служит вторым электродом. Цоколь по резьбе вкручивается в патрон светильника.
Основным рабочим элементом лампы является кварцевая горелка. По ее сторонам располагается пара электродов. Один основной, а второй вспомогательный. Они расположены во внутренней кварцевой колбе, заполненной аргоном и парами ртути.
Стеклянная колба располагается поверх кварцевой. Для заполнения пространства в нее закачивается газ азот. Изнутри колба окрашена белым люминофором, поэтому она и не прозрачная.
Принцип работы таких ламп более сложный, чем у лампочек накаливания. При подаче электроэнергии на располагающиеся рядом электроды происходит создание тлеющего разряда. Это вызывает пробой энергии между ними. В результате тлеющий разряд перерастает в дуговой. Он создает в лампе голубое или фиолетовое излучение. Оно провоцирует яркое свечение люминофора, которым окрашивается изнутри стеклянная колба. Сам люминофор издает красноватый свет. В результате смешивания оттенков красного, голубого, фиолетового и создается яркий практически белый цвет.
Колебания тока очень влияют на эффективность свечения ДРЛ. Даже при скачках электрического напряжения в пределах до 15% падения яркости могут составлять 30%. Если напряжение снизится до отметки 80%, то лампа погаснет.
Большим недостатком таких лампочек является их сильный нагрев. В результате возможно перегорание изоляции на проводе. Поэтому с этим при подключении нужно использовать только специализированный термостойкие патроны и кабель. В самой лампочке при работе сильно возрастает давление. В связи с этим после ее отключения нужно подождать, пока колба полностью остынет. Если включать повторно горячую лампочку, то она просто не зажжется.
Использование лампы ДРЛ подразумевает обязательное применение пускорегулирующей аппаратуры. В качестве нее обычно используется дроссель. Он ограничивает ток, который подается для питания лампы. Дроссель соответствует мощности осветительного прибора и направляет на него оптимальный объем энергии, чтобы минимизировать перегрев и предотвратить некомфортное освещение. Если при включении лампы не применять пускорегулирующий аппарат, то лампа почти мгновенно выйдет из строя.
Какому производителю отдать предпочтение?
Рекомендуется выбирать продукцию известных торговых марок, от покупки дешевых «безымянных» китайских лампочек лучше воздержаться.
Доверие среди покупателей завоевали следующие ]ртутных приборов:
- Osram (Германия);
- Philips (Нидерланды);
- General Electric (США/Венгрия);
- Next (Польша);
- Евросвет (Украина);
- Лисма (Россия);
- DeLux (Китай).
На европейском рынке лидерами по производству и реализации осветительной продукции считаются два бренда: Osram и Philips. Обе компании имеют многолетний опыт работы – более века, широкий ассортимент и развитую сеть продаж.
Рабочие параметры ДРЛ ламп ведущих производителей соответствуют заявленным характеристикам, приборы имеют высокий КПД – при мощности 250 Вт поток света достигает 12 500 Лм. Ориентировочная стоимость – 8-10 у.е.
Заводы американской компании General Electric размещены и в Европе. Качество товаров и продолжительность службы не уступает предыдущим брендам, а цена несколько ниже. За ДРЛ осветитель мощностью 250 Вт надо заплатить около 7 у.е.
E.Next – электротехнический холдинг, где основным производителем приборов выступает группа польских компаний Tarel. В линейке товаров представлены многочисленные серии разных ламп для домашнего, уличного и производственного освещения.
Осветители E.Next на 250 Вт по сравнению с лампами немецкого и голландского производства аналогичной мощности, уступают конкурентам в цветопередаче (Ra=40) и длительности службы (12000 часов). Ориентировочная цена – 5 у.е.
Ртутно-дуговые лампы российского, украинского и китайского фирменного производства находятся в одной ценовой категории, средняя стоимость изделий на 250 Вт – 3 у.е. Недостатком осветительных приборов является ограниченность их работы – согласно паспортных данных лампочки прослужат 5000 часов.
Перед покупкой надо проверить цоколь на качество и «точность» резьбы – некоторые пользователи отмечают сложности вкручивания ламп Лисма в патрон
Низкая эффективность ДРВ
В результате сравнения световых параметров двух разновидностей ламп оказывается, что вольфрамовая показывает почти вдвое меньшую эффективность работы. Происходит это из-за того, что по мере нагревания напряжение горелки растёт, а напряжение вольфрамовой спирали, наоборот, сокращается.
Помимо разницы напряжений, на эффективность свечения лампы ДВР оказывает влияние наличие активного балласта, ограничивающего ток. В этом случае дополнительной передачи энергии не происходит, поэтому период свечения горелки уменьшается приблизительно на 30%. В результате световой поток падает, лампа показывает низкую эффективность.
Невысокие технические показатели компенсируются другими свойствами. Среди преимуществ ртутных светильников с вольфрамовой спиралью внутри стоит отметить:
Эти свойства позволяют применять вольфрамовые дуговые лампочки не только в качестве осветительных приборов внутри закрытых помещений. Они также успешно используются на открытых пространствах, в число которых входят стройплощадки, автостоянки, парковые зоны, улицы. С помощью моделей ДВР 250 осуществляется искусственное облучение тепличных растений.
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»
Лампы ДРВ: популярный гибрид двух разных источников » Сайт для электриков — статьи, советы, примеры, схемы При отсутствии пускорегулирующего аппарата лампочка ДРЛ сгорит по причине прохождения через электроды тока высоких значений. Спрашивайте, я на связи!
Принцип работы лампы ДРЛ
Каждая горелка изготавливается из прозрачного тугоплавкого материала, устойчивого к химическим воздействиям. Для этого используются керамические материалы или кварцевое стекло. Инертный газ, закачиваемый внутрь, имеет точную дозировку. Окончательный дуговой электрический разряд создается путем добавления металлической ртути, обеспечивая нормальное свечение лампы.
Запуск выполняется с помощью зажигающих электродов. Когда к лампочке подается питающая электрическая энергия, происходит создание тлеющего разряда между зажигающим и основным электродом, которые расположены очень близко относительно друг друга. В результате, происходит накопление носителей зарядов, достаточных для появления пробоя на расстоянии между первым и вторым основным электродом. Тлеющий разряд в самые короткие сроки принимает дуговую форму.
Устойчивый свет и работа лампы типа ДРЛ начинается примерно через 10-15 минут, после подачи электроэнергии. В течение этого времени ток, протекающий в лампочке, значительно выше номинального значения и ограничивается сопротивлением, находящимся в пускорегулирующей аппаратуре. Продолжительность пуска напрямую зависит от температуры наружной среды. При низких температурах пусковой режим становится более продолжительным.
В процессе горения, излучение электрического разряда становится голубым или фиолетовым, благодаря свечению люминофора. Происходит смешивание зеленовато-белого света горелки и красноватого люминофорного свечения. Получается яркий цвет, приближающийся к белому. Следует учитывать наличие колебаний напряжения электросети, оказывающих влияние на световой поток. При низком напряжении лампочка ДРЛ может попросту не запуститься, а та, которая горит – может погаснуть.
Рассматривая принцип работы ртутных газоразрядных ламп (ДРЛ), следует учитывать ее сильный нагрев во время работы. Поэтому конструкция приборов освещения с такими лампами предусматривает использование термостойких проводов и качественных контактов, устанавливаемых в патроне. В процессе нагревания происходит рост давления внутри горелки с одновременным ростом пробойного напряжения. Из-за этого нагретая лампа может не включиться. Прежде чем производить повторное включение, нужно дать ей остыть.
Виды газоразрядных ламп.
По давлению различают:
- ГРЛ низкого давления
- ГРЛ высокого давления
Газоразрядные лампы низкого давления.
Люминесцентные лампы (ЛЛ) – предназначены для освещения. Представляют собой трубку, покрытую изнутри люминофорным слоем. На электроды подается импульс высокого напряжения (обычно от шестисот вольт и выше). Электроды разогреваются, между ними возникает тлеющий разряд. Под воздействием разряда начинает излучать свет люминофор. То, что мы видим – это свечение люминофора, а не сам тлеющий разряд. Они работают при низком давлении.
Подробнее о люминесцентных лампах — тут
Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) принципиально ничем не отличаются от ЛЛ. Различие только в размерах, форме колбы. Плата с электроникой для запуска, как правило, встроена в сам цоколь. Все направлено на миниатюризацию.
Подробнее об устройстве КЛЛ — тут
Лампы подсветки дисплеев также не имеют принципиальных отличий. Питаются от инвертора.
Индукционные лампы. Этот тип осветителя не имеет никаких электродов в свое колбе. Колба традиционно заполнена инертным газом (аргон) и парами ртути, а стенки покрыты слоем люминофора. Ионизация газа происходит под действие высокочастотного (от 25 кГц) переменного магнитного поля. Сам генератор и колба с газом могут составлять одно целое устройство, но есть и варианты разнесённого изготовления.
Газоразрядные лампы высокого давления.
Существуют и приборы высокого давления. Давление внутри колбы превышает атмосферное.
Дуговые ртутные лампы (сокращенно ДРЛ) ранее применялись для наружного уличного освещения. В настоящее время применяются все реже. На смену им приходят металлогалогеновые и натриевые источники света. Причина – низкая эффективность.
Внешний вид лампы ДРЛ
Дуговые ртутные лампы с йодидами (ДРИ) содержат горелку в виде трубки из плавленого кварцевого стекла. В ней находятся электроды. Сама горелка наполнена аргоном – инертным газом с примесями ртути и йодидов редкоземельных металлов. Может содержать цезий. Сама горелка размещена внутри колбы из жаропрочного стекла. Из колбы выкачан воздух, практически горелка находится в вакууме. Более современные оснащаются горелкой из керамики – она не темнеет. Применяются для освещения больших площадей. Типичные мощности от 250 до 3500 Вт.
Дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ) имеют вдвое большую светоотдачу в сравнении с ДРЛ при тех же потребляемых мощностях. Эта разновидность предназначена для уличного освещения. Горелка содержит инертный газ – ксенон и пары ртути и натрия. Эту лампу можно сразу узнать по свечению – свет имеет оранжево-желтый или золотистый оттенок. Отличаются довольно большим временем перехода в выключенное состояние (около 10 минут).
Дуговые ксеноновые трубчатые источники света характеризуются белым ярким светом, спектрально близким к дневному. Мощность лам может достигать 18 кВт. Современные варианты выполнены из кварцевого стекла. Давление может достигать 25 Атм. Электроды изготавливаются из вольфрама, легированного торием. Иногда применяется сапфировое стекло. Такое решение обеспечивает преобладание ультрафиолета в спектре.
Световой поток создается плазмой около отрицательного электрода. Если в состав паров входит ртуть, то свечение возникает возле анода и катода. К этому типу относят и вспышки. Типичный пример – ИФК-120. Их можно опознать по дополнительному третьему электроду. Благодаря своему спектру они отлично подходят для фотодела.
Металлогалогенные газоразрядные лампы (МГЛ) характеризуются компактностью, мощностью и эффективностью. Зачастую применяются в осветительных приборах. Конструктивно представляют собой горелку, помещенную в вакуумную колбу. Горелка изготовлена из керамики, либо кварцевого стекла и заполнена парами ртути и галогенидами металлов. Это необходимо для корректировки спектра. Свет излучается плазмой между электродами в горелке. Мощность может достигать 3.5 кВт. В зависимости от примесей в парах ртути возможен разный цвет светового потока. Обладают хорошей светоотдачей. Сроком эксплуатации может достигать 12 тысяч часов. При этом имеет хорошую цветопередачу. Долго выходит на рабочий режим – около 10 минут.
Основные технические показатели ламп ДЛР.
Показатели
Дуговые ртутные люминесцентные
В статье рассказывается о популярных гибридных ртутно-вольфрамовых лампах.
Иногда светотехника преподносит сюрпризы: неудачный источник света приобретает настолько большую популярность, что его массовым выпуском занимаются ведущие светотехнические фирмы. Речь идет о лампах дуговых ртутно-вольфрамовых (ДРВ).
Конструктивно ртутно-вольфрамовая лампа представляет собой разрядную ртутную горелку, аналогичную лампам ДРЛ. Но дополнительно в колбе монтируется последовательно с горелкой вольфрамовая спираль. Она размещена во внешней колбе, в среде аргона, и служит токоограничивающим элементом для горелки. Такая лампа не требует внешней пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) и может непосредственно устанавливаться в светильник вместо ламп накаливания.
Именно эта возможность и обусловила коммерческий успех ламп ДРВ. Дело здесь не только в бедности предприятий стран СНГ – спрос на данный тип ламп очень высок и в странах с развитой экономикой. Причина в том, что в наследство от мощных ламп накаливания достался огромный парк светильников зонтичного типа. Замена таких светильников, особенно в производственных помещениях, связана с затратами не только на сами осветительные приборы, но и системы крепления и разводку осветительных линий.
Поэтому, возможность непосредственной замены традиционных ламп на более эффективные гибридные источники обеспечило очень высокий спрос на лампы ДРВ. В Украине более 60% закупок ртутных ламп высокого давления приходится на ртутно-вольфрамовые источники света.
Но нужно отдавать себе отчет, что световые параметры подобных источников гораздо хуже даже не очень эффективных ламп ДРЛ. О причинах и особенностях работы ламп ДРВ и пойдет речь ниже.
На первый взгляд, эффективность гибридного источника должна быть выше, чем каждого в отдельности источника: ртутная горелка возбуждает люминофор, а вольфрамовая спираль дополнительно дает небольшой, но свой вклад в суммарный световой поток. На практике получается обратная картина: эффективность ламп ДРВ на 30-50% процентов ниже, чем у ламп ДРЛ с индуктивным дросселем.
Постараемся разобраться в причинах подобного явления. Прежде всего, об эффективности свечения вольфрамовой спирали, играющей роль ограничителя тока через горелку. Ее сопротивление и мощность рассчитывают из условий пусковых режимов ртутной горелки. При начальном поджиге напряжение на горелке равно двум катодным падениям потенциала, т.е. около 20В.
По мере разгорания горелки напряжение на ней растет до 60-70В, а на спирали оно, соответственно, уменьшается. Поэтому в рабочем режиме вольфрамовая спираль светит чуть лучше, чем лампа накаливания, включенная на половинное рабочее напряжение. Но ведь светит же! Вторая причина малой эффективности лампы ДРВ менее очевидна.
Горелка ламп ДРЛ обычно работает с индуктивным балластом. При переходе напряжения сети через амплитудное значение индуктивность начинает отдавать накопленную энергию в нагрузку, «затягивая» напряжение на горелке. Поэтому «площадка» высвечивания столба плазмы при питании от индуктивного балласта составляет около 80% длительности полупериода сетевого напряжения.
А вот при ограничении тока активным балластом (вольфрамовой спиралью) подобная подкачка энергии отсутствует. Поэтому длительность свечения горелки сокращается на 25-30%. Соответственно, падает световой поток и эффективность лампы. Вклад свечения вольфрамовой спирали не может компенсировать это падение, им можно вообще пренебречь.
Поэтому лампы ДРВ даже от ведущих производителей (Philips, OSRAM) имеют эффективность не более 30 лм/Вт. Для сравнения: лампы ДРЛ этих фирм имеют отдачу 40-50 лм/Вт. Сравнительно низкая световая отдача и небольшой срок службы, обычно не более 4000 часов, является характерным недостатком ламп ДРВ. Он определяется вольфрамовой спиралью и делает эти гибридные источники невыгодными для наружного освещения. Замена таких ламп требует применения вышек, что увеличивает расходы при эксплуатации. Но использование ламп ДРВ для внутрицехового освещения еще долго будет стимулировать спрос на эти лампы.
Номенклатура этих источников ограничена: лампы мощностью 160 с цоколем Е27 и более мощные лампы 250, 500Вт с цоколем Е40. Отдельными фирмами предлагаются лампы мощностью 700 и 1000Вт, но они имеют еще более ограниченное применение.
