В связи с популяризацией энергосберегающих ламп возрастает потребность в развенчивании мифов об этом устройстве. Одни источники гласят о безвредности и экономичности данного прибора, а другие - о вреде для здоровья и об неэффективности энергосбережения. В данной статье попробуем разобраться как работают энергосберегающие лампы и о целесообразности покупки так называемых “экономок”.
Устройство и принцип работы энергосберегающих ламп
Принцип работы обычной энергосберегающей лампы напоминает люминесцентный светильник. Основные составляющие энергосберегающей лампы:
- пускорегулирующее устройство;
- люминесцентная колба.
Обычная энергосберегающая лампа отличается от люминесцентного светильника наличием электрического пускорегулирующего устройства.
Люминесцентные колбы бывают U-образных или спиральных форм. Внутренние стенки колбы имеют люминофоровое покрытие и состоят из двух спиралей, которые запаяны в конце трубки. При раскалении ЭСЛ происходит выход электронов на поверхность спирали. Между спиралями возникает большое напряжение и в парах ртути выделяется ультрафиолетовое излучение, которое обеспечивает процесс освещения. От количества ртути в составе люминофора зависит цвет свечения лампы. Строк эксплуатации ЭСЛ составляет от 6000 до 15000 часов.
Схема энергосберегающей лампы мощностью 11 Вт:
- помехозащитный дроссель;
- предохранитель;
- диодный мост;
- фильтрирующий конденсатор.
Разновидности энергосберегающих ламп
Некоторые источники называют энергосберегающими лампами, только люминесцентные лампы, но это неправильно. Ведь энергосберегающей лампой имеет право называться любое устройство, которое обладает хорошей светоотдачей, но при этом потребляет небольшое количество электроэнергии.
Поэтому к энергосберегающим лампам относят:
- люминесцентные лампы компактного типа;
- линейные люминесцентные лампы;
- некоторые разновидности светодиодных ламп.
Последний вариант имеет больше преимуществ, чем обычные люминесцентные лампы. Светодиодные лампы не содержат в составе ртути и других опасных для жизни человека веществ. Уровень светоотдачи светодиодных ламп намного выше, а механическая прочность обеспечивает долгую и бесперебойную работу такого устройства.
По составу определяется температура энергосберегающих ламп, а, соответственно, и цвет, который излучает обычная ЭСЛ. Для получения мягкого белого цвета выбирают лампу 2700 К (измерение по шкале Кельвина), лампа 4200 К - обладает мягким белым цветом, а 6400 К - излучает холодный белый оттенок.
Виды люминесцентных энергосберегающих ламп
По типу устройства выделяют люминесцентные лампы:
- с электромагнитным дросселем;
- с электрическим дросселем.
Второй вариант отличается бесшумностью и лучшим качеством работы.
По размерам цоколя выделяют:
- Е14 имеет резьбовое отверстие 1,4 см и устанавливаются в уменьшенные бытовые патроны;
- Е27- 2,7 см подходит для установки в стандартные патроны;
- Е40- 4,0 см отличаются встроенным электронным балластом.
Энергосберегающие лампы имеют международную маркировку, которая характеризует яркость света, излучаемого лампой. Чтобы узнать показатель цветопередачи, первую цифру маркировки умножьте на 10. Интервал показателя от 60 до 100.
Вторая и третья цифры маркировки, это температура по шкале Кельвина, разделенная на 100. Например, покупая лампу с индексом маркировки 827, необходимо 8*10, а 27*100. Получается показатель цветопередачи 80, а температура и цвет - 2700.
Для освещения метро, магазинов, общественных помещений используют энергосберегающие лампы с маркировкой от 2700 до 3500 К.
Наилучший вариант освещения жилого помещения обеспечивает ЭСЛ с маркировкой 830, 840.
Чтобы увеличить строк службы энергосберегающих ламп необходимо придерживаться некоторых правил:
- избегать колебаний напряжения, по возможности установить стабилизаторы напряжения;
- ограничить количество включений и выключений лампы.
Устранение основных неисправностей энергосберегающих ламп
Причины появления неисправностей в работе энергосберегающей лампы:
- использование некачественных компонентов при изготовлении или при ремонте лампы;
- использование деталей, которые не подходят под существующее напряжение;
- постоянная работа лампы приводит к перегреву корпуса и выходу лампы из строя, так как в колбе отсутствует вентиляция, все детали быстро нагреваются.
При прекращении работы энергосберегающей лампы первым делом проверьте целостность ламповых нитей. Потемнения стекла энергосберегающей лампы является главным признаком того, что нить оборвалась. Для восстановления такой лампы воспользуйтесь резистором 10 Ом 0,25 Вт, удалите диод, который шунтирует данную спираль. После этой процедуры, при запуске лампы на протяжении 10 секунд будет наблюдаться мерцание.
В следствии нарушений теплового режима выходят из строя транзисторы.Чтобы осуществить замену транзисторов, сначала выпаяйте данные элементы, а затем установите новые. При выборе транзисторов ориентируйтесь на серию 13003.
Наименование транзисторов в зависимости от мощности энергосберегающих ламп:
- от 1 до 9 Вт - 13001 ТО-92;
- 9 Вт - 13002 ТО-92;
- от 15 Вт до 20 Вт - 13003 ТО-126;
- от 25 Вт до 40 Вт - 13005 ТО-220;
- от 40 Вт до 65 Вт - 13007 ТО-200;
- 85 Вт - 13009 ТО-220;
Для устранения мерцания энергосберегающей лампы нужно проверить конденсатор. В следствии повышенного напряжения возникает пробой. В таком случае замените конденсатор.
Если быстро перегорают энергосберегающие лампы, значит отсутствует вентиляция, например, в точечных светильниках или присутствуют резкие скачки напряжения. Для этого следует установить стабилизатор.
Энергосберегающие лампы - влияние на здоровье человека
Перед тем как разобрать вопрос о влиянии энергосберегающих ламп на здоровье человека, рассмотрим основные преимущества и недостатки данного устройства.
Преимущества ЭСЛ:
- длительный срок использования;
- использование небольшого количества электроэнергии;
- гарантия, которая позволяет произвести замену лампы;
- наличие стабильного светового потока;
- использование при высоких ограничениях температурного режима;
- возможность выбора типа освещения.
Недостатки ЭСЛ:
- высокая стоимость, по сравнению с обычными лампочками;
- при механическом повреждении возможно проникновение ртути в окружающую среду;
- довольно большая цокольная часть, которая не вписывается во все светильники;
- научно доказанный вред энергосберегающих ламп на здоровье человека.
При проведении исследований энергосберегающих ламп было выявлено, что данные устройства обладают высоким уровнем электромагнитного и ультрафиолетового излучения, поэтому рекомендуется устанавливать энергосберегающие лампы на расстоянии 300 см от человека. Не рекомендуется устанавливать такие лампы в светильники или приборы, вблизи которых человек постоянно находится. Последствия электромагнитного излучения:
- обострение хронических болезней;
- влияние на нервную и сердечно-сосудистую систему;
- ускорение расхода ресурсных сил организма.
Большое количество включенных энергосберегающих ламп наносит вред не только здоровью человека, но и негативно влияет на электротехническую безопасность.
Содержание ртути в одной лампочке способно с легкостью отравить большое количество людей, поэтому рекомендуется сдавать данные устройства на утилизацию в специальные заведения. Продолжительное влияние минимальных паров ртути также негативно влияет на здоровье человека и приводит к микромеркуализму - отравлению ртутью, сопровождающееся повышенной усталостью, сонливостью, апатией и другими симптомами.
Для людей, чувствительных к ультрафиолету, такие лампы представляют большую опасность. Ведь через колбу выходит наружу небольшое количество ультрафиолета, который вызывает кожные мутации. Ультрафиолетовый свет энергосберегающих ламп представляет наибольшую опасность для глаз, поэтому не используйте энергосберегающие лампы на расстоянии, которое превышает 200-300 см.
Энергосберегающие лампы характеристики и обзор производителей
Энергосберегающие лампы купить возможно в любом магазине электроники или на строительном рынке. Среди разнообразия торговых марок, изготавливающих ЭСЛ, тяжело не растеряться, поэтому рассмотрим основных производителей энергосберегающих ламп:
1. OSRAM (Германия) - энергосберегающие лампы, которые имеют различные формы: спирали, шара, круга, свечи, цоколя и более сложные комбинации.
Разновидности энергосберегающих ламп OSRAM:
- интегрированного типа;
- неинтегрированного типа.
Первый вариант запускается автоматически, а второй - требует наличия специального пускового устройства в патроне светильника.
У данного производителя энергосберегающих ламп отзывы только положительного характера. Лампы не перегорают и исполняют функции в течении длительного времени.
Цена от 2 до 6 $.
2. UNIEL (Россия) - представляет три серии энергосберегающих ламп:
- Премиум - ЭСЛ имеют улучшенные характеристики и длительный срок службы;
- Промо - имеют высокий световой поток и первый класс энергопотребления;
- Стандарт - лампы имеют форму открытой спирали, экономят 80 % электроэнергии.
Разнообразие форм: спираль, груша, полуспираль, точечные лампы, рефлекторы, свечи, линейные лампы, модульные, прожекторные и ультрафиолетовые лампы.
Цена: от 3 до 5 $.
3. Philips (Голландия) - представляет большой выбор энергосберегающих ламп, которые отличаются разнообразием форм, цветов и сферы применения.
Особенности:
- высокая энергоэффективность;
- разнообразие цветовых температур;
- отсутствие нагревания колбы.
Цена от 4 до 7 $.
4. Camelion (Гонконг) - энергосберегающие лампы, которые имеют ряд преимуществ:
- срок службы в восемь раз выше, чем у обычной лампочки;
- использование как в открытых, так и в закрытых светильниках;
- при включении лампы отсутствует мерцание;
- излучение мягкого света, который не ослепляет глаза;
- термоустойчивость от -25 до +50 градусов;
- широкий выбор мощностей и моделей ламп;
- три серии: Классик, ПРО и Эко.
Цена от 2 до 5 $.
5. Космос (Россия) - представляет энергосберегающие лампы, которые излучают максимальный свет при минимальных размерах.
Использование:
- спальня или гостиная для создания романтической атмосферы;
- лампы, выполнены в необычной декоративной форме, которая позволяет использовать их без светильника;
- жилые или промышленные помещения;
- освещение декоративных потолков или выставочных центров.
Цена от 2 до 4 $.
6. Wolta (Германия) - используются для освещения рабочих мест или жилых помещений.
Особенности:
- компактные модели;
- широкий спектр применения;
- экономичность;
- высокая надежность и долговечность.
Цена от 4 до 9 $.
7. Vito (Турция) - энергосберегающие лампы, которые представлены сериями Spiral и Vito T8.
Характеристика:
- эксплуатация в течении 8000 часов;
- спиралевидная форма ламп;
- цвета: от теплого белого до холодного синего;
- крепкий корпус, для предотвращения механических повреждений.
Цена от 5 до 7 $.
8. General Electric (США) - представляет разнообразные модели ЭСЛ.
Особенности:
- линейка энергосберегающих ламп Link - представляет собой “умные лампы”, которые управляются при помощи смартфона. Стоимость таких устройств составляет от 25 до 60 $;
- компания создала вакуумные лампы накаливания, которые актуальны уже более 30-ти лет.
Цена от 5 до 9 $.
Содержание:
«Энергосберегающие лампы» (экономки, энергосберегайки) , призванные заменить лампы накаливания , появились на рынке более десяти лет назад и сразу привлекли внимание потребителей. Производители энергосберегающих ламп обещали пятикратное снижение расхода электроэнергии затрачиваемой на освещение и срок службы, превышающий срок службы лампы накаливания, в 10 и более раз. Надо сказать, что обещания эти в целом оправдались. Длительный опыт использования экономок подтвердил высокие энергетические и эксплуатационные характеристики новых источников света.
Следует заметить, что термин «энергосберегающие лампы» не является вполне точным. С таким же успехом энергосберегающими можно назвать любые источники света, потребляющие меньше электроэнергии, чем лампы накаливания при равном световом потоке. Таких источников света достаточно много. Это и привычные линейные люминесцентные лампы и лампы ДРЛ. К категории энергосберегающих ламп также можно отнести галогенные и светодиодные лампы. Так что прижившийся термин можно считать удачным маркетинговым ходом, позволившим получить высокий уровень продаж ламп данного типа. Более корректным названием энергосберегающей лампы нужно считать название, которое используют специалисты – компактная люминесцентная лампа.
В этом материале мы постараемся подробно рассказать о принципе работы и устройстве компактных люминесцентных ламп, обсудим их достоинства и недостатки, рассмотрим наиболее приемлемые сферы применения.
Устройство и принцип работы энергосберегающих ламп
Энергосберегающие лампы являются модификацией люминесцентных ламп, приспособленной к установке в светильники и люстры с винтовыми патронами Эдисона Е14, Е27 или Е40. Стандартный винтовой цоколь позволяет производить замену обычных ламп накаливания на энергосберегающие без переделки светильников. Газоразрядные трубки энергосберегающих ламп могут иметь U-образную или спиральную форму. Количество трубок и их размер зависит от мощности лампы. Внутри газоразрядной трубки размещаются две нити накала, одновременно являющиеся катодами. Для повышения эмиссионной способности катодов их покрывают керамикой на основе щелочных металлов. Газоразрядные трубки заполняются инертным газом с присутствием паров ртути. Внутренняя поверхность трубок покрывается слоем люминофора, который определяет спектр и цветовую температуру свечения лампы. Внутри цоколя лампы размещается преобразователь напряжения (драйвер) выполняющий функцию электронного пускорегулирующего устройства.
При подаче напряжения на энергосберегающую лампу драйвер вырабатывает высокое напряжение способное вызвать пробой газового промежутка между электродами. Одновременно происходит нагрев спиралей, увеличивающий эмиссионную способность электродов и способствующий испарению ртути. Спустя некоторое время в трубке возникает устойчивый газовый разряд. В это время драйвер переходит в режим электронного балласта. Ток и напряжение поддерживаются на оптимальном рабочем уровне. Во время газового разряда пары ртути активно излучают ультрафиолет. Ультрафиолетовое излучение поглощается люминофором, который в свою очередь начинает излучать свет из видимой части спектра.
Лампы энергосберегающие как правило рассчитаны на питание от сети переменного тока 220 В. Однако в продаже можно встретить энергосберегающие лампы 12 вольт и 24 вольт которые могут питаться от автомобильных аккумуляторов или бортовой сети автомобилей.
Светотехнические характеристики компактных люминесцентных ламп
Светотехнические характеристики энергосберегающих ламп не отличаются от характеристик линейных люминесцентных ламп. У большинства производителей индекс цветопередачи компактных ламп составляет 80 – 98, что входит в зону зрительного комфорта. Что касается цветовой температуры, то она может варьироваться от 2700 К (теплый) до 6000 К (холодный белый), что позволяет подобрать лампы с необходимой цветовой температурой для различных применений и помещений.
В принципе применение электронного пускорегулирующего устройства в энергосберегающих лампах должно исключать мерцание света (пульсацию), так как оно работает на частоте в несколько десятков килогерц. Однако некоторые производители экономят на высоковольтных электролитических конденсаторах, устанавливаемых в фильтрах выпрямителя драйверов. Это может привести к заметным пульсациям светового потока лампы с удвоенной частотой сети. Убедиться в отсутствии пульсаций света можно проведя видеосъемку с помощь телефона или видеокамеры.
Энергетические и эксплуатационные характеристики энергосберегающих ламп
Световая отдача компактных люминесцентных ламп в четыре-пять раз выше, чем у ламп накаливания. Это означает, что при равном световом потоке энергосберегающие лампы потребляют электроэнергии в четыре-пять раз меньше. Например, лампа энергосберегающая 20w e27 светит, так же, как и лампа накаливания, мощностью 100 ватт. Ниже приведена таблица соответствия между мощностями потребления ламп накаливания и компактных люминесцентных ламп.
Срок службы ламп энергосберегающих значительно превышает срок службы лампы накаливания. Если лампы накаливания служат в среднем около 1000 часов, то срок службы компактных люминесцентных ламп может превышать 10 000 часов.
Энергосберегающие лампы стоят заметно дороже, чем лампы накаливания. Однако учитывая их высокую энергоэффективность и длительный срок службы, можно не сомневаться, что замена ламп накаливания на энергосберегающие быстро окупится.
Особенность эксплуатации энергосберегающих ламп
Энергосберегающие лампы не сразу выходят на рабочий режим после включения. Для достижения максимального светового потока им может потребоваться несколько минут. Световой поток ламп по мере их эксплуатации постепенно снижается. Это происходит из-за деградации катодов и люминофора. Все эти факторы необходимо учитывать, выбирая компактные люминесцентные лампы в качестве источников света.
Компактные люминесцентные лампы плохо работают при низких температурах. Это связано с физикой газового разряда. Поэтому энергосберегающие лампы не стоит устанавливать в уличные светильники или применять в неотапливаемых помещениях.
Для освещения рабочих мест специалистов работающих с цветом необходимо обращать внимание на индекс цветопередачи ламп. Для таких профессий как художники, полиграфисты или дизайнеры индекс цветопередачи 80 может оказаться неприемлемым.
Не все виды энергосберегающих ламп могут работать с регуляторами освещенности (диммерами). Если у вас уже установлены такие устройства или предполагается использование таких устройств в дальнейшем, то тогда следует внимательно ознакомиться с надписями на упаковке ламп или проконсультироваться с продавцом.
Также энергосберегающие лампы могут некорректно работать с выключателями с подсветкой. Дело в том, что сама подсветка потребляет небольшой ток при выключенном выключателе. Этот ток будет заряжать конденсаторы драйвера и, по мере их заряда лампа будет периодически вспыхивать.
Энергосберегающие лампы содержат ртуть. Поэтому отработанные или вышедшие из строя лампы подлежат обязательной утилизации на специальных предприятиях. К сожалению, вопрос сбора и утилизации ртутьсодержащих ламп до сих пор в полной мере не решен, особенно среди населения.
В этом материале мы постарались подробно рассказать о компактных люминесцентных лампах, их устройстве и принципах работы, технических характеристиках и особенностях их эксплуатации. Надеемся, что материал был вам полезен.
В условиях постоянно растущей цены на электричество мы стремимся экономить и одновременно с этим пользоваться нормальным освещением, не режущим глаз, достаточно ярким и не вызывающим раздражения. Именно поэтому энергоэффективные устройства самое оптимальное решение для тех, кто хочет экономно использовать качественный свет. Из данного материала вы узнаете какие лампысамые энергосберегающие, какие разновидности на данный момент существуют, чем лучше тот или иной вид и действительно ли их стоимость полностью окупается.
Энергосберегающие лампы: какие лучше
Чтобы понять,какие лампысамые энергосберегающие,сравним их с уже привычными нам всем, обычными лампочками накаливания или, как их еще называли - «лампочками Ильича». Приобретая один такой прибор, вы уже буквально через месяц поймёте насколько это выгодно, приятно для глаз и экономней. По сравнению с обычной лампой накаливания они:
- Потребляют меньше энергии, но дают ту же светоотдачу. То есть, КПД у данного устройства намного выше. В отличие от лампочки накаливания, выдающей КПД не более 18–20 %,такое изделие достигает предельной производительности не менее чем в 70–80 %. Говоря более простым языком, из каждых ста ватт обычная лампа,работая во всю мощь и нагревая спираль, выдаёт всего восемнадцать-двадцать процентов света.
- Служат дольше и имеют больший гарантийный срок. В любом магазине,где продаютсяэнергосберегающие лампочки, вам предоставят гарантию на определенный срок службы. У некоторых разновидностей он может составлять около двадцати лет. Учитывая то, насколько часто сгорают обычные лампы, это очень выгодно, ведь сгоревший энергосберегающий прибор вы можете всегда поменять по гарантии.
- Довольно безопасны. У всех энергосберегающих ламп (кроме галогенного типа) нет прямого соединения контактов, тогда как у лампочки Ильича все контакты соединяются спиралью. Поэтому в таком случае короткое замыкание практически невозможно.
- Не несут такой нагрузки на общую квартирную сеть как обычные. Это тоже один из показателей безопасности, благодаря не перегруженности сети остальные бытовые приборыне пострадают.
Если рассматривать все данные устройства касательно влияния их на зрение человека, энергосберегающие лампы, накаливания, дневного света, то все они с определенной периодичностью мерцают во время своей работы. Это связано с тем, каким образом через них проходит электронный импульс. Невооруженным глазом это не заметно, но при детальном изучении ученые обнаружили что:
- Холодный спектр влияет на зрение сильнее, чем обычный и из-за этого разрушается сетчатка.
- Яркость и более частое мерцание в лампах дневного цвета влияют на мозг и стабильность нервных узлов. Люди, работающие в офисе с таким освещением, в 30 раз чаще обращаются за помощью к психоаналитикам.
- Оптимальной яркостью по последним данным офтальмологов считается показатель 2700–3100 К. Это хорошо, как для гостиной, так и для детской комнаты. Поэтому, выбирая лампочку, учитывайте это.
- Если лампа находится напротив зеркала, она влияет на зрение на порядок выше. Возле зеркальных поверхностей и стеклянных дверей лучше всего устанавливать энергосберегающие лампочки. Уделяя внимание своей внешности, приводя себя в порядок перед выходом в магазин или на прогулку ваши глаза и мозг не будут так уставать.
Если говорить подробнее что же это такое и какими они бывают, то давайте перейдем к следующему пункту нашего материала.
Какие бывают энергосберегающие лампы?
По определению энергоэффективная лампа - это специальное устройство для равномерного светораспределения, работающее от электросети. В сравнении со своими аналогами, такое изделие имеет повышенный уровень отдачи света и существенно сберегает электричество.
Такие экономные приборы бывают линейными (ЛЛ) и компактными (КЛЛ). Все они содержат ртуть и светодиодные вещества. Общей чертой линейных и компактных люминесцентных ламп может считаться ощутимая экономия потребления электрической энергии. И при этом, они наполняют пространство гораздо большим светом, нежели привычные лампы накаливания. Последние постепенно выходят из обихода, поскольку многие страны мира в последнее время задают курс на эксплуатацию энергоэффективных устройств из-за их общей безопасности и экономичности.
Какие лампы относятся к энергосберегающим?
К энергосберегающимлюминсцентным относятся компактные и линейные лампы, отличающиеся друг от друга по техническим показателям и функциям. Рассмотрим их подробнее, чтоб понять какие энергосберегающие лампы лучше для дома:
- КЛЛ (компактные люминисцентные лампы) характеризуется дугообразной формой, что позволяет располагать её в маленьких светильниках. Они почти всегда используются в домашних условиях, являясь оптимальной заменой обычных ламп накаливания. Нередко они входят в комплектацию нестандартных осветительных приборов. В составе такой лампочки находятся инертные газы (известные многим аргон и неон), а также ртутные пары. Внешний корпус отделан люминофором. Благодаря сталкиванию электронов со ртутными компонентами, выделяется незаметное внешне УФ-излучение, превращающееся в рассеянный свет (этому способствует люминофорное покрытие). Компактные лампы состоят из трёх деталей: цоколя для подсоединения к электросети, регулирующего устройства электронного типа для зажигания и поддержания горения лампочки. Он выполняет переход с электросети 220 Вт до того, которое требуется для стабильной работы лампы без мигания. Третьим компонентом прибора являются колбы, представляющие собой внешнюю оболочку лампы. По причине различия указанных элементов, обусловливается и разновидность КЛЛ: к примеру, по цвету излучения, особенностями цоколя (бывают категории 2D, часто устанавливаемых в душевых кабинах, E27 - для обычного патрона, Е14 - для уменьшенного патрона, Е40 - для большого патрона).
- Линейные люминесцентные лампы (ЛЛЛ) бывают кольцевыми, прямыми, или специфической U-вариации. Прямолинейные устройства имеют форму длинных стеклянных труб, на концах которой располагаются ножки из стекла, где, в свою очередь, закреплены электроды. На внутренней поверхности лампы находится покрытие люминофора, а сама полость трубки заполнена инертными газами и ртутью. Безопасность людей от губящего испарения ртути гарантирует герметичное запаивание лампы. Линейные лампы различаются по показателям диаметра и длины трубки, ширине цокольного элемента. Как правило, чем больше габариты ЛЛ, тем больший получается расход электричества. Зачастую такие ЛЛ применяются на производственных заводах и предприятиях, в офисах и местах общественного значения.Самую большую популярность среди потребителей получили компактные люминесцентные лампы, а линейная их альтернатива неспешно уходит с производства.
Подтвержденные плюсы энергоэффективных ламп
Подводя итоги всему вышесказанному, хочется сделать акценты на том, что применение энергосберегающих световых устройств в быту или на производстве имеет немало достоинств, среди которых особенно заметны следующие:
- По данным изготовителей световых устройств, использование энергосберегающих ламп позволяет уменьшить до 80% затрат на электричество. Световой поток данных приборов гораздо выше, чем у привычных ламп накаливания.
- Энергоэффективные лампы обладают длительным сроком служения. Это более чем в 10 раз дольше, чем работают обыкновенные лампочки. Столь длительное время работы также является большим плюсом для размещения экономных ламп в тех местах, где частые смены лампочек весьма затруднительны (на высоких потолках, между лестничными пролетами и прочих).
- Вырабатывают меньше тепла, в сравнении с обыкновенными лампами. Благодаря этому, целесообразно ставить небольшие КЛЛ с большим показателем мощности, особенно в сложных конструкциях: бра, люстрах и закрученных формах светильников. Экономные лампы не расплавят провода и пластиковые элементы патрона, что иногда случается при использовании обыкновенных ламп.
- Свет энергосберегающих ламп намного полезнее для зрения, поскольку распределяется равномерно. Равномерное сияние получается благодаря конструкции лампы: площадь их корпуса больше, чем у спирали обычных лампочек.
- Возможен выбор разной цветовой температуры. Лампы 2700К дают белый цвет, 6400К - холодную белизну, 4200К - дневной свет. Указанные данные измеряются по шкале Кельвина.
Больше о выборе энергосберегающих ламп, смотрите в видео:
Современные производители предлагают энергоэффективные лампы разных размеров, мощностей, оснащенных различными цоколями. Также осветительные приборы имеют разное строение, от чего отличаются их схемы. В зависимости от компании-производителя, можно выбрать изделия с более сложными механизмами, которые будут иметь качественные элементы электронного пускорегулирующего аппарата (ЭПРА).
Особенности схем
На рынке есть недорогие модели, однако в них часто не хватает важных компонентов, влияющих на срок эксплуатации изделий. Самыми популярными в России являются такие изготовители:
- Navigator (отечественный производитель);
- MAXUS (международная британско-английская корпорация);
- DeLux (китайский производитель);
- Camelion (зонтичный бренд, зарожденный в Гонконге и удачно интегрированный в наши дни в Европе, Азии и Америке).
Схема энергосберегающей лампы – это ее, так называемое, сердце, при помощи которого функционирует весь осветительный прибор. В состав электронной платы могут входить детали различного качества и величины, в зависимости от добросовестности производителя. Стоит отметить, что приборы высокой мощности, эквивалентные лампам накаливания на 105 и выше ватт, не могут иметь мелких элементов, так как для обеспечения нормальной работы электросхема должна быть оснащена массивными деталями.
Если сравнивать лампочки «Максус» и «Навигатор», можно убедиться, что их комплектующие будут разными. Это значит, что компании сотрудничают с различными производителями электродеталей или используют разные подходы к самостоятельному созданию этих элементов.
В целом же, все схемы ламп на 20, 30, 60 W и выше будут очень похожими между собой, что помогает производить их ремонт, если какие-то механизмы выходят из строя.
Принцип действия экономки
Энергосберегающая лампа работает практически по такому же принципу, как и линейные люминесцентные лампы. Ее свечение обеспечивается прохождением напряжения через электроды, распложенные по краям стеклянной колбы. Трубка наполнена инертным газом и парами ртути или ее соединениями. Когда среда внутри лампы разогревается, образуются ионизованные электроны, которые с большой скоростью сталкиваются с атомами газа. Все это приводит к образованию низкотемпературной плазмы, выделяющей ультрафиолетовое излучение.
Однако человек не может воспринимать ни ультрафиолетовое, ни инфракрасное излучение. Для его преобразования в видимый для наших глаз свет используется специальное покрытие – люминофор. Проходя через него, лучи ультрафиолета превращаются в равномерное, яркое, насыщенное освещение.
Благодаря невысокой мощности, экономка на 20 Вт имеет больший КПД, чем лампа накаливания на 100 Вт. Рассмотрим, из-за чего лампочки помогают сберегать электроэнергию, и как они устроены.
Составляющие схемы
Энергосберегающий осветительный прибор состоит из самой лампы и электронного балласта, который еще называют электросхемой. Все элементы электроники созданы для того, чтобы обеспечивать бесперебойную и корректную работу лампы. Самая большая отличительная особенность данных устройств от обычных ламп накаливания заключается в том, что они работают от постоянного напряжения, а не переменного, который выдает сеть. Именно по этой причине ЭПРА вмонтирован в сам корпус лампочек, он используется для предобразования, распределения и защиты механизма. Схема включения содержит такие компоненты:
- высоковольтные маломощные диоды;
- помехозащитный дроссель;
- транзисторы средней мощности;
- электролит высоковольтный (чаще всего на 400 В);
- конденсаторы различной емкости, но одного вольтажа (250 В);
- высокочастотные трансформаторы (2 штуки);
- резисторы.
Как происходит зажигание лампы
Когда напряжение попадает на динистор, образовывается импульс, который идет на транзистор и провоцирует его открытие. После того как запуск завершен, эта часть цепи блокируется диодом. После открытия транзистора конденсатор разряжается, что необходимо для предупреждения повторного открытия динистора. Транзисторы воздействуют на трансформатор. Он выполнен из ферритового колечка, обработанного тремя обмотками, расположенными в несколько рядов. Напряжение на нити дается через конденсатор с повышающего резонансного контура.
Свечение в трубке начинается на резонансной частоте, которую определяет конденсатор большей емкости. В момент зажигания его напряжение составляет до 600 Вт. При запуске оно превышает среднее в 5 раз, потому важно, чтобы колба была целой и герметичной. В противном случае возможно повреждение транзисторов.
После полной ионизации газа в колбе конденсатор с самой большей емкостью, который определял частоту свечения, шунтируется. Это приводит к понижению частоты и переходу управления генератором ко второму конденсатору. Генерируемое напряжение снижается, но остается в пределах такого, которое необходимо для поддержания горения лампочки.
Принципиальный момент заключается в том, что катод и анод поочередно меняются своими местами, это помогает обеспечить бесперебойность работы схемы и значительно упрощает ремонт, если его нужно сделать.
Устройство лампы
Кроме ЭПРА, вмонтированного в цоколь, важным элементом энергосберегающего осветительного прибора является лампа. Именно она отвечает за равномерность распределения света, его насыщенность, цветопередачу и другие свойства устройства. Условно разделить отделы колбы можно на нижний и верхний. В верхнем проделываются специальные отверстия, предназначенные для установки трубки. Нижняя часть содержит плату, в которой расположены детали, и от которой отходят выводы от трубки.
Верхняя область платы оснащена проводами, которые идут к цоколю. Крепиться друг к другу элементы лампы могут при помощи специальных защелок. В более дешевых моделях части склеивают. Если нужно сделать ремонт, по линии стыка надо провести отверткой или разъединить защелки.
Как производится ремонт
Для того чтобы определить, какие элементы схемы или самой лампы неисправны, ее нужно разобрать. Для этого отсоединяем верхнюю часть от нижней и отключаем колбу. При помощи Омметра производим проверку спиралей накала колбы. Если обнаружится, что перегорела одна спираль, ремонт колбы производится. Ее можно замкнуть резистором на 8-10 Ом. Резистор должен иметь большую мощность. Также нужно будет убрать диод, который шунтирует перегоревшую спираль, если он есть в схеме.
Если в лампах на 30 Вт и более перегорает резистор, большая вероятность того, что транзисторы также вышли из строя. Это происходит из-за пробоя конденсатора. Исправить ситуацию можно путем установки нового предохранителя (резистора) и транзисторов.
Кроме замены испорченных элементов схемы, можно произвести модернизацию лампы. Это делается путем просверливания в цоколе вентиляционных отверстий. В некоторых моделях они уже есть, а если производители не позаботились о надлежащем охлаждении элементов электроники, можно сделать это самостоятельно.
Внимание! Если вы просверлили в цоколе лампы на 30 W или осветительном приборе другой мощности вентиляционные отверстия, его нельзя использовать в помещениях с повышенной влажностью. Это может привести к пробою в конденсаторе и выходу лампы из строя.
Целесообразность вмешательства в схемы
Производить ремонт ламп на 30 W или другой мощности можно только в том случае, если вы уверенны в своих силах и знаниях. Когда же вы не понимаете, как устроена схема лампы, и что в ней может сломаться, лучше всего не пытайтесь самостоятельно устранить поломку.
Запрещено производить какие-либо действия с экономками, если нарушена целостность их колб. В трубке содержится ртуть или ее пары, потому при ее разгерметизации прибор становится опасным для здоровья и жизни человека.
Подытожим
Схемы практически одинаковы во всех моделях. Различия могут быть в наличии диодов, шунтирующих спиралей и других элементов. Однако если вы знаете устройство электроники одного прибора, то работать со всеми остальными будет довольно просто.
Схемами интересуются зачастую люди, которые хотят самостоятельно починить вышедшие из строя осветительные приборы. Делать это несложно, если вы имеете необходимые навыки и уверены, что экономку можно привести в рабочее состояние.
В этой статье: история создания компактной люминесцентной лампы; ее устройство и принцип работы; спектр энергосберегающей лампы зависит от состава люминофора; плюсы и минусы энергосберегающих люминесцентных ламп; как выбрать энергосберегающую лампу.
Запрет на продажу и производство в России привычных нам ламп накаливания породил ряд устойчивых слухов вокруг энергосберегающих ламп. Для рядового потребителя, какими мы с вами и являемся, главной задачей осветительных приборов было и остается само качество освещения . И, разумеется, не хочется нести лишние расходы на приобретение этих «новомодных» ламп, ведь стоят они гораздо дороже «лампочек Ильича». Рассмотрим характеристики энергосберегающих ламп в этой статье.
История создания
Официально первая люминесцентная или, как ее еще называют, флуоресцентная лампа была создана в начале прошлого века инженером-изобретателем из США Питером Купером Хьюиттом, получившим на нее патент 17 сентября 1901 года. Хотя некоторые исследователи оспаривают его первенство в изобретении, называя «отцом» люминесцентной лампы малоизвестного немецкого физика Мартина Аронса, экспериментировавшего с ртутными лампами в конце XIX века.
Изобретенная и запатентованная Хьюиттом люминесцентная лампа содержала ртуть, пары которой нагревались проведенным через нее электротоком. Лампа Хьюитта была шарообразной формы и слегка изогнута, она давала больше света, чем лампы Лодыгина-Эдисона, но свет этот был голубовато-зеленым, неприятным для глаза. По этой причине первые ртутные лампы использовали только фотографы и они не получили широкого распространения.
Питер Купер Хьюитт. 1861-1921
Люминесцентная лампа в ее практически современном виде была создана группой немецких изобретателей во главе с Эдмундом Гермером, запатентовавшими свое изобретение 10 декабря 1926 года. Именно Гермеру пришла идея нанести флуоресцирующее покрытие на стеклянную поверхность лампы изнутри, которое преобразовывало ультрафиолетовое свечение ртутной лампы в белый свет, не режущий глаз. Альберт Халл, инженер компании «General Electric», разработал люминесцентную лампу с аналогичным покрытием к началу 1927 года, но компания была вынуждена приобрести патент Эдмунда Гермера, как оформившего его раньше.
С момента приобретения патента Гермера инженеры «General Electric» активно принялись за совершенствование люминесцентных ламп, стараясь довести их до серийного производства. Для сокращения размеров колбы были созданы лампы круглой и U-образной формы, продемонстрированные на стенде «GE» на всемирной нью-йоркской выставке 1939 года, лампы с компактной спиралевидной колбой разработаны инженером «General Electric» Эдвардом Хаммером в 1976 году. Впрочем, спиралевидные люминесцентные лампы в 80-х так и не были запущены в производство, поскольку руководители компании сочли расходы на строительство новых заводов чрезмерными. В 1995-м медлительностью «General Electric» воспользовались китайские производители, наладив выпуск энергосберегающих ламп со спиралевидными колбами.
Эдвард Хаммер со своим изобретением — лампой с компактной спиралевидной колбой
Ввинчивающаяся лампа с магнитным балластом (SL) была создана компанией «Philips» в 1980 году — она стала первой люминесцентной лампой такого рода, способной конкурировать с лампами накаливания. Энергосберегающую лампу с электронным балластом (CFL) в 1985 году впервые продемонстрировал немецкий концерн «Osram».
Основные конструкционные элементы люминесцентной лампы — колба, электронный балласт и цоколь. Цоколь с резьбой для вкручивания в патрон лампы и с контактами для ее питания практически не отличается от цоколя обычной лампы накаливания.
Изогнутая колба люминесцентной лампы покрыта слоями люминофора, наполнена инертным газом и, в небольшом количестве, парами ртути — их ионизация и вызывает свечение лампы при подключении питания. Содержание ртути в люминесцентных лампах составляет от 1-го до 70 мг. Внутри колбы расположены вольфрамовые электроды, покрытые смесью окислов бария, кальция, цинка и стронция. Люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянной колбы в компактных люминесцентных лампах, содержит щелочноземельные металлы, и поэтому на 40% дороже люминофоров, применяемых в продолговатых люминесцентных лампах для потолочных светильников. Щелочноземельные металлы в составе люминофора компактных ламп обеспечивают работу при высокой интенсивности облучения, благодаря им стало возможным уменьшение диаметра ламповой колбы. Причудливо изогнутая форма колбы в люминесцентных лампах позволяет уменьшить ее длину за счет разделения на несколько коротких, сообщающихся друг с другом секций.
Сами по себе лампы, покрытые люминофором и содержащие пары ртути, при подключении питания работать не будут — требуется пускатель-балласт, встроенный в лампу между цоколем и колбой. Потребляя высокочастотный ток порядка 50 кГц, электронный балласт (CFL) устраняет эффект мерцания энергосберегающих ламп, одновременно повышая выработку света. Высокочастотный ток электронный балласт повышает для себя сам — содержит в своей схеме инвертор. Также в задачи балласта входят подогрев электродов и поддержание мощности люминесцентной лампы на номинальном уровне, вне зависимости от перепадов напряжения в сети. От того, насколько качественно выполнен электронный балласт, зависит срок службы энергосберегающей лампы.
Как работает люминесцентная лампа? Подача питания вызывает разряд между электродами, ток проходит через смесь инертного газа и паров ртути, быстрые электроны наталкиваются на медлительные атомы ртути — лампа зажигается. Однако 98% светового излучения, производимого энергосберегающей лампой — ультрафиолет, невидимый для человеческого зрения. А видимый свет, идущий от нее, обеспечивают слои люминофора, светящиеся под воздействием ультрафиолетового облучения. Цветность освещения, вырабатываемого люминесцентными лампами, зависит от химического состава люминофора, нанесенного на стеклянную колбу с внутренней стороны.
Зависимость видимого спектра люминесцентной лампы от люминофора
Свет, генерируемый дешевыми энергосберегающими лампами, чаще всего неприятен для зрения — в его спектре преобладают синий и желтый цвета, в результате цвет предметов в освещаемом помещении неестественен. Причины кроятся в типе люминофора, содержащем недорогой галофосфат кальция. Такие лампы, обладая высокой светоотдачей, предназначены для освещения нежилых помещений (складов и т.п.) — внешне вырабатывают белый свет, но его отражение от предметов выявляет неполный спектр (отсутствие красного и зеленого цветов).
Энергосберегающие лампы для домашнего освещения имеют более высокую цену, т.к. люминофор в них создает 3-5 цветных полос (к примеру красную, зеленую и голубую) из видимого для человеческого глаза спектра и имитирует эффект естественного света, но уменьшает при этом светоотдачу.
Сразу стоит оговориться, что приведенные ниже положительные характеристики зависят от производителя данной лампы — его желание сэкономить на сырье и комплектующих серьезно снижает качество и срок работы люминесцентных ламп.
Плюсы энергосберегающих ламп:
- значительно меньшее, по сравнению с лампами накаливания, потребление электроэнергии при большей светоотдаче. Если лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет светоотдачу 100-150 люмен, то светоотдача люминесцентной лампы мощностью 20 Вт составит 1 100-2 000 люмен — разница очевидна. Низкое потребление электропитания энергосберегающих ламп, помимо прочего, существенно понижает нагрузку на электропроводку;
- значительный срок службы, в 8-10 раз превышающий срок службы ламп накаливания. При работе в среднем 2,5-3 часа в сутки люминесцентная лампа будет освещать помещение 8 000-11 000 часов и прослужит несколько лет (зависит от модели и производителя), примерно в 6-8 раз дольше, чем обычная «лампа Ильича»;
- в течение всего срока работы интенсивность освещения компактными люминесцентными лампами не изменяется;
- наибольшая температура работающей энергосберегающей лампы не превысит 60 оС. 95% энергии в лампах накаливания идет на нагрев, т.е. при мощности в 100 Вт лампа накаливания нагреется до 95 оС;
- производятся лампы нескольких световых оттенков освещенности, основные — теплый дневной свет (аналогичен цвету освещения от ламп накаливания), дневной свет и холодный дневной свет;
- в производимом световом потоке полностью отсутствует мерцание (стробоскопический эффект), стабильность освещения обеспечивается электронным балластом лампы;
- заводская гарантия от производителя на каждую энергосберегающую лампу. На «лампы Ильича» гарантий никогда не было.
Минусы энергосберегающих ламп:
- высокая цена. Если лампы накаливания стоят 10-25 руб., то люминесцентные лампы обойдутся в 80-400 руб. Китайские и отечественные энергосберегающие лампы стоят дешевле, европейские — дороже;
- выступ на цоколе, где находится балласт лампы, иногда мешает ее установить. Не смотрится лампа с электронным балластом и при установке ее в люстру, т.к. слишком заметен цоколь;
- на разогрев до полной яркости светоизлучения этим лампам требуется от 30 секунд до двух минут;
- срок исправной работы компактных люминесцентных ламп зависит от частоты включения и выключения питания — чем чаще это происходит, тем быстрее лампа выйдет из строя. Межу отключением и повторным включением необходимо выдерживать паузу не менее 5 минут;
- такие лампы нельзя использовать людям, имеющим кожные болезни и заболевание эпилепсией, т.к. интенсивность освещения энергосберегающих ламп выше обычных и может привести к негативным последствиям;
- нельзя разбивать стеклянную колбу лампы, т.к. пары ртути попадут в помещения и их придется в любое время года проветривать в течение несколько часов, причем жильцам на весь срок проветривания потребуется покинуть помещения дома (квартиры) — это важно. Если же разбито несколько ламп сразу — потребуется вызывать специалистов МЧС для проведения демеркуризации. Не разбивайте люминесцентные лампы;
- совершенно не ясно, как утилизировать вышедшие из строя люминесцентные лампы — выбрасывать в утиль их запрещается, а каких-то специализированных пунктов приема в большинстве населенных пунктов не имеется.
Как выбрать энергосберегающую лампу
Прежде всего, убедитесь в целостности предлагаемой продавцом лампы, надежном соединении колбы с цоколем — непрочным соединением обычно грешат лампы небольших китайских производителей, собираемые вручную.
Мощность новой лампы определяется по мощности ранее используемых в данном помещении ламп накаливания с уменьшением в 4-5 раз. Т.е. если использовались «лампы Ильича» в 100 Вт — понадобится люминесцентная лампа в 20-25 Вт (лучше брать с небольшим запасом мощности).
Интенсивность освещения данной лампы определяется в температуре по шкале Кельвина, указанной на ее упаковке: от 2 700 до 4 000 оК — теплый свет (аналог света от ламп накаливания), такие лампы подходят для освещения спальни и кухни; от 4 000 до 5 000 оК — теплый белый свет, подходит для гостиных и залов; от 6 000 до 6 500 оК — холодный белый свет, применяется для помещений кабинетов и в офисах. Лампы последнего типа для освещения домов приобретать не стоит — свет слишком насыщен, трудно переносится.
Размер лампы. Цоколь люминесцентных ламп, как отмечалось выше, имеет большую длину, чем цоколь ламп накаливания — для домашнего освещения оптимальным будет цоколь стандарта E27 (длина — 105 мм, диаметр — 60 мм), размеры которого схожи с патронами под «лампы Ильича».
Гарантийный и эксплуатационный срок службы. Они указывается производителями на упаковке: оптимальный эксплуатационный срок в диапазоне 6 000-12 000 часов; гарантийный — от года и выше. Учтите, что далеко не для всех марок люминесцентных ламп заявленные сроки будут действительными — китайские производители могут указать высокие сроки, но фактически лампы выйдут из строя гораздо раньше.
Производители и марки. На российском рынке представлены энергосберегающие лампы европейских марок — немецких «Osram» и «Wolta», нидерландской «Philips», датской «Comtech», польской «Ikea», американской «General Electric»; российских — «Ecola», «Космос», «Аладин», «Лисма», «Uniel»; китайских — «Camelion», «Navigator» и др. Разумеется, продукция крупнейших европейских производителей отличается высоким качеством и эксплуатационными характеристиками, но стоит отметить, что компактные люминесцентные лампы отечественного производства также имеют неплохое качество при меньшей стоимости.
В заключении
Как видно из этой статьи, люминесцентные лампы действительно экономят электроэнергию и исправно служат при условии, если соблюдаются требования к их эксплуатации. Высокая стоимость и некоторое содержание паров ртути, конечно, остаются проблемой для потребителей, но производители пытаются решить их — к примеру, в современных моделях энергосберегающих ламп ртуть связана амальгамой кальция и не испарится, как утверждают производители, при повреждении лампы.
Другим способом сэкономить электроэнергию и гарантированно исключить проникновение паров ртути в жилые помещения будет использование светодиодных ламп, но эта тема для отдельной статьи.
Абдюжанов Рустам, рмнт.ру
