Растущие требования к современным системам освещения заставляют потребителей искать новые технические средства обеспечения столь важной функции. Некоторое время назад состоялся переходный этап от классических ламп накаливания к ртутным и натриевым приборам. Такие устройства используются по сей день в разных вариантах, но их эксплуатация сопровождается существенными недостатками. В частности, ртутные светильники имеют серьезные ограничения по использованию и высокие требования к технической организации установки с дальнейшим обслуживанием из-за токсичности рабочей среды. Натриевые модели, в свою очередь, характеризуются перекосом в цветовых спектрах свечения. Двух обозначенных недостатков лишен индукционный светильник, который вполне может заменить и полноценные ртутные модели, и приборы с натриевой основой.
Устройство индукционных светильников
Несмотря на множество отличий в непосредственном рабочем процессе, индукционные устройства все же относятся к сегменту распространенных газоразрядных ламп. Главной же особенностью таких светильников является отсутствие электродов. Впрочем, и это отличие носит условный характер. Основу конструкции также составляет колба, в которой содержится плазма – она и выступает в качестве генератора световой энергии. Кроме того, индукционные лампы дополняются газовым баллоном, который располагается рядом с магнитной катушкой. Безэлектродными такие устройства называют по той причине, что прямой контакт рабочего элемента с газовой средой не предусматривается. Также отсутствие классических электродов из металла внутри баллона повышает эксплуатационный срок прибора. Как показывает практика, светильники такого типа не утилизируются вплоть до момента, пока не будет истрачен ресурс люминофора. Это соответствует примерно 100 000 часов эксплуатации устройства.
Принцип работы моделей с наружным генератором
Все светильники индукционного типа так или иначе работают в связке с генератором. Наиболее распространены устройства, которые эксплуатируются с подключением внешнего электронного прибора, вырабатывающего ток на высокой частоте. Энергия протекает по обмотке катушки, которой оснащен индукционный светильник, после чего лампа загорается. Атомы газа, возбуждаемые электричеством, наполняют ламповую полость, излучая фотоны с волнами, длина которых соответствует частицам наполняющей светильник плазмы.
Как правило, такие лампы содержат смеси, включающие аргон и ртуть. Первый газ добавляется как раз с целью упрощения зажигания при пониженной температуре. Эта функция уместна, если давления ртути недостаточно для выработки разряда, который активизирует индукционные светильники. Принцип работы таких устройств во многом схож с люминесцентными приборами по той причине, что в обоих случаях предполагается возможность люминофора, который обеспечивает формирование ультрафиолетового излучения.
Исторические сведения
В 60-е годы прошлого века обычные лампы накаливания стали заменяться дуговыми ртутными светильниками. Это обычный люминесцентный прибор, который работает по принципу разгона атомов ртути в инертном газе между двумя электродами. Колба, где проходит вся работа, покрыта внутри люминофором. Об него при движении ударялись атомы ртути и превращали кинетическую энергию в световые фотоны. Так работает всё индукционное освещение.
В 90-х годах широкое применение получили светодиодные лампы, затем на смену им пришли электродинамические. В современных приборах не используется ртуть. Вместо этого применяют особый сплав, включающий медь, серебро или золото. Состав называют амальгамой, он более безопасен для здоровья человека, чем чистая ртуть. По светоотдаче лампы не уступают другим моделям, а их цена при этом значительно ниже.
Особенности устройств с интегрированным генератором
Светильники, работающие от внешнего отдельного генератора, зачастую не дополняются люминофорным покрытием. По этой причине они рассеивают только тот свет, выработку которого осуществляет ионизированная газообразная плазма. По общей классификации подобные модели можно отнести к газосветным лампам. К слову, индукционные светильники уличные нередко выполняются как раз по этому принципу — с наружным размещением электрогенератора. Связано это с высоким сроком эксплуатации и повышенной надежностью таких приборов – соответственно, они более устойчивы к повреждениям и другим внешним воздействиям.
Основные характеристики
Одной из главных характеристик светотехнических устройств является светоотдача. В данном случае номинальный показатель составляет порядка 80 лм/Вт. Производители также в некоторых версиях стремятся повышать мощность светильников, но это сказывается на сокращении рабочего ресурса приборов. К слову, по заявлениям изготовителей, средний эксплуатационный диапазон варьируется от 80 до 100 тысяч часов. Сами же пользователи в последние годы все чаще обращают внимание на временные ожидания включений и выключений светотехнических приборов. В этом плане индукционный светильник имеет преимущество даже в среде газоразрядных аналогов. Так, время полного остывания лампы после отключения электроэнергии составляет всего 5 мин. Что касается цветопередачи, то индукционные модели соответствуют по этой характеристике ртутным светильникам, так как содержат практически аналогичный наполнитель.
Промышленные энергосберегающие светильники, как категория наиболее энергоемких источников света
В данной статье мы постараемся рассмотреть вопросы, связанные с внедрением промышленных энергосберегающих светильников, так как по нашему мнению именно этот вид источников света является одним из самых наиболее энергоемких. Первые опыты по созданию недорогих светодиодных светильников начинались с создания светодиодных светильников собранных из корпусов светильников типа РКУ ЖКУ и установленных в них светодиодных блоков. Как показал практический опыт, в вышеуказанные типы корпусов возможна инсталляция небольших мощностей светодиодов или кластеров на их основе, так как в вышеприведенный вариант выбора корпуса не обеспечивается требуемый теплоотвод для светодиодных плат. Данный путь создания недорогих светодиодных светильников был пройден многим компаниями, схожие решения светодиодных светильников небольшой мощности можно встретить и сейчас. Попытки создать модель аналогичную по световым характеристикам светильнику с лампой ДРЛ 250 на основе штампованных корпусов из стали в основном были обречены на неудачу. В таких решениях светодиоды через незначительный промежуток времени перегреваются и начинают менять цвет, а это значит что период эксплуатации таких «поделок» существенно ниже заявляемых 50000 часов.
Наработав большую клиентскую базу, а так же проанализировав огромное количество обращений в нашу компанию по вопросам энергосбережения, стало ясно, что наиболее остро в экономии нуждаются промышленные предприятия. Это и понятно, как правило, высота установки промышленных светильников превышает 5-6 метров, а иногда достигает и 12-15 метров. Режим работы систем освещения на многих предприятиях составляет 12 или 24 часа. В этих условиях вопрос энергосбережения стоит особенно остро. Каким источником света заменить лампы ДРЛ, ДНаТ или МГЛ?
Ниже приведена сравнительная таблица некоторых видов ламп
| Тип лампы | Средний срок службы (часов горения) | КПД устройства | Эффективность (Лм/Вт) | Уменьшение светового потока к концу срока службы лампы | Температура эксплуатации | Гарантийный срок | Обслуживание в процессе эксплуатации 5 лет |
| Индукционная | 100000 | 0.98 | 80-110 | 10-15% | -42…+50 | 5-10 лет | Технологическая чистка |
| Накаливания | 1000 | 0.1 | 41794 | 40-60% | -50…+70 | Нет | Замена ламп |
| Ртутная высокого давления | 4000 | 0.85 | 20-24 | 40-60% | -40…+40 | Нет | Замена ламп и ПРА |
| Люминесцентная | 8000 | 0.85 | 26-29 | 40-50% | +10…+40 | Нет | Замена ламп и ПРА |
| КЛЛ | 8000 | 0,5-0,85 | 18-22 | 15-30% | -20…+40 | 3 мес | Замена ламп |
| Натриевая высокого давления | 2000 | 0.85 | 42-50 | 40-60% | -20…+40 | Нет | Замена ламп и ПРА |
| Металлогалогенная | 8000 | 0,65-0,8 | 24-36 | 15-20% | -20…+40 | Особые условия | Замена ламп и ПРА |
| Светодиодная | 50000 | 0.93 | 95-123 | 20-30% | -45…+60 | 3-5 года | Технологическая чистка |
Очевидно, что за последние пару лет рынок промышленного энергосберегающего освещения существенно вырос, причем он развивается как интенсивным, так и экстенсивным способом. С ростом количества предложений, появились модели светильников созданные явно дилетантами, далекими от понимания физических процессов в полупроводниковых источниках света. Но надо отдать должное, что некоторые производители добились явного успеха в разработке конструктивов и источников питания LEDсветильников, а так же созданием моделей с заданными параметрами световых потоков. Если проанализировать рынок светодиодных светильников, представленный разными производителями, то ассортиментный перечень наиболее широко представлен мощностями от 6-15 Вт до 40-60 Вт (световой поток светильников до 5-6 тысяч люменов). Это источники света для ЖКХ, множественные модификации светильников в потолки типа «армстронг», уличное освещение с небольших высот и т.д. После этого «мощностного» рубежа, количество моделей существенно снижается.
Это обусловлено тем, что для производства светодиодных светильников мощностью от 120-150 Вт и выше требуются специальные расчеты, обеспечивающие создание необходимой геометрии корпуса светильника для оптимального функционирования светодиодов. Можно с уверенностью сделать вывод, что конструкция мощного светодиодного светильника, выполненного с учетом всех требований по теплоотводу, оптимальными характеристикам драйвера является сложным техническим изделием. Именно к этой категории и относятся источники света для освещения цехов, складов терминалов и т.д
Промышленные энергосберегающие светильники на основе индукционных ламп существенно отличаются строением и требованиям к теплоотводу. Так, температура нагрева лампы не превышает 80-85 градусов по Цельсию и данный параметр лишь косвенно влияет на физические процессы получения света. Еще важно отметить один принципиальный момент, отличающий промышленные светодиодные светильники от индукционных. В случае выхода из строя первого, для его ремонта необходимо провести демонтаж оборудования и передать в торгующую организацию или на завод производитель. Как правило, в данном случае ремонт не сможет быть произведен по месту установки. Этой проблемы нет с индукционными источниками света. Достаточно просто приобрести или саму лампу или ПРА (балласт) к ней. Замену вышедшего из строя источника света может осуществить любой электрик предприятия без специальной подготовки. К тому же, гарантия на большинство светодиодных светильников не превышает три года против пяти лет на индукционные лампы или светильник на их основе.
Важным фактором в пользу создания энергосберегающих систем освещения на основе индукционных ламп является возможность использовать уже установленные корпуса светильников подвесного типа. При помощи специальных переходников под цоколь Е40 или Е27 возможна установка ламп в традиционные корпуса РСП (ЖСП). Данная функция позволяет существенно снизить затраты заказчика при переводе существующей системы освещения на энергосберегающую индукционную. Так в мае 2012 года, нашей компанией был реализован комплекс работ по переоснащению системы освещения ремонтных зон и выставочных залов у одного официальных дилеров NISSANв России – NATCGROUP. В установленные корпуса из алюминия и поликарбоната было установлено более 100 индукционных ламп мощностью 200 Вт. Замена ламп ДНаТ и МГЛ позволила сделать цвета выставленных в зале автомобилей машин более насыщенными и яркими, а так же обеспечить более комфортный свет для сотрудников ремонтных цехов.
Cистема освещения индукционными светильниками ремонтных зон и выставочных залов у одного официальных дилеров NISSAN в России – NATCGROUP
В настоящее время ведется работа по переоснащению ряда промышленных цехов на предприятиях Московской, Курской и Белгородской областях.
Cистема освещения индукционными светильниками у NATCGROUP
Эксплуатационные свойства индукционных ламп
Среди эксплуатационных особенностей выделяется способность ламп к диммированию, то есть изменению интенсивности излучения в широком спектре от 30 до 100%. Такая возможность, кстати, расширяет опции систем интеллектуального управления, которые могут применяться к тем же уличным приборам. Из этого преимущества следует еще одна отличительная черта. Связка прибора с автоматическими системами регуляции мощности и астрономическим таймером обеспечивает возможность оптимальной настройки светильника с точки зрения экономии энергии. Кроме того, индукционные лампы предусматривают расширение диапазона цветовых температур. Пользователь может выбирать мягкое и естественное излучение для жилого помещения или же холодную подсветку для уличных систем. Также предусматривается и возможность автоматической настройки в некоторых моделях.
Маркировка приборов
Форма и технические особенности светильников указаны в их маркировке. Первые две буквы ИЛ — это обозначение индукционной лампы, третья характеризует форму, затем описывается мощность. Минимальная и максимальная производительность составляют 15 и 500 Вт соответственно, но есть и более эффективные приборы производственного назначения. Светильники можно использовать в приборах с патронами серии Е40, Е27 и Е14.
Производители выпустили линейку фитоламп, отличающихся формой и цветом потока. Эти модели предназначены для освещения растений в разные периоды их жизни и развития. Серия обозначается аббревиатурой ТИЛ, а технические характеристики — двумя буквами:
- ФЛ — используют на начальном этапе цветения, излучают световой поток красного оттенка;
- модели ГП и ВГ — необходимы во время вегетативного роста, цвет излучения — синий;
- уникальная серия КЛ позволяет управлять развитием растения, фрукты и цветы быстро появляются и спеют под ярко-красным светом.
Вам это будет интересно Особенности замены лампочки в подвесном потолке
Если изначально для улучшения роста цветка или плодового куста применялись лампы серии ТИЛ, то их используют на протяжении всей его жизни. Но перед покупкой нужно разобраться с маркировкой. К примеру, ТИЛПфл-100 — это прямоугольный фитоприбор мощностью 100 Вт, предназначенный для ускорения цветения. А ИЛК-60 — круглая лампа производительностью 60 Вт.
Сферы применения
Высокая стабильность рабочих параметров газоразрядных ламп позволяет их использовать даже в узкоспециализированных сферах – к примеру, в спектрометрии, которая требует применения ультрафиолетового излучения. Также приборы индукционного типа задействуются в накачке лазерных установок для возбуждения газа. Но чаще всего такие модели все-таки используются в более привычных условиях. Например, для обеспечения внутреннего домашнего и наружного садового освещения. Отдельную нишу занимают светильники индукционные промышленные, которые отличаются высокой мощностью и более продолжительным сроком службы. Таким оборудованием оснащаются уличные коммуникации, тоннели с магистралями, производственные и складские объекты, стадионы и автостоянки.
Выводы
Подытоживая сказанное можно сказать, что лампы индукционного типа скорее пригодны для освещения больших закрытых помещений или просторных открытых площадок. Наличие электромагнитного и уф-излучения, сопутствующих свечению, большие габариты колб — вынуждают ограничивать их применение для бытовых нужд. Это скорее перспективные производственные светильники, способные эффективно выполнять свою функцию при минимальных затратах для собственника. Установленные на уличных объектах или под высокими сводами производственных помещений они не будут причинять вреда работникам. Самый удачный пример их применения — использование индукционных фито – ламп для освещения теплиц. Обслуживающий персонал подвергается минимальному облучению, и при этом интенсивность вегетации растений, их урожайность — значительно возрастают, и удобрения не нужны.
Сколько стоит индукционный светильник?
Технологически процесс изготовления индукционных ламп достаточно сложен и небезопасен, если не соблюсти все требования к организации производства. Этим обуславливается узость сегмента, в котором реализуется данная продукция, а также высокая стоимость, по которой реализуются индукционные светильники. Цены в начальном классе варьируются в диапазоне 4-5 тыс. руб. Такой уровень заметно превышает стоимость светодиодных моделей. Даже в премиальных линейках LED-светильники для бытового использования оцениваются в 2-3 тыс. руб.
Впечатляют и ценники на специализированные и промышленные устройства индукционного типа. В частности, индукционные светильники ITL для уличного использования доступны в среднем за 10-15 тыс. руб.
Преимущества и недостатки
Как и любые другие устройства, индукционные лампы имеют свои достоинства и недостатки. Среди преимуществ выделяют:
- выделение чистого и яркого потока света;
- высокий уровень эффективности — до 80−90 лм;
- экономичность — потребление энергии на 80% ниже, чем у обычных ламп накаливания;
- быстрое включение без каких-либо задержек;
- отсутствие чувствительности к частому использованию;
- возможность применения вместе с диммером;
- значительный срок службы и безотказной работы — свыше 60 000 часов;
- минимальные растраты яркости независимо от возраста лампы.
А также приборы обладают широким диапазоном мощностей — от 15 до 500 Вт для частного использования и свыше максимального показателя для промышленных помещений. Разные модели выделяют цветное свечение — красное, синее, белое. Во время работы корпус лампы практически не нагревается.
Основные недостатки приборов:
- выделение токсичных веществ при повреждении колбы из-за паров ртути, содержащихся в ней;
- после использования нужно утилизировать лампу;
- большие размеры корпуса не подходят для обычных плафонов;
- электромагнитное излучения нарушает работу тонких электронных приборов, поэтому светильники не устанавливают в аэропортах и помещениях, где есть подобные устройства;
- не подходит для комнат с низкими потолками, так как источник ультрафиолетового излучения должен возвышаться над головами людей не меньше чем на метр;
- незначительная прочность колбы.
