Indukčné lampy: zariadenie, typy, oblasť použitia + pravidlá výberu

Dnes si spotrebitelia čoraz častejšie vyberajú energeticky efektívne domáce a priemyselné osvetľovacie zariadenia. Okrem úspor však zohráva dôležitú úlohu aj kvalita osvetlenia. Dôstojnou alternatívou k tradičným zdrojom osvetlenia sú indukčné lampy.

Vyžarujú príjemné pre oči mäkké svetlo, ktoré nemení objektívne vnímanie predmetov. Poďme sa spoločne pozrieť na konštrukciu a princípy fungovania indukčných lámp.

Konštrukcia a princíp činnosti

Primárnym zdrojom svetla v indukčnej žiarovke je plazma, umelo vytvorená v dôsledku ionizácie plynovej zmesi vysokofrekvenčným elektromagnetickým poľom.

Prúd vytvára striedavé elektrické pole, čo spôsobuje vznik plynového výboja v sklenenej banke. Excitovaná ortuť generuje UV-žiarenie, ktoré sa vďaka luminoforu konvertuje na viditeľné svetlo.

Indukčné lampy patria do kategórie plynovýbojových zdrojov osvetlenia, o ktorých je podrobnejšie napísané v tomto materiáli.

Konštrukcia indukčnej lampy zahŕňa tri základné funkčné prvky:

• plynovýbojovú trubicu;
• indukčnú cievku s feritovým krúžkom;
• elektronický predradník.

Vo vnútri trubice sa nachádzajú kvapky amalgámu ortuti. Samotná banka je naplnená plynom s nízkou chemickou reaktivitou – argónom/kryptónom a jej vnútorný povrch je pokrytý anorganickým luminoforom.

Indukčná cievka a elektromagnet tvoria vysokofrekvenčné magnetické pole, pod vplyvom ktorého sa voľné elektróny urýchľujú, zrážajú sa a excitujú atómy ortuti.

V dôsledku toho vzniká ultrafialové žiarenie. Luminoforom sa transformuje na viditeľné jasné svetlo.

Rovnako ako v jednoduchých fluorescenčných žiarovkách, kombinácia rôznych luminoforov v povlaku banky indukčnej lampy poskytuje svetlo rôznych farieb. Najčastejšie sa vyskytujú zariadenia s kolorimetrickou teplotou 3500 K, 4100 K, 5000 K, 6500 K.

Elektronický predradník sa pripája k zdroju jednosmerného napätia 12 V/24 V alebo k sieti sínusového napätia 120 V/220 V/380 V.

Systém riadenia štartéra transformuje striedavý prúd 50 Hz na jednosmerný a potom na prúd vysokej frekvencie od 190 kHz do 2,65 MHz.

Tento vysokofrekvenčný prúd vytvára magnetické pole. Okrem toho štartér generuje silný štartovací impulz, ktorý zapáli indukčný zdroj svetla.

Aby sa zabezpečila stabilná prevádzka indukčného osvetľovacieho zariadenia, riadiaci systém môže tiež meniť silu elektrického prúdu a jeho frekvenciu cez indukčnú cievku.

S cieľom znížiť rozptyl vysokofrekvenčného elektromagnetického poľa sú lampy vybavené feritovými tieneniami a/alebo špeciálnymi jadrami.

Hlavný rozdiel medzi indukčnými energeticky úspornými lampami a inými svetelnými zdrojmi je absencia vlákien a kontaktných termokatód. V indukčných svietidlách sú elektromagnety umiestnené vonku, teda nedochádza k priamemu kontaktu elektród s ionizovaným plynným prostredím.

To robí banku osvetľovacieho zariadenia homogénnejšou a približne rovnako zaťaženou z hľadiska teploty.

Pri dlhodobej prevádzke takéhoto osvetlenia sa nepozoruje praskanie sklenenej banky, časom sa materiál elektródy neusadzuje na stenách.

Neprítomnosť žeraviacich elektród potrebných na zapálenie bežných žiaroviek umožňuje dosiahnuť neuveriteľne dlhú životnosť indukčných svietidiel – až 120 000 hodín prevádzky.

Niektorí výrobcovia dokonca uvádzajú životnosť až 150 000 hodín. Tento ukazovateľ je 10-krát vyšší ako životnosť bežných fluorescenčných žiaroviek, výbojových LVD, ortuťovo-volfrámových a sodíkových svetelných zariadení.

Okrem toho životnosť indukčných svetelných zdrojov je približne 2-3 krát vyššia ako životnosť LED diód.

Druhy indukčných lámp

Lampu bez kontaktných elektród prvýkrát predviedol Nikola Tesla v ďalekom roku 1893 na Svetovej výstave v Chicagu. Verejnosti prezentovaný osvetľovací prístroj bol napájaný magnetickým poľom Teslovej cievky. Prvý spoľahlivý prototyp indukčného svetelného zdroja vytvoril John Melvin Anderson v roku 1967.

Klasifikácia bezelektródových žiaroviek

V roku 1994 spoločnosť General Electric predstavila kompaktnú energeticky úspornú lampu GENURA so zabudovaným vysokofrekvenčným generátorom v pätke.

Sériová výroba indukčných fluorescenčných lámp začala v 90. rokoch 20. storočia.

V súčasnosti sú lídrami vo výrobe indukčných energeticky efektívnych osvetľovacích zariadení korporácie PHILIPS Lighting, GE Lighting a OSRAM Licht AGO. V tabuľke sú uvedené parametre a cena rôznych modelov lámp týchto výrobcov.

V závislosti od typu konštrukcie sú indukčné svetelné zdroje:

• so vstavaným predradníkom – elektrický generátor a lampa sú spojené v jednom bloku;
• s oddeleným elektronickým štartérom – vonkajší generátor a lampa sú oddelené zariadenia.

V závislosti od spôsobu umiestnenia cievky sa tieto lampy delia aj na zariadenia s vonkajším (nízkofrekvenčným) a vnútorným (vysokofrekvenčným) induktorom.

V prvom prípade je cievka s feromagnetickou tyčou obtočená okolo banky. Pracovná frekvencia žiaroviek s vonkajšou indukciou je v rozsahu 190-250 kHz.

Majú lepšie podmienky na intenzívnu vymenu tepla s okolím, pretože cievka zvonku hermeticky uzavretej banky ľahko odvádza teplo produkované zariadením. Životnosť nízkofrekvenčných prístrojov je až 120 000 hodín.

V druhom prípade je indukčná cievka s navinutým jadrom umiestnená vo vnútri sklenenej banky. Uvoľnené teplo sa nachádza v dutine osvetľovacieho zariadenia, preto sa žiarovky s vnútornou indukciou zahrievajú viac.

Ich pracovná frekvencia je v rozsahu 2-3 MHz. Životnosť takýchto svetelných zdrojov nepresahuje 75 000 hodín.

Z vonkajšieho vzhľadu prístroje s vnútorným induktorom pripomínajú vákuové žiarovky. Modely s vonkajším induktorom majú tvar kruhu alebo obdĺžnika.

Vysokofrekvenčné aj nízkofrekvenčné žiarovky majú veľkú rezervu pevnosti a vyznačujú sa dĺhou životnosťou.

Varianty prevedenia a označovanie

V súčasnosti spoločnosti, ktoré sa špecializujú na osvetlenie, zaviedli sériovú vỳrobu indukčných žiaroviek rôzných tvarov. Konštrükčné vlastnosti a varianty prevedenia sú zrejmé z ich označenia.

Prvé dva písmená v kóde určujú typ zariadenia (IL – indukčná lampa), tretie označuje tvar. Po písmenovom označení sa zvyčajne uvádza vỳkon.

ILK – indukčné žiarovky krúhového tvaru. Majú vysokú svetelnú účinnosť a široký rozsah spektrofotometrických teplôt. Sú vhodné na inštaláciu do krúhových a oválnych svietidiel.

Takétó svetelné zdroje sa aktívne používajú na osvetlenie skladov, priestranných vỳrobných a opravárenských dielní, obchodných komleksov, športových základní.

ILŠ – žiarovky v tvare gule. Sú vỳhotovené v tradičnom tvare bežných vákuových osvetľovacích zariadení s vysokým vỳkonom. Vytvárajú mäkké svetlo a zapaľujú sa takmer okamžite.

Sú vhodné na vỳmenu žiaroviek s vláknom za energeticky úsporné svetelné zdroje bez potreby vỳmeny samotného svietidla.

ILŠ sa inštalujú do reflektorov na osvetlenie hotelov a reštaurácií, supermarketov, ako aj do pouličných a priemyselných svietidiel.

ILU – žiarovky v tvare U. Sú to zariadenia so samostatným generátorom. Vyžarujú jasné biele svetlo, pri práci neblikajú.

Používajú sa na osvetlenie štadiónov, tunelov, metra a diaľnic, reklamných stojanov, vývesných štítov a iných objektov.

ILB, ILBK – žiarovky s prstencovým tvarom banky. V nich sú generátor, cievka a trubica spojené do jedného bloku. Vytvárajú mäkké svetlo, ktoré neoslepuje, rýchlo a ľahko sa zapaľujú pri teplotách do -35 °C.

Podobné konštrukcie sa používajú na osvetlenie hotelov a obchodných priestorov, parkových zón a námestí, súkromných záhradných pozemkov.

Osobitne treba spomenúť indukčné fytolampy pre rastliny. Líšia sa tvarom sklenenej banky a farbou vyžarovania.

Rôzne modely indukčných fytolámp sú vhodné na osvetlenie zelených plôch v určitom období rastu a vývoja. Séry takýchto výrobkov sa označujú TIL. Nasledujúce dve písmená označujú konkrétny model lampy.

Indukčné fytolampy GP a VG sú určené na osvetlenie rastlín v štádiu vegetatívneho rastu. Prevláda v nich modré spektrum vyžarovania.

Zariadenia FL sa používajú v počiatočnej fáze tvorby plodov, ako aj na urýchlenie tvorby kvetov. Vyžarujú červené svetlo.

Žiarovky modelu KL sú univerzálne. Takéto svetelné zdroje umožňujú riadiť rast porastov. Generujú sýte červené svetlo potrebné na plnohodnotný vývoj plodov rastlín a bohaté kvitnutie.

Príklady označenia:

• ILK-40 – kruhová indukčná žiarovka s výkonom 40 W;
• TILPVG-120 – obdĺžniková indukčná fytolampa s výkonom 120 W, model VG na počiatočnú fázu vegetatívneho rastu rastlín.

Vyžarovanie indukčnej žiarovky je na 97% zhodné so slnečným spektrom, a preto je výborne vhodné na umelé osvetlenie skleníkových komplexov.

Výhody používania indukčných lámp

Bezelektródové lampy generujú mäkké svetlo, ktoré je príjemné pre oči. Farebné odtiene sa pritom neskresľujú.

Jas takýchto lámp je možné meniť v rozsahu 30 – 100 % pomocou jednoduchého stmievača pre zariadenia s vláknom.

Obsah pevnej ortuti v moderných indukčných svietidlách je niekoľkonásobne nižší ako v bežných žiarivkových plynových lampách.

Dokonca aj po 75 000 hodinách prevádzky si indukčné zariadenia udržiavajú úroveň svetelného výkonu na úrovni 80 – 85 % pôvodnej hodnoty.

Bežné LL denného svetla strácajú ku koncu životnosti až 55 % jasu. Na ich bankách sa časom vytvárajú tmavé nepriehľadné kruhy.

Výhody používania indukčných bezelektródových lámp:

• Účinnosť 90%;
• Životnosť až 150 000 hodín;
• Svetelný výkon viac ako 90 – 160 lm/W;
• Optimálne podmienky pre zrakové vnímanie predmetov;
• Rozsah pracovných teplôt v intervale od -35 °C do +50 °C;
• Index podania farieb Ra > 80;
• Vysoké ukazovatele energetickej účinnosti;
• Minimálny ohrev banky;
• Neobmedzený počet cyklov zapnutia/vypnutia;
• Neprítomnosť pulzácie;
• Možnosť regulovať intenzitu svietenia;
• Záručná doba prevádzky je 5 rokov.

Výrobcovia tvrdia, že indukčné svetelné zdroje majú lepšie technické parametre ako LED a stoja niekoľkonásobne menej. Spotreba energie u týchto typov žiaroviek je približne rovnaká.

Použitie bezelektródových lámp

Modernizované osvetľovacie zariadenia, neobsahujúce termokatódy a vlákna, sa používajú ako na vnútorné, tak aj na vonkajšie osvetlenie.

Oblasť použitia indukčných lámp

Bezelektródové lampy majú vstavanú ochranu proti skratu (skrat) a prepätiu.

Indukčné svietidlá sa vyznačujú odolnosťou voči vibráciám a náhodným nárazom, stabilne pracujú aj pri zníženej teplote vzduchu.

Vďaka vysokým ukazovateľom svetelného výkonu pri malej spotrebe elektriny sa používajú v rôznych oblastiach:

• na kvalitné osvetlenie ulíc;
• v obchodno-zábavných a hotelových komplexoch;
• v kancelárskych centrách a obytných priestoroch;
• na osvetlenie priestranných dielní a skladov v priemyselných objektoch;
• na osvetlenie skleníkov a oranžérií;
• na osvetlenie diaľnic a tunelov;
• na zabezpečenie výbušne odolného osvetlenia na čerpacích staniciach.

Vďaka stabilite parametrov sa ortuťové bezelektródové lampy používajú ako presne bodové zdroje UV žiarenia v spektrometrii.

Okrem toho sa princíp indukčného budenia plynu používa pri prenose energie z externých zdrojov do pracovného prostredia laserov.

Avšak kvôli prítomnosti vysokofrekvenčného elektromagnetického žiarenia sa indukčné svietidlá neinštalujú na železničných staniciach a na letiskách.

Tieto lampy môžu tiež spôsobovať rušenie pri súčasnej práci s vysoko citlivým laboratórnym a medicínskym zariadením. Preto sa v priestoroch s takouto špeciálnou technikou neodporúča ich používať.

Vonkové a cestné osvetlenie

Najefektívnejšie cestné osvetlenie môžu zabezpečiť pouličné svietidlá s indukčnými energeticky úspornými lampami. Tento typ osvetlenia zaručuje pohodlnú viditeľnosť pre vodičov aj chodcov.

Cestné svietidlá majú pevný konzolový upevnenie a montujú sa na stĺpy, ako aj na štandardné podpery. Používajú sa na osvetlenie parkových zón a skverov, ulíc a námestí, diaľnic a parkovísk, nábreží, dvorov.

Okamžitý štart IL minimalizuje straty elektrickej energie a umožňuje maximálne efektívne využívať osvetľovací systém. To umožňuje organizovať osvetlenie s využitím pohybových senzorov

Ako príklad – okamžité spustenie osvetlenia na diaľniciach v miestach, kde prebieha pohyb áut a chodcov.

Okrem toho môže byť citlivý pohybový senzor kombinovaný s programovateľným súmrakovým spínačom.

Zariadenie sa nastavuje na konkrétne hodnoty osvetlenia. Pri nedostatočnej úrovni svetla senzor vydá príkaz na zapnutie lámp.

Možnosť stmievania umožňuje úspešne používať inteligentné systémy na efektívne riadenie pouličného osvetlenia.

Riadením jasu indukčných lámp pomocou regulátora výkonu a astronomického časovača možno dosiahnuť reálnu úsporu elektrickej energie a tiež výrazne znížiť náklady na údržbu.

Zavedenie inteligentných systémov umožňuje kontrolovať stav osvetlenia, merať a analyzovať údaje o spotrebe energie svietidiel.

Bezpečné priemyselné zdroje svetla

Použitie zariadení na báze indukčnej technológie je ekonomicky výhodné riešenie na modernizáciu systémov osvetlenia priemyselných podnikov.

Indukčné svietidlá sa vyznačujú vysokou kvalitou montáže a nevyžadujú pravidelnú údržbu. Výrazne znižujú spotrebu elektriny a pomáhajú zvyšovať rentabilitu výroby.

Priemyselné osvetľovacie zariadenia majú stupeň krytia IP54, čo umožňuje prevádzku aj v podmienkach znečistenia a zvýšenej vlhkosti. Možno ich inštalovať v nevykurovaných a zle vetraných miestnostiach.

Temperované sklo v kombinácii so silikónovou izoláciou spoľahlivo chráni telo pred vniknutím cudzích nečistôt a vody.

Existujú aj priemyselné modely IL s ochranou proti výbuchu. Nielenže zabezpečujú kvalitné osvetlenie, ale aj zabraňujú vzniku požiarne nebezpečných situácií. Takéto zariadenia zvyšujú úroveň bezpečnosti vo výrobe.

Na telo indukčných svietidiel s ochranou proti výbuchu sa nanáša antistatický polymérový náter.

Vďaka tomuto zloženiu sa osvetľovacie zariadenia vyznačujú odolnosťou proti nárazom a odolnosťou voči pôsobeniu mínusových teplôt.

Špeciálny iskrobezpečný náter sa nezrúti ani v alkalickom a kyslom prostredí a je schopný zachovať si svoje vlastnosti počas 30 rokov.

Osvetlenie v skleníkoch a oranžériách

Spektrum indukčnej žiarovky z 75 % zodpovedá fotosynteticky aktívnemu žiareniu, ktoré je potrebné pre aktívny rast a dlhé kvitnutie rastlín.

Práve preto sa bezdrôtové žiarovky (indukčné) používajú ako doplnkové zdroje v oranžériách a skleníkoch, na osvetlenie štandardných a kompaktných grow-boxov, priameho, bočného a medziriadkového prisvetlenia rastlín.

Pracovná teplota indukčných osvetľovacích zariadení nepresahuje 60 stupňov Celzia, čo umožňuje umiestniť ich blízko k zeleným porastom.

Použitie takýchto lámp v grow-boxoch umožňuje výrazne znížiť náklady na chladenie nádob.

Použitie IL tiež umožňuje vopred navrhnúť a samostatne nainštalovať osvetlenie pre každú zónu skleníka.

Na korekciu a nasmerovanie maxima svetla do potrebného sektora sa používajú optické plochy – tienidlá. Tie fokusujú žiarenie na konkrétnom mieste.

A pomocou špeciálnych reflektorov rovnomerne rozdeľujú umelé svetlo po celej výške zelených porastov.

Pravidlá výberu indukčných lámp

Pri výbere indukčných osvetľovacích zariadení je dôležité zohľadniť ich konštrukčné vlastnosti, prevádzkové charakteristiky, ako aj stupeň bezpečnosti.

Iba pri dodržaní takéhoto prístupu možno IL považovať za vhodnú kúpu.

Dnes v špecializovaných obchodoch nie je ťažké nájsť indukčné lampy bez elektród s výkonom od 15 W do 500 W. Existujú však aj výkonnejšie, určené pre rôzne výrobné potreby.

Lampy s oválnou bankou sa vyrábajú pre svietidlá so štandardnými pätkami E14, E27 a E40.

Existujú aj špeciálne obdĺžnikové a kruhové typy indukčných osvetľovacích zariadení, ktoré môžu pracovať v sieti striedavého prúdu aj jednosmerného.

Stojí za zmienku, že indukčné lampy v tvare gule budú rozmerovo väčšie ako bežné žiarovky s vláknom, pretože generátor VF prúdu je ukrytý v päte. Toto je dôležité zohľadniť pri kúpe.

Všetky indukčné svietidlá a lampy bez elektród prechádzajú povinnou certifikáciou.

Preto možno s istotou hovoriť o ich bezpečnosti. Amalgám sa nachádza v zatavenej banke a pri dodržiavaní základných pravidiel prevádzky je jeho únik vylúčený.

Treba však chápať, že rovnako ako štandardné žiarivky, aj indukčné lampy vyžadujú primeranú likvidáciu kvôli prítomnosti ortuťových zlúčenín a elektronických komponentov.

Tvrdý amalgám – zliatina ortuti s inými kovmi – možno použiť opakovane. Sklo z lampy sa tiež odovzdáva na recykláciu, ale oddelene od luminoforu.

Svietidlá s indukčnou technológiou nepatria medzi ekologicky bezpečné druhy osvetlenia a v tomto kritériu výrazne zaostávajú za LED diódami.

Je potrebné dodať, že indukčná lampa nedosahuje svoj stabilný svetelný tok okamžite. Na začiatku vyžaruje približne 80 % celkového žiarenia.

Aby tento ukazovateľ dosiahol maximum, lampa bez elektród potrebuje 2-3 minúty. Počas tejto doby sa amalgám dostatočne zohreje a odparí sa potrebné množstvo ortuti.

Závery a užitočné video k téme

Indukčné svietidlá – nová generácia výbojkových lámp. Princíp fungovania tohto typu osvetlenia:

Čo robí lampy indukčnými, vlastnosti svietidiel tohto typu a oblasť použitia:

Výhody používania moderných indukčných svetelných zdrojov v priemyselných podnikoch:

Správna inštalácia indukčných lámp pri dodržaní všetkých noriem a štandardov umožňuje efektívne využívať energeticky úspornú technológiu. Dnes sú takéto svetelné zdroje rozumnou alternatívou k tradičným prístupom k organizácii osvetlenia.

Máte skúsenosti s používaním indukčných lámp? Alebo sa vám po preštudovaní materiálu objavili otázky? Môžete ich položiť v bloku s komentármi pod článkom. Tam sa tiež môžete podeliť o skúsenosti alebo poskytnúť cennú radu návštevníkom našej stránky.