Компактная люминесцентная лампа

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Компактная люминесцентная лампа со встроенным в цоколе (Е27) электронным ПРА
Электронный дроссель лампы
Инструкция по использованию энергосберегающей лампы

Компа́ктная люминесце́нтная ла́мпа (КЛЛ) — люминесцентная лампа, имеющая изогнутую форму колбы, что позволяет разместить лампу в светильнике меньших размеров. Такие лампы нередко имеют встроенный электронный дроссель. Компактные люминесцентные лампы разработаны для применения в конкретных специфических типах светильников, либо для замены ламп накаливания в обычных.

Часто компактные люминесцентные лампы называют энергосберегающими лампами, что не совсем точно, поскольку существуют энергосберегающие лампы и на других физических принципах, например светодиодные или люминесцентные лампы линейного типа с пониженным содержанием ртути и меньшим диаметром трубки. Также выпускаются лампы с шарообразной колбой без спиралей накаливания (слабое место обычных КЛЛ). Для инициации разряда используется индуктор.

Типы цоколя[править | править исходный текст]

Существуют несколько типов цоколей компактных люминесцентных ламп. Наиболее распространённые:

  • 2D
  • G23
  • 2G7
  • G24Q1
  • G24Q2
  • G24Q3
  • G53

Также есть лампы для установки в патроны ламп накаливания: E14, E27 и E40 со встроенным электронным ПРА. Цокольные гнёзда для таких ламп очень просты для монтажа в обычные светильники, заявленный срок службы таких ламп составляет от 3000 до 15000 часов.

2D[править | править исходный текст]

Лампа 2D в герметичном светильнике
2D мощностью 16 ватт

Представляет собой изогнутую в одной плоскости люминесцентную лампу с очертаниями в форме квадрата. Цоколь представляет собой прямоугольник 36×60 мм, имеет встроеный электронный стартер, в центре 2 латунных контакта на расстоянии 8 мм друг от друга, в качестве крепления на высоте 20 мм от центра используется пластиковый затвор. Мощность ламп 2D составляет 16, 28 и 36 ватт. Основное применение: в качестве декоративного освещения, иногда встречаются в герметичных светильниках для душевых кабинок и в качестве интегрированного освещения современных душевых кабинок.

G23[править | править исходный текст]

G23 и светильник с индуктивным ПРА

Лампа G23 представляет собой трубку, сложенную вдвое. Внутри цоколя расположен стартер, для запуска лампы дополнительно необходим только электромагнитный дроссель. Выпускаются на мощность 5 — 14 Ватт. Основное применение — настольные лампы, но зачастую встречаются в светильниках для душевых и ванных комнат. Цокольные гнёзда таких ламп имеют специальные отверстия для монтажа в обычные настенные светильники.

2G7[править | править исходный текст]

Форма трубки и применение аналогичны G23, но лампа может работать и с электронным ПРА. Стартер и конденсатор отсутствуют, на цоколь выведены четыре контакта.

G24[править | править исходный текст]

G24

Лампа G24 аналогична лампе G23, но трубка лампы сложена вчетверо. Выпускаются на мощность от 10 до 36 Вт. Лампы G24Q1, G24Q2 и G24Q3 не имеют встроенного стартера и предназначены для применения совместно с ПРА. Применяются как в промышленных, так и в бытовых светильниках.

G53[править | править исходный текст]

Устройство лампы G53

Лампы G53 представляют собой диск, толщиной 16—20 мм и диаметром около 73 мм, в который вписана изогнутая люминесцентная трубка. Лампа оснащена встроенными отражателем, рассеивателем и ЭПРА. Цоколь таких ламп имеет 2 латунных Т-образных контакта по бокам на расстоянии 53 мм друг от друга. Мощность таких ламп составляет от 6 до 11 ватт, светильники для ламп этого типа выпускаются как в герметичном исполнении IP44 для влажных помещений, так и в обычном — для монтажа в гипсокартонный или натяжной потолок на замену более энергоёмким галогенным лампам.

Е14, Е27 и E40[править | править исходный текст]

Лампа E27 без рассеивателя
Устройство лампы Е27 в разборе. Вид на электронный дроссель

Предназначены для установки в патрон вместо ламп накаливания. Эти лампы уже имеют встроенный электронный ПРА. Впервые появились на рынке в конце 1980-х. Цоколи ламп Е14, Е27 и E40 имеют резьбу диаметром 14 мм, 27 мм и 40 мм соответственно, что позволяет производить монтаж в стандартные бытовые и промышленные патроны (E14 для патрона «миньон», E27 для стандартного бытового патрона и E40 для стандартного промышленного патрона). В целом, типичная люминесцентная лампа со встроенным ПРА по габаритам крупнее лампы накаливания на тот же световой поток, поэтому такая замена возможна не для всех светильников. Лампы под такой патрон выпускаются как с открытой трубкой, так и с рассеивателем.

Маркировка и цветовая температура[править | править исходный текст]

Color temperature.svg

Трёхциферный код на упаковке лампы содержит, как правило, информацию относительно качества света (индекс цветопередачи и цветовой температуры).

Первая цифра — индекс цветопередачи в 1х10 Ra (чем выше индекс, тем достоверней цветопередача; компактные люминесцентные лампы имеют 60-98 Ra)

Вторая и третья цифры — указывают на цветовую температуру лампы.

Таким образом, маркировка «827» указывает на индекс цветопередачи в 80 Ra, и цветовую температуру в 2700 К (что соответствует цветовой температуре лампы накаливания).

Наиболее распространены компактные люминесцентные лампы с коррелированной цветовой температурой 2700K, 4000K, 4500K, 6500K.

Кроме того, индекс цветопередачи может обозначаться в соответствии с DIN 5035, где диапазон цветопередачи 20-100 Ra поделён на 6 частей — от 4 до 1А[1] (нем.).

Таблица. Пример маркировки КЛЛ

Параметр Значение
Потребляемая мощность 11 Вт
Световой поток 535 лм
Цветовая температура 2700 К
Тип цоколя Е27
Напряжение 220-240 В
Частота питающей сети 50/60 Гц
Номинальный срок службы
(при работе примерно 2,7 часов в день / время службы
8 лет

Работа 2,7 ч/день или 2,74 ч/день указывается производителями из-за простоты расчётов и сравнения с другими типами ламп. Так как при таком графике лампа за один год прогорает примерно 1000 ч. Столь малое время работы в сутки производители объясняют средним временем работы всех ламп в квартире, включая в расчёт и те, которые используются короткое время (например в санузле).

Лампы непрерывного спектра[править | править исходный текст]

Компактные люминесцентные лампы непрерывного спектра дают значительно лучшую цветопередачу, светоотдача таких ламп ниже, чем у обычных КЛЛ.

По некоторым данным, использование ламп, излучающих свет с непрерывным спектром, благоприятнее сказывается на здоровье, нежели использование обычных компактных люминесцентных ламп со светом линейчатого спектра.[1] (нем.)

Цветные и специальные лампы[править | править исходный текст]

Ультрафиолетовая КЛЛ «чёрного света»

Кроме ламп с оттенками белого, предназначенных для общего освещения, выпускаются также:

Сравнение с другими лампами[править | править исходный текст]

Сравнение эффективности ламп накаливания, галогеновых ламп и компактных люминесцентных ламп (зелёная линия), по-вертикали графика — потребляемая мощность в Вт, по-горизонтали — сила светового потока (Φν) в Люменах (lm)

По сравнению с лампами накаливания КЛЛ теоретически имеют больший срок службы. Однако из-за повышенных требований к качеству изготовления и условиям эксплуатации срок службы КЛЛ на практике может быть соизмерим или даже оказаться меньше срока службы ламп накаливания. Основными причинами, снижающими срок службы лампы, являются нестабильность напряжения в сети, частые включения-выключения лампы, эксплуатация при повышенной или пониженной температуре окружающей среды.

По энергоэффективности (коэффициенту полезного действия) КЛЛ примерно в 5 раз превосходят лампы накаливания. Однако, в отличие от ламп накаливания, большинство КЛЛ, имеют низкое качество энергопотребления, которое характеризуется коэффициентом мощности, равное около 0,5. Низкий коэффициент мощности приводит к искажению формы напряжения в сети, дополнительным нагрузкам и потерям при передаче электроэнергии. Для устранения указанного недостатка ЭПРА некоторых ламп снабжаются корректорами коэффициента мощности.

Новые разработки позволили использовать энергосберегающую лампу совместно с устройствами снижения/увеличения освещения (диммерами). Для диммирования компактных люминесцентных ламп светорегуляторы, разработанные для ламп накаливания не подходят — в этом случае следует использовать КЛЛ только со специальными электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА) с возможностью управления.

Благодаря применению электронного ПРА КЛЛ имеют улучшенные характеристики по сравнению с традиционными люминесцентными лампами — более быстрое включение, отсутствие мерцания и жужжания. Также существуют лампы с системой плавного запуска. Система плавного запуска «прогревает» электроды лампы при включении в течение 1—2 секунд: это значительно продлевает срок службы лампы, но все же не позволяет избежать эффекта «временной световой слепоты».

В то же время компактные люминесцентные лампы по габаритам, энергоэффективности и сроку службы проигрывают светодиодным лампам; по световой отдаче значительно уступают металлогалогенным лампам. Индуктивные КЛЛ имеют ещё больший срок службы (15000-18000 ч), слабо зависят от переходных процессов при включении и имеют более широкий температурный диапазон.

Сравнение потребляемой мощности КЛЛ и ЛН[править | править исходный текст]

Мощность КЛЛ, Вт Мощность ЛН, Вт Световой поток, Лм
5 25 250
8 40 400
12 60 630
15 75 900
20 100 1200
24 120 1500
30 150 1900

Соотношение мощностей КЛЛ и ЛН составляет приблизительно1:5

Пояснения:

  • КЛЛ — компактные люминесцентные лампы
  • ЛН — лампы накаливания

Субъективное восприятие яркости может меняться в зависимости от цветовой температуры.

Например, теплый 2700К свет кажется более мягким и потому менее ярким, чем 4200К, который называется «белым» светом или «более холодным» и визуально выглядит более резким. 6400К-12000К вообще в народе прозван «синим» и некомфортным — «холодным светом». Холодный свет трудно определить визуально на яркость в силу его крайней некомфортности восприятия, но как говорится — дело вкуса.

История[править | править исходный текст]

Ранняя модель компактной люминесцентной лампы: Philips SL 18

Первые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) появились на мировом рынке в конце 1980-х.

Патентная заявка на компактную люминесцентную лампу со встроенным электронным ПРА была подана в 1984 году[2]

Достоинства[править | править исходный текст]

  • Высокая светоотдача (световой КПД): при равной потребляемой из сети мощности световой поток КЛЛ в 4-6 раз выше, чем у лампы накаливания, что даёт экономию электроэнергии 75-85 %;
  • В отличие от лампы накаливания, КЛЛ не является точечным источником, а излучает свет всей поверхностью колбы;
  • Длительный срок службы в непрерывном цикле эксплуатации (без частого включения/выключения);
  • Возможность создания ламп с различными значениями цветовой температуры, а также ламп различных цветов и мягкого ультрафиолета с высоким КПД;
  • Нагрев корпуса и колбы значительно ниже, чем у лампы накаливания. Впрочем он всё же имеет определённое место, в отличие от светодиодного освещения
  • В отличие от традиционных «ламп дневного света» с электромагнитным дросселем, трубка которых питается переменным напряжением с частотой питающей сети, КЛЛ не производит стробоскопический эффект на вращающихся деталях оборудования и в иных тому подобных ситуациях.

Недостатки[править | править исходный текст]

Спектр излучения: непрерывный 60-ватной лампы накаливания (вверху) и линейчатый 11-ватной компактной люминесцентной лампы (внизу), линейчатый спектр излучения может вызвать искажения в цветопередаче

Несмотря на то, что использование компактных люминесцентных ламп действительно вносит свою лепту в сбережение электроэнергии, опыт массового применения в быту выявил целый ряд проблем, главная из которых — короткий срок эксплуатации в реальных условиях бытового применения, иногда сравнимый со сроком службы ламп накаливания.

Неполная совместимость с существующей инфраструктурой освещения[править | править исходный текст]

  • КЛЛ не рассчитаны на частые включения. Интервал между включениями, устанавливаемый гарантийными условиями для достижения положенной наработки, может быть больше двух минут (это связано с работой простых схем предпускового разогрева). При этом правильно сконструированная лампа зажигается не мгновенно, а спустя примерно 0,5-1с после подачи напряжения, что создаёт дополнительный дискомфорт. Лампа же, включающаяся мгновенно, без предварительного прогрева катодов, теряет при каждом включении значительную часть срока службы. Всё это препятствует применению КЛЛ в различных автоматических схемах с датчиками движения, гирляндах, световой сигнализации, в санузлах и т. п.
  • Компактные люминесцентные лампы несовместимы с диммерами обычных типов (включаемых последовательно с лампой). Диммеры для таких ламп существуют, но требуют особого подключения с прокладкой дополнительных проводов.[3]
  • Зажигание бытовых КЛЛ не гарантировано при отрицательных температурах и понижении напряжения питания более чем на 10 %. Повышенная влажность и выпадение конденсата приводят к пробоям в схеме электронного ПРА, где в момент зажигания действуют напряжения порядка 1000 вольт. При работе в закрытой арматуре или при повышенной температуре окружающей среды перегрев колбы приводит к «покраснению» спектра лампы и значительному уменьшению светоотдачи, а при дальнейшем увеличении температуры выходит из строя электронный ПРА. Всё это делает применение КЛЛ во влажных и неотапливаемых помещениях и на открытом воздухе (в том числе в герметичных светильниках), а также в ряде ответственных применений нецелесообразным[4].
  • Невозможность использования без специальных устройств в системах аварийного освещения, так как КЛЛ имеет некоторое минимальное напряжение, при котором возможен её запуск. В отличие от них, лампы накаливания могут светить даже при «проседании» сетевого напряжения, например в случае ЧП[5].
  • Коэффициент мощности большинства КЛЛ с ЭПРА 0,92—0,97[источник не указан 575 дней], у КЛЛ с вынесенным электромагнитным ПРА без фазосдвигающего конденсатора 0,5. Во многих лампах бросок пускового тока ничем не ограничен и может привести к импульсным помехам по сети. Также большинство продаваемых КЛЛ не имеют электромагнитных фильтров и экранов, защищающих от наводок окружающую радиоаппаратуру. В дешевых лампах отсутствуют схемы коррекции коэффициента мощности, и для его повышения производители снижают ёмкость сглаживающего конденсатора, что в свою очередь ведет к увеличению коэффициента пульсаций светового потока лампы.
  • Совместное воздействие повышенной температуры внутри компактной конструкции и перенапряжений в сети (импульсных или продолжительных) снижает надёжность работы электронных компонентов ПРА КЛЛ. В отношении термического режима предпочтительнее лампы с вынесенным ПРА, позволяющим лучше организовать охлаждение и применять более мощные компоненты с большим запасом по параметрам.

Периодическое самопроизвольное вспыхивание выключенной лампы[править | править исходный текст]

Большое внутреннее сопротивление и значительная ёмкость отключённой лампы приводят к тому, что даже небольшие утечки тока в её цепи способны постепенно зарядить её до напряжения пробоя. При достижении этого напряжения лампа на мгновение вспыхивает, а затем снова начинает накапливать заряд, после чего цикл повторяется. В зависимости от интенсивности утечки период вспышек может составлять от нескольких минут до долей секунды. Об этом недостатке, за редким исключением, производители обычно не сообщают в инструкциях по эксплуатации. Исключение составляют лампы, оснащённые устройством «мягкого пуска»: в них данный неприятный эффект отсутствует.

Эти вспышки и порождаемый ими звук могут сильно раздражать, особенно ночью, и, по некоторым данным, способны привести к преждевременному выходу лампы из строя[6]. Кроме того, они иногда создают помехи в радиоэлектронных устройствах.

Причины[править | править исходный текст]

Причинами периодических вспышек могут служить:

  • Использование широко распространённых выключателей с неоновой или светодиодной подсветкой;
  • Установка выключателя в разрыв нулевого провода;
  • Прочие механизмы утечки.

Устранение[править | править исходный текст]

  • Для ликвидации этого эффекта необходимо параллельно светильнику включить в цепь питания конденсатор ёмкостью 0,33-0,68 мкФ на напряжение не ниже 400В, пригодный для работы в цепях переменного тока — бумажный (МБГЧ) или полиэтилентерефталатный (например, К73-16). Применение электролитических конденсаторов категорически недопустимо[3].
  • Если вспыхивание вызвано установкой выключателя в разрыв нулевого провода, необходимо переподключить его в разрыв фазного.
  • Если в светильнике или люстре несколько ламп, можно одну из них заменить на лампу накаливания, это также может помочь устранить эффект вспыхивания.
  • При использовании выключателя с подсветкой можно попробовать увеличить сопротивление в цепи питания подсветки (для светодиодных — в 2-4 раза, а для неоновых до 2 МОм). В большинстве случаев это устранит вспышки, если нет, следует воспользоваться другими методами.

Спектр КЛЛ[править | править исходный текст]

  • Спектр такой лампы линейчатый (от 2-3 полос в видимой области для самых дешёвых ламп до 9 для дорогих). Это приводит не только к неправильной цветопередаче, но и к повышенной усталости глаз. (Визуально сравнить спектр ламп можно в радужных отблесках света лампы от компакт-диска.) (данная проблема может быть решена с применением ламп с непрерывным спектром излучения, см. раздел Лампы непрерывного спектра). Кроме того, поскольку люминесцентная лампа — по сути своей не температурный источник света, а лишь имитирует таковой, неверный подбор даже многолинейчатой смеси люминофоров может сделать её спектр неприятным глазу. Также спектр разбалансируется по мере неравномерного старения компонентов смеси в работе.
  • В спектре КЛЛ, как и любой ртутной люминесцентной лампы, имеется доля коротковолнового УФ излучения, увеличивающаяся по мере старения люминофора. Ультрафиолет в больших дозах канцерогенен и вызывает деградацию полимерных деталей, окружающих лампу.

Экологические аспекты[править | править исходный текст]

  • В колбе КЛЛ содержится свободная ртуть, что даже при налаженной системе утилизации отслуживших ламп представляет опасность при повреждении такой лампы в быту. Однако в современных амальгамированных лампах количество ртути снижено уже до 5-7мг на лампу средней мощности, и, по утверждениям производителей, специальная демеркуризация помещения в таком случае не требуется.
  • КЛЛ технологически представляет собой сочетание обычной стеклянно-вольфрамовой лампы накаливания сложной конфигурации (колба), специфических для ЛДС химических компонентов (ртуть, люминофоры, покрытия катодов) и схемы полупроводникового высокочастотного преобразователя (трансформатор), совокупные экологические издержки производства которых (добыча редких элементов, изготовление электронных схем, затраты энергии в производстве и т. п.) значительны и должны быть тщательно просчитаны, чтобы не перекрыть выгоды от перехода на КЛЛ с традиционных ламп накаливания. Тем более что требования к качеству света (и сложности состава люминофора), к надёжности (и сложности) трансформатора непрерывно растут, вынуждая производителей дополнительно усложнять технологию.

Утилизация[править | править исходный текст]

Компактные люминесцентные лампы содержат 3-5 мг ртути[7], ядовитого вещества 1-го класса опасности («чрезвычайно опасные»). Разрушенная или повреждённая колба лампы высвобождает пары ртути, что может вызвать отравление ртутью. Зачастую на проблему утилизации люминесцентных ламп в России индивидуальные потребители не обращают внимания, а производители стремятся отстраниться от проблемы. На упаковке ламп такого производителя, как Navigator отсутствует информация о наличии ртути в продукте и необходимости утилизации. Продукт маркируется как «лампа энергосберегающая», а не «лампа люминесцентная». К примеру, у продукции EKF и Camelion данная информация содержится в прилагаемой к каждой лампе инструкции по эксплуатации.

Если вы разбили энергосберегающую лампу, то необходимо аккуратно собрать осколки колбы, обработать место раствором марганцовки (0,2 % марганцево-кислого калия) и проветрить помещение.

Интересные факты[править | править исходный текст]

Советский ночник после реставрации. Обычную лампу накаливания Е27 в целях снижения потребления электроэнергии было решено сменить на КЛЛ с цоколем 2G7, подключив через электронный трансформатор от вышедшей из строя энергосберегающей лампы
  • КЛЛ со спиралевидной колбой нередко имеет неравномерное нанесение люминофора. Он наносится так, что его слой на стороне трубки, обращённой к цоколю, толще, чем на стороне трубки, направленной на освещаемую область (то есть от цоколя). Этим достигается направленность излучения. КЛЛ с колбой, имеющей, в основном, прямые участки, светит равномерно во все стороны.
  • В первых моделях ламп применялся радиоактивный криптон-85 (85Kr)[8]
  • В связи с частыми случаями выхода из строя КЛЛ задолго до истечения обещанных производителями сроков, потребители стали призывать ввести специальные условия гарантии для продукции КЛЛ, соизмеримые с заявляемыми производителями в целях маркетинга.[9]
  • В России начали появляться КЛЛ, произведенные с применением технологии Amalgam. Принцип основан на использовании не ртути в чистом виде, а амальгамы — сплавов ртути. Применение этой технологии увеличивает стабильный срок службы лампы и, в случае если лампа разобьётся, не даёт парам ртути распространиться по помещению, сохраняя амальгаму в твёрдом виде[источник не указан 1270 дней].
  • Также появляются КЛЛ, выполненные в силиконовом контуре (либо поверх лампы, либо под стеклянной колбой). Силиконовая прокладка предохраняет трубку и колбу от разрушения, являясь смягчителем удара при падении и склеивающим элементом, в случае если колба все-таки разбилась. Также силиконовая прокладка смягчает свечение лампы и несет декоративную функцию.


См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]