Спектр натриевой лампы

Виды осветительных приборов

Натриевые светильники делятся на две высокого и низкого давления. В растениеводстве применяются натриевые лампы высокого давления для теплиц.

НЛВД подразделяются на следующие виды:

  1. ДНаТ – это обычные дуговые светильники с мощным световым излучением. Одного из них вполне достаточно для того, чтобы осветить небольшое огородное сооружение.Спектр излучения таких приборов можно изменить, совмещая их с другими видами.
  2. ДНаЗ – источники освещения с зеркальным отражающим слоем. Слой нанесен на внутреннюю поверхность колбы. Он эффективно защищен от неблагоприятных погодных условий и механических воздействий и увеличивает производительность. Внутри колбы расположены спеченные электроды.Они обеспечивают высокий КПД и снижают энергопотребление. В сравнении с ДНаТ зеркальные лампы недостаточно мощные.
  3. ДРИ и ДРИЗ – наиболее совершенные устройства для теплиц. Металлогалогенные приспособления устойчивы к перепадам тока, они долго служат, у них самый оптимальный спектр излучения, необходимый для роста рассады, и высокий КПД.Но они не лишены и некоторых недостатков, из которых самый главный – стоимость, довольно высокая для обычного потребителя. Плюс к этому для их использования требуется особый патрон. Это делает затруднительным процесс замены вышедших из строя ламп.

Натриевые изделия относятся к прогрессивному, современному и экономичному оборудованию. Основным рабочим элементом в них являются пары натрия.

Весь процесс протекает в специальной трубке-горелке цилиндрической формы, состоящей из окиси алюминия.

Элементы, осуществляющие излучение, размещаются в баллоне из прочного стекла, укомплектованном наиболее популярными резьбовыми цоколями E27 или E40.

Освещение натриевыми лампами

Во внутренних производственных помещениях большой площади лампы на натриевой основе используют лишь в том случае, когда нужно организовать экономичную систему освещения, не предъявляющую высоких требований к индексу цветопередачи источника излучения

Образующееся в процессе резонансное излучение имеет специфический желто-оранжевый цвет, называющийся монохроматичным.

Это значит, что, несмотря на яркость, плотность и насыщенность, светопоток не осуществляет хорошую цветопередачу.

Спектр натриевой лампы

Кроме того, находясь на удвоенной частоте питающей сети, модули существенно мерцают, что делает их абсолютно не подходящими для освещения жилых помещений.

Освещение магистрали натриевыми лампами

Обладая теплым спектром свечения, натриевые изделия отлично проявляют себя в системах утилитарного, декоративного и архитектурного уличного освещения. Показывают высокую результативность в условиях тумана на магистральных трассах, шоссе и дорогах

Натриевые источники света состоят из термостойкой стеклянной колбы эллиптической или цилиндрической формы. Внутри располагается рабочая алюминиевая горелка, с обеих сторон оснащенная электродами.

Натриевые лампы разных размеров

В газовый состав наполнителя для натриевых лампочек часто включают ксенон. Он способствует улучшению оттеночного спектра излучения

Этот материал имеет высокие физические характеристики, отличается хорошей эксплуатационной стойкостью.

Корректно взаимодействует с парами натрия и обладает уникальной способностью пропускать около 90% произведенной световой энергии, не подвергаясь разрушению.

Помимо натриевых соединений, внутри разрядной трубки находится ртуть и аргон.

Натриевая лампа в руке у пользователя

С целью повышения уровня экологичности, более прогрессивные торговые марки при производстве натриевых изделий отказываются от ртути

Колба комплектуется особыми прокладками. Они заботятся о сохранении вакуума во внутреннем пространстве лампочки и не дают кислороду проникнуть в горелку.

Это повышает уровень эксплуатационной безопасности приборов, поскольку в процессе работы разрядная трубка сильно раскаляется и достигает почти фантастических показателей в 1300°C.

В таком случае попадание внутрь даже очень небольшого количества воздуха может разрушить целостность модуля и спровоцировать опасную для находящихся рядом людей ситуацию.

В основе принципа работы натриевого устройства лежат дуговые разряды. В результате импульсного напряжения, образующегося во внутренней трубке, они создают насыщенное видимое свечение.

Натриевая лампа эллипсоидной формы

В процессе работы внешняя оболочка колбы лампочки натриевого типа прогревается до температуры не более 100 °C

В натриевых парах, отвечающих за формирование внутри колбы газоразрядной среды, преобладает красное спектральное свечение.

Благодаря этой особенности ламповые агрегаты создают исходящий свет таких оттенков, как:

  • желтый;
  • оранжевый;
  • красный в самых разнообразных оттенках.

Сразу после активации натриевые приборы горят слабо и тускло, потому что основной объем энергоресурсов тратится на качественный разогрев рабочей горелки.

Светопоток приобретает необходимую яркость, насыщенность и силу только спустя 5-10 минут, когда температура внутренней горелки достигает необходимого для корректной работы уровня.

Все изделия натриевого типа нуждаются в системе запуска. Она предназначается для осуществления оптимального зажигания и удобной регулировки токопотока. Сейчас на рынке представлены пускорегулирующие элементы двух видов.

Элементы осветительной системы

Производители сопутствующего светотехнического оборудования изготовляют пускорегуляторы в форме единого цельного агрегата или нескольких отдельных модулей

Вариант №1. Это агрегат ПРА, рассчитанный для функционирования при уровне сетевого напряжения в 220 В. Имеет упрощенную конструкцию, продается по разумной цене и относится к бюджетным вариантам сопутствующего оборудования.

Вариант №2. Это более современный, прогрессивный электронный агрегат ЭПРА, не имеющий в своей конструкции зажигающего устройства.

Спектр натриевой лампы

Стабилизирует мощность, значительно увеличивает эффективность светоотдачи, устраняет неприятное для глаз мерцание и продлевает эксплуатационный срок натриевого прибора.

Пускорегулятор для ламп

Электронные пускорегуляторы дают возможность снизить потребление энергоресурсов в системе почти на 30%

Единственный минус изделия – это более высокая цена, нежели у ПРА. Однако, специалисты утверждают, что электронное устройство быстро окупается и значительно повышает комфортность управления осветительной системой.

Натриевые светильники делятся на две категории: высокого и низкого давления. В растениеводстве применяются натриевые лампы высокого давления для теплиц.

Натриевые лампы низкого давления

Лампы низкого давления чрезвычайно эффективны. Указанные выше длины волн становятся доминирующими, но далеко не единственными в спектре свечения. У ламп низкого давления большинство линий лежит в области чувствительности глаза. Это значит, свет максимально ярок. Иными словами лампы низкого давления обладают привлекательным КПД.

У лабораторных моделей коэффициент полезного действия достигает 50-60%. В результате световая отдача поднимается до 400 лм/Вт (теоретический предел для современного уровня технологии составляет 500 лм/Вт).

На практике приходится идти на жертвы (на лампочки Philips по-прежнему хороши и достигают световой отдачи в 133-178 лм/Вт). Температура колбы поднимается до необходимых 270-300 градусов Цельсия за счёт специальных мер по теплоизоляции (превышением радиуса колбы над максимально эффективным) и некоторого увеличения рабочего тока до оптимального.

Теплоизоляцию иногда дополняют и иными мерами. Отражающая рубашка из полупроводниковых материалов пропускает наружу полезное излучение жёлтого цвета, но отражает внутрь инфракрасное. Температура внутри дополнительно повышается. Но конструкция натриевой лампы сложнее.

ДНаТ на дороге

Розжиг дуги облегчается добавлением некоторого количества неона и аргона. Этим сильно снижается напряжение, развиваемое драйвером. По причине наличия примесей стекло колбы не поглощает аргон. Радиус лампы берётся чуть больше оптимального и составляет 15-25 мм. Оксидный катод обычно бифилярный или сиптерированный (спечённый из порошка). В качестве материала используется вольфрам, активированный щелочными (щёлочноземельными) металлами.

Лампа низкого давления

Лампа низкого давления

Исторически первыми из натриевых ламп были созданы НЛНД. В 1930-х гг. этот вид источников света стал широко распространяться в Европе. В СССР велись эксперименты по освоению производства НЛНД, существовали даже модели, выпускавшиеся серийно, однако внедрение их в практику общего освещения прервалось из-за освоения более технологичных ртутных газоразрядных ламп, которые, в свою очередь, стали вытесняться НЛВД.

Лампы низкого давления отличаются рядом особенностей. Во-первых, пары натрия весьма агрессивны по отношению к обычному стеклу. Из-за этого внутренняя колба обычно выполняется из боросиликатного стекла. Во-вторых, эффективность НЛНД сильно зависит от температуры окружающей среды. Для обеспечения приемлемого температурного режима колбы последняя помещается во внешнюю стеклянную колбу, играющую роль «термоса».

Исторически первыми из натриевых ламп были созданы НЛНД. В 1930-х гг. этот вид источников света стал широко распространяться в Европе. В СССР велись эксперименты по освоению производства НЛНД, существовали даже модели, выпускавшиеся серийно, однако внедрение их в практику общего освещения прервалось из-за освоения более технологичных ртутных газоразрядных ламп, которые, в свою очередь, стали вытесняться НЛВД.

Лампы низкого давления отличаются рядом особенностей. Во-первых, пары натрия весьма агрессивны по отношению к обычному стеклу. Из-за этого внутренняя колба обычно выполняется из боросиликатного стекла. Во-вторых, эффективность НЛНД сильно зависит от температуры окружающей среды. Для обеспечения приемлемого температурного режима колбы последняя помещается во внешнюю стеклянную колбу, играющую роль «термоса».

Натриевые лампы высокого давления

НЛВД имеют множество достоинств:

  1. Они экономичны. Потребляют немного электроэнергии и доступны по цене.
  2. Долговечность: служат порядка 20000 часов.
  3. Высокая светоотдача в сравнении с простыми лампами накаливания.
  4. Тепловое излучение. При свечении НЛВД выделяется большое количество тепла. Поэтому на отоплении парника можно неплохо сэкономить, особенно в период холодов.
  5. Красно-оранжевый спектр излучения позволяет ускорять процессы цветения и плодообразования, что способствует появлению богатого урожая. А синюю часть, как правило, обеспечивает естественное освещение.
  6. Высокий КПД (30%). Он превышает показатель большинства источников искусственного освещения.

Внимание! НЛВД лучше всего использовать на последних стадиях роста саженцев. Если обеспечивать подсветку на ранних этапах, побеги начнут расти быстрее, вытягиваться и образовывать длинные стебли. Правильный рост можно обеспечить, если сочетать работу устройств с металлогалогенными осветительными источниками.

Недостатки НЛВД

  1. Большой минус НЛВД – сильный нагрев, к тому же они разгораются не менее нескольких минут. Их освещение привлекает в парники насекомых-вредителей, которые наносят рассаде заметный ущерб.
  2. НЛВД небезопасны. В качестве наполнителя выступает смесь ртути и натрия. Случайно разбив светильник, можно поставить крест на всем выращенном урожае.
  3. Работа устройств зависит от напряжения. В случае, когда его колебания в сети превышают 10%, такие лампы внутри теплиц применять не рекомендуется.
  4. В холод осветительные приборы теряют эффективность. Поэтому их использование в неотапливаемом укрытии ограничено.

Для справки! Растения в оранжереях, где работают НЛВД, зачастую выглядят бледными и нездоровыми. Но не стоит этого опасаться. Это обман зрения. Попросту натриевое освещение заметно искажает наше цветовосприятие.

В газовую смесь, помимо натриевых, добавляют пары ртути и снижающего напряжение розжига (до 2-4 кВ) ксенона. Давление в колбе находится в пределах от 4 до 14 кПа. Несложно заметить, что, согласно общей классификации разрядных ламп, указанный диапазон относится к низкому давлению.Для натриевых ламп выше 14 кПа указанный параметр не поднимается. Диапазон 4 – 14 кПа выносится в разряд сильного давления.

Предлагаем ознакомиться  Триммер на дачу для женщины || Триммер на дачу для женщины

Максимум эффективности лежит в районе 10 кПа. Парциальное давление натриевых паров составляет десятую или двадцатую долю от общего. Прочее приходится на ртуть и ксенон. Давление последнего (в холодном виде) составляет 2,6 кПа. Если для снижения напряжения розжига применять смесь неона и аргона, световая отдача натриевой лампы снижается на четверть.

В спектре натриевых ламп повышенного давления, помимо D линий, отмечается активность в сине-зелёной части спектра. За счёт чего даваемый оттенок не жёлтый, а золотисто-белый (цветовая температура в теплом промежутке – 2000 К). Индекс цветопередачи (максимален при 2500 К) возможно повысить увеличением парциального давления паров натрия и диаметра колбы.

В качестве материала колбы используется алюминиевая керамика. Обычное силикатное стекло непригодно, пары натрия под действием немалой температуры вступают тогда в химическую реакцию. Образуемые соединения устойчивы, и колба ощутимо чернеет уже через несколько минут после начала работы изделия. Изменения необратимы, под действием сильного давления присутствует вероятность полного разрушения стекла.

Поликристаллическая керамика и трубчатый монокристалл при толщинах стенки от 0,5 до 1 мм одинаково устойчивы к действию агрессивной среды до температуры 1600 К, с некоторым запасом относительно оптимальной точки. Керамика обнаруживает достойный коэффициент пропускания излучения в видимом диапазоне, занимающий 30% потребляемой натриевой лампой энергии.

Запредельные температуры требуют специальной конструкции вводов. Изготавливаемые из ниобия с малой (1%) примесью циркония они герметизируются на входе в колбу особым стеклоцементом (способным выдержать указанные агрессивные условия). Столь изощрённый по составу сплав выбран неспроста. Конструкторы изыскали материал, коэффициент теплового расширения которого близок к керамике.

Натриевым лампам повышенного давления присуща инерционность. При первом зажигании свет жёлтый и монохроматический. Постепенно изделие выходит на режим с одновременным расширением излучаемого спектра. Для повторного розжига дуги газ остывает, отнимая 2-3 мин. Чтобы не превысить рабочих температур, требуется исключить отражение излучения на колбу. В противном случае натриевая лампа выходит из строя от перегрева.

Как было отмечено выше, натриевые светильники бывают двух типов: НЛНД и НЛВД. Их можно классифицировать ещё по виду колбы, по составу примесей, мощности излучения. Поскольку давление паров натрия напрямую влияет на светоотдачу лампы, то сделаем краткий обзор светильников именно по этому параметру.

Первыми появились НЛНД (с низким давлением в горелке). Они обеспечивают низкую цветопередачу, но обладают приятным для человека спектром излучения. Их массово использовали в 30-ых годах ушедшего столетия. Лампы низкого давления можно встретить и сегодня, однако их вытесняют более совершенные натриевые светильники, на которых мы остановимся более подробно.

Освещение натриевыми лампами

Высокая эффективность НЛВД сделала их лидером среди других газоразрядных источников света. Светоотдача таких светильников достигает 150 люмен/ватт. Они могут работать до 28500 часов. Правда, в конце срока службы их светоотдача снижается, а цвет смещается в красную сторону спектра.

По целому ряду параметров НЛВД превосходят качества люминесцентных ламп, излучающих холодное свечение и металлогалогенных ламп, потребляющих много электроэнергии. Среди современных электрических источников света немного найдётся светильников, способных составить натриевому светильнику достойную конкуренцию.

НЛВД мощностью 150 и 100 Вт

ПРА компании Helvar для газоразрядных ламп мощностью от 8 до 1000 Вт

Создание ламп высокого давления потребовало иного решения проблемы защиты материала колбы от воздействия не только паров натрия, но и высокой температуры электрической дуги. Разработана технология изготовления трубок из оксида алюминия Al2O3. Такая прозрачная и химически устойчивая трубка с токовводами помещается во внешнюю колбу из термостойкого стекла.

Горелка НЛВД наполняется буферным газом, в качестве которого служат газовые смеси различного состава, а также в них дозируется амальгама натрия (сплав с ртутью). Существуют НЛВД «с улучшенными экологическими свойствами» — безртутные.

Лампы светят жёлтым или оранжевым светом (в конце срока службы лампы спектр излучения изменяется и варьируется от тёмно-оранжевого до красного). Высокое давление паров натрия в горящей лампе вызывает значительное уширение излучаемых спектральных линий. Поэтому НЛВД имеют квазинепрерывный спектр в ограниченном диапазоне в жёлтой области. Цветопередача при освещении такими лампами несколько улучшается по сравнению с НЛНД, однако падает световая отдача лампы (примерно до 150 лм/Вт).

Натриевые лампы высокого давления используют в промышленном растениеводстве для дополнительного освещения растений, что даёт возможность их интенсивного роста круглый год.

Как и любые другие осветительные приборы, светильники с лампами ДНаТ имеют свои преимущества и недостатки. К преимуществам можно отнести:

  1. Высокая светоотдача. По этому параметру лампы ДНаТ занимают лидирующую позицию среди газоразрядных осветительных приборов, хотя и уступают светодиодным лампам.
  2. Длительный срок службы. Наработка на отказ у ламп ДНаТ достигает 15 000 часов. Мощный светодиодный светильник с заявленной яркостью проработает столько же или ненамного больше.
  3. Относительно низкая стоимость. Технология производства ламп не особо сложна и давно отлажена (лампе ДНаТ почти 100 лет!), а сам прибор не содержит дорогостоящих материалов. В этом плане светодиодные осветительные устройства катастрофически отстают от натриевых – они дороже в десятки раз.
  4. Противотуманный эффект. Желто-оранжевый спектр, излучаемый лампами ДНаТ, плохо поглощается водой. Даже при дожде и сильном тумане качество освещения сохраняется на довольно высоком уровне.

Что касается недостатков, то они весьма существенные:

  1. Низкий индекс цветопередачи. Лампа ДНаТ излучает свет в узком желто-оранжевом спектре. Цвет практически всех предметов в таком свете сильно искажается. Именно из-за низкого качества света натриевые лампы абсолютно не подходят для использования в жилых и производственных помещениях.
  2. Высокий коэффициент пульсаций. При использовании электромагнитного балласта (дросселя) свет лампы ДНаТ пульсирует с удвоенной частотой сети. При этом коэффициент пульсаций может достигать 15-20%. При длительном нахождении под таким светом глаза у человека быстро устают. Проблема полностью решается использованием электронных балластов, но стоимость их нередко выше, чем стоимость самой лампы.
  3. Высокая рабочая температура. В процессе работы температура лампы ДНаТ достигает 300 градусов, а пускорегулирующие элементы (в частности, дроссель) нагреваются до 100 градусов. Это не только грозит серьезными ожогами при случайном прикосновении, но и требует принятия специальных мер по пожаробезопасности.
  4. Затрудненный пуск при низких температурах. Из-за конструктивных особенностей лампы ДНаТ тяжело запускаются при низких температурах окружающей среды. Эта проблема частично решается использованием наружной колбы с вакуумом, но тем не менее при сильном морозе лампа может не запуститься. По этой причине использование ламп ДНаТ в районах крайнего севера не рекомендуется.
  5. Большое время розжига. После включения лампа едва светит и лишь постепенно по мере разогрева горелки разгорается. Для выхода на рабочий режим лампам ДНаТ нужно 10-15 мин. Не сразу запустится и только что выключенная горячая лампа: сначала колбе нужно остыть, а потом снова запуститься и разгореться.
НЛВД мощностью 250 Вт

НЛВД мощностью 250 Вт

Спектр НЛВД типа ДНаТ

Спектр НЛВД типа ДНаТ

Натриевые лампы высокого давления

Горелка НЛВД наполняется буферным газом, в качестве которого служат газовые смеси различного состава, а также в них дозируется амальгама натрия (сплав с ртутью). Существуют НЛВД «с улучшенными экологическими свойствами» — безртутные.

Лампы светят жёлтым или оранжевым светом (в конце срока службы лампы спектр излучения изменяется и варьируется от тёмно-оранжевого до красного). Высокое давление паров натрия в горящей лампе вызывает значительное уширение излучаемых спектральных линий. Поэтому НЛВД имеют квазинепрерывный спектр в ограниченном диапазоне в жёлтой области.

Натриевые лампы высокого давления используют в промышленном растениеводстве для дополнительного освещения растений, что даёт возможность их интенсивного роста круглый год.

Недостатки НЛВД

Номенклатурное подразделение устройств

Общепринятая отечественная номенклатура источников освещения выделяет четыре типа натриевых приборов. Они выпускаются в разных модификациях и предназначаются для определенных задач. Чтобы понять, где использовать тот или иной вид ламп, нужно знать об их отличительных чертах.

ДНаТ – это дуговые трубчатые модули с винтовым цоколем и колбой из прозрачного кварцевого стекла. Имеют цилиндрическую форму и отличаются от аналогов широким диапазоном мощностей.

Демонстрируют хороший уровень КПД и входят в разряд экономных источников света.

Натриевые лампы с разными цоколями

Натриевые агрегаты выпускаются с цоколями разных размеров и это напрямую зависит от мощности источника света. Стандартом E27 оснащаются изделия до 70 Вт, а более сильные приборы от 100 Вт и выше комплектуются цокольным элементом E 40

Включенная лампа низкого давления 35 ватт

Изделия обеспечивают качественное уличное освещение с выраженной контрастной видимостью при различных погодных условиях.

Подходят для расположения на междугородних магистральных трассах, в туннелях, на аэродромах и пр. Показывают отличные результаты при использовании в теплицах, оранжереях и парниках.

Натриевые лампы для освещения теплиц

Светопоток от ДНаТ оказывает на растения благоприятное воздействие, почти полностью покрывая нехватку солнца и естественного освещения

ДНаМТ имеют такие же параметры, но выпускаются в эллипсоидной форме и оснащаются колбой из матового стекла для создания более мягкого рассеянного освещения.

ДНаЗ представляют собой источник света, оснащенный колбой со встроенным отражателем из зеркальной алюминиевой пленки, герметично расположенной на внутренних стенках прибора. Изготовляются в форме эллипса и оснащаются классическим винтовым цоколем.

Натриевые лампы с зеркальным отражателем

За счет наличия отражателя ДНаЗ дают высокий уровень освещенности и дольше служат. Зеркальное покрытие не позволяет свету попадать на горелку, легко выдерживает нагрев до высоких температур, не портится и не разрушается в процессе эксплуатации

Максимально широко используются в агропромышленности. Успешно имитируют естественный свет и обеспечивают активный рост и развитие овощных и декоративных культур, произрастающих в теплицах.

В чем отличие ДНаС

ДНаС от всех остальных ламп отличаются наличием на внутренней поверхности колбы покрытия из светорассеивающего вещества. Такое техническое решение позволяет использовать модуль для прямой замены устаревших и экологически опасных газоразрядных ртутных ламп.

Модули ДНаС наиболее широко задействованы в исследовательских лабораториях, в области медицины, химической промышленности и прочих смежных отраслях.

Слабая точность цветопередачи не позволяет использовать натриевые модули в жилых помещениях, но для улицы этот параметр практически не имеет значения, поэтому НЛ применяются там наиболее часто.

Натриевые лампы в автомобильных фарах

Натриевые модули широко используют в автопромышленности для создания особо ярких фар, повышающих видимость на дороге при густых туманах и снегопадах

С помощью НЛ создают экономичные и высокоэффективные системы для освещения больших территорий, проспектов, шоссе и загородных магистралей.

Предлагаем ознакомиться  Как приготовить мясо бобра в духовке

НЛ ставят в приборы, предназначенные для фонового освещения и подсветки:

  • туннелей, спортивных сооружений и контейнерных площадок;
  • исторических памятников и архитектурных сооружений;
  • аэропортов, вокзалов и прочих мест, где люди не проводят большого количества времени;
  • цехов, производственных и складских помещений, где к качеству цветопередачи не предъявляется никаких претензий;
  • в теплицах, зимних садах и оранжереях для повышения темпов роста и базовой урожайности растений, декоративных цветов, овощных культур и ягод.

Во всех выше перечисленных электросистемах НЛ работают качественно и обеспечивают должный уровень освещенности, при минимальном потреблении энергии.

Номенклатура

В отечественной номенклатуре источников света существует ряд типов НЛВД:

  • ДНаТ (Дуговые Натриевые Трубчатые) — в цилиндрической колбе;
  • ДНаС (Дуговые Натриевые в Светорассеивающей колбе) — выпускались Полтавским Заводом Газоразрядных Ламп и предназначены для прямой замены ртутных газоразрядных ламп (ДРЛ). Горелка таких ламп помещена в эллиптическую внешнюю колбу, аналогичную лампам ДРЛ, но вместо люминофора изнутри покрытую тонким слоем светорассеивающего пигмента, что позволяет использовать эти лампы в светильниках или других осветительных установках, предназначенных для ламп ДРЛ, без ухудшения их оптических характеристик. Кроме того, горелки наполняются смесью Пеннинга (в качестве буферного газа, вместо ксенона), для облегчения зажигания;
  • ДНаМТ (Дуговые Натриевые Матированные) — выпускаются производственным объединением «Лисма» (г. Саранск);
  • ДНаЗ (Дуговые Натриевые Зеркальные) — производятся в различных модификациях. Мелкими партиями выпускаются лампы в колбе, аналогичной ДРИЗ, где горелка размещается аксиально (на геометрической оси отражателя).

В отечественной номенклатуре источников света существует ряд типов НЛВД:

  • ДНаТ (Дуговые Натриевые Трубчатые) — в цилиндрической колбе;
  • ДНаС (Дуговые Натриевые в Светорассеивающей колбе) — выпускались Полтавским Заводом Газоразрядных Ламп и предназначены для прямой замены ртутных газоразрядных ламп (ДРЛ). Горелка таких ламп помещена в эллиптическую внешнюю колбу, аналогичную лампам ДРЛ, но вместо люминофора изнутри покрытую тонким слоем светорассеивающего пигмента, что позволяет использовать эти лампы в светильниках или других осветительных установках, предназначенных для ламп ДРЛ, без ухудшения их оптических характеристик. Кроме того, горелки наполняются смесью Пеннинга (в качестве буферного газа, вместо ксенона), для облегчения зажигания;
  • ДНаМТ (Дуговые Натриевые Матированные) — выпускаются производственным объединением «Лисма» (г. Саранск);
  • ДНаЗ (Дуговые Натриевые Зеркальные) — производятся в различных модификациях. Мелкими партиями выпускаются лампы в колбе, аналогичной ДРИЗ, где горелка размещается аксиально (на геометрической оси отражателя).

Подключение

Поскольку для поджога горелки требуется высокое импульсное напряжение (иногда до 1000 В) то это усложняет схемы подключения натриевых ламп. Приходится применять дополнительное оборудование. ПРА для НЛВД бывают двух типов: ЭмПРА (электромагнитные) и ЭПРА (электронные).

ИЗУ подключаются в цепь лампы параллельно, а дроссели – последовательно, иногда через импульсное зажигающее устройство.

На рисунке 6 изображено подключение НЛВД.

Рисунок 6. Схема подключения НЛВД

Обратите внимание на то, как подключен дроссель (балласт) и ИЗУ.

Примите к сведению, что при самостоятельном подключении необходимо соблюдать требование: длина провода от дросселя до цоколя лампы не должна превышать 100 см.

Некоторые зарубежные производители поставляют на рынок натриевые осветительные приборы со встроенными пусковыми устройствами в колбе светильника.

Принципиальная схема ИЗУ

Принципиальная схема ИЗУ

Электрические параметры НЛВД и ДРЛ одинаковой мощности заметно отличаются друг от друга, поэтому работа этих источников света с одинаковыми пускорегулирующими аппаратами (ПРА) невозможна. Конструкция горелки НЛВД исключает возможность встраивания в них зажигающих электродов, подобно лампам ДРЛ. Из-за этого для зажигания НЛВД необходим пробой межэлектродного пространства импульсом высокого напряжения.

Для обеспечения возможности прямой замены ДРЛ на НЛВД выпускаются лампы уменьшенной мощности с электрическими параметрами, соответствующими серийным ДРЛ. Так, для замены лампы ДРЛ 250 используется лампа ДНаС 210, которая, несмотря на меньшую мощность (210 Вт вместо 250) имеет значительно более высокую световую отдачу.

Для обеспечения зажигания таких ламп в обычной схеме включения ДРЛ, для наполнения горелок в качестве зажигающего газа применяется специальная неоно-аргоновая смесь (известная, как «Смесь Пеннинга»), которая, впрочем, несколько снижает световую отдачу и срок службы, по сравнению с обычными лампами ДНаТ, в которых в качестве буферного зажигающего газа используется ксенон.

Помимо этого, в конструкции лампы предусматривается так называемая «пусковая антенна». Она представляет собой металлическую ленту или проволоку, обвитую вокруг горелки вплотную с её стенками и соединённую с одним из электродов. Такое устройство увеличивает электрическую ёмкость межэлектродного промежутка, тем самым снижая напряжение его пробоя. Лампы, не требующие использования внешних зажигающих устройств, маркируются на колбе буквой «I».

Некоторые зарубежные производители НЛВД предусматривают установку зажигающих устройств в колбе лампы.

Достоинства и недостатки натриевых ламп высокого давления

Среди них выделяются такие позиции, как:

  • специфический цветовой диапазон, меняющийся в процессе продолжительной работы – не позволяет применять модули в помещениях, где установлены высокие требования относительно цветопередачи;
  • зависимость от погодных условий качества и насыщенности светопотока– при холодном температурном режиме излучение заметно ухудшается и теряет интенсивность;
  • высокий уровень чувствительности к параметрам электросети – при серьезных системных колебаниях использовать приборы нежелательно; эксплуатация допустима только в сетях с ровным напряжением, где лишь изредка наблюдаются незначительные колебания;
  • необходимость дополнительных элементов безопасности – в процессе горения образуется утечка натриевых атомов, а чтобы этого избежать, вместе с лампой используется разрядная монокристаллическая трубка;
  • длительность первичного розжига – при активации лампа загорается не сразу и выдает стабильный светопоток только через 6-10 минут;
  • проблематичное подключение и последующее обслуживание ПРА, имеющего внушительные габариты и подверженного потере до 60% мощности;
  • пульсация потока света с частотой сети 50 Гц;
  • стабильный рост потребляемой мощности на протяжении всего срока эксплуатации – иногда показатели превышают первичные цифры на 35-40%.

Отключенная лампа низкого давления 35 ватт

Учитывая все эти моменты, специалисты не рекомендуют использовать лампы для бытовых осветительных систем. В домашних условиях натриевые источники света просто не смогут проявить себя должным образом.

Освещение магистрали натриевыми лампами

Лампы натриевого типа отлично подходят для освещения магистралей, шоссе и проезжих дорог. Они дают качественный светопоток с хорошим уровнем рассеивания и позволяют снизить энергопотребление почти на 50%

Зато там, где требуется экономичный, мощный, насыщенный свет без претензий к четкой и правильной цветопередаче модули отработают на пятерку и отлично справятся с поставленными задачами.

Недостатки НЛВД

Характеристики натриевых ламп для теплиц

Модель Р, Вт U на лампе, В Световой поток, лм Цоколь Длина Диаметр Изготовитель
ДНаТ-50ц 50 100 3700 Е27 165 42 Россия
ДНаТ-70ц 70 100 6000 Е27 165 42 Россия
ДНаТ-100эл 100 120 8000 Е27 175 76 Россия
ДНаТ-100ц 100 120 9800 Е27 165 42 Россия
ДНаТ-100ц 100 120 9000 Е40 211 42 Россия
ДНаТ-150 150 120 15000 Е40 211 48 Россия
ДНаТ-250 250 120 26000 Е40 250 48 Россия
ДНаТ-400 400 120 45000 Е40 278 48 Россия
ДНаТ-1000 1000 120 130000 Е40 390 66 Россия
NAV -Т 100W 100 120 9000 Е40 211 46 Osram
NAV-Т 70W 70 100 5900 Е27 156 37 Osram
NAV -Т 150W 150 120 14500 Е40 211 46 Osram
NAV-Т 250W 250 120 27000 Е40 257 46 Osram
NAV -Т 400W 400 120 48000 Е40 258 46 Osram
LU70W/90/T12/E27 70 100 6000 Е27 156 37
LU150W/100/E40 150 120 15000 Е40 211 46
LU250W/T/E40 250 120 27500 Е40 260 46
LU400W/T/E40 400 120 50000 Е40 283 46
SON-T Pro 70W 70 90 6000 Е27 156 38 Philips
SON-T Pro 100W 100 100 10500 Е40 211 47 Philips
SON-T Pro 150W 150 100 15000 Е40 211 47 Philips
SON-T Pro 250W 250 100 28000 Е40 257 47 Philips
SON-H Pro 220W 250 100 20000 Е40 257 47 Philips
SON-H Pro 350W 400 117 34000 Е40 290 122 Philips
SON-Т Pro 400W 400 100 48000 Е40 283 47 Philips
SON-T PIA Plus 50W 50 88 4400 Е27 156 32 Philips

На сегодняшний день так и не созданы светильники, которые на 100% могли бы создавать имитацию солнечного света. У каждого из них преобладает только один спектр излучения.

Что касается рассады, то во время вегетации она особенно нуждается в синем и красном спектре. Первый нужен для роста и полноценного развития саженцев, а второй, в свою очередь, стимулирует их цветение и последующее плодоношение.

Для каждого периода, соответственно, подсветка нужна своя.

Опасность для человека и атмосферы

Так как натриевые источники света в силу низкой цветопередачи не используются в помещениях, где люди проводят много времени, слишком большого негативного воздействия на человеческое здоровье они не оказывают.

Однако, полностью безопасными и экологичными назвать их нельзя из-за входящей в состав токсичной ртути.

Контейнер для утилизации ламп

Уничтожением старых нерабочих натриевых модулей и прочих опасных светоэлементов занимаются специальные организации. Они принимают модули у населения и предприятий, а потом утилизируют одним из способов, предусмотренных законом

Выбрасывать отработавшие срок изделия в мусорные контейнеры строго запрещено. При нарушении целостности колбы, ртуть выходит в окружающее пространство, создавая вокруг токсичные испарения, в 20 раз превышающие допустимо безопасные нормы.

НЛВД мощностью 150 и 100 Вт

Правила по утилизации натриевых лам такие же, как и для люминесцентных светильников, подробнее – в этой статье.

Риски в эксплуатации натриевых ламп связаны с высоким давлением и температурой внутри горелки. Даже поверхность колбы нагревается до 100 °С и может вызвать ожог при неосторожном обращении. Существует вероятность разрыва колбы под влиянием вырвавшихся из горелки раскалённых газов.

С целью защиты от последствий разрушения делают светильники, в которых лампы находятся за толстым стеклом. Обратите внимание на конструкцию светильника для уличного освещения (рис. 5).

В связи с наличием ртути в натриевых лампах применяются особые требования к их утилизации. Использованные приборы запрещается выбрасывать в баки для обычного мусора. Их необходимо отправлять на специальные предприятия для обезвреживания и переработки.

Ссылки

Эта страница в последний раз была отредактирована 9 февраля 2020 в 08:28.

Как правильно выбрать источник света

Низкое качество цветопередачи и сильное мерцание делают натриевые модули непригодными для бытового использования и постоянного освещения жилых помещений.

Предлагаем ознакомиться  Какие кустарники можно посадить на участке

Но это не повод отказываться от применения таких экономичных и эффективных источников света в других областях.

Освещение теплицы натриевыми лампами ДНаЗ

Лампы типа ДНаЗ, снабженные зеркальным отражателем, равномерно рассеивают светопоток над растениями, способствуют ускорению роста и стимулируют быстрое плодоношение. При таком подходе урожайность в теплицах повышается в несколько раз

ПРА компании Helvar для газоразрядных ламп мощностью от 8 до 1000 Вт

Нужно просто четко определить задачи, которые требуется решить и конкретно под них подобрать наиболее удачный источник света.

Если необходимо создать систему освещения в теплице или оранжерее, где выращиваются различные овощные культуры, зелень, ягоды, декоративные растения и цветы, стоит отдать предпочтение изделиям высокого давления с маркировкой ДНаЗ.

Они имеют 95-процентный отражающий коэффициент и сохраняют эти параметры на должном уровне в течение всего эксплуатационного периода.

Световой поток ламп направляется не только вниз, как, например, у ДНаТ-модулей, а распределяется продольно.

Это дает возможность встраивать натриевые изделия непосредственно в центр стеллажа, подоконника или стола, откуда они смогут разбрасывать свет и вдоль ряда, и в обе стороны вокруг.

Натриевая лампа Osram

Приобретать агрегаты натриевого типа рекомендуется в специализированных магазинах. Не стоит гнаться за дешевизной. Лучше один раз купить высококачественный брендовый модуль и на долгое время забыть о замене лампочек

Простые ДНЛ отлично показывают себя в теплицах с минимальным доступом солнечного света. Они обеспечивают жизненно необходимое для растений синее и красное спектральное свечение, ускоряющие рост, развитие, плодоношение и цветение.

Когда требуется качественно осветить проезжие магистрали и повысить их безопасность во время сложных погодных условий типа густого тумана или снегопада, стоит обратить внимание на классические ДНаТ низкого давления.

Они экономично потребляют ресурс, имеют продолжительный срок службы до 32 000 ч и дают насыщенный и яркий поток света до 200 лм/Вт.

Информация о нюансах выбора, лучших производителях ламп для использования в жилых помещениях приведена в статьях:

  1. Какие лампочки лучше для дома: какие бывают правила выбора лучшей лампочки
  2. Выбираем энергосберегающие лампы: сравнительный обзор 3-х видов энергоэффективных лампочек
  3. Лампочки для натяжных потолков: правила выбора и подключения схемы расположения ламп на потолке
  4. Какие светодиодные лампы лучше выбрать: виды, характеристики, выбор лучшие модели

Выводы и полезное видео по теме

На видео ниже: сравнение светодиодных и натриевых ламп для теплиц

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl Enter.

Выбирать натриевые приборы необходимо в строгом соответствии с областью использования. Лучше приобретать продукцию известных брендов в магазине, где товары хранятся в подходящих условиях и не подвергаются агрессивному воздействию окружающей среды.

Такая лампа отслужит весь срок, не потребует сложных обслуживающих процедур и обеспечит плотный, насыщенный светопоток в любом удобном для пользователя месте.

Есть опыт использования натриевых ламп? Или хотите задать вопросы по теме? Пожалуйста, комментируйте публикацию и участвуйте в обсуждениях. Блок обратной связи расположен ниже.

Конструкция натриевой лампы

Конструктивно прибор представляет собой колбу, выполненную из специального изготовленного из оксида алюминия Al2O3 стекла. В процессе работы колба разогревается до 1200 градусов Цельсия. Такое стекло не только выдерживает высокие температуры, но и способно противостоять разрушающему действию паров натрия.

В края колбы, которая называется горелкой, впаиваются два электрода. Сама она заполняется смесью буферных (инертных) газов с добавлением натриевой амальгамы: сплава натрия со ртутью. Дополнительно в буферные газы подмешивают ксенон, он обеспечивает более легкий старт лампочки. Горелка, в свою очередь, помещается в еще одну внешнюю колбу, выполненную из обычного термостойкого стекла.

Устройство лампы ДНаТ

Самый распространенный цоколь, устанавливаемый на лампочки ДНаТ – резьбовой цоколь Эдисона. Для приборов небольшой мощности применяется Е27, для мощных осветителей – Е40. Тем не менее встречаются лампочки и с другими типами цоколей, а также двухцокольные.

ДНаТ с цоколем Е40 (слева) и двухцокольный софитный вариант

Иногда в одну внешнюю колбу устанавливаются две горелки. Это повышает мощность прибора без существенного увеличения его габаритов, а также несколько увеличивает КПД и срок службы устройства за счет меньших теплопотерь.

Лампочка ДНаТ с двумя горелками

Справедливости ради стоит упомянуть о существовании натриевых лампочек низкого давления. Горелки таких устройств по конструкции напоминают хорошо знакомые тебе колбы люминесцентных лампочек. Их электроды представляют собой спирали, а пуск прибора осуществляется их разогревом.

Натриевая лампочка низкого давления

Как я отмечал выше, кроме ДНаТ, существуют еще несколько разновидностей натриевых осветительных приборов:

  • ДнаЗ – с напыленным на часть внешней колбы зеркальным рефлектором, направляющим свет горелки в определенный сектор;

ДНаЗ имеет собственный рефлектор

  • ДНаС – светорассеивающие. В этом приборе роль светорассеивателя исполняет специальный пигмент, нанесенный на внутреннюю поверхность внешней колбы. Спектр ламп ДНаС похож на дневной;

И внешне, и по излучаемому спектру ДНаС напоминает ртутный осветитель ДРЛ

  • ДНаМТ – с матированной колбой. По сути, это аналог ДНаС, которая в настоящее время снята с производства. Предназначена для прямой замены ламп ДРЛ без ухудшения качества освещения.

Лампа ДНаМТ

Принцип действия

При подаче на электроды горелки питающего напряжения и одновременно высоковольтного импульса в колбе возникает тлеющий разряд, который начинает разогревать амальгаму натрия. По мере разогрева амальгама переходит в парообразное состояние, сопротивление газового промежутка в колбе уменьшается, и постепенно разряд переходит в дуговой – лампа разгорается.

Обычное время разогрева  ДНаТ – 10-15 мин. При этом температура самой горелки достигает 1200, а внешней колбы – 250-300 градусов Цельсия. Чтобы разряд не перешел в неуправляемый дуговой, последовательно с лампой включается балласт. Под воздействием электрической дуги пары натрия начинают излучать видимый свет в желто-оранжевом спектре (резонансный спектр натрия). При этом светоотдача прибора составляет 150–200 лм/Вт в зависимости от мощности и типа прибора.

Спектр лампочки ДНаТ

Принцип действия натриевых ламп

Натриевые натриевые лампы для теплицы относятся к разряду газоразрядных. Газоразрядные приспособления активно используют не только в теплицах, но также на площадях, дорогах, улицах, на складах и в производственных помещениях. Газоразрядная среда внутри устройств создается с помощью паров натрия, светящихся красно-оранжевым цветом.

ИЗУ

Для сравнения: в ртутных преобладает белое свечение. Что касается самого излучения, то оно создается дуговыми разрядами. Именно на них основан принцип работы подобного рода приборов.

Колба светильника — это цилиндрическая трубка, изготовленная из огнеупорного стекла. Она заполнена смесью ртути с натрием. В ней расположена горелка, сделанная из оксида алюминия.

Справка. Специалисты при обозначении такого осветительного устройства пользуются аббревиатурой ДНаТ, что означает «дуговая натриевая трубчатая лампа». Основными производителями этой продукции выступают две компании: Silvania и Philips.

Чтобы запускать подобные устройства и регулировать в них действие тока, существует пускорегулирующее оборудование. Кроме того, потребуется пускорегулирующий электронный аппарат, обладающий следующими достоинствами:

  1. Благодаря его работе происходит стабилизация мощности, поэтому светильники служат дольше.
  2. Электроопотребление снижается почти на 30%.
  3. Частота тока повышается, светоотдача увеличивается.
  4. Отсутствует эффект мерцания.

В герметичной колбе создаются условия для испарения натрия. Для получения света используют D-линии на волнах 589 и 589,6 нм. Натриевые лампы бывают высокого и низкого давления. Согласно общепринятой классификации это, соответственно, от 30000 до 1 млн. Па и от 0,1 до 10000 Па. Такое положение дело возникло на основе долгих исследований специфики разряда.

Установлено, что максимум светоотдачи отмечается при давлениях 0,2 и 10000 Па. Первые натриевые лампы, созданные в 1931 году Марселло Пирани, функционируют на первом экстремуме функции в пределах указанного интервала при плотности тока 0,1 – 0,5 А на квадратный сантиметр. Наиболее благоприятные условия для излучения света достигаются при температурах жидкой фазы в интервале 270 – 300 градусов Цельсия (температура цоколя, по крайней мере, вдвое ниже). Лампы, работающие при давлении 0,2 Па, эффективнее.

Второй экстремум достигается при дальнейшем нагреве паров. При температурах 650 – 750 градусов Цельсия. Натриевые лампы повышенного давления долго не удавалось создать. Сложность заключалась в отсутствии подходящего материала для колбы. Лишь алюминиевая керамика сумела выдержать натиск агрессивной среды при температурах выше 1000 градусов (1300 – 1400 градусов Цельсия). Искусственные материалы дали человечеству немало, о чем косвенно упоминалось в обзоре по теме Электрических цепей.

Вопросы безопасности и утилизации

Горелка лампы ДНаТ содержит ксенон и сплав натрия со ртутью, поэтому выбрасывать прибор, как бытовые отходы, нельзя! Сгоревшие лампочки необходимо сдавать на специализированные пункты приемки. Кроме того, материалы горелки и колбы хоть и выглядят, как обычное стекло, имеют абсолютно другой химический состав. Попав в переработку с обычным стеклом, кварц и оксид алюминия просто испортят всю плавку.

Существует множество мест утилизации ртутьсодержащих приборов, но мы обычно не обращаем на них внимание

Заключение

Если вы привыкли круглый год заниматься выращиванием овощей, цветов и ягод в теплице, натриевые лампы станут для вас немаловажным инструментом при дефиците естественного освещения.

Они признаны одним из наиболее экономичных и при этом эффективных методов искусственной подсветки, позволяющих огороднику получить богатый урожай.

Особенности НЛВД

От мощности НЛВД зависит световой поток, светоотдача и продолжительность горения. Цветопередача улучшается посредством использования люминесцирующих материалов вкупе с газовыми смесями.

Что касается мощности, то она должна соответствовать области применения. Для освещения рассады подбираются приспособления параметрами 70-400 Вт, которые могут служить в парниках в любой сезон года.

Лампочки с более высокими показателями попросту сожгут овощи. Поэтому перед их покупкой обязательно проконсультируйтесь со специалистом.

Считается, что натриевые лампочки обладают самой большой светоотдачей, что предполагает наличие внушительного КПД. Изделия характеризуются, помимо прочего, долгим сроком службы. В период эксплуатации светоотдача снижается незначительно. Рабочие параметры (ламп высокого давления) мало зависят от температуры окружающей среды (перегрев исключается правильно реализованной конструкцией). Натриевые лампочки востребованы для освещения улиц. Присутствуют серьёзные недостатки:

  1. Не слишком достоверная цветопередача (значения коэффициента – 25). Это долго считалось основным ограничением для применения разрядных ламп в быту. Крайне плохо выглядит при подобном освещении человеческая кожа.
  2. Разряду в парах натрия присуща глубокая пульсация, что приводит к быстрому утомлению зрения. Эффект мерцания вреден для нервной системы и ряда аспектов человеческого здоровья. Упомянутое явление объясняется полной безынерционностью дуги в парах натрия – свечение повторяет закон приложенного напряжения (в сети обычно синусоида частоты 50 Гц).
  3. По мере расходования ресурса жизни потребляемая мощность натриевой лампы постепенно растёт и повышается на 40% относительно первоначальной.
  4. Пускорегулирующий аппарат натриевых ламп громоздкий (занимает много места) и характеризуется большими потерями (до 60% от полной расходуемой энергии).
  5. Наличие пускового дросселя предопределяет низкий коэффициент передачи мощности (до 0,35). Что требует наличия солидного блока компенсирующих конденсаторов для устранения реактивной части.
Осветительное устройство

Осветительное устройство

Перечисленное объясняет применение натриевых лампочек преимущественно для ночного освещения, в особенности, нежилых объектов: цехов, складов, железнодорожных станций. Дополнительно – для хранилищ, дорожных магистралей, архитектурных сооружений. Жёлтый свет натриевой лампы низкого давления позволяет человеку различать детали при сравнительно низкой интенсивности излучения, превосходно проходит сквозь туман в плохих погодных условиях. Указанная специфика делает возможным создание на основе описанных приборов множества сигнальных установок.

Часть приведённых выше недостатков удаётся устранить применением электронных балластов инверторного типа. Этим снижается энергопотребление, по причине отсутствия пускового дросселя коэффициент мощности достигает 0,95. Разумеется, масса электронного балласта невелика. Это известно человеку, знающему о преимуществах светодиодных и разрядных ламп с эдисоновской резьбой Е27. Вся электроника здесь умещается в цоколе.

Срок службы натриевых лампочек повышенного давления колеблется в пределах 12 – 28 тысяч часов. Это конкурентоспособные значения, в пересчёте на трудодни составляет 4 – 9,5 лет. Постепенно падение напряжения на лампах увеличивается со скоростью 1 – 5 В ежегодно. Что становится причиной, провоцирующей отказ.

Колба ламп низкого давления обычно цилиндрическая. У изделий высокого давления – иногда грибовидная с внутренним отражателем или эллипсоидная. В последнем случае спектры свечения градируются по мощности: для её средних величин давление в колбе максимальное, объясняя упомянутое деление. На спектральные характеристики влияет сетевое напряжение (если не используется электронный балласт). Критичен срок службы и к амплитуде: увеличение или снижение вольтажа лишь на 5% приводит к резкому старению изделия.

Для рядовых потребителей представляют интерес лампы с улучшенной цветопередачей. Соответствующий коэффициент изделий достигает 83, что признано прекрасным показателем. К примеру, для светодиодных лампочек типичными значениями считаются 70 и более. Последние массово применяются в быту, мало отыщется желающих на такие параметры жаловаться. А учитывая экономичность натриевых лампочек, полагаем, приборы станут достойным конкурентом для прочих семейств осветительных приборов.

Работа лампы

Работа лампы

Оцените статью
Огородные работы
Adblock detector