Энергоэкономичные люминесцентные лампы. Особенности эксплуатации

Энергоэкономичные ЛЛ (ЭЛЛ) предназначены для целей общего освещения и полностью взаимозаменяемы со стандартными ЛЛ мощностью 20, 40 и 65 Вт в существующих осветительных установках без замены светильников и ПРА. Они имеют стандартные длины, стандартные значения рабочих токов и напряжений на лампах и те же или близкие значения световых потоков, что и у стандартных ламп соответствующей цветности (в основном Б) при пониженной на 10% мощности: 18, 36 и 58 Вт. Внешне ЭЛЛ отличаются от стандартных ламп 20, 40 и 65 Вт только меньшим диаметром 26 мм вместо 38 мм. Они обеспечивают получение того же или несколько большего светового потока при уменьшенном на 10% расходе электроэнергии и позволяют за счет уменьшения диаметра трубки существенно снизить расход основных материалов при производстве ламп (стекло, люминофор, газы, ртуть и др.), уменьшить транспортные расходы и потребности в таре и складских помещениях. В последние годы ЭЛЛ получают за рубежом все более широкое применение, постепенно заменяя стандартные ЛЛ.

ЭЛЛ выгодно отличаются от базовых следующими показателя­ми: 1) КПД разряда в ЭЛЛ (диаметр трубки 26 мм, наполнение Аг — Кг) на 5 — 7 % выше, чем у базовых ламп с диаметром трубки 38 мм и аргоновым наполнением, что позволяет уменьшить потребляемую ЭЛЛ мощность на 10 % с сохранением прежней освещенности помещений — это обусловлено повышением КПД светильника и ЭЛЛ при эксплуатации; 2) уменьшение диаметра колбы позволяет снизить потребление основных материалов (стек­ла, люминофора, алюминия) в производстве ЛЛ; 3) уменьшение поперечных размеров ЭЛЛ и их массы позволяет снизить затраты на изготовление транспортной тары, транспортировку и хранение ЭЛЛ; 4) уменьшение диаметра трубки позволяет снизить попе­речное сечение специально разработанных для этих ламп светильников, расход материалов на их изготовление, упаковку, хранение а транспортирование, затраты по доставке светильников потреби­телю; 5) уменьшение диаметра и массы ламп существенно облегчает проведение технологических операций, в которых еще применяется ручной труд.

Эксплуатация ЭЛЛ с меньшим (на 2 — 5 %), чем у базовых ламп, световым потоком (ЛБ 58, ЛЕЦ 58, ЛЕЦ 36, ЛБ 36) не приводит к снижению уровней освещенности при применении их в закрытых светильниках, зеркальных открытых светильниках, а также в светильниках и помещениях, обеспечивающих в зоне лам­пы повышенную температуру окружающей среды (более 30 — 35 °С). Это вызвано повышением КПД светильника и меньшими потерями светового потока ЭЛЛ при повышенных температурах. Увеличение КПД светильника обусловлено снижением поглощения светового потока, отраженного от элементов светильника, самой лампой из-за уменьшения ее проекции на любое направление (при­мерно на 30 %). Было установлено, что при использовании в двухламповом светильнике ПВЛМ ЛЛ мощностью 40 и 36 Вт с одинаковыми значениями светового потока при Uc = 220 В уровень освещенности от светильника с ЭЛЛ увеличивается на 3 %. При повышенном напряжении сети увеличение освещенности возраста­ет из-за больших потерь светового потока лампами мощностью 40 Вт по сравнению с лампами мощностью 36 Вт при повышении температуры в светильнике. Зависимость светового потока ламп ЛБ 36 от температуры окружающей среды характеризуется сме­щением максимума Фл в область высоких температур, более кру­тым спадом Фл в области низких температур и более пологим спадом Фл в области высоких температур по сравнению с базовыми лампами ЛБ 40 Совместное действие факторов повышения КПД светильника (на 3 — 5 %) и увеличения Фл при повышенных температурах (на 2 — 10%) — по сравнению с базовой лампой— позволяет для ОУ со светильниками закрытого типа и светильниками с тяжелым тепловым режимом увеличить уровень освещенности, не­смотря на меньший номинальный световой поток ЭЛЛ. К тому же температура в закрытом светильнике с ЭЛЛ оказывается ниже, чем с базовыми лампами, — это приводит к тем большему различию эффективности светильников, чем тяжелее его температурный режим. Из-за более резкого спада Фл для ЭЛЛ при снижении to.c необходимо ограничивать их применение при to.c < 15 °С особенно с учетом ухудшения зажигания при этих температурах. Опыт эксплуатации ЭЛЛ подтверждает, что адекватная замена стандартных ЛЛ на ЭЛЛ невозможна. ЭЛЛ необходимо применять в первую очередь в закрытых светильниках (по данным ВНИСИ, их более 60 %) и в помещениях с повышенной температурой в зоне расположения ЭЛЛ.

Повышение поверхностной электрической нагрузки и облученности в ЭЛЛ по сравнению со стандартными лампами ставят люминофорный слой в более тяжелые условия работы. Как показывают эксперименты, ЭЛЛ, даже с усовершенствованными люминофорами на основе ГФК, имеют значительно больший спад светового потока, чем стандартные ЛЛ. Наиболее подходящими для этих ламп являются редкоземельные люминофоры с узкополосными спектрами излучения (УПЛ), обладающие высокой стабильностью к излучению линии 185 им и позволяющие за счет оптимизации спектра излучения получать высокие значения световой отдачи и общего индекса цветопередачи Однако из-за весьма высокой цены этих люминофоров (примерно в 40 раз дороже ГФК) ЭЛЛ с такими люминофорами в несколько раз дороже стандартных ламп. В целях снижения стоимости ЭЛЛ в ряде случаев применяют двухслойное покрытие. Сначала на стекло наносят слой галофосфатного люминофора (или их смеси), а поверх него слой смеси редкоземельных УПЛ небольшой толщины (около 25%). Таким путем кроме существенного уменьшения расхода дорогостоящих редкоземельных люминофоров достигается частичная защита галофосфатных люминофоров от вредного воздействия излучения 185 нм и дополнительное заполнение спектра. Ведутся также дальнейшие исследования по повышению стабильности ГФК и созданию более дешевых высокостабильных узкополосных люминофоров.

Отечественная промышленность выпускает ЭЛЛ мощностью 18, 36 и 58 Вт цветностей ЛБ, ЛДЦ и ЛЕЦ на базе улучшенных ГФК с начальными световыми параметрами, практически совпадающими с параметрами ЛЛ тех же цветностей мощностью 20, 40 и 65 Вт. Лампы белой цветности предназначены для общего и местного освещения помещений промышленных и административных зданий и других зон традиционного использо­вания, ЛДЦ — для освещения помещений текстильной, полигра­фической промышленности, торговых и общественных помещений, лампы ЛЕЦ — для общего и местного освещения помещений жи­лых и общественных зданий, лампы ЛБЦТ — для освещения помещений административных зданий, фойе театров и кинотеат­ров, салонов магазинов и демонстрационных залов, общего и ме­стного освещения производственных помещений, в которых проводятся работы по сопоставлению цветов с высокими требова­ниями к цветоразличению (ткачество, швейное производство, цвет­ная печать и т. д.).

Начат выпуск ЭЛЛ с трехкомпонентной смесью редкоземельных УПЛ под маркой ЛБЦТ Ra=85, сроком службы 15 тыс. ч и начальными световыми потоками соответственно 1450, 3450 и 5400 и двухслойные.

С учетом сказанного выше должны быть тщательно проанализированы экономически целесообразные области применения и объемы выпуска ЭЛЛ того или иного типа.

Световые и цветовые параметры некоторых зарубежных ЭЛЛ. Передовые зарубежные фирмы выпускают ЭЛЛ трех-четырех стандартизованных цветовых токов с трех и (двух) компонентной смесью редкоземельных УПЛ, двухслойные, именуемые «делюкс», и со спектральным распределением стандартных ЛЛ.

Напряжение зажигания и схемы включения. Применение криптона и уменьшение диаметра трубки повышают напряжение зажигания. Затрудненное зажигание обусловлено в основном особенностями пробоя межэлектродного промежутка Поэтому ЭЛЛ нельзя применять в бесстартерных схемах. Их не рекомендуется применять и в стартерных схемах с обычными стартерами при пониженных напряжениях сети, повышенной влажности и при окружающей температуре ниже 10 °С. Для надежного зажигания ЭЛЛ в стартерных схемах следует применять унифицированный стартер, дающий более длительный и высокий импульс напряжения (900 В вместо 400 В).

Весьма перспективно питание ЭЛЛ повышенной частотой (20—35 кГц), при этом значительно снижаются потери в ПРА по сравнению с частотой 50 Гц (например, для ЛЛ 58 Вт с 17 до 7 Вт) и несколько уменьшается мощность самой лампы (с 58 до 53 Вт), а световая отдача комплекта повышается на 20%.