4.4. Энергосберегающие лампы

Энергоэффективная ла́мпа - это электрическая лампа, обладающая существенно большей светоотдачей (соотношением между световым потоком и потребляемой мощностью), например, в сравнении с наиболее распространёнными сейчас в обиходе лампами накаливания. Благодаря этому замена ламп накаливания на энергосберегающие способствует экономии электроэнергии.

Часто в быту энергосберегающими называют только компактные люминесцентные лампы, что некорректно из-за того, что энергосберегающие лампы могут иметь другую конструкцию (например, люминесцентные лампы линейного типа с пониженным содержанием ртути и меньшим диаметром трубки), или даже основываться на других физических принципах - таких, как светодиодные лампы, обладающие перед люминесцентными рядом преимуществ: бо́льшая светоотдача, выше механическая прочность из-за отсутствия хрупкой стеклянной колбы и вольфрамовых нитей, долговечность и независимость от частых переключений, более естественный спектр, правда, при более высокой цене. Образ компактных люминесцентных ламп часто используется в рекламе, призывающей к экономии электроэнергии и энергосбережению, что способствует распространению этого заблуждения.

Характеристика, которая выгодно отличает энергосберегающие лампы от ламп накаливания, заключается в том, что энергосберегающие лампы могут иметь разную цветовую температуру, определяющую цвет лампы. Цветовые температуры энергосберегающих ламп бывают разными: 2700 К - мягкий белый свет, 4200 К - дневной свет, 6400 К - холодный белый свет (цветовая температура измеряется градусами по шкале Кельвина). Чем ниже цветовая температура, тем ближе цвет к красному, а чем выше - тем ближе к синему.

Рис. 18. Энергосберегающие лампы.

Рис. 19. Устройство энергосберегающей лампы и функции ее компонентов.

Один из простых способов уменьшить расход электричества без ущерба для комфорта - использование энергосберегающих люминесцентных ламп. Их отличительной особенностью является высокая световая отдача, то есть вели­чина светового потока (измеряется в люменах - лм), получаемого в расчете на 1 Вт мощности, потребляемой лампой. Если для ламп накаливания этот показа­тель составляет до 10-15 лм на 1 Вт, для галогенных - до 30, то для энергосбе­регающих - примерно 50-60 лм на 1 Вт. Таким образом, требуемую освещен­ность можно получить, заменив, например, 100-ваттные лампы накаливания всего лишь 20-ваттными люминесцентными лампами. Несложный расчет пока­зывает: подобная 20-ваттная лампа на протяжении стандартного срока службы (6-8 тысяч часов) позволит сэкономить около 450-600 кВт•ч электроэнергии.

Если «желтоватый» спектр 2700 К воспринимается как «уютный» и годится скорее для гостиной или спальни, то лампы 6500 К дают холодное контрастное освещение, которое не столь комфортно. Но для работы в учреж­дениях подходят именно они.

Механизм работы люминесцентной лампы таков. Стеклянная колба за­полнена смесью инертных газов и паров ртути, а ее внутренняя поверхность покрыта специальным люминофором. Под действием высокого напряжения в колбе с поверхности катода вырываются высокоскоростные электроны. Стал­киваясь с атомами ртути, они отдают часть своей энергии электронам, входя­щим в состав атома, и переводят их в возбужденное состояние. Оно неустой­чиво и через малое время возбужденный электрон возвращается на стабильную орбиту, а избыток энергии выделяется в виде ультрафиолето­вого излучения. Люминофорное покрытие преобразует ультрафиолет в види­мый свет.

Рис. 20. Особенности люминесцентных ламп.

Люминесцентные лампы бывают многоканальные (двух-, трех- и четырех­дуговые), витые, спиралевидные, грушевидные, шарообразные, свечеобразные, цилиндрические, с зеркальным отражателем и т.д.

Все люминесцентные лампы намного эконо­мичнее ламп накаливания. Но они могут сильно различаться по потреблению электроэнергии. Как и для других устройств, для компактных люминесцентных ламп действует европейская классифи­кация энергоэффективности, согласно которой все лампы бывают семи классов - от А до G (класс должен быть указан на упаковке). Самый энер­гоэффективный – класс А (это означает, что лампа данного класса позволяет экономить до 80 % электроэнергии по сравнению с обычными лампами накали­вания).

При выборе лампы необходимо уточнить срок ее службы (стандартный составляет 6-8 тысяч часов). Иногда производитель, чтобы сократить рас­ходы, модифицирует конструкцию за счет элементов, обеспечивающих надеж­ность лампы. Это могут быть отсут­ствие деталей, предохраняющих устройство от перепадов напряжения, или бы­стро «стареющий» люминофор низкого каче­ства. Это сильно уменьшает срок службы компактных люминесцентных ламп. Ряд других производите­лей предпочи­та­ет не экономить на микросхемах, отвечающих за плавный пуск лампы, что га­рантирует большую продолжительность службы (у некоторых изделий она доходит до 12 тысяч часов и даже до 15 тысяч часов). Срок службы связан не только с высоким качеством ламп, но и с приме­нением новых технологий. Так, модель Genura представляет собой индукцион­ную лампу безэлектродной конструкции. В ней электронно-ионная плазма про­изводится с помощью высокочастотной (2,65 МГц) индукционной катушки, пи­таемой от встроенного ВЧ-генератора напряжения. Эта плазма вы­зывает ульт­рафиолетовое свечение ртутных паров, а люминофор преобразует ультрафио­лет в видимый свет. Это обеспечивает длительный срок службы лампы, низкую минимальную температуру запуска (от -10 °С) и до 100 тысяч включений.

Другим решением является амальгамная технология. Такие лампы медленнее разгораются (100 %-й световой поток достигается примерно через 3 мин), но зато меньше подвержены воздействию как высоких, так и низких температур. Это особенно важно при применении лампы в закрытых светильниках и в неотап­ливаемых помещениях, поскольку она запускается при температуре от - 25°С.

Очень важный параметр - размеры лампы. Наличие стандартного цоколя Е27 не гарантирует того, что она подойдет для светильника.

Фирма PHILIPS производит энергосберегающую лампу с двойным свето­вым эффектом «2 в 1». Она имеет встроенный светодиод и может работать в двух режимах: в режиме ночника (приглушенный свет мощностью 1 Вт) и в обычном (излучает свет как обычная люминесцентная лампа мощностью 9 Вт). Модель «2 в 1» рассчитана на эксплуатацию в по­мещениях, где надолго нужно слабое ос­вещение: в спальне, при просмотре телепередач и коридоре для ориентира.

Компактные люминесцентные лампы имеют ряд особенностей, которые надо учитывать при их эксплуатации. Например, на световую отдачу ламп влияет температура окружающей среды. Люминесцентные лампы плохо переносят нагревание выше 60 °С, а на морозе совсем перестают работать. Поэтому при необходимости освещения неотапли­ваемых помещений или дачных участков следует применять специальные мо­дели люминесцентных ламп для наружной установки. Но боль­шинство бытовых моделей люминесцентных ламп не предназначено для при­менения при морозах, когда температура ниже -10°С.

Люминесцентные лампы нельзя использовать в сочетании с диммерами (светорегуляторы, по­зволяющие упорядочивать подачу электроэнергии на све­тильник). Точнее, для люминесцентных ламп нужны диммеры специальной конструкции. Их выпускают лишь несколько фирм. Обычно они рассчитаны на люминесцентные лампы со встроенным электронным ПРА и отличаются сравнительно высокой стоимостью. Поэтому, если вы пользуетесь диммером для изменения интенсивности света люстры, учтите, что при замене обычных ламп накаливания на люминесцентные вам придется менять и свето­регулятор.

Есть энергосберегающие лампы с предварительным прогревом (загораются примерно через 1 с после включения) и с холодным стартом (включаются почти мгновенно). Первые стоят дороже, но имеют практически неограниченное количество перезапусков, вторые же «не любят», чтобы их много раз включали и выключали. Кратковременный запуск устройства на период менее 20 мин вызывает силь­ный износ и значительно сокращает продолжительность его нормальной ра­боты. В  помещениях, где свет надо включать и выключать слишком часто, рекомендуется устанавливать лампы с предварительным прогревом. Внешне они ничем не отличаются от моделей с холодным стартом, поэтому тип их конструкции следует обязательно уточнить у продавца.

При длительной эксплуатации у всех люминесцентных ламп падает све­товая отдача. Нормой считается снижение этого показателя на 20 % к концу расчетного срока службы, но при низкокачественном люминофоре уровень све­товой отдачи может составлять и 50 %. Непрофессионал не сможет отличить качественный люминофор от некачественного. Поэтому, чтобы яркость лампы не слишком сильно снижалась при выработке ресурса, покупайте продукцию известных фирм.