Энергосберегающие люминесцентные лампы
Энергосберегающие люминесцентные лампы предназначены для целей общего освещения и полностью взаимозаменяемы со стандартными люминесцентные лампы 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 энергосберегающие люминесцентные лампы 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 энергосберегающие люминесцентные лампы получают за рубежом все более широкое применение, постепенно заменяя стандартные люминесцентные лампы.
Для обеспечения того же падения напряжения на лампах при уменьшении диаметра с 38 до 26 мм пришлось снизить градиент потенциала до прежнего значения путем применения для наполнения смеси' аргона с криптоном (70+90 % Kj+Ar) и снижения давления до 200—330 Па (вместо обычных 400 Па для PAT в стандартных лампах). При сохранении неизменными действующих значений тока и напряжения на лампе (за счет подбора состава и давления смеси Kr+Аг) переход на меньший диаметр (26 мм вместо 38 мм) приводит к повышению перезажигания и возрастанию крутизны фронта напряжения на лампе. Форма тока изменяется незначительно. В результате снижается коэффициент мощности лампы на 7— 10% и на столько же падает мощность .
У ламп в трубках диаметром 26 мм вместо 38 мм повышается w, вследствие чего растет температура трубки по сравнению с температурой стандартных ламп. Так, у энергоэкономичной лампы мощностью 58 Вт W возрастает по сравнению со стандартной лампы мощностью 65 Вт приблизительно в 1,3 раза, и температура трубки повышается до 50°С (при ?о=20°С). Исследования и расчеты показали, однако, что максимум светоотдачи разряда в трубке диаметром 26 мм с криптоно-аргоновой смесью (90% Кг+10% Аг) при рсм^200 Па и /»0,67 А находится при ?2тр~50°С так, что в этих лампах, несмотря на «перегрев», не требуется создавать специальные условия для поддержания охлаждения на оптимальном уровне. Одновременно КПД излучения разряда повышается на 8% по сравнению со стандартной лампой мощностью 65 Вт.
Повышение поверхностной электрической нагрузки и облученности в энергосберегающие люминесцентные лампы по сравнению со стандартными лампами ставят люминофорный слой в более тяжелые условия работы. Как показывают эксперименты, энергосберегающие люминесцентные лампы, даже с усовершенствованными люминофорами на основе ГФК, имеют значительно больший спад светового потока, чем стандартные люминесцентные лампы. Наиболее подходящими для этих ламп являются редкоземельные люминофоры с узкополосными спектрами излучения (УПЛ), обладающие высокой стабильностью к излучению линии 185 нм 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) энергосберегающие люминесцентные лампы с такими люминофорами в несколько раз дороже стандартных ламп. В целях снижения стоимости энергосберегающих люминесцентных ламп в ряде случаев применяют двухслойное покрытие. Сначала на стекло наносят слой гало-фосфатного 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 гало-фосфатных 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 энергосберегающие люминесцентные лампы 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. Начат выпуск энергосберегающих люминесцентных ламп с трехкомпонентной смесью редкоземельных УПЛ под маркой ЛБЦТ с ^а=85_з, 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 энергосберегающих люминесцентных ламп того или иного типа
Световые и цветовые параметры некоторых зарубежных энергосберегающие люминесцентные лампы. Передовые зарубежные фирмы выпускают энергосберегающие люминесцентные лампы трех-четырех стандартизованных цветовых потоков с трех и (двух) компонентной смесью редкоземельных узкополосных люминофоров, двухслойные, именуемые «делюкс», и со спектральным распределением стандартных люминесцентных ламп.В качестве примера параметры некоторых типов энергосберегающих люминесцентных ламп в колбах 26 мм фирмы «OSRAM» (ФРГ).
Напряжение зажигания и схемы включения. Применение криптона и уменьшение диаметра трубки повышают напряжение зажигания. Затрудненное зажигание обусловлено в основном особенностями пробоя межэлектродного промежутка. Поэтому энергосберегающие люминесцентные лампы 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 энергосберегающей люминесцентной лампы в стартерных схемах следует применять унифицированный стартер, дающий более длительный и высокий импульс напряжения (900 В вместо 400 В).
Весьма перспективно питание энергосберегающих люминесцентных ламп повышенной частотой (20—35 кГц), при этом значительно снижаются потери в ПРА по сравнению с частотой 50 Гц (например, для люминесцентной лампы 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%.