Энергосберегающие лампы: виды, технические характеристики, преимущества и недостатки

30.06.2016 мастер

В последнее время на слуху энергосберегающие технологии, которые являются не только экологически чистыми, но и позволяют значительно экономить на оплате коммунальных услуг, которые с каждым годом не становятся меньше. Самый простой вариант применения подобных технологий на практике, это энергосберегающие светильники.

Без электричества сегодня довольно проблематично обойтись, так как практически все бытовые приборы функционируют от электричества. Поэтому использование дома такого рода осветительных приборов будет выгодным и практичным. Обо всех преимуществах и особенностях работы энергосберегающих светильников расскажет сегодняшняя статья.

Что такое энергосберегающие лампы

Эти электротехнические изделия называют компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). Состоят из двух основных частей — колбы нестандартной формы и цоколя. Внутри колбы помещены электроды, изготавливаемые из вольфрама с нанесением активирующего вещества (смеси оксида бария, кальция, стронция). Пространство заполняется инертным газом или ртутью, капли которой при нагреве превращаются в пары.

При подаче электрического напряжения на источник света между электродами создается заряд, лампа загорается. Генерируемое излучение находится в спектре ультрафиолетового диапазона, а чтобы его преобразовать в видимый для человека свет, внутренняя поверхность изделия покрывается люминофором.

Простая система для небольшого офиса, магазина, склада

В функциональных зонах располагаются светодиодные светильники с ИС расчетной мощности. Если предполагаются частые перепланировки помещения, предпочтение отдается трековой системе освещения. Так резервируется возможность иметь несколько групп света, не привязанных к определенной зоне. Вспомогательные помещения оборудуются светильниками, работающими в паре с датчиками движения и/или присутствия.

Автоматическое диммирование в небольших помещениях с часто перемещающимся персоналом не дает ощутимого экономического преимущества над ручным. Целесообразно использовать розеточные диммеры для подключения светильников местного освещения (настольных ламп и т.п.).

Периодически рабочие места и другие важные зоны инспектируются с помощью люксметра для контроля достаточности/избыточности освещенности. По итогам контроля:

На трековую систему могут добавляться новые светильники, перемещаться существующие с изменением состава и границ групп света.
Могут заменяться лампы в стационарных потолочных светильниках на более или менее мощные.

Виды и устройство

Вместо ртути колба КЛЛ заполняется альмагамой индия. По сравнению с обычной лампочкой здесь отсутствует нить накаливания. При воздействии напряжения приходят в движение электроны, сталкивающиеся с частицами вещества, находящегося в колбе. Внутри изделия расположена схема пуска и подачи питания — электронный балласт.

При бытовом применении люминесцентных ламп руководствуются двумя наиболее важными параметрами — цветовой температурой и мощностью.

К энергосберегающим изделиям относятся не только люминесцентные, но и светодиодные лампы. Последние выигрывают у КЛЛ за счет отсутствия ряда негативных факторов, включая мерцание и снижение светового потока в процессе эксплуатации. С одной стороны, такие источники дороже, с другой — экономичны в эксплуатации.

Главное отличие энергосберегающих конструкций от лампочки накаливания связано с преобразованием электрической энергии: первые практически все электричество трансформируют в видимый свет, а вторые теряют большую часть из-за генерации тепла.

Люминесцентные

По сравнению с «лампочкой Ильича» такие изделия более долговечные и потребляют в 2 – 3 раза меньше электроэнергии при излучении одинакового светового потока.

Используется совершенно иная технология для преобразования света в видимый спектр. Проходя через капли ртути или инертный газ, электрический разряд формирует ультрафиолетовое свечение, воздействующее на люминофор, нанесенный на внутреннюю часть колбы — за счет этого человек воспринимает излучаемый лампой свет.

В быту используют КЛЛ. Для больших и просторных технологичных помещений, административных офисов применяются некомпактные люминесцентные лампы. В большинстве случаев изделия имеют спиралеобразную колбу и стандартный винтовой цоколь, поэтому легко заменяют лампы накаливания.

Светодиодные

Сегодня светодиодные электротехнические изделия — лучший источник света. У них отсутствуют недостатки, характерные для остальных лампочек, потребляют минимум электрической энергии и более долговечны в сравнении с КЛЛ. Внутри нет ни вольфрамовой нити, ни вредных веществ, которыми заполняется колба люминесцентных приборов. В качестве источника света выступает LED-диод, принцип свечения которого построен на электронной схеме.

В магазине можно найти полноценные светильники на светодиодах или отдельные лампочки, предназначенные для замены стандартных.

Галогеновые устройства

Нередко к энергосберегающим изделиям приписывают галогенки — это неверно. Несмотря на их долговечность по сравнению с лампами накаливания, по количеству потребляемой электроэнергии и сроку службы они уступают КЛЛ и светодиодным. По сути, галогенка — та же «лампочка Ильича», с колбой, заполненной парами йода или бора. Оба вещества галогенные, отсюда и название продукта.

При продолжительной подаче напряжения на обычную лампу атомы вольфрама, используемые для производства спирали, постепенно испаряются, по этой причине быстрее выходят из строя. Если добавить в колбу галогены, между ними и вольфрамом возникнет реакция с последующим формированием соединений. При распаде молекул вольфрам вернется на спираль, что приведет к повышению долговечности самого изделия.

При эксплуатации галогенок с диммером (устройством для изменения яркости) срок службы повышается с 3 – 5 до 8 – 12 тыс. часов. Приборы характеризуются высокой цветопередачей, компактностью, разнообразием форм и не нуждаются в специфической утилизации. Малый срок эксплуатации и отсутствие экономичности не позволяют отнести данные изделия к энергосберегающим.

Классификация

Энергосберегающие лампы – это такие виды источников света, что потребляющие меньше электроэнергии, чем ЛН: трубчатые и компактные люминесцентные, светодиодные.

Люминесцентные лампы

Трубчатые модели ЛЛ бывают стандартные, с тремя и пятью слоями люминофора, специальные (для растений, аквариумов, оформления дизайна, витрин, вывесок, медицинских учреждений, копировальных аппаратов). Подключаются по одному элементу к сети 220 В или по несколько последовательно к 127 В.

Для запуска требуется пусковое устройство. Световой разряд дуговой или тлеющий, поток света бывает направленный и не направленный.

Предлагаются экономичные изделия (ЭЛЛ), предназначенные для организации общего освещения, со стандартными параметрами длины трубки, напряжения и тока. Единственное отличие от стандартных изделий – небольшой диаметр и сниженное давление (200-300 Па). Мощность 18, 36, 58 Вт. ЭЛЛ выпускают как зарубежные, так отечественные производители.

Компактные лампы

У компактных моделей балласт встроен в цоколь, от него полностью зависит срок службы лампы. Длительность эксплуатации сокращается при высоком запылении, механических воздействиях, вибрациях, частых включениях/выключениях. КЛЛ не работают с диммерами, зажигаются только через 0,5-1 минуту.

Светодиодные энергосберегающие лампы

Энергосберегающими называют разновидности для дома с цоколем, аналогичным лампочкам накаливания.

Основные характеристики осветительных элементов

Существует несколько важных параметров осветительных приборов:

мощность — влияет на потребление электроэнергии;
коэффициент мощности — соотношение между активной и реактивной;
цветовая передача — измеряется в Кельвинах (чем ниже, тем более теплым получается свет);
световой поток — указывает на яркость свечения источника;
время разогрева — спустя какой промежуток времени лампа загорится на 60 – 80 % максимальной яркости;
время зажигания;
индекс цветопередачи — чем выше, тем лучше;
срок эксплуатации — подсчитывается в часах (спустя этот временной промежуток яркость лампы опустится до 70 % от номинального);
число циклов переключения.

Самый простой совет по выбору светила — ориентируйтесь на известные бренды. Если впервые услышали название производителя КЛЛ или светодиодного светильника, откажитесь от приобретения. Брендовые фирмы всегда заботятся о качестве изделия.

Мощность

Мощность электротехнических элементов варьируется от 7 до 250 Вт. При выборе параметра следует учитывать тот факт, что соотношение мощности и светового потока у изделий в 5 раз выше, чем у обычных ламп накаливания. Если мощность «лампочки Ильича», используемой ранее, была 100 Вт, в случае замены на энергосберегающую достаточно выбрать источник света на 20 Вт.

Наблюдается простая закономерность — с увеличением мощности увеличивается яркость.

Цветовая температура

При одинаковой мощности лампа может светить разными оттенками — более теплым, близким к желтому, нейтральным или холодным белым. В качестве единицы измерения используются Кельвины, а значение находится в диапазоне 2700 – 6500 К. Для квартиры выбирают более нейтральные оттенки — энергосберегающие изделия с цветовой температурой около 4000 К.

Индекс цветопередачи

В зависимости от индекса цветопередачи (CRI) зрительные органы по-разному воспринимают цвета предметов, отражающих свет. Эталоном в этом плане называют солнечный свет — CRI равен 100 единицам. Искусственные источники имеют меньшее значение, но чем оно ближе к 100, тем более естественными получаются цвета. Современная энергосберегающая лампа функционирует с CRI не ниже 80.

Маркировка изделий содержит три цифры. Например, если в обозначении указано число «940», лампочка изготовлена с цветопередачей 90 и температурой 4000 К.

Тип цоколя

Несмотря на появление современных технологий в жизнедеятельности человека, до сих пор наиболее популярным остается классический цоколь Эдисона с диаметром 27 мм — E27. Большая часть световых приборов предназначена для применения изделия с таким цоколем. Изначально это был стандарт для ламп накаливания, поэтому производители решили сделать все для максимального удобства эксплуатации и создали экономки E27.

Некоторые меньшие светильники (настольные и настенные) используют меньший цоколь — E14. Огромные и мощные приборы оснащены цоколем на 40 мм — E40. Если не можете самостоятельно определить тип цоколя, возьмите в магазин лампочку накаливания.

В быту применяют лампы со штырьковыми контактами (вместо винтового соединения). В таком случае маркировка цоколя имеет букву G, а последующее число указывает на расстояние между штырьками, измеряемое в миллиметрах. Например, цоколь G10 имеет расстояние 10 мм.

Срок службы

Долговечность источников света принято измерять в часах. Для удобства переведем значение в года. Средняя эксплуатация светодиодного прибора в нормальных условиях насчитывает 10 – 15, а в случае с КЛЛ — около 5 лет. Для светодиодных ламп предоставляется гарантия.

Форма колбы

Если важны не только физические параметры, влияющие на яркость и потребление электроэнергии, но еще и декоративная составляющая, лучше всего покупать светодиодные изделия, форма которых может быть совершенно разной — от свечи до шара и т. д.

Не менее разнообразны галогенки и обычные лампы накаливания, но экономить здесь не выйдет. Что касается КЛЛ, по форме изделия бывают или спиральными, или трубчатыми.

Регулировка яркости

В плане регулировки яркости светодиодные и люминесцентные лампы уступают галогенкам. Изделия, которые могут эксплуатироваться с диммерами, встречаются нередко, но их стоимость чересчур высока для бытового применения. Если хотите применять диммер, установите галогенку.

Как выбрать

При выборе лампы стоит исходить из следующих параметров:

Необходимый тип цоколя;
Цветовая температура;
Светоотдача;
Мощность лампы;

Энергосберегающие устройства — это современное и эффективное решение для любого помещения и целей.

Сравнение размера традиционных устройств накаливания и энергосберегающих устройств

Подводя итог, важно знать, что при выборе энергосберегающего прибора нужно ориентироваться на известного производителя. У таких производителей на заводах следят за качеством продукции и риск наткнуться на дефектный товар — минимален.

Преимущества и недостатки

Вопреки привычному построению обзора, начнем с недостатков энергосберегающих ламп:

люминесцентные изделия дневного света и другие экономки по холодному или теплому белому свету отличаются от привычного, которые излучает обычная лампочка (при неправильном выборе индекса цветопередачи и температуры установка электротехнического элемента станет минусом, поскольку человеку придется адаптироваться к новому освещению);
другой недостаток экономок — более высокая стоимость по сравнению с обычными (в 10 – 20 раз выше);
содержание ртути в КЛЛ, которая относится к вредным и токсичным веществам;
ультрафиолетовое излучение люминесцентной лампы негативно воздействует на сетчатку глаз — минимальное расстояние между человеком и источником света должно быть не менее 30 см (в том числе настольным или настенным светильником).

Достоинства экономок:

малое потребление электрической энергии;
продолжительная эксплуатация;
высокий уровень световой отдачи;
возможность выбора желаемых оттенков;
низкая температура нагрева.

Принципы построения систем энергоэффективного освещения

Существует, как минимум, 4 основных принципа, которые необходимо учитывать при построении энергоэффективных систем освещения:

Функциональное сочетание естественного и искусственного освещения.
Зональное управление светом.
Автоматическое реагирование на изменение качественной и количественной потребности в освещении.
Испольование дублирующего (маломощного) освещения в случаях, когда диммирование невозможно.

Интеллектуальные системы

Современный тренд развития таких систем ставит во главу угла потребности, комфорт и безопасность человека. Тренд называют антропоцентричным или эргономическим. В идеале каждое рабочее место оснащается датчиками присутствия и освещенности, передающими данные в компьютер (блок управления), где формируются команды, идущие на автоматические выключатели и диммеры.

Таким образом поддерживается постоянный уровень (в соответствии с нормами) освещенности рабочих мест в присутствии персонала независимо от погоды и времени суток. Разумеется, сигнал на выключение местного или зонального света выдается системой не сразу после того, когда человек покидает контрольную зону, но с определенной задержкой по времени. Задержка необходима чтобы избежать неоправданно частых циклов выкл/вкл, создающих дискомфорт для людей и снижающих ресурс ИС.

Рис. 6. Сочетание дневного натурального и искусственного света в энергосберегающем освещении

Однако, совсем не обязательно оборудовать датчиками каждое рабочее место. Достаточно разместить один датчик освещенности и создать функциональную модель изменения параметров света в различных зонах одного помещения.

В самых продвинутых антропоцентричных системах в течение суток происходит не только управление световым потоком ИС, но и его цветностью в соответствии с изменением цветовой температуры (ЦТ) естественного освещения. Разумеется, для реализации таких схем необходимы лампы с регулировкой ЦТ и RGB-контроллеры.

Правила и меры предосторожности при эксплуатации

Мерцание люминесцентных лампочек негативно сказывается как на самом изделии (приводит к быстрому перегоранию), так и на самочувствии человека — ухудшается зрение, повышается нервозность и спустя несколько минут появляется сильная утомленность.

Вот некоторые причины, из-за которых появляется мерцание энергосберегающей лампочки, и способы устранения эффекта:

все выключатели обязательно должны быть подключены к фазе (не к «нулю»);
при эксплуатации КЛЛ нельзя использовать выключатели с подсветкой;
используйте качественные источники света с задержкой около 2 секунд — в таком случае исключается моргание даже при наличии ночной подсветки на выключателе;
если экономки применяются в люстре, в один из плафонов желательно вкрутить обычную лампочку.

В изделиях средней мощности содержится около 1 мг ртути — как в шарике на конце канцелярской ручки. Для сравнения: градусник содержит 500 мг ртути. Несмотря на столь очевидную и огромную разницу в содержании ртути, не забывайте об осторожности при их эксплуатации. Наличие в воздухе испарений в малых количествах может причинить серьезный вред здоровью.

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.

Как выбрать энергосберегающую лампу – обзор основных параметров