Індукційне освітлення – порівняння з ДРЛ, ДНаТ, світлодіодами. Недоліки та переваги.

З кожним роком все більше світильників, що містять ртуть, забороняється.

За дуже короткий час це стосуватиметься більшості енергозберігаючих ламп. Не лише їх виробництво, а й імпорт та експорт стануть незаконними.
Так що, якщо ви не боїтеся «ртутних страшилок» та всілякої демеркуризації, запасіться цими лампочками для майбутнього використання вже сьогодні.

Як варіант, нам пропонуються вже знайомі всім світлодіодні лампи. Однак не завжди і не за всіх умов вони є гідною заміною.

Принцип роботи індукційної лампи

Наприклад, для освітлення великих просторів дуже підходять інші інноваційні індукційні пристрої.

Хоча вони з'явилися кілька років тому, багато хто досі не знає про їхнє існування.

Параметрам такої лампи, а особливо терміну служби, може позаздрити більшість світлодіодів. Що це за диво техніки?

Її називають індукційною лампою без електродів. Певною мірою його можна вважати прототипом джерела світла для бездротової передачі енергії Миколи Тесла.

На перший погляд, це звичайна люмінесцентна лампа. І принцип їхньої роботи в чомусь схожий.

У нас є балон, наповнений інертним газом, що містить невелику кількість ртуті. Однак, на відміну від звичайних люмінесцентних ламп, у ньому використовується особливий сплав ртуті у твердій формі: амальгама.

При іонізації ртуть випромінює ультрафіолетове випромінювання. Піднімаючись на люмінофор, він перевипромінюється вже у видимому спектрі кольорів.

На відміну від інших люмінесцентних ламп індукційні лампи не мають електродів. Це просто скляна колба без дротів.

Енергія проникає всередину завдяки високочастотному електромагнітному полю. Простіше кажучи, це якийсь гібрид трансформатора та люмінесцентної лампи. Вони мають різні форми.

Первинна обмотка тут виконана на феритових тороїдальних сердечниках. А вторинна обмотка це замкнутий контур плазми всередині колби.

На вигляд він чимось нагадує лампи з «холодним катодом», що використовуються в моніторах і сканерах. Але є ще електроди.

Конструкція та пристрій

Тут у конструкцію світильника включені такі компоненти:

• газорозрядна трубка із фосфором

• феритовий електромагніт з покриттям на трубці

• центральна рана

• електронний баласт - електронний баласт

• зовнішній контейнер

Цілісний балон спочатку складається з двох половинок трубки.

Вони герметично скріплені між собою за нормальної температури 1200 градусів.

Також з труб необхідно видалити все повітря, що залишилося. Для цього до апарату приварюється невелика трубка, що виступає з колби, яка хитає повітря.

Потім колбу наповнюють інертним газом. Крім того, невелика трубка діє як ніша для подачі кульок твердої ртуті розміром із голівку шпильки.

Коли лампа спалахує, ртуть випаровується.

Така незвичайна конструкція дозволила в десятки разів продовжити термін служби цих джерел світла в порівнянні з ДРЛ, ДНаТ та звичайними люмінесцентними.

Тут термін служби зручно досягає 100 000 годин безперервної роботи. І це не мало не мало, майже 11 років постійної пишності!

Усередині такої лампи просто нема чого горіти і виходити з ладу. Крім того, відсутність металевих електродів збільшує стабільність люмінофора.

Він не мажеться і не взаємодіє з металевими частинками, як у випадку з традиційними люмінесцентними лампами.

Звичайно, ви можете подати напругу на простий енергозберігаючий автомат ззовні. При цьому в ньому з'явиться світло.

Але таке введення струму загрожує розбиття скла, оскільки в точці переходу утворюватиметься конденсат.

Для іонізації газу та підтримки плазми мережна напруга 220 В не підходить для індукційного напруження. Тому такі лампи живляться від імпульсного блоку живлення.

Він генерує змінний струм з амплітудою 200 В та частотою 250 кГц. Деякі бояться таких ламп, майже порівнюючи їх із відкритими мікрохвильовими печами, що постійно висять над їхніми головами.

Це марний занепокоєння, оскільки вони випромінюють лише кілька ват на різних частотах до 4 МГц, і це теж не ВЧ (короткі хвилі).

Тим часом мікрохвильова піч випромінює не менше 600 Вт у мікрохвильовому діапазоні 2,4 ГГц. У цьому сенсі стільниковий телефон навіть небезпечніший, ніж індукційна лампа.

Технічні характеристики

Як і інші енергозберігаючі лампи, індукційні моделі мають інший світловий потік. Найбільш поширені лампи з потоком від 2700К до 6500К.

Ось технічні характеристики деяких найпопулярніших моделей індукційних ламп.

Біспектральні лампи: використовуються для вирощування рослин:

До речі, мала потужність індукційної системи світить розсіяними променями і тому не спалює рослини навіть за невеликої висоті підвішування таких фітоламп — від 40 см до 1,5 м.

Деякі рослини, наприклад томати, дуже люблять це розсіяне світло. Крім того, спектр цих ламп на 2/3 відповідає ФАР (активного фотосинтетичного випромінювання).

І саме це випромінювання сприяє активному зростанню та цвітінню рослин у гроубоксах, теплицях, теплицях.

Інші типи ламп та їх технічні параметри:
Точкові світильники Світильники для високих стель Кронштейни настінні Консоль для опор освітлення

Порівняння різних видів освітлення

Порівняння спектра індукційної лампи та лампи ДНаТ:

Таблиця інших параметрів порівняння (світловіддача, споживання, світловий потік):

Переваги та недоліки

У індукційних ламп багато переваг:

На відео нижче показані металогалогенная лампа (ліворуч), натрієва лампа (праворуч) та індукційна лампа (в центрі). Відчуйте різницю.

• мінімальний час виходу на номінальний режим напруження

• високий ККД та косинус фі (більше 0,98)

• необмежену кількість циклів включення-вимкнення

• немає великого пускового струму

• проста установка

• лампи можна використовувати з блоками керування та регулювати яскравість для димування

• стабільна робота за наднизькими температурами (до -40 градусів)

• стабільне свічення при низькому рівні напруги

• низьке нагрівання поверхні (максимум до 80 градусів)

Це не ГЕС із її нагріванням до 350 градусів за Цельсієм!

• висока світловіддача (до 160 лм/Вт)

• на відміну від світлодіодів, які зрештою втрачають більше половини своєї яскравості, для індукційних світлодіодів вона зменшується на чверть за 10 років

Слабким місцем цих ламп є блок живлення. Це він швидше за фляжки ламається. Фактично, його термін служби такий самий, як у ламп DRL або HPS.
До інших недоліків можна віднести такі моменти:

Тож краще тримати електроніку подалі від нього.

• крихкість

• менша універсальність

• загальний ККД нижче, ніж у світлодіодних світильників

• масове падіння попиту та, як наслідок, відмова виробників від подальшого розвитку технології

• китайські моделі грішать поступовим розбризкуванням фосфору

Таким чином, ми не говоримо про 100 000 годин роботи для економічних моделей.

Світлодіоди навіть краще за характеристиками у масі. Отже, майбутнє належить їм.

Хоча у них є свої «резерви» і недоліків хоч греблю гати. Один із основних — це скорочення терміну корисного використання.

Багато світлодіодні стрічки та проектори, зібрані на базі, виходять з ладу задовго до закінчення гарантійного терміну. Чому так відбувається і як цього уникнути, читайте у статті нижче.

Утилізація та безпека

Тим, кого турбує екологія та утилізація індукційних ламп, слід пам'ятати, що вони використовують амальгаму, а не лише ртуть.

За нормальної кімнатної температури він не випаровується і не розтікається. Тому він безпечніший за свій рідкий аналог.

Звичайна ртуть із амальгами у невеликих кількостях (0,25 міліграма для моделі на 200 ват) виділяється тільки при включенні та включенні лампи.

Тому при поломці лампочки не буде жодних наслідків як у дешевих люмінесцентних моделях та іншій економії енергії.

При утилізації таких ламп зазвичай не виникає серйозних проблем із навколишнім середовищем. Деякі користувачі викидають їх як побутові відходи. Хоча робити це необов'язково.

Якщо підсумувати роботу останніх кількох років, то можна сказати, що індукційні лампи все ж таки програли світову конкуренцію світлодіодам.

їх економічно зручно використовувати тільки у великих приміщеннях з висотою стелі понад 6 метрів, а іноді і на відкритому повітрі.

Найчастіше їх монтують:

• в ангарах

• промисловий склад

• великі теплиці та теплиці 1 з 3

• криті спортивні споруди

Таким ламп тут немає конкурентів, та й не буде ще довго.

Види та характеристики індукційних ламп, переваги та недоліки

Індукційна лампа (ІЛ) – це газорозрядна лампа без електродів усередині колби. Принцип дії та свічення засноване на плазмі, яка формується під дією високочастотного магнітного поля. Докладніше індукційні лампи розберемо у статті.

Трохи історії індукційних ламп

Перший безелектродний розряд був отриманий німецьким вченим І. В. Хітторф в 1884 році. Декілька десятиліть інші вчені намагалися повторити експеримент Хітторфа, не у всіх це виходило. На початку 20 століття американський винахідник П.С. Х'юїтт отримав патент на безелектродне джерело світла, але випускати такі світлові прилади почали тільки в 30-х роках. 1938 року третій учений К. Ле Бел придумав заповнювати колбу безелектродного світильника парами ртуті.

У 60-х роках 20 століття індукційні джерела світла вже розділилися на три типи: лампа з «внутрішньою порожниною», трансформаторна лампа та компактна люмінесцентна лампа із вбудованим пускорегулюючим пристроєм (ЕПРА).

У 80-х розробляються безелектродні джерела світла, у яких світіння засноване на плазмі індукційного розряду, збуджуваного високочастотним індуктором. Такі ІЛ досить прості в конструкції, добре світять, довго служать та економлять електроенергію.

Пристрій та принцип роботи індукційних ламп

Конструкція ІЛ із внутрішнім та зовнішнім індуктором

Індукційна лампа складається з газорозрядної трубки, індукційної котушки та генератора високочастотного струму. У деяких моделях додається осердя або феромагнітний екран для зниження розсіювання магнітного поля.

Колба ІЛ покрита зсередини люмінофором і зазвичай заповнена сумішшю аргону з парами ртуті. В окремих випадках застосовується інша суміш: ксенон-аргон-криптон-неон.

Індукційна котушка є первинною обмоткою трансформатора, а порожнина колби з іонізованим газом – вторинний виток.

Підключення ІЛ до мережі відбувається через баласт:

Електрична схема підключення ІЛ

Баласт підключається до джерел напруги: постійної або змінної. Баласти працюють при різних значеннях напруги.

Генератор потрібний для запитування котушки індуктивності високочастотним струмом (від 190 кГц до 2,65 МГц). При цьому напруженість електричного поля підвищується до виникнення електричного пробою - газова суміш переходить в низькотемпературну плазму. Плазма – добрий провідник струму. Усередині колби починає протікати струм і від цього виділяється енергія. Виділена енергія збуджує атоми газової суміші, які починають випромінювати фонони. Причому довжина хвилі випромінювання атомів ртуті лежить в ультрафіолетовому спектрі, тобто не видимому людському оці. Для переведення випромінювання у видиме світлове застосовують люмінофор, який наноситься на внутрішню поверхню колби.

Відсутність конструкції ІЛ електродів запобігає їх поступове руйнування і осадження матеріалу електродів на стінках колби. За рахунок цього значно зростає період використання індукційних джерел світла: до 120 000 годин, що є максимальним з усіх видів освітлювальних приладів.

Класифікація та технічні характеристики

ІЛ поділяють формою колби, способам установки електронних пристроїв: генераторів і котушок.

За способом розміщення електронних пристроїв виділяють ІЛ з:

• Зовнішнім генератором: лампа та генератор є роздільними пристроями;
• Вбудованим генератором: лампа та генератор об'єднані в одному корпусі;
• Зовнішня індукція: котушка розташовується навколо колби;
• Внутрішній індукції: котушка розміщується усередині колби.

За формою колби виготовляють такі джерела світла:

• Круглі (ІЛК). Є кільцем. Характеризуються високою світловіддачею, різними колірними температурами, рівномірним світловим потоком.
• Кулясті (ІЛШ). Виготовляються для заміни ламп розжарювання великої потужності.
• U-подібні (ІЛУ). Найчастіше виготовляються із зовнішнім генератором, світять білим світлом.
• Кільцеподібні (ІЛБ, ІЛБК). Запускаються за низьких температур (-35⁰), спектр свічення — м'який білий. Усі електронні пристрої вбудовані у колбу.

Характеристики ІЛ

Фітолампи світять синім та рожевим спектром.

Термін служби. Дуже великий: 60 000-150 000 годин. Крім високочастотних серій ФБ та ВКсШ (50-150 годин).

Світловіддача. Висока: 80-160 лм/Вт. Причому чим вище потужність, тим більше світловий потік. Протягом експлуатації світловіддача знижується незначно: за заявою виробників після 60000 годин напрацювання світловий потік становить понад 70% від номінального.

Потужність. Діапазон становить від 15 до 500 Вт. (Втім, іноді випускаються потужніші виключно промислового призначення).

Індекс кольору: вище 80

Колірна температура. Колір свічення залежить від люмінофора, що застосовується для покриття колби. Як і в люмінесцентних джерел світла, колірний діапазон досить широкий. Найчастіше зустрічаються лампи з теплим (3500 К), нейтральним (4100К, 5000 К) та холодним (6500 К) світлом. Фітолампи для рослин світять синім чи рожевим спектром залежно від призначення підсвічування.

Діапазон робочих температур: від -40⁰ до +60⁰С. Низьке нагрівання колби: 40-60⁰С.

Димування: яскравість регулюється від 30 до 100%. ІЛ не вимагають димерів спеціальних конструкцій: підійде простий регулятор, як для лампи розжарювання.

Нечутливість до стрибків напруги електромережі, оскільки без електродні джерела світла спеціально захищені від коротких замикань та перепадів мережі. Миттєве розпалювання.