Принцип работы люминисцентных ламп
Вероятно, каждый сталкивался с люминесцентными лампами (так называемые светильники «дневного света»), однако лишь единицы способны объяснить принципы их работы. На самом деле, работа таких ламп основана на всем известном еще со школы свойстве инертных газов — светиться под действием электрического разряда. Конструкция люминесцентных ламп тоже довольно проста — каждая такая лампа представляет собой заполненную инертным газом трубку, на противоположных концах которой находятся два электрода.
При подаче напряжения на электроды происходит электрический разряд, который заставляет газ излучать световое излучение. Для преобразования этого излучения в видимый свет на стены колбы наносят люминофор — состав, который преобразовывает ультрафиолетовые волны в видимый человеческому глазу спектр. С помощью изменения состава люминофора можно регулировать длину волны полученного светового излучения, а попросту говоря — цвет свечения. Цветность свечения или цветовая температура измеряется в Кельвинах (К). Чем выше это значение, тем ярче и белее свет от конкретного источника света. Источники света с более теплым свечением обычно применяются в домашних условиях, а лампы с холодным светом — в условиях производства или офиса, поэтому электропроект освещения различных объектов имеет некоторые отличия.
Главным преимуществом люминесцентных источников света является более высокий КПД (примерно в 5 раз выше, чем у обычных ламп накаливания). Именно поэтому, используя ЛИС (люминесцентные источники света) становится возможно многократно снизить энергозатраты на освещение. Можно подсчитать экономический эффект при использовании ЛИС вместо ламп накаливания (ЛН). Сравним, например, обычную 100-ваттную лампу и полностью аналогичную ей по световым характеристикам компактную люминесцентную лампу мощностью 20 ватт. Проведем расчет затрат на электроэнергию при использовании ЛИС:
- Примерный срок службы таких ламп — 8000 часов непрерывной работы.
- Примерный тариф на электроэнергию определим в размере 1.8 рубля за кВт/час,
следовательно, затраты на ЛИС составят:
- 8000х1.8х0.02 кВт(20 ватт) = 288 рублей, сюда же добавим среднюю стоимость ЛИС мощностью 20 ватт — 150 рублей. То есть затраты на использование ЛИС составят 438 рублей.
Таким же образом рассчитаем затраты при использовании аналогичной лампы накаливания:
- средний срок службы ЛН — 1000 часов непрерывной работы, таким образом, на 8000 часов нам потребуется 8 ламп накаливания.
Итак, проводим расчет:
- 8000х1.8х0.1, плюс стоимость 8-ми ламп накаливания ~ 100 рублей, в сумме — 1540 рублей.
Как видим, использование ЛИС позволяет снизить расходы более, чем в 3 раза. То есть, если полностью заменить лампы накаливания люминесцентными лампами, можно сэкономить немалую сумму средств. А если учесть, что сегодня существуют лампы, срок службы которых превышает 30 000 часов, размер сэкономленных финансов составит весьма солидную сумму. Единственным недостатком люминесцентных источников света является то, что они не способны напрямую работать с сетями переменного тока. Дело в том, что для того, чтобы обеспечить стартовый разряд необходимо подать на электроды напряжение, в 2 -2.5 раза больше, чем сетях 220 Вт/ 50 Гц.
Для генерации стартового разряда используют специальные пускорегулирующие аппараты (ПРА). Для запуска ЛИС применяют электромагнитные и электронные ПРА. С электромагнитными аппаратами все более-менее понятно — их уже давно используют в так называемых лампах «дневного света» отечественного производства.
В комплект такого ПРА входит дроссель (индуктивное сопротивление) и стартер, формирующий импульс запуска. Такие системы отличаются простотой и невысокой стоимостью, однако имеют несколько недостатков:
- Лампы мерцают с частотой 50 Гц.
- Время запуска лампы — до 3-х секунд.
- Более высокое потребление электроэнергии (на 25% больше, чем у электронных аппаратов)
- Во время работы дроссель часто гудит.
Всех этих недостатков лишены электронные ПРА. Кроме того, они имеют намного меньшие габаритные размеры. Небольшие размеры таких аппаратов дают возможность использовать их в компактных люминесцентных лампах. Эти лампы предназначены для прямой замены обычных ламп накаливания и носят название компактных энергосберегающих люминесцентных ламп.
Использование энергосберегающих ламп в доме
Изначально энергосберегающие лампы были приблизительно в 2 раза больше обычных ламп накаливания, поэтому их применение для освещения в домашних условиях было ограничено. Однако постепенно размер энергосберегающих ламп стал уменьшаться, и постепенно достиг размеров ламп накаливания. На сегодняшний же день компактные люминесцентные лампы по своим габаритам даже меньше ламп накаливания. Используют их в даже в системах подвесных потолков. В этом случае проект проводки дома содержит более сложную схему освещения.
Существуют несколько вариантов исполнения компактных люминесцентных ламп: лампы с дросселем и стартером в цоколе, лампы со стартером в цоколе, требующие светильника с дросселем или просто источники света, использующие внешние ПРА или светильники с отдельной аппаратурой запуска. В некоторых случаях удобно применять переходники, представляющие собой цоколь со встроенным ПРА, навинчивающимся на лампу. Учитывая, что срок службы ПРА намного больше, чем у лампы, такой подход экономически более выгоден, так как при выходе лампы из строя можно заменить только ее, а не менять весь комплект.
Энергосберегающие лампы представлены множеством форм и размеров. Привычной для всех грушевидной лампе на смену пришли лампы в виде куба, сферические, U-образные, кольцевые, спиралевидные, цилиндрические, рефлекторные (с отражателем). Используя лампы оригинальной формы, можно полностью преобразить дизайн помещения. Даже освещение кухни с использованием эконом-ламп можно выполнить довольно оригинально.
Дизайн можно изменить не только с помощью использования компактных энергосберегающих ламп оригинальных форм. Немалый эффект дает и подбор цветовой температуры изделия. Ну а тем пользователям, которым не хватит разности световых оттенков в стандартном диапазоне теплых и холодных тонов от 2700 К до 6500 К, производители энергосберегающих ламп могут предложить цветные лампы, полученные в результате особого подбора компонентов люминофора. Такие лампы превосходно украсят интерьер любого помещения, а применение определенных сочетаний цветов помогут снизить усталость, поднять тонус и настроение.
Итак, применение люминесцентных энергосберегающих ламп не только более выгодно экономически, но и предоставляет широкое поле для творчества в процессе планирования дизайна помещения. Если электроснабжение дома основано на применении только энергосберегающих ламп, то экономия электроэнергии будет значительной. Европа полностью перешла на их использование. Для предприятий они более выгодны, чем лампы накаливания. Например, электроснабжение магазина и устройство сетей освещения с использованием люминесцентных ламп позволяет выполнять круглосуточное освещение витрин с относительно малыми затратами.