22. Основні джерела світла для промислового освітлення. Недоліки та переваги.

Головними джерелами світла для промислового освітлення є лампи розжарювання та газорозрядні лампи різноманітних типів. Кожен із типів ламп має свої недоліки та переваги.

Лампи розжарювання (ЛР) належать до джерел світла теплового випромінювання, їх світлова віддача складає 10... 15 лм/Вт. Вони створюють безперервний спектр випромінювання, який найбільш багатий жовтими та червоними (тобто інфрачервоними) променями та бідніший у зоні синіх та зелених спектрів випромінювання, ніж спектр природнього світла неба, що погіршує розрізнення кольорів. У цих ламп низький коефіцієнт корисної дії, малий термін служби (до 1000 годин), висока температура на поверхні колби (250...300 °С). Водночас вони мають деякі переваги: широкий діапазон потужностей і типів, порівняно з газорозрядними лампами, незалежність експлуатації від навколишнього середовища (вологості, запиленості і т. д.), простота світильників та компактність.

Останнім часом набули поширення галоїдні лампи розжарювання з йодним циклом. Наявність в колбі лампи парів йоду дозволяє підвищити температуру розжарення нитки, тобто світлову віддачу лампи до 40 лм/Вт.

Пари вольфраму, що випаровуються з нитки розжарення з’єднуються з йодом і знову осідають на вольфрамовій спіралі, запобігаючи розпиленню вольфрамової нитки та збільшуючи термін служби лампи до 3 тис. год.

Спектр випромінювання галоїдної лампи більш близький до природного.

Окрім звичайних ламп розжарювання випускають також криптонові і біспіральні лампи. Криптонові лампи, наповнені інертним газом криптоном, мають підвищену світлову віддачу при однаковому, в порівнянні із звичайними лампами розжарювання, вжитку електроенергії. Біспіральні лампи мають товщу на вигляд нитку розжарення і є яскравішими, ніж звичайні лампочки.

Газорозрядні лампи (люмінесцентні, ртутні, високого тиску дугові типу ДРЛ та ін.) випромінюють світло, близьке до природного, поверхня колби цих ламп холодна, вони більш економні, дозволяють створювати високу освітленість. Такі лампи випускаються в асортименті. За спектром їх випромінювання передача кольорів має велике значення для промисловості, оскільки дає можливість визначити дійсну якість продукції, здійснювати контроль сировини, напівфабрикатів та готових виробів. Люмінесцентні лампи в 2,5...3 рази економніші від ламп розжарювання, працюють протягом 5-10 тис. годин, їх світловіддача становить 30...80 лм/Вт.

Основною перевагою газорозрядних ламп перед лампами розжарювання є велика світлова віддача (до 40…110 лм/Вт ). Термін служби – 8…12 тис.год. Газорозрядні лампи забезпечують світловий потік практично будь-якого спектру шляхом підбирання відповідним чином інертних газів, парів металу, люмінофору. За спектральним складом видного світла розрізняють лампи денного світла (ЛД), денного світла з покращеною передачею кольорів (ЛДЦ), холодного білого (ЛХБ), теплого білого (ЛТБ) та білого (ЛБ) кольорів.

Основним недоліком газорозрядних ламп є пульсація світлового потоку, що може зумовити виникнення стробоскопічного ефекту, котрий полягає у спотворенні зорового сприйняття. До недоліків цих ламп можна віднести також тривалий час розгорання., необхідність застосування спеціальних пускових пристроїв, котрі полегшують запалювання ламп, залежність працездатності від температури оточуючого середовища. Газорозрядні лампи можуть створювати радіоперешкоди, запобігання котрим вимагає використання спеціальних пристроїв.

Ослаблення пульсації досягається підключенням паралельно працюючих ламп на різні фази трифазної мережі або застосуванням високочастотного постачання освітлювальної установки.

Компактні люмінесцентні лампи під стандартні патрони E27 і E14 з вбудованим баластом, що дозволяє використовувати їх у звичайних світильниках замість ламп розжарювання. Перевагою компактних ламп є стійкість до механічних ушкоджень і невеликі розміри. Цокольні гнізда для таких ламп дуже прості для монтажу в звичайні світильники, термін служби таких ламп складає від 6000 до 15000 годин.

Лампи дугові ртутні високого тиску ДРЛ. Лампи високого тиску наймасовішого вжитку використовуються в світильниках зовнішнього і внутрішнього освітлення. Працюють із стандартними пускорегулювальними апаратами (баластами) для ртутних ламп високого тиску, мають вібро- та ударостійку конструкцію і високий світловий потік.

Лампи натрієві високого тиску Маючи високу світловидатність, лампи ДНаТ є зручними для внутрішнього і зовнішнього освітлення, де не потрібна висока якість перенесення кольорів. Завдяки тривалому терміну служби і стабільному світловому потоку, даний тип джерел світла є найефективнішим на сьогодення.

Лампи живляться завдяки пускорегулювальній апаратурі (ПРА) та імпульсним запалювальним пристроям (ИЗУ) від мережі змінного струму напругою 220В і частотою 50ГЦ.

Найекономічнішими і довговічнішими джерелами світла на сьогодні є світлодіоди-LED і світильники на їх основі. Сучасні технології вивели ці напівпровідникові прилади з розряду індикаторних в розряд освiтлювальних. Мізерне споживання електроенергії і тривалий термін служби ( 35000-100000 годин) – основні переваги світлодіодів.

Важливі так само високий ККД, в найближчий час в серію підуть світлодіоди у яких світловидатність досягає 100лм/ватт, широчайша колірна гамма, можливість живитись від різних джерел живлення,а також нульові експлуатаційні витрати т.ч. «поставив і забув».

Світлодіодні технології продовжують бурхливо розвиватися, перейшовши кордон, що відокремлює їх від джерел світла, які застосовуються для загального функціонального освітлення. Все більше різновидів світлотехнічних LED виробів таких, наприклад, як лінійні лампи типу T8 (що використовуються замість люмінесцентних ламп денного світла) анонсуються на ринку світлотехніки.

В даний час ефективність світлодіодів, придатних для цілей функціонального освітлення, досягла 90Лм/Вт, при ефективності люмінесцентних ламп 50-100Лм/Вт (згідно з даними Департаменту енергоефективності та відновлювальної енергії Міністерства енергетики США (EERE) – див. Табл.).

Різниця в показниках ефективності люмінесцентних джерел світла обумовлена не тільки типом самої лампи, але і застосуванням різних типів пускорегулюючої апаратури (стартерів, баластів), втрати на яких варіюються в досить великих межах. Крім великого зростання ефективності, світлодіоди відрізняються збільшеним терміном служби, зменшеним енергоспоживанням і відсутністю хімічно небезпечних речовин (ртуті, важких металів, фосфоровмісних субстанцій, тощо) При цьому кожні 6 місяців виробники світлодіодів анонсують нову генерацію цього напівпровідникового джерела світла.

Світильник — це світловий прилад, що складається із джерела світла (лампи) та освітлювальної арматури. Освітлювальна арматура перерозподіляє світловий потік лампи в просторі, або перетворює його властивості (змінює спектральний склад випромінювання), захищає очі працівника від засліплюючої дії ламп. Окрім того, вона захищає джерело світла від впливу оточуючого пожежо- та вибухонебезпечного, хімічно-активного середовища, механічних ушкоджень, пилу, бруду, атмосферних опадів.

Світильники відрізняються цілою низкою світлотехнічних та конструктивних характеристик.

Основними світлотехнічними характеристиками світильників є: світлорозподілення, крива сили світла, коефіцієнт корисної дії та захисний кут.