Энергосберегающие лампы: основные хаpaктеристики и разновидности

Содержание

• 1 История возникновения и использования энергосберегающих ламп
  • 1.1 Устройство энергосберегающей лампы
• 2 Виды энергосберегающих ламп
  • 2.1 Люминесцентные энергосберегающие лампы
  • 2.2 Светодиодные энергосберегающие лампы
  • 2.3 Галогеновые лампы
• 3 Достоинства и недостатки
  • 3.1 Вредны ли энергосберегающие лампы
• 4 Основные технические хаpaктеристики
  • 4.1 Мощность энергосберегающих ламп и световой поток
  • 4.2 Цветовая температура
  • 4.3  Индекс цветопередачи
  • 4.4 Форма цоколя и регулировка яркости
  • 4.5 Срок службы энергосберегающих ламп
• 5 Как выбрать лампу: ответы на основные вопросы
  • 5.1 Где будет использоваться лампа
  • 5.2  Как часто лампа будет включаться выключаться
  • 5.3 Для каких целей будет использоваться лампа
  • 5.4 Ограничения потрeбления энергии в доме
  • 5.5 Цена энергосберегающих лампочек

Битва за энергосбережение в отдельно взятом доме обычно начинается с экономии на лампочках. Они, наряду с энергоемкими электрическими плитами и прочими бытовыми приборами, поглощающими много электроэнергии, способны значительно сократить расходы. При этом приобрести экономную светодиодную лампу до сих пор решаются не многие, поскольку стоит она дороже привычной лампочки накаливания.

Так имеет ли смысл переходить на энергосберегающие светильники и какие лампы лучше для  дома? Ответить на эти вопросы попытаемся в статье.

История возникновения и использования энергосберегающих ламп

Так уж повелось, что большинство инновационных разработок в сфере высоких технологий реализуются в развитых западных странах, а в Россию возвращаются в виде уже готовых решений. Так было с первым реально работавшим источником электрического света – лампочкой А.Н. Лодыгина, который рассматривал ее в качестве альтернативы газовым уличным фонарям, но не освоил производство. Зато Т. Эдисон, запатентовал все известные на тот момент разработки и организовал производство, за что слывет на Западе «отцом» электрической лампы.

Аналогично складывалась ситуация и с разработкой осветительных приборов, именуемых «энергосберегающими». Газоразрядные лампы были параллельно «изобретены» в СССР в 1951 году, спустя 13 лет после начала их производства в США, а лидер энергосбережения – светодиод, изобретенный в 1923 году ленинградцем Олегом Лосевым, сначала вернулся в Россию в виде дорогих, но крайне ненадежных китайских LED-лампочек.

Современный рынок насыщен разнообразными типами экономичных ламп бытового назначения. Далеко не все из них являются энергосберегающими. В чем же заключается отличие обыкновенной лампы накаливания от энергосберегающей?

Устройство энергосберегающей лампы

Простая лампа накаливания, служащая человечеству более 100 лет, имеет простое устройство. В стеклянную колбу, из которой откачен воздух (вакуум), помещены два электрода, между которыми расположена спираль из тугоплавкого металла (вольфрама). При подаче напряжения на электроды спираль нагревается и начинает светиться. КПД лампы накаливания небольшой – около 20% потрeбляемой энергии превращается в световую, остальная уходит на нагрев лампы.

В энергосберегающих источниках света используется совершенно иной принцип. В газоразрядных (люминесцентных) лампах электрический разряд в парах ртути возбуждает УФ-излучение, которое активирует люминофор, нанесенный на стенки газовой трубки, и заставляет его светиться белым или цветным светом.

В LED-лампах (светодиодных) выработка фотонов происходит при переходе возбужденного током электрона с одного уровня на другой (P-N переход в полупроводниках).

Экономичность лампы достигается благодаря тому, что в энергосберегающих лампах электроэнергия не тратится на нагрев спирали, как в лампах накаливания.

Виды энергосберегающих ламп

Энергосберегающие лампы для дома делятся на 3 типа/вида:

• галогеновые (с IRS технологией производства) ;
• люминесцентные (газонаполненные парами ртути) ;
• LED (светодиодные).

Люминесцентные энергосберегающие лампы

Появление люминесцентных ламп ознаменовало новый этап в развитии осветительной техники. В США их производство было налажено в 1938 году, в СССР немного позднее – в середине 50-х годов прошлого века. Первые лампы изготавливались в виде трубок. Имели массу недостатков и непродолжительный срок службы. Это компенсировалось значительной экономией электроэнергии – до 60% по сравнению с лампами накаливания.

Светодиодные энергосберегающие лампы

Самые совершенные и эффективные приборы освещения, которые позволяют экономить до 90% электроэнергии. При этом они лишены таких недостатков ламп накаливания, как:

• пожароопасность;
• возможность взрыва колбы;
• крупные габариты;
• малый диапазон цветовой температуры;
• непродолжительный срок эксплуатации.

Галогеновые лампы

Галогеновая лампа – модифицированная и усовершенствованная лампа накаливания. Из-за того, что для выработки фотонов необходим нагрев спирали, энергосберегающий эффект таких ламп минимален. Более того, некоторые модели галогеновых ламп имеют КПД ниже обычных ламп накаливания. Принцип действия лампы основан на том, что в замкнутой колбе, наполненной тяжелым инертным газом, происходит сильный нагрев стекла колбы. Благодаря этому испаряющиеся с поверхности спирали атомы вольфрама не оседают на внутренней поверхности колбы, затемняя ее, а возвращаются на спираль.

Современная IRS технология – это покрытие внутренней поверхности колбы ИК-фильтром, отсекающим инфpaкрасное излучение. Благодаря этому тратится меньше энергии на нагрев спирали и больше излучается фотонов. Растет КПД галогеновой лампы (примерно на 45%, по сравнению с традиционной).

Достоинства и недостатки

Отличие энергосберегающих ламп дневного света от обычных заключается в изменении КПД в сторону увеличения светоотдачи и уменьшения затрат на нагрев. В этом отношении находящиеся на низшей ступени энергосбережения галогеновые лампы имеют КПД от 20% до 45% по сравнению с обычными лампочками накаливания. Самый высокий коэффициент у лам, изготавливаемых с применением технологии IRC – он достигает 45%, при этом световой поток в Лм остается вдвое ниже, чем у люминесцентной лампы аналогичной мощности.

Среднюю и довольно значительную экономию электроэнергии удается достичь, применяя люминесцентные (газоразрядные)  лампы. Их КПД приближается к 60%. Именно эти компактные лампы, имеющие изогнутую или свернутую в спираль газовую трубку, впервые начали называться энергосберегающими. Вершиной эволюции осветительных приборов в настоящее время являются светодиоды и создаваемые на их основе лампы. КПД светодиодных ламп может достигать 90%.

Вредны ли энергосберегающие лампы

Бытовые приборы, прежде чем они попадут на прилавок магазина проходят тестирование на соответствие санитарным требованиям и норма пожарной и электробезопасности. Поэтому все продающиеся осветительные лампочки при соблюдении правил их эксплуатации безопасны и безвредны для человека.

Относительную опасность, о которой предупреждает производитель, представляют люминесцентные лампы, наполненные парами ртути. Их не рекомендуется выбрасывать после истечения срока службы, а надлежит сдавать в специальные приемные пункты утилизации. Опасность возникает при нарушении целостности колбы. Количество паров ртути в лампе небольшое. Одиночная лампа, разбитая в жилом помещении, не способна причинить существенный вред здоровью и, тем более, вызвать cмepтельное отравление. Однако помещение следует тщательно проветрить.

Относительный вред здоровью может быть вызван вредным воздействием мерцания люминесцентных ламп, которое приводит к быстрой утомляемости глаз и может вызвать головную боль. Неправильно подобранная цветовая температура с большим количеством синих тонов также вызывает быструю утомляемость.

Основные технические хаpaктеристики

Чтобы ориентироваться в многообразии ламп, которые можно встретить в магазине и выбрать лампу наиболее подходящую для конкретного помещения или осветительного прибора, необходимо знать, какие хаpaктеристики определяют их потребительские качества.

Мощность энергосберегающих ламп и световой поток

Мощность, измеряемая в ватах (Вт), хаpaктеризует, сколько электрической энергии потребуется, чтобы обеспечить требуемую норму освещенности, измеряемую в люксах (лк). Санитарными нормами установлены различные нормы освещенности жилых, офисных и производственных помещений.

Чтобы ориентироваться в выборе эконом лампы по мощности следует ознакомиться с документами:

• СНиП 23-05-95;
• СанПин 2.2.1/2.1.1.1278-03.

И составленной на их основе таблицей:

ТАБЛИЦА 1

Норма освещенности жилых и бытовых помещений

Наименование помещения	Освещенность поверхности искусственными источниками света (лк)
Жилые комнаты, спальни, гостиные	150
Столовые, кухни	150
Детские комнаты	200
Кабинеты, мастерские, библиотеки	300
Холлы, коридоры	50
Ванные комнаты, туалеты	50
Кладовые, подсобные помещения	30

Цветовая температура

Человеческий глаз различает цвета благодаря тому, что способен улавливать световые волны различной длины. В видимой части спектра они распределяются от фиолетового до красного цветов. Соответственно оттенку, который дает электрическая лампа, определяется ее цветовая температура, измеряемая в градусах Кельвина (К°).

• холодный гoлyбоватый свет дают лампы с цветовой температурой от 6 600 до 5 400 К°;
• привычный дневной свет имеет световую температуру 5 400 – 4 600 К°;
• свет свечи или камина имеют световую температуру 2 200 – 1 800 К°.

Большинство бытовых энергосберегающих ламп имеют три градации цветовой температуры:

 Индекс цветопередачи

Большинство бытовых энергосберегающих ламп имеют три градации цветовой температуры:

• холодный белый свет (резкое гoлyбоватое освещение, искажающее цветопередачу, придающее коже бледный, болезненный оттенок) ;
• дневной свет (максимально приближенный к свету Солнца, находящегося в зените) ;
• теплый белый свет (самый комфортный, не раздражающий сетчатку глаза свет).

Соответственно им человек воспринимает окружающий его мир и окраску предметов. Холодный свет преимущественно используют в производственных и офисных помещениях.

Форма цоколя и регулировка яркости

Большинство энергосберегающих ламп адаптированы к стандартным цоколям, которые используются для галогенных и ламп накаливания.

Самыми распространенными разновидностями лампочек являются с резьбовым цоколем E27  и Е14, Патронами с таким диаметром оснащено большинство бытовых осветительных приборов. В точечных источниках света, используемых в натяжных и подвесных потолках популяре штырьковый цоколь, обозначаемый в миллиметрах между контактами, а также, в зависимости от напряжения лампы:

ТАБЛИЦА 2

Размеры и обозначения штырьковых цоколей галогенных и светодиодных ламп

Регулировка мощности лампочки энергосберегающей представляет сложности. В отличие от ламп накаливания, для работы этих устройств используются электронные схемы, чувствительные к перепаду напряжения. При падении напряжения на 10% люминесцентные лампы перестают работать, а светодиодные работают нестабильно.

В настоящее время разработаны устройства – регуляторы мощности (диммеры), которые могут работать совместно со светодиодными лампами. Однако, они сильно удорожают и без того недешевые лампы.

Срок службы энергосберегающих ламп

Рекордсменом в рейтинге энергосберегающих ламп по продолжительности работы являются лампы LED энергосберегающие лампы с качественными светодиодами: Cree, Osram, Philips.  Они имеют срок службы 50 000-100 000 часов. Китайские производители заявляют на свои лампы срок эксплуатации 25 000 – 30 000 часов.

Ориентироваться на эти данные, размещаемые на упаковке, не следует. Светодиоды имеют свойство «выгорать» прогрессивно снижая светоотдачу. При падении светового потока на 15-20% лампу приходится менять. Поэтому надо ориентироваться на то, что эффективный срок службы лампы будет составлять не более 20% срока, заявленного на упаковке.

Таким образом, выбирайте лампочку для дома, ориентируясь на реальный срок службы китайской светодиодной лампы стоимостью 80 – 250 рублей — около 5 000 часов, что сопоставимо со сроком службы лампы накаливания, стоимостью от 9 до 20 рублей.

Как выбрать лампу: ответы на основные вопросы

Как выбрать лампочку для дома, вопрос, волнующий многих неопытных потребителей. Следует руководствоваться рядом условий.

Где будет использоваться лампа

Для жилых помещений (спален, детских, гостиных) предпочтительнее выбирать светодиодные лампы. Они дают более естественный свет и не мерцают. Для влажных помещений светодиодная лампа не подходит. При конденсации влаги в негерметичном плафоне светодиоды быстро выходят из строя. Поэтому их не рекомендуют использовать в банях, парилках, на открытом воздухе без соответствующей защиты.

 Как часто лампа будет включаться выключаться

Определить, какие лампы лучше  использовать  для дома, позволяет прогнозируемая частота включения.

Энергосберегающие лампы чувствительны к частоте включения. Особенно вредно это сказывается на газонаполненных лампах. При частоте включения не более 2 000 раз за весь срок эксплуатации, который составляет от 2 000 до 20 000 часов. В среднем – 5 000.

Люминесцентные лампы не выносят частого включения/выключения. К тому же при включении расходуется большое количество электроэнергии, которое сводит к минимуму энергосберегающий эффект.

Для каких целей будет использоваться лампа

LED разновидности лампочек могут без ограничения использоваться в любых помещениях, с любым режимом освещения. Они подходят для всех типов осветительных приборов. Энергосберегающие светильники выгоднее использовать в тех помещениях, в которых недостаточность освещения испытывается постоянно. Они хорошо и стабильно работают, длительное время не перегреваясь.

Оба типа чувствительны к повышению температуры. Их не рекомендуют использовать в наглухо закрытых плафонах, не имеющих принудительного источника охлаждения или массивного алюминиевого радиатора.

Ограничения потрeбления энергии в доме

Экономия электроэнергии в доме становится заметной при полной замене всех лам во всех осветительных приборах. Часто 1-2 энергосберегающие лампочки вкручивают в светильник или плафон в не самых подходящих местах: ванной, туалете, кладовке. Ждать заметного снижения энергопотрeбления от такой замены не стоит.

Гораздо эффективнее использовать комплексный подход:

• замена энергоемких электроприборов;
• полная замена лампочек на LED-светильники;
• установка модульной системы «умный дом» автоматически регулирующей энергопотрeбление.

Цена энергосберегающих лампочек

Стоимость ЭСЛ лампы зависит от:

• производителя;
• мощности;
• формы и дизайна колбы.

В Москве энергосберегающие лампы с цоколем Е14-Е27 могут стоить от 37 до 250 рублей.

Светодиодные лампы с таким же цоколем стоят от 75 до 1 200 рублей.