Как устроены энергосберегающие лампы

Принцип работы энергосберегающей лампы

Разные типы энергосберегающих устройств работают по разным принципам. Если это люминесцентная лампочка, внутри колбы находится инертный газ с примесью паров ртути. Как говорилось выше, внутри трубка покрыта люминофором. Он необходим для создания цветовой температуры и спектра свечения.

В корпусе находится преобразователь напряжения (драйвер), выполняющий пускорегулирующую функцию. Когда напряжение подается на лампу, драйвер создает пробой газового промежутка между электродами.

Рис.7 – принцип работы.

Спирали нагреваются, что увеличивает эмиссионную способность электродов и испарение ртути. Через несколько секунд в колбе происходит газовый разряд. После этого драйвер переходит в режим балласта. Напряжение и ток стабилизируются на оптимальном уровне. Пары ртути во время разряда излучают ультрафиолет. Он поглощается люминофором, который начнет излучать свет в видимой части спектра.

Влияние на организм человека

Люминесцентные трубки содержат пары ртути, которые при потере герметичности попадают в воздух, что опасно для здоровья человека. Эксплуатация, хранение и утилизация таких приборов требуют особого внимания, потому что халатное отношение приводит к попаданию соединений ртути в среду обитания человека, почву, воду. Массовое нарушение правил утилизации ртутных элементов создает угрозу масштабного загрязнения экологии.

Люминесцентные источники работают на преобразовании люминофором ультрафиолетового излучения в видимый свет. Флюоресцирующее покрытие и стекло пропускают долю ультрафиолета наружу, а выгорание люминофора приводит к увеличению потока УФ-излучения, которое оказывает вредное воздействие на кожу. Человек не видит и не чувствует излучение УФ-диапазона, поэтому не подозревает о причине недуга.

Технология производства светодиодов исключает излучение ультрафиолетового спектра LED-лампами в процессе работы. Инфракрасное излучение присутствует, но не превышает 15%, что безопасно для человека. Отсутствие вредных соединений в составе LED-элементов подтверждает экологическую чистоту приборов.

Конструкция люминесцентных и светодиодных ламп

Герметично запаянная колба из стекла, внутри которой содержится инертный газ и пары ртути – вот что представляет из себя люминесцентная лампочка. Под воздействием электричества в колбе появляется излучение. Проходя через стенки с нанесённым на них люминофором, это излучение трансформируется в световой поток.

Гораздо сложнее устроена светодиодная лампа. Она представляет собой конструкцию, состоящую из набора светодиодов, смонтированных на охлаждающих радиаторах, преобразователя напряжения, управляющей схемы, дополнительной оптики. Всё это предназначено для получения освещения, отвечающего самым высоки требованиям.

Какие лампы лучше выбрать – светодиодные или люминесцентные

Исходя из того, что известно об этих световых приборах, сравним их по нескольким критериям:

1. Расход электричества.
Для примера возьмём стандартную лампочку 60 Вт. Для её замены, при условии, что освещённость сохраняется на таком же уровне, потребуется энергосберегающая лампочка мощностью 12 Вт или 5-ваттная светодиодная. Отличия в потреблении энергии заметны каждому – светодиодная лампа обеспечит экономию более чем вдвое по сравнению с люминесцентной. Если же сравнивать с обычной лампой накаливания, потребление падает в 12 раз.

2. Долговечность.
Если верить заявлениям производителей энергосберегающих ламп, срок их службы на порядок больше, чем у обычных лампочек. Озвучиваются следующие цифры: максимальная длительность работы – 8000 часов, средняя – около 4–5 тыс. часов. Светодиодные лампы показывают иной результат – порядка 50000–60000 часов. Сравнение явно в пользу светодиодов.

3. Стойкость и неприхотливость.
Большая часть энергосберегающих ламп, даже самых новых моделей, работают меньше заявленного срока из-за тяжёлых условий эксплуатации. Скачки напряжения питающей электросети для люминесцентных ламп вредны, что приводит к более раннему выходу их из строя. На нормальную эксплуатацию и параметры светодиодных осветительных приборов перепады напряжения не оказывают серьёзного влияния. Если охлаждение светодиодов организовано правильно, светодиоды работают минимум десяток лет. Кроме того, на светодиодные лампы в меньшей степени подвержены влиянию низких температур, влажности, механических воздействий.

4. Качественные характеристики света.
Для помещений качество освещённости определяется индексом светопередачи прибора. Для светодиодных и люминесцентных ламп значение этого параметра колеблется в пределах 80–85, при максимальном значении 100. Однако следует упомянуть, что люминесцентные лампы имеют меньший, чем светодиодные, спектр и достаточно часто мерцают.

5. Безопасность.
Говоря о безопасности для человека и окружающей среды, следует вспомнить о том, что в колбах люминесцентных ламп содержится некоторое количество паров ртути. Утилизация этого вида осветительных приборов требует специального оборудования, поэтому их нужно сдавать в соответствующую организацию. Светодиодные осветительные приборы не содержат токсичных или вредны для окружающей среды соединений.

Вывод.
В итоге можно сделать следующий вывод: светодиодные лампы выигрывают сравнение по большинству технических и пользовательских свойств. Единственным критерием, по которому люминесцентные лампы пока ещё впереди, остаётся цена. Однако сегодня фирмы-производители светодиодной продукции увеличивают масштабы выпуска и снижают стоимость. Разница в цене с каждым годом становится всё меньше, а по остальным критериям выбор очевиден.

Интернет-издание “Выбор мой”

Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) подпадает под определение энергосберегающей. Все источники света, которые потребляют хотя бы на 10% меньше электроэнергии, чем лампы накаливая, можно отнести к группе энергоэффективных. Ведь известно, что аналоги с нитью накаливания характеризуются низким КПД по причине сильного нагрева, но при этом уровень мощности высокий.

Конструкция и характеристики

Часто энергосберегающими называют только компактные люминесцентные лампы, что некорректно в силу того, что энергосберегающие лампы могут иметь другую конструкцию (например, люминесцентные лампы линейного типа с пониженным содержанием ртути и меньшим диаметром трубки), или даже основываться на других физических принципах — таких, как светодиодные лампы, обладающие перед люминесцентными рядом преимуществ: бо́льшая светоотдача, выше механическая прочность из-за отсутствия хрупкой стеклянной колбы и вольфрамовых нитей, долговечность и независимость от частых переключений, более естественный спектр при сопоставимой цене. Образ компактных люминесцентных ламп часто используется в , призывающей к экономии электроэнергии и энергосбережению, что способствует распространению этого заблуждения. Более современные светодиодные лампы в разы экономичнее компактных люминесцентных.

Характеристика, которая выгодно отличает энергосберегающие лампы от ламп накаливания, заключается в том, что энергосберегающие лампы могут иметь разную цветовую температуру, определяющую цвет лампы. Цветовые температуры энергосберегающих ламп: 2700 К — Мягкий белый свет, 4200 К — Дневной свет, 6400 К — Холодный белый свет (цветовая температура измеряется градусами по шкале Кельвина). Чем ниже цветовая температура, тем ближе цвет к красному, чем выше — тем ближе к синему. Таким образом, потребитель получает возможность обогатить цветовую гамму помещения.

Классификация люминесцентных ламп

По показателю спектрального излучения приборы люминесцентного типа подразделяются на 3 категории:

• стандартные;
• с усовершенствованной передачей цвета;
• со специальными функциональными назначениями.

Стандартные приборы снабжаются люминофорами однослойными, позволяющими излучать разные тона белого. Приборы оптимальны для освещения жилых помещений, административных и производственных блоков.

Люминесцентные лампы с усовершенствованной передачей света оснащаются люминофором с 3-5 слоями. Структура позволяет качественно отражать оттенки за счет усиленной световой отдачи (на 12% больше типовых ламп). Модели подходят для витрин магазинов, выставочных залов и т.д.

Люминесцентные лампы специализированного назначения совершенствуются с помощью разных составов в трубке, позволяющих поддерживать заданную частоту спектра. Устройства применяют в больницах, концертных залах и т.д.

Приборы разделяются на модели высокого и низкого давления.

Конструкции с высоким давлением оптимальны для монтажа в уличных лампах и приборах, имеющих большую мощность.

Лампы невысокого давления применяются в квартирах, административных комплексах, производственных помещениях.

По внешнему виду ЛЛ представлены линейным и компактным вариантами.

Линейная конструкция колбы удлиненная, применяется для промышленных помещений, торговых центров, офисов, медучреждений, спортивных организаций, заводских цехов и т.д. Линейная модель представлена разными вариантами диаметров трубки и конфигураций цоколя. Устройства обозначаются кодами. Прибор с диаметром 1,59 см на упаковке отмечается знаком Т5, с размером 2,54 см — Т8 и т.д.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) представляют спиралевидную стеклянную трубку и предназначены для установки в квартирах, офисах и т.д. КЛЛ делятся на 2 типа, главное отличие — виды цоколей (стандартный и с основанием в форме штыря).

Традиционный цоколь в форме резьбы отмечается знаком «Е» и кодом с размером диаметра.

Штырьковый вид цоколя отмечается символом «G»; цифровые данные обозначают расстояние между штырями. Этот вил лампы оптимален для установки в настольных лампах, подвесных бра в небольших помещениях.

Люминесцентные лампы различаются мощностью (слабые и сильные). Мощность люминесцентной лампы в Вт может превышать показатель 80 единиц. Устройства с небольшой мощностью представлены изделиями до 15 Вт.

По показателю распределения света устройства могут быть направленного действия (рефлекторные, щелевого типа) либо ненаправленного.

По типу разряда приборы подразделяются на дуговые, устройства свечения либо тлеющего разряда.

Различается сфера применения осветительных устройств (наружные, внутренние, взрывозащищенные, консольные).

Наружные устройства подходят для оформления зданий с внешней стороны, для освещения беседок, оформления двора и т.д. При выборе необходимо учитывать температурные режимы региона.

Внутренние подходят для офисных и жилых зданий. Устройства снабжаются защитой от влажности и воздействия пыли. Детали корпуса соединяются герметичным способом. Конструкция ламп может быть прямой, подвесной, предназначенной для крепления к поверхности потолка.

Приборы взрывозащищенные разработаны для территорий с риском возникновения взрывов (склады, цеха по производству красителей и т.д.).

Приборы консольного типа монтируются с помощью специальных креплений и имеют индивидуальный корпус.

Цвета

Экономные лампы используются в различных отраслях. Как уже известно, цвет лампы зависит от люминофора, нанесённого на внутреннюю стеклянную поверхность лампы. Но иногда, помимо слоя люминофора, на цвет лампы оказывает влияние и сама колба, которая может быть выполнена из стекла разного цвета. Чаще всего такие модели используют для декоративной цветной подсветки.

Но есть модели, которые используются только в узких отраслях. Например, в криминалистике используется модель с помощью, которая позволяет обнаружить различные биологические следы. Данная модель относится к люминесцентным видам, но имеет существенное отличие, а именно чёрный цвет колбы. Модель имеет своё название-лампа Вуда.

Принцип работы

Популярные в последнее время энергосберегающие лампы одно из лучших за последнее время изобретений. Компактные в своих размерах не требующие стартера для запуска освещения, работающие без звука, простые в подключении (резьбовой цоколь элементарно устанавливается  в осветительное оборудование), экономящие электроэнергию на 80 %, надежные, вот часть основных достоинств этих приборов.

Принцип работы энергосберегающей люминесцентной лампы заключается в ней содержание паров ртутного вещества, газов аргона, неона, иногда криптона. Когда электроэнергия поступает в лампу, нагревается катод, от которого начинает излучаться электроны. Они ионизируют газовую смесь до получения плазмы, излучающую ультрафиолетовый свет, невидимый для человеческого глаза. За счет этого света освещается люминофор, покрывающий стенки трубки и в результате, люминофор выдает привычный видимый свет.

Стоит ли устанавливать энергосберегающие лампочки?

Устройство подходит для производственных и строительных объектов, где необходимо постоянное освещение. Качественная эксплуатация возможна только при определенных условиях:

1. Устойчивая мощность.
2. Отсутствие регулировки яркости.
3. Редкое включение и выключение осветительного прибора.

Главное достоинство ЭСЛ — экономия энергии. Больше всего электричества уходит на освещение, а не на тепловыделение.

При выборе, также, учитывается тип помещения. Вид свечения должен соответствовать зрительному напряжению, чтобы глаза не уставали. Неправильная эксплуатация приводит к ухудшению зрения, спазмам и слезоточивости.

Что собой представляет светодиодная лампа?

В светодиодных лампах в качестве источника света используются светодиоды, тогда как в обычных лампочках свет излучается за счет накала, который раскаляется под воздействием электрического тока. Изнутри энергосберегающая лампа покрыта люминофором (флуоресцентным красителем), который светится под действием газового разряда.

Каждый тип лампы обладает своими особенностями и недостатками. Конструкция лампы накаливания довольно проста: она состоит из нити накала (обычно изготовляется из вольфрама или его тугоплавких сплавов), заключенной в вакуумированную стеклянную колбу. Под действием электрического тока нить нагревается и начинает светиться. Основным преимуществом ламп накаливания является их низкая стоимость, которое, однако, нивелируется низким КПД. В действительности в свет превращается только 10% затраченной электроэнергии, остальное рассеивается в виде тепла. Кроме того, служит такая лампочка недолго – всего около 1 тыс. часов.

Компактная люминесцентная лампа, или КЛЛ (именно так называется энергосберегающая лампа) светит почти настолько же ярко, но при этом потребляет в пять раз меньше электроэнергии. В числе недостатков КЛЛ можно назвать более высокую цену, долгий промежуток разогрева после включения (несколько минут), неэстетичный вид, а также мерцание света, что несет нагрузку на глаза.

Светодиодная лампа состоит из нескольких светодиодов и блока питания, заключенных в корпус. Блок питания – необходимый компонент, так как для функционирования светодиодов требуется питание постоянным током с напряжением 6 или 12 В или переменным током с напряжением 220 В в бытовой электросети.

Чаще всего дизайн корпуса светодиодных ламп напоминает «грушевидную» форму с винтовым цоколем привычных ламп, что обеспечивает их беспроблемную установку. Устройства обладают целым рядом преимуществ, в числе которых разный цвет излучения (в зависимости от применяемых светодиодов), низкое энергопотребление (в среднем в 8 раз меньше по сравнению с лампами накаливания), долговечность (служат в 20-25 раз дольше, чем лампы накаливания), низкое нагревание корпуса, независимость яркости освещения от перепадов напряжения.

Существенный недостаток таких ламп – цена. Их ценник в несколько раз превышает стоимость ламп накаливания. Тем не менее, высокая стоимость компенсируется снижением затрат на освещение, при условии, что лампа не перегорит раньше времени. При этом светодиодные лампы вполне приличного качества можно приобрести в интернете, не значительно превышая затраты на обычные лампочки. Например, по этой ссылке на AliExpress можно купить светодиодные лампы стандартной конструкции по весьма привлекательной цене, имеется 6 вариантов мощности, более 4 000 заказов и множество положительных отзывов.

У светодиодных ламп есть и другие недостатки. В частности, неравномерное светораспределение, связанное с тем, что встроенный блок питания препятствует световому потоку. Тем не менее, некоторые производители обходят это ограничение, используя специальную форму конструкции, например, такую.

Кроме того, матовый корпус лампы выглядит неэстетично в стеклянных  светильниках. К недостаткам относятся и отсутствие регулятора яркости (диммер), а также непригодность к применению при очень высоких и низких температурах.

Энергосберегающие лампы и их недостатки

Итак, продолжая говорить о том, какие энергосберегающие лампочки плюсы и минусы имеют, давайте сейчас остановимся на недостатках.

• Срок, который может прослужить энергосберегающая лампа, напрямую зависит от выбранного режима. В помещения, в которых все время включается/выключается свет, не подойдут лампочки энергосберегающие.
• Цена довольно высокая (от 75 до 350 руб.).
• Длительность разогрева. Моментально осветить комнату при помощи этой лампы невозможно, так как разогревается она постепенно. В среднем этот процесс длится 2 минуты.

• Не исключена возможность мерцания, раздражающего глаза.
• Энергосберегающие лампы излучают ультрафиолет. Такие лучи являются опасными для всех людей, потому что негативно влияют на кожный покров, особенно для тех, чья кожа очень чувствительна. Им категорически запрещено находиться недалеко от таких ламп, не ближе 30 см. Избыток ультрафиолета приводит к кожным заболеваниям. Согласно исследованиям, проведенным медиками, оптимальная мощность лампы для людей с проблемной кожей – 21 Ватт и ниже.
• Эти лампы невозможно использовать в люстрах, где предусмотрена регуляция интенсивности освещения. Происходит это из-за неподходящей конструкции: когда напряжение понижается хотя бы на 10% от стандартного, энергосберегающие лампочки отключаются из-за недостатка питания.
• По своему химическому составу лампы не опасны в ежедневном использовании. Однако, разбиваясь, они выпускают в воздух ртуть и фосфор. Пары этих веществ из одной лампочки, согласно исследованиям ученых, способны превысить допустимую норму в 20 раз, от чего беременные женщины и дети, находящиеся в этот момент в помещении, могут получить непоправимые нарушения здоровья. Если все-таки разбилась энергосберегающая лампочка, что делать, простой пользователь не всегда знает, поэтому есть набор определенных правил, который мы привели в конце статьи.
• Обязательная специальная утилизация. Перегоревшие лампы категорически запрещено выбрасывать вместе со всеми остальными отходами.

Утилизация

Специфическая утилизация требуется лишь для люминесцентных изделий, в колбе которых содержатся пары ртути. Светодиодные лампочки можно выбрасывать в обычный мусор — туда, куда обычные и галогеновые.

Энергосберегающие лампы — отличный вариант для людей, желающих сэкономить на оплате электроэнергии. Огромное количество преимуществ делают КЛЛ предпочтительнее обычных или галогеновых.

Если выбирать конкретную модель, лучше немного переплатить и приобрести светодиодные изделия, характеризующиеся большей долговечностью и исключающие негативное воздействие на самочувствие человека.

Энергосберегающие лампы: виды и цена на различные изделия

Мы уже разобрались, насколько разнообразными могут быть энергосберегающие лампы по виду и мощности, размеру цоколя. Сейчас рассмотрим среднюю стоимость ЭСЛ на российском рынке. Стоимость указана по состоянию на август 2018 года

Изделия известных производителей будут стоить несколько дороже, примерно на 30-50%. Это неудивительно. Они уже заработали себе имя, теперь бренд работает на них.

На сегодняшний день лидером в соотношении «цена−качество» является фирма «Philips»

ПОЛЕЗНЫЙ СОВЕТ!

Если вы покупаете лампы разных фирм, стоит непосредственно на корпусе подписывать дату начала эксплуатации. Собранная со временем статистика поможет определить, каким маркам лучше отдать предпочтение.

Ключевые критерии оценки

Любая из этих ламп имеет свои преимущества и недостатки, но они однозначно лучше обычной ниточной, вольфрамовой по показателям энергопотребления и величины светового потока. Дать однозначный ответ на вопрос, какая из них предпочтительнее для дома, не так просто, ведь существует масса критериев оценки, параметров работы, влияющих на окончательную позицию и отличия.

Для того чтобы несколько упростить процесс сравнения, попробуем отобразить разницу в табличной форме. Воспользуемся данными, используя лампочки одного производителя, одинаковой цветовой температуры и светового потока.

Светодиодная лампа лучше люминесцентной по энергопотреблению, что важно для частного дома или офиса. Ее долговечность практически вдвое выше. Кроме этого следует учитывать содержание ртути в энергосберегающих осветителях, что сразу же вызывает проблемы с ее утилизацией

У диодных ламп такая проблема отсутствует. Также, последние более лучше справляются с влажностью, вибрацией, им не свойственны задержки во включении, мерцание, а частые включения не влияют на срок службы (что особенно характерно для частного дома). Единственным недостатком, рубежом, перед которым светодиодная лампа не устояла, можно считать ее цену, которая практически вдвое выше, чем у люминесцентной

Кроме этого следует учитывать содержание ртути в энергосберегающих осветителях, что сразу же вызывает проблемы с ее утилизацией. У диодных ламп такая проблема отсутствует. Также, последние более лучше справляются с влажностью, вибрацией, им не свойственны задержки во включении, мерцание, а частые включения не влияют на срок службы (что особенно характерно для частного дома). Единственным недостатком, рубежом, перед которым светодиодная лампа не устояла, можно считать ее цену, которая практически вдвое выше, чем у люминесцентной.

Более наглядно и доступно процесс сравнения, преимущества каждого из видов светильников, можно оценить на примере следующих видео роликов:

https://youtube.com/watch?v=5QI-6ZeHkqM

«Сравнение люминесцентных и светодиодных светильников»

https://youtube.com/watch?v=OP8bl5RDZ5c

«Сравнение лампы накаливания, компактной люминесцентной и светодиодной ламп по световому потоку»

Как можно судить по этой информации, светодиодные или энергосберегающие лампы однозначно выигрывают у обычных ламп накаливания при выборе их для дома или офиса. Но разница их также существенна, особенно в плане долговечности, энергопотребления, цены при одинаковом эквиваленте мощности и светопередачи.

Светодиодная разновидность

В середине двухтысячных годов в продаже появились первые сберегающие светодиодные лампы, которые имели показатель потребления электроэнергии на уровне 5−10 Вт. По своему качеству света они существенно опережали стандартные светильники накаливания. Основой таких приборов является светодиод, который запитывается от диммера и специального пускорегулирующего устройства.

В продаже имеются различные модели светодиодных электросберегающих ламп, которые отличаются цветом спектра, своей мощностью и рядом других характеристик. Крупнейшие производители светодиодных светильников предлагают качественные лампы, которые предназначены для использования в стандартных люстрах и светильниках. Можно подобрать различные модели светодиодов, которые позволяют получать рассеянный мягкий свет или же мощное направленное освещение.

К преимуществам светодиодных моделей относят следующие:

• Отсутствие мерцания.
• Естественная цветопередача.
• Долговечность не зависит от количества включений и перепадов напряжения.
• Длительный срок службы.
• Минимальное потребление электроэнергии.
• Экологичность и полная безопасность.
• Небольшие габариты.
• Высокая механическая прочность.
• Простота установки.

Имеется возможность оперативного управления интенсивностью света, также можно полностью автоматизировать светильники, подключив их к системе управления Умный дом. К недостаткам в первую очередь относят высокую стоимость таких лампочек, а также существенную теплоотдачу, поэтому использовать их можно лишь в светильниках со стеклянными плафонами или с открытой конструкцией.

Изготавливаться светодиоды могут как в виде цельного светильника, так и сменной лампочки. Последние пользуются наибольшей популярностью, так как позволяют использовать стандартные светильники, торшеры и бра, обеспечивая максимально возможную экономичность и сокращение расходов домовладельца на оплату электроэнергии.

https://youtube.com/watch?v=HS6LCAJ3qhU

Похожие записи:

Особенности работы электромагнитного пускателя 220 в 12 лучших прожекторов с датчиком движения Проверка резистора в домашних условиях: алгоритм проверки неисправности, проверка переменного резистора Управление реле ардуино: скетч 8 способов подключения компьютера к телевизору Область использования, функции и разновидности выключателей с таймером отключения