Вход/регистрацияПоиск по сайту
Сделай САМ!

2014-10-14 01:26:31        Автор: Damsky



Обзор бытовых лампочек освещения и особенности их использования. часть 1 (люмининесцентные лампы и лампы накаливания)

     Неотъемлемой частью системы освещения помещений являются лампочки. От их типа напрямую зависит качество, надежность и стоимость освещения помещений и дворовых территорий. К примеру не самой лучшей идеей будет организовать освещение двора  на дачном участке с помощью люминесцентной лампы и датчика освещения. Использование же мощной лампочки накаливания в ряде случаев может привести к возгоранию. Почему? Об этом ниже.  

    Мы рассмотрим основные виды ламп используемых в быту, которые присутствуют сейчас на рынке. Рассмотрим возможные варианты их использования при организации освещения. Обзор получился большой и я разобью его на несколько частей.  

На тебе бабушка самые современные технологии - лампу накаливания!
На тебе бабушка самые современные технологии - лампу накаливания!

        Самой известной, универсальной и дешевой лампочкой является лампочка Ильича накаливания. Эта лампочка работает за счет нагрева в герметичной колбе вольфрамовой нити до температур свыше 2000о посредством протекания через нее электрического тока, в результате чего нить начинает излучать в видимом для человеческого глаза диапазоне теплый ламповый светтм. Данная лампа проста в конструкции и надежна при эксплуатации. Её можно юзать как на улице, так и в помещении, ибо не боятся высоких и низких температур и влаги (конденсата конечно же, а не открытого дождя), они быстро включаются и выключаются, не требуют специальной пусковой схемы, позволяют себя регулировать посредством диммеров, не мерцают, если в выключатель встроен световой индикатор, а главное для отечественного потребителя - дешевые. Все эти плюсы позволили лампе накаливания быть самым популярным источником света свыше ста лет. В быту самый распространенный вариант это лампочка накаливания под цоколь E27 (место куда ввинчивается лампа). Е — потому что Эдисон (именно он придумал крепить лампу посредствам закручивания), 27 — потому что 27 мм в диаметре.

Вольфрамовая нить при накаливании
Вольфрамовая нить при накаливании


     Но плюсов, без минусов не бывает: лампы накаливания, как намекает Капитан очевидность, очень неплохо разогреваются — поэтому не стоит их использовать в бумажных китайских светильниках, а также вблизи других легковоспламеняющихся предметов и материалов, ибо пожароопасно. Эти лампочки легко бьются, вольфрамовая нить в них имеет свойство под воздействием высоких температур рано или поздно разрушаться, обычно это рано (от одного до нескольких месяцев), тяжело вытащить изо рта. Самый главный недостаток ламп накаливания неэффективность. Дело в том, что большая часть энергии затрачивается лампой на излучение в пространство в невидимом глазу инфракрасном диапазоне (т.е. на нагрев окружающего пространства). В итоге на освещение уходит только 2% потребляемой лампой мощности — остальное на обогрев нашего жилища. В итоге параметры «потребляемая мощность» и «долговечность» у этих ламп весьма далеки от идеала. Стоимость ламп накаливания помноженная на частоту их замены плюс счета за электричество показывают гораздо менее привлекательный результат чем у энергосберегающих ламп. В 2008 правительство РФ вконец офигело от роста потребителей в московском регионе и решило в одностороннем порядке объявить войну энергетической неэффективности. Согласно Федеральному закону от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" лампочки накаливания мощностью 100 Вт и выше были запрещены к обороту на территории РФ (п.8 Ст. 10). Бюджетным же организациям лампы накаливания было запрещено закупать вообще. Правительством был придуман не менее хитрый план  обеспечивающий ограничение оборота на территории Российской Федерации ламп накаливания и предусматривающий систему действий, направленных на стимулирование спроса на энергоэффективные источники света. Вообщем правительство страны взяло прямой курс на слив данных источников света - уже с 2013 года в магазинах не увидеть лампочек мощностью выше 75 Вт.

Ненавижу вас, мерзкие лампы накаливания!
Ненавижу вас, мерзкие лампы накаливания!

Власть имущие грозились убрать из продажи все виды ламп накаливания к 2014 году, но как мы видим они до сих пор в продаже ибо пока полноценной замены в ряде случаев им нет. Кстати стоит заметить, что не только Россия объявила войну данному виду ламп, например Евросоюз в адском нежелании утонуть в растаявших льдах антарктики и Норвежских ледников решила принять директиву 2005/32/EG предусматривающую поэтапный отказ от ламп накаливания в целях сохранения себя окружающей природы. США же отказались от них в 2013 году. Так что в ближайшее десятилетие скорее всего мы с ними попрощаемся окончательно, по крайней мере в бытовой сфере.
       
              Российское правительство предлагает всем потребителям перейти на энергосберегающие лампочки, рассмотрим их подробнее, а также заодно откроем для себя, почему лампочки накаливания до сих пор не ушли с рынка.
              Итак, что же такое энергосберегающая лампочка? Это лампочка, которая дает более высокую светоотдачу при меньшем потреблении энергии чем лампочка накаливания. В сознании большинства обывателей в России - энергосберегающая лампочка есть ни что иное, как обыкновенная компактная люминесцентная лампа, она же компактная лампа дневного света. Так уж повелось что в России все такие лампы называют энергосберегающими. Лампа под цоколь Е27 отличается от лампы, что освещает Нас на рабочем месте в офисе тем, что пусковая схема лампы, благодаря развитию электроники, запихана сразу в цоколь,(но с такими габаритами обычно не мощнее 26 Вт). Принцип работы сей лампы следующий:

Главные герои
Главные герои

      Герметичная колба лампы заполнена инертным газом с добавлением паров ртути. При подаче электричества на лампу, оно протекает между электродами (спиральки внутри лампы). Пары же ртути при прохождении через них электрического тока генерят ультрафиолетовое излучение, невидимое человеческому глазу. Чтобы получить излучение в видимом диапазоне, стенки колбы покрывают люминесцентным составом (белая непрозрачная «краска» на колбе) — люминофором (веществом порождающим нетепловое излучение при поглощении им энергии возбуждения). При поглощении УФ излучения люминофор «вспыхивает» в видимом глазу диапазоне без выделения тепла, причем всей поверхностью колбы, а не жалкой вольфрамовой ниткой и раз эдак в 5 ярче нити накаливания. Поэтому для достижения такого же результата по освещению что и у лампы накаливания, требуется гораздо меньше энергии (читай оборотов счетчика и ваших денежек). В зависимости от состава люминофора, можно получать различные цветовые оттенки от привычного теплого лампового до ярко белого или фиолетового. В «холодном», нерабочем состоянии газовая смесь в колбе имеет высокое сопротивление, так как эта лампа - устройство с отрицательным сопротивлением (чем больший ток через неё проходит — тем больше падает её сопротивление), и для того чтобы первоначально «пробить» эту смесь для прохождения тока, необходимо высокое напряжение (порядка 1,5 Кв). Поэтому тупо подсоединить лампу к электрическим проводам не выйдет — нужен специальный блок - электронный пуск-регулирующий автомат (ЭПРА). Он то и монтируется в цоколь «энергосберегающей» лампы и несет полную ответственность за пуск лампы и поддержание её работы. Также стоит заметить, что в процессе работы, при обеспечении должной вентиляции, нагревается в основном электронный блок ЭПРА, колба же нагревается градусов до 60oС, поэтому об лампочку сложно обжечься (можно смело закручивать яркую люминесцентную лампочку в дешевый пластмассовый икеевский светильник). Срок службы лампы раз в 12 больше чем у лампочки накаливания (составляют порядка 8-10 лет). В итоге получается, что люминесцентная лампочка более яркая, долговечная и экономичная и пожаробезопасная чем лампочка накаливания. И все бы хорошо, но преимущества данной лампы актуальны если соблюдаются все условия эксплуатации, чего за частую в реалиях жизни достичь низя.

Вскрытие
Вскрытие

Во-первых, при покупке ламп обязательно стоит обратить внимание на температурный диапазон применения интересующей модели — на коробке его зачастую не пишут, надо смотреть в интернете. На текущий момент большинство моделей люминесцентных ламп предназначены для использования в сухих отапливаемых помещениях. Их беда — тяжелый запуск и слабое горение при низких температурах, это связано с охлаждением электродов и конденсацией паров ртути. При перепадах температуры в ряде моделей внутри пусковой схемы возможно образование конденсата, который может привести к замыканию и выходу лампы из строя. Так же продолжительная работа при низких (а также повышенных) температурах ведет к преждевременному выходу большинства ламп из строя — что сводит на нет их экономические преимущества. Поэтому если вы живете не в Сочи, то для освещения на улице или в неотапливаемых помещениях желательно обратить свой взор на люминесцентные лампы предназначенные специально для уличного освещения (диапазон применения обычно от -20 до +60 градусов). При высоких температурах у люминесцентных ламп зачастую перегревается ЭПРА или меняются характеристики свечения, а высокая влажность как было сказано выше может привести к поломке лампы (из за пробоя высокого напряжения при старте к примеру), поэтому не самой лучшей идеей будет использовать лампу в помещениях с высокими температурами и влажностью, например в сауне.

 

Во-вторых, особенность люминесцентных ламп состоит в том, что электроды лампы это вольфрамовые нити, покрытые пастой из щелочноземельных металлов. Паста на электродах обеспечивает стабильный тлеющий разряд, для защиты от перегрева. Нюанс заключается в том, что при каждом запуске лампы, эта паста испытывает колоссальные температурные нагрузки, со временем подвыгорает и постепенно осыпается. Соответственно, чем чаще мы включаем лампу, тем быстрее приближаем момент, когда на электродах пасты не останется, и затем, как можно догадаться, лампа работать перестанет. Большинство бюджетных моделей ламп не любит частых (с небольшим интервалом) запусков, так как они негативно влияют на состояние электродов (не успевают должным образом прогреться) и схемы ЭПРА. Так вот, если у нас во дворе стоит датчик движения, который зажигает лампу при любом шорохе, то частые включения и выключения неплохо могут снизить ее ресурс. По той же причине не рекомендуют ставить такие лампы в туалете и ванной, ибо за день раз 10-20 она будет включаться/выключаться. При таком режиме работы заявленные 8-10 лет эксплуатации вы не ощутите — лампочку придется менять гораздо раньше. В помещениях, где свет приходится включать и выключать слишком часто, рекомендуют использовать люминесцентные лампы с предварительным прогревом электродов — они более приспособлены к таким стрессам так как имеют более сложную электронную начинку — но в качестве недостатков зажигаются медленнее (тратя время на предварительный прогрев) и стоят дороже.

Схема энергосберегающей лампы Osram с указанием виновников торжества
Схема энергосберегающей лампы Osram с указанием виновников торжества

                 Так же ресурс долговечности неплохо снижают выключатели со встроенным светодиодом или неоновой лампой. Такие выключатели заставляют люминесцентную лампу мерцать. Радостные обладатели такого выключателя обычно наблюдают под потолком во тьме периодические «вспышки молний», что неплохо доставляет людям со слабой психикой. Связано это с тем, что для работы ЭПРА требуется высокочастотное напряжение, получаемое за счет инвертора, который преобразует постоянный ток в высокочастотные импульсы. Для преобразования переменного тока сети в постоянный в схеме ЭПРА на входе есть выпрямитель, состоящий из диодного моста, преобразующего переменный ток в импульсы, а также конденсатора, выполняющего роль фильтра для сглаживания этих импульсов. Мигания лампочки происходят из-за того, что в выключатель со светодиодом (все описанное далее равно справедливо для выключателя с неоновой лампой) устроен так, что светодиод подключен в обход ключа переключателя через сопротивление (см. схему чуть ниже). При разомкнутом ключе (выключатель выключен) незначительный ток протекает через светодиод (чтобы тот горел) и соответственно попадает на лампу. В случае с лампой накаливания, этот ток слишком мал чтобы накалить вольфрамовую нить (поэтому лампа накаливания не загорается), но вполне достаточен чтобы зарядить конденсатор в схеме ЭПРА. После зарядки, конденсатор разряжается в схему, пытаясь «запустить» лампу. Накопленного заряда хватает лишь на пшик, который мы видим в качестве вспышки, затем цикл с зарядом конденсатора повторяется снова. В итоге за сутки лампа пытается запуститься сотни тысяч раз. Ну я думаю вы догадываетесь, как это сказывается на ее ресурсе. Человечество же не сдаётся в своем желании иметь комфортное жилье и разработало тонну методов для борьбы с данной проблемой.

Схема  выключателя со светодиодом для управления лампой накаливания
Схема  выключателя со светодиодом для управления лампой накаливания

Первый способ — лентяйский, применяется в люстрах (или схемах) с несколькими лампами: в один из цоколей ввинчивается старая добрая лампа накаливания. В этом случае ток занят нагревом     вольфрамовой нити не заряжая конденсатор.

Второй способ — кулибинский, когда в схему освещения параллельно лампочке впаивается резистор, как бе имитируя наличие лампочки накаливания, или конденсатор, предназначенный для работы в цепях с переменным током, но не имея должных навыков можно спалить хату лучше этого не делать, а если очень хочется в интернете есть куча информации о том как это сделать правильно. Еще как вариант извращения — это проложить отдельный нулевой провод в выключатель для питания подсветки, только вот нужен еще один провод да и подсветка будет гореть постоянно.

В последнее время ряд производителей лампочек в высоком ценовом диапазоне используют хитрую RC схему прямо в схеме лампы для нейтрализации эффекта, поэтому можно уже не мучаться, а доплатить. Так же стоит отметить, что таким стрессам обычно не подвержены лампочки с предварительным прогревом, ибо за запуск там отвечает умная схема.

Еще один способ борьбы с миганием — использование импульсного реле. Выключатель с подсветкой управляет реле, реле же управляет подачей питания на лампочку. Как бонус, одним реле можно управлять с нескольких выключателей, например один поставить возле кровати, другой на входе в помещение. Недостаток — это цена вопроса в рублях.

Ну и крайний способ борьбы — это использование люминесцентной лампы в комплекте с проходным переключателем с подсветкой путем соединения контактов оного как показано на схеме:

Замысел борьбы с миганием

Замысел борьбы с миганием

       Есть также причины, по которым люминесцентная лампа все равно будет моргать даже если вы не используете выключатель с индикатором подсветки. Зачастую причиной моргания лампочки в данном случае являются кривые руки электрика, поставившего разрыв цепи в выключателе на ноль. Так же причиной может быть достаточное большое удаление лампочки от выключателя, потому что при разрыве фазы данный провод будет представлять собой антенну на которую могут попадать слабые паразитные наводки с близлежащих силовых проводов. Этих наводок будет достаточно для возбуждения в цепи лампы слабого тока с последующей зарядкой конденсатора. Так же наведению паразитных наводок может способствовать слабая изоляция провода.

      Еще одно ограничение люминесцентных ламп связано с использованием димеров (они же светорегуляторы, они же регуляторы яркости света). При регулировке мощности свечения лампы стандартным димером происходит понижение напряжения в цепи лампы, падает мощность, подаваемая на ЭРПА. В итоге разряд в колбе идет при недостаточно прогретых электродах, что приводит к уменьшению ресурса лампы. К тому же при уменьшении напряжения ниже 120 В лампа светиться уже не будет, так что сильно яркость не порегулируешь. Выход один — либо использовать специальные димируемые люминесцентные лампы и специальные димеры под такой тип ламп (такие димеры обычно требуют специального провода управления до лампы), либо покупать лампы, способные работать со штатными димерами (имеют сложную начинку). Как бы то не было и тот и другой вариант стоят космических денег, плюс явное большинство моделей диммируемых люминесцентных световых источников не являются компактными.

    Последний нюанс в использовании люминесцентных источников света состоит в том, что они содержат небольшое количество ртути и таки выбрасывать их просто в помойку низя, хотя бы руководствуясь здравой логикой. Если в Москве хотя бы была попытка организовать утилизацию ламп через распоряжение правительства Москвы «Об организации работ по сбору, транспортировке и переработке отработанных люминесцентных ламп» от 20 декабря 1999г. № 1010-РЗП.  то в остальной части России на это пока ложат большой болт. Гринпис, как бы над ним не глумились, старается помочь россиянам найти организации , где можно утилизировать опасные ртутосодержащие объекты. Список пунктов утилизации есть только для крупных городов, посмотреть можно здесь , остальные же вынуждены кидать лампы на помойку вдыхая в своих регионах целительные эффекты от испарения паров ртути из разбитых на свалках/помойках ламп. Кстати разбив лампу дома мы получим гемморой в виде заражения помещения ядовитыми веществами 1 класса опасности. Постановление правительства № 681 «Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде»  предписывает нам в таких случаях вызывать МЧС и доверять им процесс дезактивации. На практике все это не работает.

      Рассказываю собственный опыт. Когда я дома разбил ртутный градусник, ко мне МЧС не приехали, сказали - фигня (живу в Москве), вместо этого тетенька по телефону зачитала мне инструкцию по устранению последствий загрязнения ртутью. На мой вопрос «куда девать битый градусник?» мне сказали приблизительно следующее: «По закону у Вас должен забрать это ЖЭК, но они не возьмут. Езжайте сами сдавайте свой градусник, вот вам телефон конторы по утилизации бла-бла-бла». На весь 15 миллионный город для частных лиц на тот момент (2 года назад) была 1 контора и 1 телефон!!! (Сейчас по моему не лучше) Контора как оказалась арендовала помещение на территории учебно-производственного комплекса московского метрополитена, да еще имела неудобный режим работы, пришлось отпрашиваться со своей. В итоге передал градусник в контору через охранника комплекса, т.к. у ребят из утилизационной конторы был обед и они не могли подойти. Вот вам и утилизация в России, переходим на энергосберегающие технологии!!!! Вообщем с утилизацией компактных люминесцентных ламп в Раше пока что полная лажа. Может именно по этому наше правительство пока не  распрощается с лампами накаливания.

     На этом обзор компактных люминисцентных энергосберегающих ламп завершим, остальные типы ламп рассмотрим в следующий раз.

 




Комментарии к теме (0)
Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи



Комментарии отсутствуют