Výbojky DRL: zariadenie, vlastnosti, pravidlá výberu

Stále obľúbená lampa DRL – predstaviteľ výbojkových osvetľovacích zariadení, vyznačujúci sa sýtym svetelným tokom a trvácnosťou. Výrobky obsahujúce ortuť sa dobre osvedčili pri zriaďovaní umelého osvetlenia ulíc a priemyselných objektov.

Avšak rad technicko-prevádzkových nuancií neumožňuje ich použitie v domácnosti a spochybňuje ich účelnosť používania v iných oblastiach života. Všetko o výbojkových zariadeniach na osvetlenie vysokého tlaku sa dozviete z nami predloženého článku. Naše rady vám pomôžu správne vybrať zariadenia.

Zariadenie ortutovej lampy

Svietidlá DRL patria k výbojkovým zariadeniam vysokého tlaku. Prioritná oblasť použitia – osvetlenie ulíc, podnikov, garáží a dielní priemyselného určenia. DRL sa používajú tam, kde je potrebný silný svetelný tok a na kvalitu podania farieb nie sú kladené osobitné požiadavky.

Základné funkčné časti:

1. Baňa. Vonkajší obal zariadenia je vyrobený z tepelne odolného skla. Vo vnútri sa nachádza kremenný horák, ku ktorému sú privedené vodiče. Spojenie elektród s katódami prebieha spojením protichodných polarít s uhlíkovým rezistorom. Z bane je vyčerpaný vzduch a naplnený dusíkom, vnútorný povrch je pokrytý luminoforom.
2. Pätica. Zodpovedá za príjem elektrickej energie zo siete spojením bodového a závitového kontaktu s objímkou, vmontovanou do svietidla.
3. Kremenný horák. Hlavný funkčný prvok ortutovej lampy. Konštrukčne ide o kremennú baňu, v ktorej sú z oboch strán umiestnené elektródy: dve hlavné a dve prídavné zapaľovacie.

Priestor bane je pod tlakom naplnený inertným plynom, ktorý zabezpečuje izoláciu prenosu tepla medzi vnútorným prostredím a horákom. Dodatočne sa tam pridáva doslova kvapka ortuti. V studenom stave vyzerá ortuťový spoj ako nános na bani alebo má tvar guľôčky.

Aby ste pochopili princíp činnosti ortuťovej výbojkovej žiarovky, mali by ste sa oboznámiť s jej zariadením a úlohou jednotlivých prvkov.

Princíp činnosti: podstata prechodových procesov

Činnosť ortuťovej výbojky je založená na procesoch elektrického výboja v plynnom prostredí, ktoré prebiehajú v banke pod vysokým tlakom. To vytvára zdroj svetla podobný špirále v žiarovke. Nie je to však rozžeravené wolfrámové vlákno, ale šnúra žiariacich ortuťových pár „natiahnutá“ medzi elektródami.

Trvalé svietenie výbojky DRL začína po 8–10 minútach od privedenia energie. Počas tejto doby je prúd pretekajúci svietidlom vyšší ako menovitá hodnota a je obmedzovaný odporom štartovacieho a regulačného zariadenia.

Trvanie štartu závisí od teploty okolitého prostredia – čím je chladnejšie, tým dlhšie trvá „zohrievanie“ výbojky. Po zapnutí sa ortuť pri zahrievaní pomaly odparuje a postupne zosilňuje výboj medzi pracovnými elektródami.

Keď ortuťová zložka úplne prejde do plynnej formy a vnútorný tlak sa zvýši, výbojka dosiahne maximálnu svetelnú účinnosť.

Do výbojky sa privádza elektrická energia, medzi hlavnou a zapaľovacou elektródou vzniká tlejúci výboj. S narastajúcim hromadením nosičov náboja dochádza k prierazu medzi dvoma protiľahlými hlavnými elektródami – vzniká oblúkové žiarenie.

Oblúk v ortuťových parách vytvára svetlo s neprijateľným podaním farieb, prevažne v modrozelených odtieňoch. Luminofor je zodpovedný za premenu UV žiarenia na červené tóny svetla. Spojenie farieb poskytuje biele studené svetlo výbojky DRL.

Špecifikácia použitia: výhody a nevýhody lámp

Svetlá typu DRL sa inštalujú najmä na stĺpy na osvetlenie ulíc, ciest, parkových zón, priľahlých území a neobytných budov. Je to dané technickými a prevádzkovými vlastnosťami výbojok.

Hlavnou výhodou ortuťových výbojok je vysoký výkon, ktorý zabezpečuje kvalitné osvetlenie rozsiahlych plôch a veľkých objektov.

Treba poznamenať, že udávané údaje o svetelnom toku výbojok DRL platia pre nové výbojky. Po štvrťroku sa jas zhorší o 15 %, po roku o 30 %.

Medzi ďalšie výhody možno zaradiť:

1. Dlhá životnosť. Priemerná doba prevádzky deklarovaná výrobcami je 12 000 hodín. Navyše, čím je výbojka výkonnejšia, tým dlhšie vydrží.
2. Prevádzka pri nízkych teplotách. Toto je rozhodujúci parameter pri výbere svietidla do exteriéru. Výbojky sú mrazuvzdorné a zachovávajú si svoje pracovné vlastnosti pri mínusových teplotách.
3. Dobrý jas a uhol osvetlenia. Svetelná účinnosť výbojok DRL sa v závislosti od ich výkonu pohybuje v rozmedzí 45–60 Lm/W. Vďaka činnosti kremennej horáky a luminoforovému povlaku banky sa dosahuje rovnomerné rozloženie svetla so širokým uhlom rozptylu.
4. Kompaktnosť. Lampy sú relatívne malé, dĺžka výrobku pre 125 W je približne 18 cm, zariadenia pre 145 W – 41 cm. Priemer – 76 a 167 mm.

Jednou z vlastností používania osvetľovačov DRL je nutnosť pripojenia k sieti cez tlmivku. Úlohou sprostredkovateľa je obmedzenie prúdu napájajúceho žiarovku. Ak sa osvetľovacie zariadenie pripojí bez tlmivky, v dôsledku veľkého elektrického prúdu sa spáli.

Schematicky je zapojenie znázornené sériovým spojením ortuťovej luminiscenčnej lampy cez tlmivku k napájacej sieti. Do mnohých moderných osvetľovačov DRL je už zabudovaný štartovaco-regulačný mechanizmus – takéto modely sú drahšie ako bežné lampy.

Množstvo nedostatkov obmedzuje použitie DRL-svetiel v domácnosti.

Významné nedostatky:

1. Dĺžka zapaľovania. Dosiahnutie plného osvetlenia – až 15 minút. Na zahriatie ortuti je potrebný čas, čo je v domácich podmienkach veľmi nepohodlné.
2. Citlivosť na kvalitu elektrického napájania. Pri poklese napätia o 20 % alebo viac od nominálnej hodnoty sa ortuťová lampa nedá zapnúť a svietiace zariadenie zhasne. Pri poklese ukazovateľa o 10–15 % sa zhorší jas svetla o 25–30 %.
3. Hluk počas prevádzky. DRL-svetlo vydáva bzučivý zvuk, na ulici nepostrehnuteľný, ale v miestnosti citeľný.
4. Pulzácia. Napriek použitiu stabilizátora žiarovky blikajú – pri takomto osvetlení nie je vhodné vykonávať dlhodobú prácu.
5. Nízke podanie farieb. Parameter charakterizuje reálnosť vnímania okolitých farieb. Odporúčaný index podania farieb pre obytné miestnosti – najmenej 80, optimálne – 90–97. U lámp DRL hodnota ukazovateľa nedosahuje 50. Pri takomto osvetlení nie je možné jasne rozlišovať odtiene a farby.
6. Nebezpečnosť použitia. Počas prevádzky sa uvoľňuje ozón, preto je pri používaní lampy v interiéri potrebné zabezpečiť kvalitný ventilačný systém.

Okrem toho, prítomnosť ortuti v banke sama o sebe predstavuje potenciálne nebezpečenstvo. Takéto žiarovky po použití nemožno jednoducho vyhodiť. Aby sa neznečisťovalo životné prostredie, likvidujú sa primeraným spôsobom.

Ďalším obmedzením používania výbojkových lámp v domácnosti je nutnosť ich inštalácie vo veľkej výške. Modely s výkonom 125 W – zavesenie vo výške 4 m, 250 W – 6 m, 400 W a viac – 8 m.

Významný nedostatok DRL osvetľovačov – nemožnosť opätovného zapnutia pred úplným vychladnutím lampy. Počas prevádzky zariadenia tlak plynu vo vnútri sklenenej banky výrazne stúpa (až na 100 kPa). Kým lampa nevychladne, nie je možné preraziť iskrovú medzeru štartovacím napätím. Opätovné zapnutie nastáva približne po štvrťhodine.

Kritériá výberu: hodnotenie technických ukazovateľov

Pri určovaní optimálneho variantu osvetľovacieho zariadenia by ste mali brať do úvahy nasledujúce charakteristiky:

• výkon;
• tvar/veľkosť pätice;
• jas svetelného toku;
• trvanie prevádzky.

Výkon. Pri výbere tohto parametra sa zamerajte na účel a umiestnenie svietidla. Ak sa zariadenie kupuje na osvetlenie cesty, treba zohľadniť vzdialenosť medzi lampami – čím je väčšia, tým výkonnejšie musia byť žiarovky.

Rozsah výkonových charakteristík osvetľovačov DRL je v rozmedzí 80–1000 W. Táto hodnota je uvedená v označení žiaroviek, napr. DRL 250, DRL 400 atď.

Svetelný tok. Hlavný ukazovateľ svetelného žiarenia smerujúceho rôznymi smermi. Parameter sa meria v luménoch (Lm). Práve podľa tohto kritéria, a nie podľa výkonu, je potrebné porovnávať výkon rôznych typov žiaroviek.

Svietidlá s DRL žiarovkou na dosiahnutie požadovaného svetelného toku spotrebúvajú viac elektrickej energie ako ich LED analógy a osvetľovače DNAT. Jas LED zariadenia s výkonom 100 W zodpovedá úrovni osvetlenia ortuťovo-výbojkového náprotivku s výkonom 400 W

Výrazná úspora energetických zdrojov je presvedčivým argumentom v prospech LED. Vysoká cena LED žiaroviek sa vracia už v prvom roku prevádzky.

Pätica. DRL osvetľovače sa vyrábajú s dvoma najžiadanejšími typmi pätíc:

• E27 – skrutkový tvar, priemer 27 mm. Touto päticou sú vybavené ortuťovo-výbojkové zariadenia s výkonom 80 W a 125 W.
• E40 – najväčšia veľkosť kategórie „E“. Pätica s priemerom 40 mm sa používa v žiarovkách s výkonom 250 W a viac, určených na osvetlenie veľkých priestorov.

Okrem typu zaskrutkovania do objímky treba zohľadniť aj rozmery tienidla svietidla.

Šírka a dĺžka výbojkovej žiarovky závisí od výkonu zariadenia. Čím vyšší je výkon DRL osvetľovača, tým je väčší a ťažší.

Životnosť. Tento parameter je do značnej miery určený kvalitou spracovania a zodpovednosťou výrobcu. Je lepšie vyberať žiarovky s maximálnou dobou životnosti. Spravidla majú vysoko výkonné zariadenia dlhšiu prevádzkovú životnosť.

Pre názornosť sú všeobecné charakteristiky žiaroviek rôzneho výkonu uvedené v súhrnnej tabuľke. Všetky elektrospotrebiče pracujú na striedavý prúd, frekvencia je štandardná – 50 Hz

Časť informácií o charakteristikách žiaroviek je zakódovaná v označení. V domácej praxi označuje písmenová skratka názov osvetľovača, číselná skratka výkon. Výroba ortuťových žiaroviek je regulovaná normami GOST 27682-88 a GOST 53074-2008.

Zahraničné výrobky typu DRL podľa medzinárodného systému ILCOS sú označované QE. Niektorí výrobcovia sa pridŕžajú celoeurópskeho ZVEI a nemeckého LBS poradia označení.

Značky ortuťových lámp populárnych spoločností:

• HPL – Philips;
• HRL – Radium;
• MBF – General Electric;
• HQL – Osram;
• HSL a HSB – Sylvania.

Dodatočné označenia podľa ILCOS: QB – modely so vstavaným predradníkom, QG – guľová baňka, QR – lampy s reflektujúcou vnútornou vrstvou.

Ktorému výrobcovi dať prednosť?

Odporúča sa vyberať produkciu známych obchodných značiek, od nákupu lacných „bezmenných“ čínskych žiaroviek je lepšie sa zdržať.

Dôveru medzi kupujúcimi si získali nasledujúci výrobcovia ortuťových prístrojov:

• Osram (Nemecko);
• Philips (Holandsko);
• General Electric (USA/Maďarsko);
• Next (Poľsko);
• Eurosvet (Ukrajina);
• Lisma (Rusko);
• DeLux (Čína).

Na európskom trhu sú lídrami v oblasti výroby a predaja osvetľovacej produkcie dva značky: Osram a Philips. Obe spoločnosti majú mnohoročné skúsenosti – viac ako storočie, široký sortiment a rozvinutú sieť predaja.

Pracovné parametre DRL lámp popredných výrobcov zodpovedajú deklarovaným charakteristikám, prístroje majú vysokú účinnosť – pri výkone 250 W svetelný tok dosahuje 12 500 lm. Orientačná cena – 8-10 j.

Továrne americkej spoločnosti General Electric sú umiestnené aj v Európe. Kvalita tovaru a životnosť nezaostáva za predchádzajúcimi značkami, a cena je o niečo nižšia. Za DRL osvetľovač s výkonom 250 W treba zaplatiť približne 7 j.

E.Next – elektrotechnický holding, kde hlavným výrobcom prístrojov je skupina poľských spoločností Tarel. V sortimente tovaru sú zastúpené početné série rôznych lámp pre domáce, pouličné a priemyselné osvetlenie.

Osvetľovače E.Next na 250 W v porovnaní s lampami nemeckej a holandskej výroby analogického výkonu, zaostávajú za konkurenciou v podaní farieb (Ra=40) a životnosti (12 000 hodín). Orientačná cena – 5 j.

Ortuťovo-výbojové lampy ruskej, ukrajinskej a čínskej značkovej výroby sa nachádzajú v rovnakej cenovej kategórii, priemerná cena výrobkov na 250 W – 3 j. Nevýhodou osvetľovacích prístrojov je obmedzená prevádzka – podľa výrobných údajov žiarovky vydržia 5000 hodín.

Pred nákupom treba skontrolovať pätku na kvalitu a „presnosť“ závitu – niektorí používatelia zaznamenávajú problémy so zaskrutkovávaním lámp Lisma do objímky

Porovnanie žiaroviek DRL s analógmi

Výbojové lampy sa často porovnávajú medzi sebou a s výhodnejšími LED diódami. Najbližšie analógy DRL – osvetľovače troch typov: DRV, DRI a DNaT. Skúsme zistiť vlastnosti a konkurenčné výhody rôznych žiaroviek.

DRV. Ortuťovo-volfrámová oblúková lampa je svojou konštrukciou a princípom činnosti veľmi podobná DRL. Konštrukčne je vo vnútri banky umiestnený ortuťový výbojový horák a volfrámová špirála. Posledný uvedený prvok obmedzuje prúd pre horák, a preto nie je potrebný prídavný štartovací a regulačný prístroj.

Hlavné rozdiely ortuťovo-volfrámových lámp od DRL:

• Spotrebúvajú viac elektrickej energie – svetelný tok DRV 250 nie viac ako 5500 lm;
• Predpokladaná doba prevádzky – 3000 hodín;
• Rozsvietia sa do 1 minúty.

DRI. Oblúkové ortuťové lampy s emisnými prísadami: halogenidy india, sodíka, tália a pod. Kovové zložky zvyšujú svetelný výkon zariadení na 75-90 lm/W.

Ďalšou výhodou metalhalogenidových ortuťových lámp je zlepšený index podania farieb. Pre činnosť DRI, podobne ako DRL, vyžadujú pripojenie cez predradník.

DNaT. Sodíkové oblúkové lampy sa môžu pochváliť maximálnym svetelným výkonom a dlhou prevádzkovou dobou medzi výbojkovými osvetľovacími zariadeniami. Výkon sodíkových lámp sa v priebehu času neznižuje tak výrazne ako u DRL lámp.

Charakteristiky DNaT:

• Maximálny svetelný výkon – 125 lm/W;
• Prevádzková schopnosť – v rozmedzí 20 tisíc hodín;
• Relatívna stabilita parametrov;
• Široký rozsah pracovných teplôt;
• Dosiahnutie maximálnej osvetlenosti za 5-7 minút.

Nevýhody sodíkových svetelných zdrojov: výrazné pulzovanie a nízky index podania farieb, Ra=25. V emisnom spektre prevládajú červené a žlté farby.

Výbojkové lampy jednoznačne ustupujú LED variantom. LED-zariadenia vo všetkých technických a prevádzkových parametroch prekonávajú svojich predchodcov.

Nesporné výhody LED: ekologickosť, minimálne pulzovanie, dlhá životnosť, okamžité zapnutie, vynikajúce podanie farieb a kontrast. Okrem vynikajúcich prevádzkových charakteristík majú diódové zariadenia aj teplotnú a mechanickú odolnosť.

Účinnosť LED-lampiek je nekonkurenčná, efektivita práce dosahuje 95-98%. Hlavným faktorom, ktorý trochu brzdí prestavbu svietidiel, je vysoká cena LED-lámp.

Požiadavky na likvidáciu ortutových zariadení

Nemožno bezmyšlienkovito vyhadzovať použité alebo chybné ortuťové žiarovky. Zariadenia s poškodenou bankou predstavujú vážne ohrozenie zdravia človeka a životného prostredia ako celku, preto potrebujú špecifickú likvidáciu.

Otázka postupu likvidácie nebezpečných odpadov je aktuálna tak pre majiteľov podnikov, ako aj pre bežných obyvateľov. Spracovaním ortuťových lámp sa zaoberajú organizácie, ktoré získali príslušnú licenciu.

Podnik uzatvára s takouto firmou zmluvu na údržbu. Na základe objednávky zástupca recyklačnej spoločnosti vycestuje na miesto, vykoná zber a odvoz lámp na následnú dezinfekciu a spracovanie. Orientačná cena služby je 0,5 u.e. za jeden svetelný zdroj.

Pre zber ortuťových žiaroviek od obyvateľov sú organizované zberné miesta. Ľudia žijúci v malých obciach môžu odovzdať nebezpečný odpad na recykláciu prostredníctvom «ekomobilu»

Ak je emisia ortuťových lámp podnikmi nejako kontrolovaná dozornými orgánmi, potom dodržiavanie pravidiel likvidácie obyvateľstvom je osobnou zodpovednosťou občanov.

Bohužiaľ, kvôli nízkej informovanosti si zďaleka nie každý používateľ ortuťových lámp uvedomuje možné dôsledky preniknutia ortuťových pár do okolitej atmosféry.

Všetky druhy energeticky úsporných lámp sú podrobne opísané v nasledujúcom článku, v ktorom sú uvedené princípy činnosti, vykonané porovnanie zariadení a poskytnuté zjednodušené ekonomické hodnotenie.

Závery a užitočné video k téme

V ponúknutom video prehľade je opísaná konštrukcia osvetľovača DRL, podrobne vysvetlený princíp činnosti a uvedené hlavné nuansy prevádzky:

Výbojky typu DRL sa stále používajú v pouličnom osvetlení. Hlavným argumentom v prospech ortuťových zariadení je silný svetelný tok a dostupná cena. Postupne ich však nahrádzajú dokonalejšie lampy, ktoré okrem vysokej účinnosti ponúkajú aj dobrú kvalitu svietenia a bezpečnosť používania.

Píšte, prosím, komentáre do bloku nižšie, pýtajte sa a uverejňujte fotografie k téme článku. Podeľte sa o užitočné informácie, ktoré budú zaujímať a byť prospešné návštevníkom stránky. Povedzte o vlastných skúsenostiach s výberom a inštaláciou vysokotlakovej výbojky.