Енергозберігаючі лампи - детальна інформація

1. Історія створення
2. Як влаштована і працює енергозберігаюча лампа
3. Залежність видимого спектру люмінесцентної лампи від люмінофора
4. Характеристики енергозберігаючої лампи
5. Як вибрати енергозберігаючу лампу
6. На завершення

У цій статті: історія створення компактної люмінесцентної лампи; її пристрій і принцип роботи; спектр енергозберігаючої лампи залежить від складу люмінофора; плюси і мінуси енергозберігаючих люмінесцентних ламп; як вибрати енергозберігаючу лампу.

Заборона на продаж і виробництво в Росії звичних нам ламп розжарювання породив ряд стійких чуток навколо енергозберігаючих ламп. Для пересічного споживача, якими ми з вами і є, головним завданням освітлювальних приладів було і залишається сама якість освітлення . І, зрозуміло, не хочеться нести зайві витрати на придбання цих «новомодних» ламп, адже коштують вони набагато дорожче «лампочок Ілліча». Розглянемо характеристики енергозберігаючих ламп в цій статті.

Історія створення

Офіційно перша люмінесцентна або, як її ще називають, флуоресцентна лампа була створена на початку минулого століття інженером-винахідником з США Пітером Купером Х'юїттом, який отримав на неї патент 17 вересня 1901 року. Хоча деякі дослідники ставлять під сумнів його першість у винаході, називаючи «батьком» люмінесцентної лампи маловідомого німецького фізика Мартіна Аронс, експериментувати з ртутними лампами в кінці XIX століття.

Винайдена і запатентована Х'юїттом люмінесцентна лампа містила ртуть, пари якої нагрівалися проведеним через неї електрострумом. Лампа Хьюїтта була кулястої форми і злегка вигнута, вона давала більше світла, ніж лампи Лодигіна-Едісона, але світ цей був блакитно-зеленим, неприємним для ока. З цієї причини перші ртутні лампи використовували тільки фотографи і вони не набули широкого поширення.

Пітер Купер Хьюітт. 1861-1921

Люмінесцентна лампа в її практично сучасному вигляді була створена групою німецьких винахідників на чолі з Едмундом Гермером, запатентував свій винахід 10 грудня 1926 року. Саме Гермеру прийшла ідея нанести флуоресціююча покриття на скляну поверхню лампи зсередини, що перетворював ультрафіолетове світіння ртутної лампи в білий світ, що не виїдає очі. Альберт Халл, інженер компанії «General Electric», розробив люмінесцентну лампу з аналогічним покриттям до початку 1927 року, але компанія була змушена придбати патент Едмунда Гермера, як оформив його раніше.

З моменту придбання патенту Гермера інженери «General Electric» активно взялися за вдосконалення люмінесцентних ламп, намагаючись довести їх до серійного виробництва. Для скорочення розмірів колби були створені лампи круглої і U-подібної форми, продемонстровані на стенді «GE» на всесвітній нью-йоркській виставці 1939 року, лампи з компактною спиралевидной колбою розроблені інженером «General Electric» Едвардом Хаммером в 1976 році. Втім, спіралеподібні люмінесцентні лампи в 80-х так і не були запущені у виробництво, оскільки керівники компанії визнали витрати на будівництво нових заводів надмірними. У 1995-му повільністю «General Electric» скористалися китайські виробники, налагодивши випуск енергозберігаючих ламп зі спіралевіднимі колбами.

Едвард Хаммер зі своїм винаходом - лампою з компактною спиралевидной колбою

Угвинчуватися лампа з магнітним баластом (SL) була створена компанією «Philips» в 1980 році - вона стала першою люмінесцентною лампою такого роду, здатної конкурувати з лампами розжарювання. Енергозберігаючу лампу з електронним баластом (CFL) в 1985 році вперше продемонстрував німецький концерн «Osram».

Як влаштована і працює енергозберігаюча лампа

Основні конструкційні елементи люмінесцентної лампи - колба, електронний баласт і цоколь. Цоколь з різьбленням для вкручування в патрон лампи і з контактами для її харчування практично не відрізняється від цоколя звичайної лампи розжарювання.

Вигнута колба люмінесцентної лампи покрита шарами люмінофора, наповнена інертним газом і, в невеликій кількості, парами ртуті - їх іонізація і викликає світіння лампи при підключенні живлення. Вміст ртуті в люмінесцентних лампах становить від 1-го до 70 мг. Усередині колби розташовані вольфрамові електроди, покриті сумішшю оксидів барію, кальцію, цинку і стронцію. Люмінофор, нанесений на внутрішню поверхню скляної колби в компактних люмінесцентних лампах, містить лужноземельні метали, і тому на 40% дорожче люмінофорів, що застосовуються в довгастих люмінесцентних лампах для стельових світильників. Лужноземельні метали в складі люмінофора компактних ламп забезпечують роботу при високій інтенсивності опромінення, завдяки їм стало можливим зменшення діаметра лампової колби. Химерно вигнута форма колби в люмінесцентних лампах дозволяє зменшити її довжину за рахунок поділу на кілька коротких, сполучених між собою секцій.

Самі по собі лампи, покриті люмінофором і містять пари ртуті, при підключенні живлення працювати не будуть - потрібно пускач-баласт, вбудований в лампу між цоколем і колбою. Споживаючи високочастотний струм порядку 50 кГц, електронний баласт (CFL) усуває ефект мерехтіння енергозберігаючих ламп, одночасно підвищуючи вироблення світла. Високочастотний струм електронний баласт підвищує для себе сам - містить в своїй схемі інвертор. Також до завдань баласту входять підігрів електродів і підтримання потужності люмінесцентної лампи на номінальному рівні, незалежно від перепадів напруги в мережі. Від того, наскільки якісно виконаний електронний баласт, залежить термін служби енергозберігаючої лампи.

Як працює люмінесцентна лампа? Подача харчування викликає розряд між електродами, струм проходить через суміш інертного газу і парів ртуті, швидкі електрони наштовхуються на повільні атоми ртуті - лампа запалюється. Однак 98% світлового випромінювання, виробленого енергозберігаючою лампою - ультрафіолет, невидимий для людського зору. А видиме світло, що йде від неї, забезпечують шари люмінофора, що світяться під впливом ультрафіолетового опромінення. Кольоровість освітлення, що виробляється люмінесцентними лампами, залежить від хімічного складу люмінофора, нанесеного на скляну колбу з внутрішньої сторони.

Залежність видимого спектру люмінесцентної лампи від люмінофора

Світло, що генерується дешевими енергозберігаючими лампами, найчастіше неприємний для зору - в його спектрі переважають синій і жовтий кольори, в результаті колір предметів в освітленому приміщенні неприродний. Причини кроятся в типі люмінофора, що містить недорогий галофосфат кальцію. Такі лампи, володіючи високою світловіддачею, призначені для освітлення нежитлових приміщень (складів і т.п.) - зовні виробляють біле світло, але його відображення від предметів виявляє неповний спектр (відсутність червоного і зеленого кольорів).

Енергозберігаючі лампи для домашнього освітлення мають більш високу ціну, тому що люмінофор в них створює 3-5 кольорових смуг (наприклад червону, зелену і блакитну) з видимого для людського ока спектра і імітує ефект природного світла, але зменшує при цьому світловіддачу.

Характеристики енергозберігаючої лампи

Відразу варто обмовитися, що наведені нижче позитивні характеристики залежать від виробника даної лампи - його бажання заощадити на сировину і комплектуючих серйозно знижує якість і термін роботи люмінесцентних ламп.

Плюси енергозберігаючих ламп:

• значно менше, в порівнянні з лампами розжарювання, споживання електроенергії при більшій світловіддачі. Якщо лампа розжарювання потужністю 100 Вт має світловіддачу 100-150 люмен, то світловіддача люмінесцентної лампи потужністю 20 Вт складе 1 100-2 000 люмен - різниця очевидна. Низьке споживання електроживлення енергозберігаючих ламп, крім іншого, істотно знижує навантаження на електропроводку;
• значний термін служби, в 8-10 разів перевищує термін служби ламп розжарювання. При роботі в середньому 2,5-3 години на добу люмінесцентна лампа буде висвітлювати приміщення 8 000-11 000 годин і прослужить кілька років (залежить від моделі і виробника), приблизно в 6-8 разів довше, ніж звичайна «лампа Ілліча»;
• протягом усього терміну роботи інтенсивність освітлення компактними люмінесцентними лампами не змінюється;
• найбільша температура працює енергозберігаючої лампи не перевищить 60 оС. 95% енергії в лампах розжарювання йде на нагрів, тобто при потужності в 100 Вт лампа розжарювання нагріється до 95 ° С;
• виробляються лампи декількох світлових відтінків освітленості, основні - теплий денне світло (аналогічний кольором освітлення від ламп розжарювання), денне світло і холодний денне світло;
• в виробленому світловому потоці повністю відсутнє мерехтіння (стробоскопічний ефект), стабільність освітлення забезпечується електронним баластом лампи;
• заводська гарантія від виробника на кожну енергозберігаючу лампу. На «лампи Ілліча» гарантій ніколи не було.

Мінуси енергозберігаючих ламп:

• висока ціна. Якщо лампи розжарювання стоять 10-25 руб., То люмінесцентні лампи обійдуться в 80-400 руб. Китайські і вітчизняні енергозберігаючі лампи коштують дешевше, європейські - дорожче;
• виступ на цоколі, де знаходиться баласт лампи, іноді заважає її встановити. Чи не виглядає лампа з електронним баластом і при установці її в люстру, тому що занадто помітний цоколь;
• на розігрів до повної яскравості світловипромінювання цим лампам потрібно від 30 секунд до двох хвилин;
• термін справної роботи компактних люмінесцентних ламп залежить від частоти включення і виключення живлення - чим частіше це відбувається, тим швидше лампа вийде з ладу. Межу відключенням і повторним включенням необхідно витримувати паузу не менше 5 хвилин;
• такі лампи не можна використовувати людям, які мають шкірні хвороби і захворювання на епілепсію, тому що інтенсивність освітлення енергозберігаючих ламп вище звичайних і може привести до негативних наслідків;
• не можна розбивати скляну колбу лампи, тому що пари ртуті потраплять в приміщення і їх доведеться в будь-який час року провітрювати протягом кілька годин, причому мешканцям на весь термін провітрювання потрібно покинути приміщення будинку (квартири) - це важливо. Якщо ж розбито кілька ламп відразу - потрібно викликати фахівців МНС для проведення демеркуризації. Чи не розбивайте люмінесцентні лампи;
• абсолютно не ясно, як утилізувати вийшли з ладу люмінесцентні лампи - викидати в утиль їх забороняється, а якихось спеціалізованих пунктів прийому в більшості населених пунктів немає.

Як вибрати енергозберігаючу лампу

Перш за все, переконайтеся в цілісності пропонованої продавцем лампи, надійному з'єднанні колби з цоколем - неміцним з'єднанням зазвичай грішать лампи невеликих китайських виробників, що збираються вручну.

Потужність нової лампи визначається по потужності раніше використовуваних в даному приміщенні ламп розжарювання зі зменшенням в 4-5 разів. Тобто якщо використовувалися «лампи Ілліча» в 100 Вт - знадобиться люмінесцентна лампа в 20-25 Вт (краще брати з невеликим запасом потужності).

Інтенсивність освітлення даної лампи визначається в температурі за шкалою Кельвіна, зазначеної на її упаковці: від 2 700 до 4 000 ок - тепле світло (аналог світла від ламп розжарювання), такі лампи підходять для освітлення спальні і кухні; від 4 000 до 5 000 ок - теплий білий світ, підходить для віталень і залів; вiд 6 000 до 6 500 ок - холодне біле світло, застосовується для приміщень кабінетів і в офісах. Лампи останнього типу для освітлення будинків купувати не варто - світло занадто насичений, важко переноситься.

Розмір лампи. Цоколь люмінесцентних ламп, як зазначалося вище, має велику довжину, ніж цоколь ламп розжарювання - для домашнього освітлення оптимальним буде цоколь стандарту E27 (довжина - 105 мм, діаметр - 60 мм), розміри якого схожі з патронами під «лампи Ілліча».

Гарантійний та експлуатаційний термін служби. Вони вказується виробниками на упаковці: оптимальний експлуатаційний термін в діапазоні 6 000-12 000 годин; гарантійний - від року і вище. Врахуйте, що далеко не для всіх марок люмінесцентних ламп заявлені терміни будуть дійсними - китайські виробники можуть вказати високі терміни, але фактично лампи вийдуть з ладу набагато раніше.

Виробники і марки. На російському ринку представлені енергозберігаючі лампи європейських марок - німецьких «Osram» і «Wolta», нідерландської «Philips», датської «Comtech», польської «Ikea», американської «General Electric»; російських - «Ecola», «Космос», «Аладін», «Лисма», «Uniel»; китайських - «Camelion», «Navigator» і ін. Зрозуміло, продукція найбільших європейських виробників відрізняється високою якістю і експлуатаційними характеристиками, але варто відзначити, що компактні люмінесцентні лампи вітчизняного виробництва також мають непогану якість при меншій вартості.

На завершення

Як видно з цієї статті, люмінесцентні лампи дійсно економлять електроенергію і справно служать за умови, якщо дотримуються вимоги до їх експлуатації. Висока вартість і деякий вміст парів ртуті, звичайно, залишаються проблемою для споживачів, але виробники намагаються вирішити їх - наприклад, в сучасних моделях енергозберігаючих ламп ртуть пов'язана амальгамою кальцію і не випарується, як стверджують виробники, при пошкодженні лампи.

Іншим способом заощадити електроенергію і гарантовано виключити проникнення парів ртуті в житлові приміщення буде використання світлодіодних ламп, але ця тема для окремої статті.

Абдюжанов Рустам, рмнт.ру

11.03.12