Лампы дневного света уже давно используются в различных системах освещения. Они приобрели широкую популярность, благодаря высокой экономичности, превышающей этот показатель у обычных ламп накаливания почти на 85%. Однако из-за больших размеров не все хозяева квартир применяли такие источники света, ведь им требовались соответствующие крупногабаритные светильники. Во многих случаях они не вписывались в интерьер и были неудобны для использования.
С развитием технологий, в конце 20-го века были созданы компактные люминесцентные лампы, которые стали называться энергосберегающими. На них сразу же появился повышенный спрос, хотя цена изделий была довольно высокой. В настоящее время серьезную конкуренцию этим изделиям составляют лишь металлогалогеновые и светодиодные лампы. Все они входят в категорию энергосберегающих и обладают собственными положительными и отрицательными качествами.
Основные отличия конструкции КЛЛ
Как уже отмечалось, основным минусом стандартных трубчатых ламп дневного света являются их габариты. Если для промышленных предприятий, административных и общественных зданий этот фактор не имеет особого значения, то в жилых помещениях их применение существенно ограничено, так как в этом случае нужен специальный светильник.
Работы по уменьшению размеров велись постоянно. Существенный прорыв удалось совершить после того как были созданы люминофоры высокого качества и полностью нового типа. За счет этого диаметр трубки снизился до 12 мм, а ее многократный изгиб позволил создать небольшую лампу требуемых размеров и конструкции. Постепенно их габариты и вес сравнялись с обыкновенными лампочками накаливания, что дало возможность применять новые люминесцентные лампы в традиционных осветительных приборах. При этом, КПД компактных изделий существенно превосходит этот показатель у лампочек накаливания.
Конструкция КЛЛ включает два основных компонента стеклянную колбу и цоколь. Во внутреннем пространстве колбы находятся вольфрамовые электроды с нанесенными на них активными веществами на основе оксидов бария, кальция и стронция. Все внутреннее пространство заполнено инертным газом с добавлением незначительного количества ртутных паров. Изогнутая стеклянная трубка может иметь различную конфигурацию.
Под действием напряжения между двумя электродами появляется разряд тока, и она начинает светиться. Первоначально генерируется ультрафиолетовое излучение, которое воздействует на люминофор, покрывающий внутреннюю поверхность колбы. В результате облучения он испускает свет, уже видимый человеческим глазом. Эффективность лампы, ее цвет и другие параметры определяются составом люминофорного покрытия, которое во много раз дороже состава, применяемого для обыкновенных ламп.
В компактных изделиях люминофор наносится в 3 — 5 слоев, что позволяет работать при высокой плотности поверхностного облучения и существенно уменьшить общую длину стеклянной колбы. Получились короткие участки, соединенные между собой.
Пускорегулирующая аппаратура
Конструкция ламп дневного света не позволяет подключать их напрямую к электрической сети. Нормальное функционирование обеспечивается с участием специальных вспомогательных приборов пускорегулирующей аппаратурой.
Наиболее эффективным устройством считается электронный балласт, обеспечивающий повышенный КПД. Функционируя с высокочастотным напряжением, они обеспечивают высокое качество света, увеличивают параметры световго потока, устраняют мерцание, посторонние шумы и другие негативные проявления. Высокая частота создается инвертором, способным производить высокочастотные импульсы.
Благодаря балласту ЭПРА, заметно вырос коэффициент мощности, приближающийся к 1. Сама лампа со встроенной ПРА перешла в разряд только активной нагрузки, не требующей компенсации cos ф. При пуске заранее выполняется подогрев электродов, а в процессе работы поддерживается необходимая мощность, независимо от перепадов напряжения. Таким образом, использование ЭПРА существенно увеличивает срок эксплуатации осветительных приборов.
Существуют компактные люминесцентные лампы с внешней пускорегулирующей аппаратурой электромагнитного типа. Их основным отличием являются цоколи с двумя или четырьмя штырьками. Для компенсации помех в цоколе двухштырьковой лампы встраивается стартер и конденсатор. Включение таких приборов осуществляется с помощью дросселя, а сами они применяются в основном в настольных осветительных приборах. Они не могут включаться с электронным балластом из-за встроенного стартера.
Лампы с 4 штырьками могут работать не только с дросселями, но и с ЭПРА. Старая пускорегулирующая аппаратура со стартерами и дросселями очень сильно нагревалась и шумела. Эти недостатки удалось преодолеть только с появлением электронных устройств, более надежных в эксплуатации.
Типы и разновидности цоколей
Выбирая любую лампочку, потребитель в первую очередь обращает внимание на ее цоколь, который должен совпадать с патроном конкретного осветительного прибора. Он является важнейшим конструктивным элементом, обеспечивая плотную установку и надежный контакт. С его помощью напряжение из сети поступает к электродам и дает возможность лампе зажечься.
Существуют два основных типа цоколей, которые использует компактная люминесцентная лампочка:
- Резьбовые. Маркировка представляет собой модельный ряд от минимального до максимального Е5, Е10, Е12, Е14, Е17, Е26, Е27, Е40 под обычный светильник. Цифровое обозначение соответствует диаметру резьбы в миллиметрах. Наибольшее распространение получили лампы с цоколями Е14, Е27 и Е40. Они используются вместо обычных лампочек накаливания и подходят к большинству осветительных приборов. Возможность работы от напряжения 220 вольт позволяет включать устройства с ПРА непосредственно в электрическую сеть.
- Штырьковые. В этом случае обозначения представлены в следующем виде: G4, GU4, GY4, G5, GU5.3, GX5.3, G6.35, GU10, G9, G12, G13, G23, G53, GU53, GX53, GX70. К ним требуется специальный светильник. Цифры указывают на расстояние между штырьками, а дополнительные буквы U, X, Y, Z соответствуют определенной модификации. В зависимости от конструкции, такая лампа может работать не только с напряжением 220 вольт, но и подключаться к низковольтным источникам питания на 12 или 24 В. Каждый вид цоколя предназначен для использования в определенных системах освещения.
Выбирая компактные люминесцентные лампы с тем или иным цоколем, нужно заранее знать, где они будут использоваться и с каким напряжением им придется работать. То есть, вначале приобретается светильник, а уже к нему подбираются осветительные приборы. Все необходимые параметры производители указывают на упаковке изделия.
Технические характеристики КЛЛ
Помимо конфигурации стеклянной колбы и конструкции цоколя, компактные люминесцентные лампочки КЛЛ отличаются индивидуальными параметрами и техническими характеристиками.
Основным показателем считается мощность, минимальное значение которой составляет 5 ватт. В сравнении с традиционными лампочками, одна и та же мощность позволяет получить световую отдачу компактных ламп в 4-5 раз выше. Например, соотношение в эквиваленте составит: энергосберегающая 9 ватт, а лампа накаливания 45 ватт, 13 ватт 65 ватт и т.д. То есть, при разной мощности они выдают одинаковое количество света и соответственно отличаются разными КПД.
Еще одним отличием компактных ламп является различная цветовая температура, позволяющая получать различные тона, оттенки и цветовые гаммы. Единицей измерения служит кельвин (К) и в зависимости от параметров, цвета могут быть следующими:
- 2700-3300 К. Соответствует оттенкам мягких желтых цветов, по своим показателям, наиболее приближенным к лампам накаливания. Чаще всего используется в светильниках спален и кухонь.
- 4200-5400 К. Стандартный белый цвет люминесцентных ламп. Применяется во многих местах, как правило в прихожих и на других участках с недостаточным естественным освещением.
- 6000-6500 К. Белый цвет холодных тонов синеватого оттенка. В большинстве случаев используется в рабочих кабинетах и офисных помещениях.
- 25 тысяч К. Ярко выраженный сиреневый цвет, применяемый в наружной рекламе.
Изменяя состав люминофора, можно создать красный, зеленый и другие цвета. Однако такие лампы в быту не востребованы и практически никогда не используются.
Кроме цветовой температуры, компактные люминесцентные лампочки характеризуются индексом цветопередачи. Данный параметр отображает степень соответствия цвета, производимого энергосберегающей лампой, естественному солнечному свету. Максимальное значение составляет 100 Ra, а минимальное 0 Ra. Нулевой показатель означает абсолютно черный цвет. В зависимости от модели и конструкции, индекс цветопередачи компактных ламп находится в пределах от 60 до 98 Ra. С увеличением этого показателя, цвета предметов, освещаемых такими лампами, имеют значительно меньше искажений.
Сравнивая параметры и характеристики компактных источников света с другими изделиями, можно определить их положительные и отрицательные качества, которые следует учитывать при покупке.
Плюсы и минусы энергосберегающих ламп дневного света
Компактные источники света данного типа пользуются широкой популярностью, благодаря их несомненным положительным качествам:
- Высокие показатели отдачи света люминесцентных ламп или световой КПД. При одинаковом количестве потребленной электроэнергии, они выдают значение светового потока, в 5-6 раз превышающее этот показатель у обыкновенных лампочек со спиралями. За счет этого экономия электроэнергии достигает 75-85%.
- Излучение осуществляется всей площадью поверхности стеклянной колбы, а не только нитью, как традиционной лампой.
- Более длительный период работы компактной люминесцентной лампы в режиме непрерывного цикла. Подобным осветительным приборам противопоказаны частые коммутации включение и выключение.
- Имеется возможность создавать лампы с заданными показателями цветовых температур, сохраняя при этом их высокий коэффициент полезного действия.
- Колбы и основания почти не подвержены нагреву, в том числе и сам светильник. По этому показателю превосходство остается лишь за светодиодными лампами.
Поскольку идеальных изделий не существует в принципе, компактные энергосберегающие лампы имеют ряд отрицательных качеств:
- При наложении спектров излучения различных источников освещения, цветопередача может вызвать искажения освещаемых предметов.
- Компактные лампы не переносят частых включение и выключений. Должен соблюдаться обязательный временной интервал, необходимый для предварительного разогрева и составляющий 0,5-1 секунду. Лампы, включающиеся мгновенно, каждый раз теряют свой ресурс. В связи с этим, данные источники света ограничены местами использования.
- Невозможность использования люминесцентных ламп с диммерами обычной конструкции. Существуют специальные регулировочные устройства для КЛЛ, требующие более сложных подключений и применения дополнительных проводов.
- На запуск и включение негативно влияют низкие температуры и высокие показатели влажности, что ограничивает подобные устройства в использовании для наружных систем освещения.