Индукционная лампа своими руками: сравнение ДРЛ и ДНаТ

Газоразрядные и светодиодные лампы: сравнение

Замена ламп ДХО не должна производиться с потерей качественного освещения, для этого необходимо понимать, какие параметры влияют на освещение при выборе лампы: световой поток, величина которого измеряется в люменах (лм), а второй показатель характеристики — сколько люмен приходится на 1Вт лампы.

Источники света также различаются по температуре, бывает теплый и холодный свет, разница показана на фото:

Чтобы правильно выбрать светильник, нужно понимать, как рассчитывается световой поток. Для простоты можно использовать формулу:

• для светодиодных источников — мощность × 80 лм / Вт;
• для ТНД (мощность 250 Вт) × 88 лм / Вт;
• для ДХО (мощность 250 Вт) × 58 лм / Вт.

Световой поток для газоразрядных источников света, измеренный таким образом, можно скорректировать только в том случае, если светильники проработают не более 12 тысяч часов, тогда интенсивность свечения уменьшается.

Итак, сравним

Мы сравнили светодиодные уличные фонари «ЛУЧ» ​​мощностью 90, 150, 200 Вт и лампы ДРЛ, ДНаТ по четырем параметрам:

• активная мощность, которая указывает на потребление энергии при использовании лампы;
• световой поток в начале работы;
• световой поток после трех месяцев эксплуатации;
• жизнь лампы.

Отправной точкой нашего сравнения является относительно равный световой поток в начале работы. Как видно, по прошествии трех месяцев для ламп ДРЛ и ДНаТ она снижается на 30 и 15%, для светодиодных ламп остается на том же уровне.

Активная мощность у светодиодных светильников ниже: в 2-4 раза ниже, чем у газоразрядных конкурентов. Это означает, что потребители несут в 2-4 раза больше электроэнергии.

По сроку службы светодиодные лампы снова лидируют в нашем рейтинге, ведь срок их службы в 3-6 раз больше, чем у ламп с лампами ДРЛ и ДНаТ. И, как мы помним, они сохраняют световой поток при работе до 95% от первоначального.

Сегодня светодиодным лампам нет равных по техническим параметрам и безопасности. Главное препятствие на пути к лидерству в освещении — дороговизна. Но только на первый взгляд кажется высоким. Светодиодные лампы служат долгие годы, и уже через год-два с момента начала использования полностью оправдывают свою стоимость.

ДНАТ

DNAT состоит из газоразрядной трубки, электродов, керамического колпачка, стержня из ниобия и бария и винтовой крышки. Основными компонентами являются индуктивная индуктивность, изолятор и конденсатор с фазовой компенсацией. Индуктивность ограничивает ток дуги. ИЗУ увеличивает напряжение в дуге. Конденсатор снижает нагрузку на электрическую сеть.

Примечание! Это необязательный и необязательный компонент.

Как выглядит лампа ДНАТ

Дуговые ртутные лампы (ДРЛ)

ДХО излучает свет за счет свечения люминофора — паров ртути. ДХО в настоящее время — самый распространенный тип ламп.

Такие лампы просты в изготовлении, имеют низкую цветопередачу и меньшую светоотдачу, чем лампы HPS, но, в отличие от них, не требуют дополнительных высоковольтных устройств активации для зажигания.

Эргономические показатели освещенности ламп ДРЛ (коэффициент пульсации светового потока, соответствие спектра излучения солнечному спектру) несколько хуже, чем, например, у ламп ДРИ, но намного лучше, чем у ламп ДРЛ.

Самые распространенные лампы ДХО — 125 Вт E27, 250 Вт E40 и 400 Вт E40.

LED-светильники повышенной мощности

По мнению специалистов, аналог ДРЛ 250 следует искать в инновационных светодиодных лампах, которые имеют высокий КПД, до 98%. Светодиодный светильник с высоким КПД — это энергосберегающее устройство с низким тепловыделением.

Технология получения светового излучения наделяет светодиодные лампы (LED) дополнительными характеристиками:

• устойчивость к температурным колебаниям;
• устойчивость к механическим воздействиям;
• нечувствительность к скачкам напряжения;
• обладают отличной цветопередачей осветительного объекта, длительным периодом эффективной работы;
• отсутствие мерцания света;
• положительно влияют на окружающую среду, являясь продуктом современных технологий.

Для использования этого типа ламп в промышленных установках и для освещения больших площадей их производят мощностью от 20 до 150 Вт. Характерно, что чем больше мощность у светодиодных ламп, тем больше у них дополнительных свойств. Лампы мощностью более 60 Вт имеют собственный кулер, а более 110 Вт — драйвер блока питания.

Сравнительная таблица для ДРЛ, ДНаТ, светодиодных ламп:

Параметры	ДХО	HPS	Светодиодная лампа
Тип лампы	250	250	На замену ДХО 250
Мощность (Вт)	250	250	80
Потребляемая мощность (Вт)	280	290	80
Срок службы (часы)	12 000	15 000	50 000
Световой поток (люмен)	13 000	24 000	7 500*

* Уровень 7500 лм, по мнению специалистов, обеспечивает освещение аналогично лампе DRL мощностью 250 Вт, это связано с направленностью светового потока, исходящего от светодиодов.

По освещенности объекта видно, что при световом потоке 13 тысяч люмен фактически объект освещает не более 9 тысяч люмен. Это связано с потерей светового потока на отражатель светильника. Если учесть то, что при одинаковом потреблении электроэнергии свечение ламп ДРЛ 250 уменьшается вдвое, то достаточно аналога лампы SD в 7500 люмен.

Аналогом DRL 400 в светодиодной версии может быть светильник «Modulo», который имеет мощность 128 Вт и состоит из двух групп по 64 Вт. Световой поток этого устройства составляет 16 000 люмен, время работы — 100 000 часов.

Устройство и принцип работы ДРЛ

Классическая лампа ДРЛ состоит из основных электродов, электродов зажигания или дополнительных электродов, частей входящих электродов, специальных газов, позисторов и ртути. Аргон используется в качестве газа, вызывающего начальную ионизацию и способствующего возникновению дугового разряда. Аргон также называют буферным газом. С помощью позисторов ограничивают ток электродов зажигания. Ртуть используется для изменения величины потенциала во время разряда.

Основные функциональные части обычных ДХО

• База, которая получает электроэнергию напрямую из сети. Его контакты остроконечные и резьбовые, они соединены с контактами картриджа. Таким образом, на электроды лампы подается переменный ток.
• Кварцевая горелка является основной деталью. Он выполнен в виде баллона с четырьмя расположенными по бокам электродами, из которых два — основные, а два других — дополнительные. Пространство внутри горелки заполнено аргоном для предотвращения теплообмена, а также небольшим количеством ртути.
• Стеклянная колба — внешняя часть. Внутри него находится кварцевая горелка, к которой подводятся проводники от цоколя. Вместо воздуха в баллон закачивается азот. Внутренняя часть баллона покрыта фосфором.

Совершенно необходимо. Питание осуществляется от сети. После подключения лампы ДРЛ электрический ток начинает достигать пространства между обеими парами электродов, расположенными на противоположных концах лампы. Небольшое расстояние между ними способствует быстрой ионизации газа. Сначала газ ионизируется между электродами зажигания, затем ток течет к основным электродам, и в конце этого процесса лампа начинает излучать свет.

Полная яркость лампы начинается примерно через 7-10 минут. Этот период времени необходим для нагрева ртути, которая находится в форме налета или комка на внутренних стенках воздушного шара. В процессе эксплуатации срок эксплуатации ламп постепенно уменьшается, а время, необходимое для полного зажигания, увеличивается.

Горелка изготовлена ​​из прозрачного материала — кварцевого стекла, наполненного инертными газами в строго определенных дозах. Ртуть, вводимая в горелку, может иметь форму небольшого шара, а также оседать на стенках и электродах в виде осадка. Источником света является электрический дуговой разряд.

Схема лампы ДРЛ включена в общую схему подключения через индуктивность. Марка индуктивности должна соответствовать мощности лампы. Основное назначение индуктивности — ограничить ток, подаваемый на лампочку. При отсутствии индуктивности лампа мгновенно перегорит, так как внешний электрический ток слишком велик для этого. Обычно в схему добавляют еще и конденсатор, влияющий на реактивную мощность при запуске, что экономит почти вдвое больше электроэнергии.

Максимальный блеск наступает примерно через 6-7 минут. Это время необходимо для перевода ртути в газообразное состояние, что улучшает разряд между электродами. После этого лампа переходит в нормальный рабочий режим с максимальной светоотдачей. После выключения лампочки ее нельзя включать, пока она полностью не остынет.

Плюсы и минусы

К достоинствам лампы можно отнести стандартные цоколи

Лампы ДРЛ — довольно популярные источники света. Это связано с их положительными качествами, к которым можно отнести:

• большая продолжительность;
• компактность;
• стандартные плинтусы;
• хороший световой поток;
• снижение потребления энергии.
  
  Недостатки, ограничивающие использование лампочек:
• Восприимчивость к колебаниям напряжения.
• Наличие пульсаций, вредных для здоровья человека.
• Длительное время розжига.
• Наличие вредного ультрафиолета.
• Модификации лампы имеют меньший КПД и срок службы.
• Наличие в составе вредных компонентов.
• Хрупкость. Стеклянный флакон легко разбить, поэтому с устройством нужно работать аккуратно.
• Сложность утилизации. Ртуть и другие вредные вещества, содержащиеся в приборе, означают, что лампу не нужно утилизировать вместе с бытовыми отходами. Его утилизируют в специальных пунктах сбора.

Несмотря на все преимущества таких источников света, большинство потребителей электроэнергии переходят на светодиодные аналоги. Они более безопасны, имеют более длительный срок службы и улучшенные характеристики. Светодиодная лампа аналог Е40 ДРЛ 400 практически заменила газоразрядный продукт.

Конструктивные особенности

Из чего сделаны лампы ДХО? К их характеристикам можно отнести наличие следующих основных составных частей:

• Основание никелированное.
• Резистор, обеспечивающий ограничение напряжения.
• Фольга молибденовая.
• Состав.
• Стеклянная бутылка (на нее нанесено люминоморфное покрытие).
• Главный кабель.
• Основной электрод покрыт вольфрамом.
• Азот, который действует как наполнитель для внешнего баллона.
• Сжатый спай кварцевого источника света. Кварцевая горелка — это основной рабочий элемент лампы.

Кстати, первые модели описываемых ламп имели всего два электрода. Однако такое устройство существенно ухудшало процесс зажигания и нагрева светового пятна, в результате чего потребовался дополнительный пусковой элемент, получивший название высоковольтного пробоя импульсного типа воздушного зазора горелки. Этот вариант ламп быстро был признан малоэффективным и был заменен четырехэлектродным вариантом, оснащенным стартером, без которого работа такой лампы просто физически невозможна — она ​​просто перегорит в момент включения Су.

Достоинства и недостатки замены

Несмотря на разумный запрет, ДХО давно пользуются успехом по следующим причинам:

• бюджетный;
• хороший КПД (высокая светоотдача);
• большая продолжительность;
• широкий диапазон рабочих температур.

Видео: Светодиодные модули для замены ламп ДХО в уличных фонарях

На протяжении десятилетий альтернативы ртутным приборам для освещения нежилых помещений не существовало, но сейчас жизнь вынуждает заменить их современными источниками. Конечно, это полупроводниковая светотехника. Замена ДХО на светодиодные лампы назрела, преимущества светодиодных осветителей говорят в ее пользу:

• абсолютная экологичность и низкая стоимость утилизации, минимальные требования к условиям хранения ремонтируемых и неисправных устройств;
• естественные цвета светопропускания;
• более длительный срок полезного использования;
• большая эффективность;
• низкая чувствительность к колебаниям питающего напряжения;
• не требуется времени на прогрев: они светятся полной яркостью сразу после подачи напряжения;
• конструкция светильника в меньшей степени способствует отложению пыли и снижению светового потока;
• отсутствие ультрафиолетовой составляющей в спектре излучения;
• снижение энергопотребления позволяет использовать кабели с меньшим сечением, что снижает стоимость электромонтажных изделий и требования к опорам для прокладки линий электропередач;
• для светодиодных осветителей не требуются балласты — снижается стоимость и повышается надежность работы;
• более медленная потеря интенсивности излучения во время эксплуатации;
• сопоставимая удельная стоимость в час ресурса.

По результатам сравнения видно, что светодиодные лампы превосходят ртуть даже по тем параметрам, в которых последняя имела преимущества. В замене устройств на современные нет недостатков, за исключением необходимости некоторых трудозатрат.

Критерии выбора: оценка технических показателей

При определении оптимального варианта осветительного прибора следует учитывать следующие особенности:

• власть;
• форма / размер основания;
• яркость светового потока;
• продолжительность работы.

Власть. Выбирая этот параметр, стоит ориентироваться на предназначение и расположение светильника. Если прибор приобретается для освещения улицы, то необходимо учитывать расстояние между фонарями — чем оно больше, тем эффективнее должны быть лампы.

Диапазон мощностных характеристик осветителей ДРЛ составляет от 80 до 1000 Вт. Это значение отображается в маркировке ламп, например ДРЛ 250, ДРЛ 400 и так далее

Поток света. Основной индикатор светового излучения, направленного в разные стороны. Параметр измеряется в люменах (лм). Именно по этому критерию, а не по мощности необходимо сравнивать характеристики разных типов ламп.

Светильники с лампой DRL для получения необходимого светового потока потребляют больше электроэнергии, чем их светодиодные аналоги и осветители HPS. Яркость светодиодного светильника 100 Вт соответствует яркости индикатора ртутной дуги мощностью 400 Вт

Значительная экономия энергии — веский аргумент в пользу светодиодов. Высокая стоимость светодиодных ламп окупается уже в первый год эксплуатации.

Цоколь / цоколь. Фары ДХО доступны с двумя наиболее популярными базовыми типами:

• Е27 — форма винта, диаметр — 27 мм. Эта база используется для устройств с ртутной дугой мощностью 80 Вт и 125 Вт.
• E40 — самый большой размер в категории E. Цоколь 40 мм используется в лампах мощностью 250 Вт и выше, которые предназначены для освещения просторных помещений.

Помимо типа ввинчивания в патрон, нужно учитывать еще и габариты абажура.

Ширина и длина газоразрядной лампы зависят от мощности устройства. Чем выше производительность ДХО, тем он больше и тяжелее

Срок службы. Этот параметр во многом определяется качеством продукции, то есть ответственностью производителя. Лучше выбирать лампы с самым большим сроком службы. Как правило, у мощных устройств более длительный срок службы.

Для наглядности общие характеристики ламп разной мощности приведены в сводной таблице. Все электроприборы работают на переменном токе, частота стандартная — 50 Гц

Некоторая информация о характеристиках ламп содержится в маркировке. В отечественной практике буквенное обозначение обозначает название осветителя, цифровое — мощность. Производство ртутных ламп регулируется ГОСТ 27682-88 и ГОСТ 53074-2008.

Иностранная продукция типа ДХО по международной системе ILCOS маркируется знаком QE. Некоторые производители придерживаются немецкого общеевропейского порядка обозначения ZVEI и LBS.

Маркеры для ртутных ламп известных фирм:

• HPL — Philips;
• HRL — Радио;
• MBF — General Electric;
• HQL — Osram;
• HSL и HSB — это Sylvania.

Дополнительные обозначения по ILCOS: QB — модели со встроенным балластом, QG — сферическая колба, QR — лампы с отражающим внутренним слоем.

Параметры рассматриваемых типов ламп:

	Вид	Номинальная мощность, Вт	Потребляемая активная мощность, Вт	Среднее время горения, час	Световой поток, Лм
ДХО	ДРЛ-125	125	140	12000	6000
	ДРЛ-250	250	280	12000	13000
	ДРЛ-400	400	450	15000	24000
HPS	ДНаТ-100	100	115	6000	9400
	ДНаТ-150	150	170	10000	14000
	ДНаТ-250	250	290	15000	24000
	ДНаТ-400	400	460	15000	47500
SD	аналог ДРЛ-125	40	40	до 100 000	2500
	аналог ДРЛ-250	80	80	до 100 000	5000*

* Светового потока 5000 люмен для светодиодного аналога лампы ДРЛ-250 вполне достаточно. Объясняется это конструктивными особенностями лампы и лампы ДХО. Свет излучается лампой почти во всех направлениях: следовательно, он теряется на отражателе осветительного корпуса, потому что на самой лампе он идет туда, где освещение не требуется (освещаются потолки, небо и т.д.). (Рисунок 1).

Следовательно, из заявленных в лампе ДРЛ-250 13000 Лм после прохождения корпуса светильника остается максимум 9000 Лм. И это только в первые недели эксплуатации. А через 2-3 месяца (в зависимости от интенсивности использования) на самой лампе световой поток уменьшится вдвое. В результате световой поток светильника составит 4500 лм (!). И уровень потребления электроэнергии останется на прежнем уровне.

Сравнительная характеристика:

Тип лампы	ДРЛ-250	ДНаТ-150	Светодиодная лампа
Световой поток, Лм	13000	14000	5000
Потребление, Вт	280	170	65
Срок службы, часов	12 000	10 000	До 35 000–50 000
Контрастность и цветопередача	слабый	очень слаб	превосходно
Механическое сопротивление	в среднем	в среднем	превосходно
Устойчивость к температуре	слабый	очень слаб	превосходно
Устойчив к каплям	слабый	слабый	превосходно
пора перейти в рабочий режим	10-15 минут	10-15 минут	немедленно
Разогреть	сильно	сильно	слабо
Экологическая безопасность	лампа содержит до 100 мг паров ртути	лампа содержит амальгаму натриевой ртути и ксенона	безопасно

Примечание. Термическая стабильность — это степень, в которой рабочие характеристики и срок службы лампы зависят от критических температур. Например, лампа ДНаТ, как известно, чрезвычайно чувствительна к отклонениям от «комфортных» значений температуры. Такие отклонения негативно сказываются на светоотдаче и приводят к резкому сокращению срока службы.

Эффективность применения ДРЛ, ДНаТ и светодиодных ламп

При обустройстве освещения большого пространства всегда следует исходить из правильного использования светильников с учетом условий их использования.

1. Лампы ДРЛ — простые в использовании и доступные устройства, их желательно использовать на объектах без особых требований к качеству освещения.
2. Натриевые дуговые лампы имеют лучшую светоотдачу в категории газоразрядных источников света, но имеют низкий уровень цветопередачи и зависят от температуры. По этим причинам их нельзя использовать в производственных цехах или на дорогах. В других местах допускается использование светильников данного типа.
3. У светодиодной лампы (LED) есть один, по мнению специалистов, недостаток — это необходимость делать радиатор из светодиодов, так как возможный перегрев при работе может повлиять на кристалл с люминофором. Кроме того, в источнике питания (драйвере) этого типа ламп есть конденсаторы, работа которых ограничена временным диапазоном 6-10 тысяч часов, по истечении этого срока нет гарантии качественного освещения. В современных светодиодных лампах используются твердотельные драйверы, которые позволяют увеличить время работы лампы до 50-60 тысяч часов.

Уличный светильник с твердотельным драйвером
Светодиодная лампа, в отличие от газоразрядных источников света, не нуждается в пусковом токе, что влияет на выбор сечения провода при подключении. Стоит отметить, что светодиодные лампы в настоящее время дороги. Износ лампы наступает в течение года эксплуатации, когда она перегорает за 8-10 часов в течение дня.

Сколько люмен в светильнике с лампой ДРЛ, Днат и светодиодами?

Светильник, в отличие от лампы, имеет оптическую систему для более эффективного использования светового потока. В дешевых светильниках, не имеющих специальных отражателей и качественных рассеивателей, световой поток при использовании мощных ламп ДРЛ и Днат значительно ниже и может упасть до 50-60% от общего светового потока одиночной лампы, а у ламп со светодиодами при более направленном световом потоке эти потери будут намного меньше — до 5% в зависимости от оптической системы.

Лампа с лампой ДХО	Светильник с лампой Днат (ЖКУ)	Светодиодная лампа	Световой поток, Лм
125 Вт	70 Вт	30-40 Вт	Приблизительно 3500 лм
250 Вт	100 Вт	40-60 Вт	Около 8000 лм
400 Вт	150 Вт	80-120 Вт	Около 12000 лм
700 Вт	250 Вт	140-160 Вт	Около 20000 лм
1000 Вт	400 Вт	180-200 Вт	Около 30 000 лм

Светодиоды и КЗ

На светодиод как таковой нельзя подавать напряжение из-за его вольт-амперной характеристики (вольт-амперной характеристики). Либо он не загорится, либо перегорит, поэтому светодиод работает по току. Самый простой способ — через резистор. В светильнике предусмотрен так называемый драйвер для подачи «съедобного» тока в схему светодиода. Драйвер не только выполняет роль преобразователя (адаптера), но и защищает светодиоды от короткого замыкания (короткого замыкания). В случае короткого замыкания удар принимает на себя водитель.

Анализ:

Важно выделить еще один момент, о котором не упоминалось выше. Лампы ДРЛ и ДНаТ обладают эффектом старения. Известно, что после 400 часов эксплуатации снижение светового потока ламп ДРЛ составляет более 20%, а по окончании срока службы — более 50%. На протяжении большей части срока службы лампа излучает только 50-60% своего номинального светового потока. Это хорошо видно по кривой затухания светового потока. С DNaT дело обстоит еще печальнее из-за их более низкой температурной стабильности. У светодиодов этого нет. Светодиоды сохраняют свои параметры на исходном уровне в течение всего срока службы. Только к концу периода можно наблюдать небольшое снижение. Здесь выявляется интересный и важный момент. Получается, что если измерять параметры, например, каждый месяц в течение всего срока службы, а потом рассчитывать среднее значение, то оно будет примерно (!) 60% от номинала. Заявленные значения параметров относятся только к начальному периоду эксплуатации и будут постоянно падать по кривой с самого начала. Это не более чем стоимость существующих технологий. Сказанное можно интерпретировать следующим образом. За заявленные характеристики (в первую очередь за световой поток) вы платите больше или платите 100% за характеристики, фактически на ~ 40% меньше.

Как подобрать светодиодный аналог для газоразрядной лампы

Параметры паспорта светового потока ДХО актуальны только для новинки. В течение трех месяцев яркость уменьшается на 15%, а через год — на 30%. По этому показателю ориентируются при выборе замены.

Снижение яркости ДХО через год эксплуатации

Например, для ДХО мощностью 250 Вт с паспортными данными 9000-10000 люмен эквивалентной заменой будет светодиодная лампа мощностью 60 Вт со световым потоком 6400 люмен. К тому же у вторых более высокая цветовая температура, поэтому они визуально светятся ярче.

Если мощность ртутного источника до 500Вт, его можно заменить светодиодной версией без изменения конструкции светильника. Для этого используются лампы с цоколем Е40.

Для замены более мощных газоразрядных светильников потребуется новый светильник или увеличение количества источников света.

Экономическое обоснование замены светильника

Рассчитываем эксплуатационные расходы:

Сравним ДХО 400 и светодиодную лампу Е40 мощностью 100Вт. При ежедневном использовании в течение 12 часов светодиод прослужит около одиннадцати лет. На 50 000 часов работы потребление энергии составит 5000 кВт / ч.

Затраты на электроэнергию — 5000 кВт / час х 0,3 у.е. = 1500 у.е

За тот же период эксплуатации, что и ртутный источник, потребуется 5-6 замен ламп. Следовательно, потребление энергии составит 20 000 кВт.

Затраты на электроэнергию — 20000 кВт / ч x 0,3 доллара США = 6000 долларов США

Реальные цифры будут еще выше, поскольку запуск ртутного источника света осуществляется через реактор, который, в свою очередь, является потребителем энергии, затраты на электроэнергию будут выше на 10-15%.

Простая замена ртутной лампы на светодиодную до истечения срока ее службы экономит более четырех тысяч долларов.

На промышленных предприятиях таких ламп могут быть десятки, а иногда и сотни.

Несмотря на значительно более высокую стоимость светодиодных источников, они обладают чрезвычайно низким энергопотреблением, что буквально окупает первоначальные затраты в течение первых шести месяцев эксплуатации.

В заключение, взгляните на этого светового монстра, который потребляет чуть более 0,5 кВт.