Сравнение светильников ДРЛ, ДНаТ и светодиодных светильников

Есть определенные требования к таким светильникам, которые обеспечивают уличное и промышленное освещение, освещенность транспортных путей и сооружений, − высокий уровень передачи цвета и контрастности освещаемых объектов. Эти требования основываются на условиях соблюдения безопасности при выполнении работ на этих территориях.

В настоящее время многие организации переходят в наружном освещении с использования газоразрядных ламп на применение светодиодных аналогов. Чтобы правильно понять, когда и где уместно заменить ДРЛ на светодиодные светильники, надо рассмотреть их характеристики.

Достоинства и недостатки

ДЛР — дуговая ртутная люминесцентная лампа высокого давления, куда добавляют специальный вид люминофора. Выпускается с мощностью от восьмидесяти до тысячи ватт. Имеет цветовую температуру в 3800 К. Эффективность оценивается в 40 люменов на ватт. Работает в течение 10 тысяч часов. Имеет низкую цветовую передачу.

Широко применяется для общего уличного освещения, промышленного цеха и любых малолюдных местах. То есть основное ее применение там, где низкая цветовая передача и высокое энергосбережение. Основное преимущество таких ламп заключается в высокой эффективности. Из недостатков можно отметить тот факт, что очень интенсивно выделяется озон, зажигание при включении составляет 7 минут, повторное зажигание возможно через двадцать минут. Кроме того, в этой лампе нужно включать балластный дроссель, и концентрация ртутных паров достаточна для того, чтобы отравить человека при повреждении колбы.

Дуговая натриевая трубчатая лампа, имеющая высокое давление, это экономичный светильник, который применяется для того, чтобы осветить снаружи. Встречается на улице, транспортной магистрали, туннеле, вокзале, аэропорту и на промышленной территории.

Достоинство заключается в экономичности, высокой световой отдаче (КПД равен 30%) и большом сроке эксплуатации — от 12 до 25 000 часов. Из недостатков можно отметить достаточно продолжительное время зажигания.

Обратите внимание! Кроме того, работает такая лампа плохо при плохих погодных условиях.

Высокая эффективность светопотока от ламп ДРЛ

Газоразрядные и светодиодные лампы: сравнение

Замена ламп ДРЛ не должна проводиться с потерей качественного освещения, для этого надо понимать, какие параметры воздействуют на освещенность при выборе светильника: световой поток, величина которого измеряется в люменах (лм), и второй показатель для характеристики – сколько люменов приходится на 1 W лампы.

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

Для того чтобы правильно подобрать светильник, надо понимать, как вычисляется световой поток. Для простоты действий можно воспользоваться формулой:

• у светодиодных источников – мощность × 80 лм/Вт;
• для ДНаТ (мощность 250 W) × 88 лм/Вт;
• у ДРЛ (мощностью 250 W) × 58 лм/Вт.

Световой поток для газоразрядных источников света, измеренный таким образом, может быть правильным только при условии работы светильников не более 12 тысяч часов, затем интенсивность свечения падает.

Лампы ДРЛ

Рассмотрим ДРЛ 250. Этот вид ламп отличается легкостью производства в сравнении с люминесцентными источниками света, но обладает худшими показателями цветовой передачи объекта освещения и отдачей света по сравнению с натриевыми приборами. Преимущество перед ДНаТ – это отсутствие в схеме включения высоковольтных устройств, а также лучшие параметры потребления энергии: они более экономичны, меньше пульсация светового потока.

Лампы ДНаТ

Этот вид осветительных устройств характеризуется хорошей световой отдачей вне зависимости от длительности эксплуатации светильника. Специалисты не рекомендуют применять эти лампочки внутри производственных объектов для освещения большого пространства из-за высокой пульсации светового потока, а также отклонения в сторону красного цвета спектра излучения – в совокупности это влияет на цветовое восприятие объектов освещения.

Эффективная работа дуговых натриевых ламп возможна только при определенных условиях:

• стабильное напряжение сети;
• работа лампы в температурном интервале от –20 до +30 °C.

Когда светильники с этими лампами эксплуатируются в других условиях, специалисты отмечают значительное понижение световой отдачи и уменьшение срока эксплуатации приборов освещения. Этот вид устройств зависит от качества запускающих элементов, от внутреннего давления.

Если рассматривать вопрос замены ДРЛ на ДНаТ, то можно отметить, что у многих потребителей формируется ошибочное мнение, что освещенность пространства станет лучше, и это будет более экономичный вариант, так как не берется во внимание тот факт, что меняя ДРЛ на ДНаТ такой же мощности, вы тем самым увеличиваете количество потребляемого тока. Необходимо учитывать и то, что натриевые источники света искажают цветовую передачу объекта освещенности; по мнению специалистов, по этой причине их нельзя устанавливать на фонари вдоль скоростных трасс.

LED-светильники повышенной мощности

Аналог ДРЛ 250, по мнению специалистов, нужно искать в инновационных LED-лампах, которые имеют высокий коэффициент полезного действия, до 98%. Обладающий высоким КПД LED-светильник – это энергосберегающее устройство, обладающее свойством малой тепловой отдачи.

Технология получения светового излучения обеспечивает светодиодным лампам (СД) дополнительные характеристики:

• стойкость к температурным колебаниям;
• устойчивость при механических воздействиях;
• нечувствительность к скачкам напряжения;
• они имеют отличную передачу цвета объекта освещения, длительный период эффективной работы;
• отсутствие мерцания света;
• положительно влияют на окружающую экологическую обстановку, являясь продуктом современных технологий.

В целях использования этого вида ламп на производственных объектах и для освещения больших территорий их выпускают мощностью от 20 до 150 ватт. Характерно то, что чем больше мощность LED-лампы, тем большим количеством дополнительных свойств они обладают. У ламп с мощностью свыше 60 W есть собственный кулер, а свыше 110 W – драйвер электрического питания.

Таблица сравнения ДРЛ, ДНаТ, LED-ламп:

Параметры	ДРЛ	ДНаТ	LED-лампа
Тип лампы	250	250	Для замены ДРЛ 250
Мощность (ватт)	250	250	80
Мощность потребления (ватт)	280	290	80
Срок эксплуатации (часы)	12 000	15 000	50 000
Световой поток (люмен)	13 000	24 000	7 500*

*Уровень 7 500 лм, по мнению специалистов, обеспечивает освещенность, аналогичную лампе ДРЛ мощностью 250 ватт, это обуславливается направленностью светового потока, исходящего от светодиодов.

Из освещенности объекта видно, что при световом потоке в 13 тысяч люменов реально объект освещает не больше 9 тысяч люменов. Это обуславливается потерями светового потока на отражателе светильника. Если учитывать то, что при том же потреблении электрической энергии происходит уменьшение свечения ламп ДРЛ 250 вдвое, то аналога в 7 500 люменов лампы СД вполне достаточно.

Аналогом ДРЛ 400 в светодиодном варианте может быть светильник «Модуль», который имеет мощность 128 ватт и состоит из двух сборок по 64 ватта. Световой поток этого прибора 16 000 люменов, работоспособность 100 000 часов.

Характеристики

Мощность ламп ДРЛ равна в среднем 700 ватт, номинальный ток — 12 ампер, напряжение — 140 ватт, а светопоток — 40600 люменов. Тип цоколя Е27 и Е40, максимальный диаметр 152 миллиметра. Срок эксплуатации в среднем равен 4000 часов.

Что касается технических характеристик ДНАТ, в дополнение к теме, замена дрл на днат, то стоит указать, что срок службы с температурой работы равен 25000 часов и 40 градусов соответственно, тип резьбы цоколя — Е27, энергопотребление — 1000 ватт, напряжение — 120 вольт, светопоток — 130 тысяч люменов, светоотдача — 130 люменов на ватт, длина волны — 640 ньютон на метр, а пульсация светопотока 70%.

Вам это будет интересно Особенности инфракрасной лампы для обогрева

Технические характеристики

Также как и другие энергосберегающие лампы, индукционные модели обладают разным световым потоком. Наибольшее распространение получили светильники с потоком от 2700К до 6500К.

Приведем технические характеристики некоторых популярных моделей индукционных ламп.

Биспектральные лампы — их применяют для выращивания растений:

Отдельные растения, например томаты, очень любят такой диффузионный свет. Более того, спектр таких ламп на 2/3 соответствует ФАР (фотосинтетической активной радиации).

А это именно та радиация, которая и способствует активному росту и цветению растений в гроубоксах, теплицах, оранжереях.

Другие разновидности ламп и их технические параметры:

ПрожекторыСветильники для высоких потолковНакладные для стенКонсольные для опор освещения

Устройство лампочек

Строение обоих световых источников сегодня не секрет для того, кто изучает тему замена ламп дрл 250 на светодиодные. Отличаются они друг от друга лишь тем, что одна из них работает благодаря ртути, а другая благодаря натрию. Принцип работы, как и конструктивные особенности одинаковые. На оба светильника поступает ток, где он нагревается и превращается в тепловую и световую энергию, которая распространяется по дуге и поддерживается специальными конденсаторными установками.

ДНАТ

ДНАТ состоит из разрядной трубки, электродов, керамической заглушки, ниобийного и бариевого штенгеля, а также винтового цоколя. Главными компонентами являются индуктивный дроссель, изу и фазокомпенсирующий конденсат. Дроссель ограничивает дуговой ток. ИЗУ повышает напряжение в дуге. Конденсатор снижает нагрузку электросети.

Обратите внимание! Это дополнительный и необязательный компонент.

ДЛР

ДРЛ — лампа, которая состоит из цоколя, резистора, ограничивающего напряжения, молибденовой фольги, электрода или зажигателя. Также она включает в себя рамку, ванадат иттривую стеклянную колбу, свинцовую проволоку, вольфрамовый электрод, азотный заполнитель, ртутную дуговую лампу и сжатый кварцевый спай.

Особенности устройства

Конструкцией лампы ДРЛ предусматривается несколько основных элементов:

• цоколь – контактная часть, а осветительные элементы с держателем Е40, Е27 легко установить в любой современный светильник;
• кварцевая колба – содержит инертный газ и некоторое количество ртути, соединена с электродами;
• внешняя колба – изготовлена из термостойкого стекла, по форме напоминает аналог накаливания, внутри находится кварцевая колба (горелка).

Газоразрядные источники света изнутри покрываются люминофором. Дуговая лампа содержит углекислый газ, который наполняет внешнюю колбу. Функционирует большинство подобных осветительных элементов посредством пускорегулирующего аппарата (ПРА), но есть и отдельный вид – газоразрядные лампы прямого включения, которые не требуют установки ПРА, а подключаются напрямую в сеть.

Конструкция лампы ДРЛ

Дуговые источники света функционируют на основе явления люминесценции. При этом свечение возникает под воздействием ультрафиолетового излучения. Его же продуцируют ртутные пары, которые входят в состав газообразного наполнения кварцевой колбы. Эти процессы возникают при условии, что через кварцевую горелку будет проходить электрический разряд.

Где используются лампы

Лампочки ДРЛ широко используются там, где нужно достичь освещения больших территорий. К примеру, они идеальны для улиц, магистралей, заводских цехов, площадок, стадионов. Рассчитаны на переменный ток и напряжение в 220 вольт. Не подходят для постановки в жилом помещении, поскольку выделяют неприятные и опасные испарения. Кроме того, при разбитии колбы, возможно тяжелое отравление.

Светильники ДНАТ служат, для того чтобы освещать большие территории, широкие улицы, шоссе, автомобильные магистрали, туннели, спортивные комплексы, аэропорты, железнодорожные вокзалы, архитектурные сооружения, цеха, склады. Также активно применяются в питомниках для растений и тепличных комплексах.

Обратите внимание! Отличаются тем, что хорошо греются и заменяют в некотором плане солнце растениям.

Характеристики ламп ДРИ

Как и любая лампа, ДРИ имеет свой диапазон мощности. Минимальной характеристикой является 250 Вт, а максимальной – около 3 500 Вт. Кроме того, стоит обратить внимание на напряжение. Многое можно уточнить, выяснив показатели тока, образуемого в лампе. Есть еще пара характеристик:

• цветовой код либо температура;
• индекс цветопередачи;
• поток света;
• световая отдача.

Для любого вида лампы ДРИ существуют собственные характеристики, которые указываются на упаковке компании.

Принцип работы

Работает лампа ДРЛ очень просто. Вначале подается ток, который проходит через цоколь и движется к электроду. В результате получается разряд. В колбе формируются ионы со свободными электронами.

ДНАТ, после направления тока в лампу, импульсы попадают в горелку изу, где нагревается алюминиевый оксин. Тогда формируется дуговой заряд. Горелка разогревается в течение 10 минут и светоисточник светится ярко. Поддерживает его дроссель.

Вам это будет интересно Особенности расчета освещенности

Схемы включения газоразрядных ламп

Искусственные источники освещения, использующие для выработки световых волн электрический разряд газовой среды в парах ртути, называют газоразрядными ртутными лампами.

Газ, закачанный в баллон, может находиться под низким, средним или высоким давлением. Низкое давление применяется в конструкциях ламп:

Высокое давление используется в лампах:

дуговой ртутной люминофорной (ДРЛ);

металлогенной ртутной с излучающими добавками (ДРИ) галогенидов металлов;

дуговой натриевой трубчатой (ДНаТ);

дуговой натриевой зеркальной (ДНаЗ).

Их устанавливают в тех местах, где необходимо освещать большие территории с малыми затратами электроэнергии.

Устройство лампы, использующей четыре электрода, схематично показано на картинке.

Ее цоколь, как и у обычных моделей, служит для подключения к контактам при вкручивании в патрон. Стеклянная колба герметично защищает все внутренние элементы от внешних воздействий. В ней закачан азот и размещены:

электрические проводники от контактов цоколя;

два токоограничивающих сопротивления, вмонтированные в цепь дополнительных электродов

Горелка выполнена в форме герметичной трубки из кварцевого стекла с закачанным аргоном, в которую помещены:

две пары электродов — основной и дополнительный, расположенные на противоположных концах колбы;

небольшая капелька ртути.

Источником света ДРЛ является разряд электрической дуги в среде аргона, протекающий между электродами в кварцевой трубке. Он возникает под действием приложенного к лампе напряжения в два этапа:

1. первоначально между близкорасположенными основным и зажигающим электродами начинается тлеющий разряд за счет движения свободных электронов и положительно заряженных ионов;

2. образование внутри полости горелки большого количества носителей зарядов приводит к быстрому пробою среды азота и образованию дуги через основные электроды.

Стабилизация пускового режима (электрического тока дуги и света) требует времени порядка 10-15 минут. В этот промежуток ДРЛ создает нагрузки, значительно превышающие токи номинального режима. Для их ограничения применяется пускорегулирующее устройство — дроссель.

Излучение дуги в парах ртути имеет голубой и фиолетовый оттенок и сопровождается мощным ультрафиолетовым излучением. Оно проходит через люминофор, смешивается с образуемым им спектром и создает яркий свет, приближенный к белому оттенку.

ДРЛ чувствительна к качеству питающего напряжения, а при его снижении до 180 вольт тухнет и не зажигается.

Во время дугового разряда создается высокая температура, передающаяся всей конструкции. Она влияет на качество контактов в патроне и вызывает нагрев подключенных проводов, которые из-за этого используют только с термостойкой изоляцией.

При работе лампы давление газов в горелке сильно увеличивается и осложняет условия для пробоя среды, что требует повышения приложенного напряжения. Если питание отключить и подать, то сразу лампа не запустится: ей надо остыть.

Схема подключения лампы типа ДРЛ

Четырехэлектродная ртутная лампа включается в работу через дроссель и предохранитель.

Плавкая вставка защищает схему от возможных коротких замыканий, а дроссель ограничивает ток, проходящий через среду кварцевой трубки. Индуктивное сопротивление дросселя подбирается по мощности светильника. Включение лампы под напряжение без дросселя приводит к ее быстрому перегоранию.

Конденсатор, включенный в схему, компенсирует реактивную составляющую, вносимую индуктивностью.

Внутреннее устройство лампы ДРИ очень похоже на то, которое используется У ДРЛ.

Но в ее горелке введена определенная доза добавок из гапогенидов металлов индия, натрия, таллия или некоторых других. Они позволяют увеличить выделение света до 70-95 лм/Вт и более с хорошей цветностью.

Колба выполняется в форме цилиндра или эллипса, показанного на рисунке ниже.

Материалом горелки может быть кварцевое стекло или керамика, которая обладает лучшими эксплуатационными свойствами: меньшее затемнение и больший срок службы.

Форма горелки в виде шара, используемая в современных конструкциях, повышает светоотдачу и яркость источника.

Основные процессы, происходящие при выработке света ламп ДРИ и ДРЛ совпадают. Отличие состоит в схеме зажигания. ДРИ не может запуститься в работу от приложенного напряжения сети. Ей этой величины недостаточно.

Для создания дугового разряда внутри горелки необходимо к межэлектродному пространству приложить высоковольтный импульс. Его образование возложено на ИЗУ — импульсное зажигающее устройство.

Как работает ИЗУ

Принцип действия устройства создания высоковольтного импульса условно можно представить упрощенной принципиальной схемой.

Рабочее напряжения питания подводится на вход схемы. В цепочке диода D, резистора R и конденсатора C создается зарядный ток емкости. По окончании заряда через конденсатор выдается импульс тока сквозь открывшийся тиристорный ключ в обмотку подключенного трансформатора Т.

В повышающей напряжение выходной обмотке трансформатора создается высоковольтный импульс величиной до 2-5 кВ. Он поступает на контакты лампы и создает дуговой разряд газовой среды, обеспечивающий свечение.

Схемы подключения лампы типа ДРИ

Устройства ИЗУ выпускаются для газоразрядных ламп двух модификаций: с двумя или тремя выводами. Для каждого из них создается своя схема подключения. Она приводится прямо на корпусе блока.

Схемы подключения ламп ДРЛ и ДНАТ

Схему подключения лампы ДНАТ, как и ДРЛ можно увидеть ниже. В зависимости от количества выводов, мощности и прочих технических характеристик будет зависеть схематичное расположение основных установок.

Лучше, чтобы в схеме обязательно был конденсатор. Он подавит помехи и снизит пусковой ток. В результате будет продлен срок эксплуатации, даже если используется аналог дрл 250. Главное — чтобы он имел оптимальную электроемкость.

В целом, ДРЛ — ртутные газоразрядные лампы, а ДНАТ — натриевые лампы. Работает первая на люминесцентном типе свечения, а вторая на резонансном натриевом излучении. Отличаются конструкцией, принципом работы и схемой подключения. Важно отметить, что всегда можно найти аналог дрл 250 светодиодный с цоколем 40.

Принцип работы индукционной лампы

Например, для освещения больших пространств, очень хорошо подходят другие инновационные светильники – индукционные.

Хотя они и появились несколько лет назад, многие до сих пор не подозревают о их существовании.

Параметрам такой лампы, а в особенности сроку службы, могут позавидовать большинство светодиодов. Что же это за чудо техники?

Называется она безэлектродная индукционная лампа. В некоторой степени ее можно считать прототипом источника света по беспроводной передаче электроэнергии от Николы Теслы.

На первый взгляд она напоминает обычную люминесцентную лампу. Да и принцип работы у них чем-то схож.

Мы имеем колбу заполненную инертным газом, с содержанием небольшого количества ртути. Однако в отличии от обычных люминесцентных ламп, здесь используется особый сплав ртути в ее твердой форме – амальгама.

При ионизации ртуть испускает ультрафиолетовое излучение. Попадая на люминофор, оно переизлучается уже в видимом для нас цветовом спектре.

В отличие от других люминесцентных ламп, индукционная не имеет электродов. Это просто стеклянная кольцеобразная колба, абсолютно без каких-либо выводов.

Энергия попадает внутрь благодаря высокочастотному электромагнитному полю. Проще говоря, это некий гибрид трансформатора и люминесцентной лампы. Форма у них бывает разная.

Первичная обмотка здесь выполнена на ферритовых тороидальных сердечниках. А вторичной обмоткой является замкнутый виток плазмы внутри колбы.

По виду она чем-то напоминает лампы с ”холодным катодом”, используемые в мониторах и сканерах. Но даже и там есть электроды.

Зачем нужен дроссель: изменчивое сопротивление ламп

Лампа ДНаТ имеет стеклянный корпус, внутри которого находится горелка, наполненная смесью газов (соединения натрия, пары ртути, ксенон). По обоим краям трубки размещены электроды, которые образуют дугу. После запуска источника света с помощью ИЗУ создаются импульсы с высоким напряжением, после чего гарантированной возникает дуговой разряд. Из-за резкого увеличения тока и чрезмерного тепловыделения пары внутри лампы перегреваются. Это грозит тем, что прибор придет в негодность или даже взорвется. Чтобы избежать этого, нужно использовать дроссель для ДНаТ.

Для ограничения величины рабочего тока в ДНаТ применяют балласты разного вида: электромагнитные (ЭмПРА) и электронные (ЭПРА). Вторые считаются более продуктивными, однако их стоимость слишком высокая. По этой причине чаще применяют электромагнитный дроссель. На вид это компактный блок, который регулирует мощность осветительного прибора.

ПРА помогают уменьшить пульсацию напряжения, сглаживают частоту тока, ограничивают и стабилизируют его подачу. То есть, прибор регулирует изменение тока в цепи: поддерживает его при убывании и сдерживает при резком увеличении. Благодаря этим функциям, дроссель для ламп ДНаТ повышает их светоотдачу, продлевает срок эксплуатации.