Мы не рекомендуем использование люминесцентных ламп - это устаревшая технология, от которой человечество постепенно откажется в ближайшем будущем, как и от ламп накаливания в пользу светодиодного освещения и иных новых технологий. Здесь мы приводим выдержки из статьи "Энергосбережение и качество света", В. Г. Семенова, президента НП "Энергоэффективный город", в журнале "ЭНЕРГОСОВЕТ" (№1, 2012 г.). Более подробно с материалами можно ознакомиться на сайте https://качествосвета.рф/kll.html
1. Ограничения по применению компактных люминесцентных ламп
При установке компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) приходится заменять удобные выключатели с подсветкой на обычные, так как иначе КЛЛ раз в несколько секунд самопроизвольно кратковременно зажигается. Кроме неприятного зрительного эффекта, это приводит к преждевременному выходу лампы из строя.
Выключатель можно не менять, а впаять в нем дополнительное сопротивление в цепи питания подсветки, либо отключить ее.
КЛЛ также нежелательно использовать совместно с датчиками, реагирующими на шум, движение или освещенность, так как при частом включении электроды лампы не успевают нагреваться и срок службы ее резко снижается. Желательно, чтобы перерыв между включениями лампы составлял не менее 2-х минут.
Типичная ошибка - использование КЛЛ в подъездах жилых домов и коридорах учреждений с датчиками шума или движения.
КЛЛ нельзя использовать с обычными диммерами (регуляторами яркости), так как лампы устойчиво работают при понижении напряжения только на 10%, а ниже 180 вольт гарантировано не работают. Для этих ламп существуют специальные диммеры - вынесенные электронные пускорегулирующие аппараты с возможностью управления, но они дороги и требуют особого подключения с прокладкой дополнительных проводов.
КЛЛ не рекомендуются для помещений с высокой влажностью (например, для ванных комнат или парилок). Влажность приводит к пробоям электронного ПРА при включении лампы, когда напряжение в ней достигает 1000 вольт.
При установке КЛЛ на улице, необходимо учитывать, что они могут работать только до температуры не ниже -25? С.
Также не рекомендуется применять КЛЛ в закрытых светильниках, из-за необходимости естественного охлаждения нагревающегося электронного блока. По этой причине КЛЛ не применяются в помещениях с пожаро- и взрывоопасной средой, а также в запыленных помещениях.
Весьма часто приходится встречать полностью герметичные конструкции светильников для подъездов с установленными в них КЛЛ. Электронный блок некачественных ламп в таких условиях долго работать не сможет.
Та же проблема с большинством рожковых люстр и других бытовых светильников, они не годятся для установки некачественных КЛЛ. В глубоком плафоне нет условий для охлаждения электронного блока. Кроме снижения ресурса КЛЛ может также возникнуть проблема расплавления пластмассового патрона, в который лампа вкручивается. На всякий случай желательно использовать керамические патроны.
При перегреве лампы в тесном плафоне изменяется спектр ее излучения и снижается яркость.
КЛЛ из-за большой площади свечения практически равномерно светят во все стороны, включая потолок и стены. Из-за сложной формы плохо работают и отражатели. Соответственно этот тип ламп плохо подходит для организации направленного потока света.
2. Энергоэффективность
Реально в промышленности и офисных помещениях лампы накаливания составляют менее 5% от всех источников света. Массово применяются они только в жилых домах, имея долю в 80%.
Практически вся электрическая энергия, потребляемая лампой накаливания превращается в излучение. Основная часть излучается в невидимом длинноволновом инфракрасном диапазоне и превращается в помещении в тепло (с учетом нашего холодного климата общий КПД лампы накаливания близок к 100%). По мощности излучения в видимом диапазоне, КПД обычных ламп накаливания составляет до 2%, что соответствует световой эффективности до 15 люмен/ватт, и все производители энергосберегающих ламп под копирку повторяют рекламу о своем пятикратном превосходстве над «лампочкой Ильича».
КПД компактных люминесцентных ламп находится в пределах 6,6-8,8%, при световой эффективности 45-65 люмен/ватт. Для сравнения КПД современных линейных люминесцентных ламп типа Т8 с электронным регулятором составляет 12-15% при светоотдаче 80-100 люмен/ватт. Пониженный КПД КЛЛ, по сравнению с аналогичной прямой лампой, это плата за меньшие габариты. Надо также учитывать, что в светильниках они плохо сочетаются с отражателями, что дополнительно снижает светоотдачу светильника. Компактные лампы за счет внутреннего затемнения трубок со временем теряют до 30% светового потока.
Бывают случаи, когда в подъездах заменяют старые люминесцентные лампы на КЛЛ с аналогичными характеристиками по энергопотреблению (даже при старых электромагнитных ПРА). Гораздо эффективнее было бы произвести либо замену регуляторов на высокочастотные электронные ПРА, либо использовать современные трубчатые люминесцентные лампы с ЭПРА.
Экономия электроэнергии - основная причина продвижения КЛЛ, но большинство продаваемых в магазинах энергосберегающих ламп не соответствуют заявляемым на упаковке характеристикам ни по светоотдаче, ни по энергопотреблению. Часто даже в начале эксплуатации они потребляют мощность на 20% выше, чем указано на упаковке. Ни в России, ни в Китае нет обязательного государственного стандарта на КЛЛ, и цена на них формируется не от предложения, а от спроса. Какую цену покупатель предложит, под такую ему и сделают лампу похожую на КЛЛ.
90% КЛЛ продаваемых в России, либо изготовлены в Китае, либо собраны из китайских комплектующих. Хотя надо сказать, что уважаемые светотехнические фирмы также имеют производства в Китае и выпускают там приличную продукцию, но для Европы.
3. Срок службы
Длительный срок службы традиционно относят к преимуществам КЛЛ, опять же сравнивая их с лампами накаливания. О последних надо сказать, что их срок службы весьма просто продлевается в несколько раз при установке дешевых устройств плавного пуска или регуляторов освещенности.
Все КЛЛ по самой своей конструкции не могут мгновенно включаться на полную мощность. Даже если в ЭПРА применено устройство быстрого включения, полную яркость лампа набирает примерно за две минуты - время необходимое для полного разогрева электродов.
В условиях бытового применения, когда в отличие от рабочих помещений, мы часто включаем и выключаем свет, именно частота включений становится основной причиной снижения срока службы люминесцентных ламп. В качественных лампах используется функция QUICKSTART, позволяющая увеличить количество включений, обычно до 5 тысяч. Производители качественных ламп даже выносят эту информацию на упаковку, но не указывают, что это достигается при идеальных коммутационных циклах - 60 минут работы лампы и 15 минут отключения. При более частых включениях допустимое их количество уменьшается.
Подавляющее большинство производителей «не заморачиваются» тонкостями и смело пишут на упаковке срок службы в 8000 часов = 8 годам эксплуатации. Ответственности никакой, так как гарантийный срок службы обычно указывается 1 год и действителен он, только если вы догадались вытащить из упаковки лампы гарантийный талон и заполнить его в магазине. Гарантия самого магазина на обмен товара редко превышает две недели.
Приличные производители обычно дают гарантию в 3 года (для Европы 5 лет), предлагая присылать лампы в указанные на сайтах центры, но затраты на пересылку сопоставимы с выигрышем от ее замены. Гарантийный талон не требуется, но упаковку и чек надо сохранять. Важно также то, что за разбитую при пересылке лампу отвечает отправитель.
Основной вклад в стоимость компактной люминесцентной лампы вносит ЭПРА, так как цена стеклянной трубки оптом не превышает 5 рублей. У любой радиоэлектронной детали есть свой срок службы и у дешевых он не превышает 4-х лет. Некоторые лампы могут проработать и дольше, вопрос в том - как.
4. Цветопередача
Человеческий глаз способен видеть весьма узкий спектр излучения, от 360 нанометров (фиолетовый цвет), до 760 нм (красный). Световой поток от солнца относительно равномерно распределен по всем видимым длинам волн и это привычно для человеческого глаза, хотя в разные периоды времени максимум энергии приходится на разные части видимого спектра. В полдень максимум сдвигается в сторону коротковолновых синих лучей. Перед закатом и на восходе солнце становится красным, так как в эту длинноволновую часть спектра сдвигается максимум.
Дневное Солнце имеет цветовую температуру 5500 - 6500 К в зависимости от географии места, времени суток и состояния небосвода (облака, пыль, туман). Чем ниже температура излучающего тела, тем меньше в спектре доля видимого света, больше часть длинных волн и поэтому свет более красный.
Светящаяся нить лампы накаливания изготовлена из вольфрама, имеющего температуру плавления 3695 К. При реально массово достижимой температуры нити в 2700 К излучается не белый и не дневной свет, именно поэтому фотографии без подсветки и электронной корректировки получаются желтоватыми. Однако человек ассоциирует такой свет не с солнцем, а с точечным источником типа свечи или солнца на закате, и он не раздражает даже при длительном использовании.
Распределение излучаемой лампами энергии по видимому спектру - очень важный показатель качества света. Белый цвет это всегда смесь разных цветов, но ни один производитель никогда не сообщает, из какого набора он нам белый цвет намешал.
В сплошном спектре ламп накаливания нет пиков. У люминесцентных ламп наоборот - спектр свечения линейчатый, с резкими узкими подъемами, то есть световая энергия испускается набором очень узких частей спектра.
Чтобы в свете от лампы не искажался цвет предметов, необходимо очень тщательно выдерживать рецептуру люминофора, который и отвечает за видимый спектр излучаемого лампой света.
В светотехнике есть важный показатель - индекс цветопередачи Ra (или CRI), он характеризует уровень соответствия образца естественного цвета, видимому в свете лампы. Чем ближе значение индекса к 100, тем правильнее мы воспринимаем цвета. В Европе значение индекса обязательно указывается на упаковке лампы, у нас это перестали делать даже ведущие производители.
Качественные лампы имеют индекс цветопередачи более 80, при этом у одного производителя могут быть лампы с разным индексом и соответственно разной стоимости. Индекс цветопередачи пока еще массово применяемых в наружном освещении ртутных ламп ДРЛ составляет всего около 50. Натриевые лампы имеют индекс меньше 39, поэтому, не смотря на выдающиеся показатели энергоэффективности, они не применяются в помещениях.
У ламп накаливания индекс цветопередачи близок к 100, потому что они являются аналогом эталонного источника типа «А», в сравнении с которым и рассчитывается CRI, хотя они и не безупречны в передаче синих тонов.
5. Цветовая температура
Цветовая температура характеризует цветность ламп и цветовую тональность - теплую, нейтральную или холодную. Она примерно равна температуре нагретого «чёрного тела» одинакового по цветовой температуре с соответствующей лампой.
Конечно, производители могли бы просто писать русскими словами цветность лампы и не забивать нашу голову излишними премудростями, но приходится запоминать:
2700 К - мягкий белый цвет, который по факту является слегка желтоватым, так как близок к температуре свечи 2000 К (поэтому его часто называют обтекаемо «теплым»). Примерно соответствует цветности обычной лампы накаливания.
4200 К - нейтральный свет. Часто его называют «дневным», но фотографы знают, что реально «дневной свет» принят как солнечный с усредненной температурой 5500 К. Реально 4200 К близок к естественному свету луны - 4125К.
6400 К - холодный белый. Лампы с такой высокой цветовой температурой пригодны для освещения технических и второстепенных помещений.
В последнее время много сообщений об опасности холодных ламп применяемых дома. Если при таких лампах засиживаться допоздна, то они подавляют выработку в организме мелатонина, который регулирует биологические часы, влияет на иммунитет и препятствует развитию опухолей. Вырабатывается он в период с 0 до 4 часов ночи при отсутствии освещения.
Продаются лампы и с другими цветовыми температурами 2500 К, 3300 К, 5100 К. Оптимальная температура для каждого своя. Дело в том, что люди видят один и тот же цвет по-разному, только называют одинаково. Также известно, что с возрастом хрусталик желтеет, а это приводит к изменению восприятия цвета.
6. Пульсация света
Пульсация (мерцание) света от ламп искусственного освещения отрицательно влияет на мозг человека и приводит к напряжению в глазах, усталости и плохому самочувствию. Пульсации не заметны невооруженным глазом и фиксируются только приборами. Причина пульсаций - колебания напряжения подаваемого на электроды лампы. При некачественных ЭПРА, на величину пульсаций значительно влияют изменения сетевого напряжения.
По российским санитарным нормам пульсация света при работе с компьютером не должна превышать 5%, но, из-за некачественных ЭПРА, у большинства ламп она в несколько раз выше.
Особенно опасны пульсации для детей до 14 лет, так как их зрительная система еще находится в развитии. Древние люминесцентные лампы с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами и стартерами, установленные в большинстве наших школ и детских садов, уже испортили зрение нескольким поколениям. Из-за огромной величины пульсации они должны работать только парами и настраиваться совместно (когда свечение одной ослабевает у другой должно усиливаться), но кто же это проверяет?
Небольшие пульсации наблюдаются и у ламп накаливания (до 5%). Практически полностью проблема пульсации решена у качественных светодиодных ламп (коэффициент пульсации 1%)
7. Ультрафиолетовое излучение
Ультрафиолетовое излучение занимает диапазон 100 - 400 нм между рентгеновским излучением и коротковолновой частью видимого спектра (фиолетовый цвет). Различают жесткий ультрафиолет УФС (100-289 нм), средний УФБ (280-315 нм) и мягкий УФА (315-400 нм). Практически весь УФС и 90% УФБ поступающие на землю от солнца поглощаются атмосферой. Излучение из диапазона УФА слабо поглощается атмосферой и в умеренных дозах безвредно и даже полезно для человека. Профилактическое ультрафиолетовое облучение рекомендовано в некоторых северных территориях и даже введено в практику космических полетов.
В лампах накаливания ультрафиолетовое излучение отсутствует полностью, их спектр богат красными и инфракрасными лучами, но беден синими, что губительно сказывается на растениях выращиваемых дома.
В люминесцентных лампах подавляющая часть ультрафиолетового излучения, проходя через стенки стеклянной колбы покрытой люминофором, превращается в видимый свет. Не преобразованное ультрафиолетовое излучение большей частью задерживается силикатным стеклом, из которого сделана сама лампа.
В некоторых специальных люминесцентных лампах используемых при недостатке естественного света, применяется кварцевое стекло и создается спектр излучения приближенный к солнечному, с небольшой долей ультрафиолетового излучения.
Проблемы опять возникают у некачественных ламп. Износ и опадение люминофора приводит не только к снижению светового потока, но и к соответствующему увеличению ультрафиолетового излучения, часть которого уже не задерживается тонким стеклом. Если лампа начала хуже светить, то лучше ее сдать на утилизацию, либо использовать на удалении хотя бы в 1 метр от человека.
Существует еще один признак некачественной лампы. Стекло, вопреки общепринятому заблуждению, пропускает значительную часть мягкого ультрафиолетового излучения, иначе цветы на подоконниках не чувствовали бы себя достаточно комфортно. При толщине стекла в 1 мм пропускается примерно половина УФА излучения со стороны более длинных волн. При некачественном люминофоре эта часть излучения, называемая часто черным светом, попадает в помещение и при отражении от некоторых материалов преобразуется в видимое фиолетовое излучение. Особенно странно при этом выглядят люди, становясь похожими на посиневших покойников.
8. Влияние на электрические сети и других потребителей
Внутренняя электроника люминесцентных ламп работает на постоянном токе. Так как в домах и в промышленности в основном используется переменное напряжение, в ЭПРА имеется выпрямитель (диодный мостик со сглаживающим конденсатором). Такие же выпрямители используются в блоках питания для всех современных электронных приборов и компьютеров. Основная проблема подобных устройств в том, что они потребляют ток из сети импульсами в момент превышения синусоидально изменяющегося входного напряжения над остаточным напряжением на конденсаторе. В результате потребляемый ток сдвигается по фазе относительно входного напряжения, соответственно форма напряжения сети на данном участке начинает отличаться от синусоиды, что приводит к ухудшению качества электроэнергии с соответствующими дополнительными потерями активной энергии в электрических сетях.
При большом количестве люминесцентных ламп возникает проблема снижения коэффициента мощности (косинуса?). Появляющаяся реактивная составляющая мощности не учитываемая бытовыми электросчетчиками приводит к дополнительным потерям в электрических сетях. Типичный коэффициент мощности источника питания без корректировки - 0,65 (у ламп накаливания - 1, то есть идеальный). При одинаковой мощности активной нагрузки (учитываемой обычными электросчетчиками), мощность, бесполезно теряющаяся в сетях, обратно пропорциональна квадрату коэффициента мощности (то есть при коэффициенте мощности 0,65 потери возрастают в 2,4 раза). Ускоряется также старение изоляции проводов и возрастает пожароопасность.
Реактивная мощность влияет на качество работы других электропотребляющих устройств, сокращает срок их службы. Так как в многоквартирных домах, не оборудованных электрическими плитами, и офисных помещениях большая часть нагрузки подключена через выпрямители, существенной проблемой может быть и снижение напряжения до недопустимого уровня.
Еще одной проблемой становится появление значительных токов в так называемом нулевом проводе. Защитные отключающие устройства на нем не предусматриваются, и существует опасность перегрева и возгорания.
В развитых странах для снижения гармоник тока и увеличения коэффициента мощности во всех подобных устройствах обязательны к применению корректоры коэффициента мощности (ККМ или PFC). Они практически полностью ликвидируют вышеназванные проблемы. Но, для снижения цены, большая часть фирм поставляющих в Россию энергосберегающие лампы, вообще не используют КММ.
9. Ртуть
Проблема ртутных отравлений слишком серьезна, чтоб к ней можно было относиться снисходительно. Опасна собственно не сама ртуть, а ее пары. Естественное испарение ртути и рассеивание ее паров за счет проветривания происходят чрезвычайно медленно. Полное испарение шариков ртути от разбившегося градусника происходит примерно за 50 лет.
Градусник вообще является самым опасным ртутьсодержащим бытовым прибором, в нем содержится до 3 грамм ртути. На его фоне КЛЛ весьма безобидна, в ней всего от 3 до 5 миллиграмм ртути. ПДК ртути в помещении 0,0003 мг/м³, то есть одна разбитая лампочка способна испортить 10 тыс. м³ воздуха. И хотя процесс будет далеко не одномоментным, реально повышение ПДК в жилом помещении до 20 раз. Если оперативно собрать микрошарики ртути, то реальных проблем не будет (иначе просвещенная Европа не распространила бы запрет на лампы накаливания уже и на 60-ватные лампы), но процесс демеркуризации (очистки помещения от ртути) требует высочайшей тщательности и занимает до 3-х недель. В интернете легко найти сайты «Как собрать ртуть» с подробным описанием процедуры.
К сожалению, в инструкциях к КЛЛ даже у уважаемых фирм содержится всего один совет, что делать с разбившейся лампочкой - собрать осколки веником (!) в двойной пластиковый пакет и проветрить помещение.
Очень важна задача организации утилизации перегоревших ламп. Пунктов сбора чрезвычайно мало, а у населения нет привычки тратить время на их перевозку. Даже в Германии, давно привыкшей к сортировке бытового мусора в домах и раздельной его утилизации, правильно утилизируется менее половины вышедших из строя бытовых ламп.
Особенно серьезна проблема в многоквартирных домах с мусоропроводом. Пары ртути довольно тяжелые и плохо рассеиваются, но зато хорошо переносятся воздушными потоками и могут распространиться на несколько этажей, появившись в самых неожиданных местах.
В новых типах люминесцентных ламп вместо жидкой ртути начала применяться амальгама - сплав ртути с другим металлом находящийся в твердой форме. Пары ртути, необходимые для работы лампы, образуются из таблетки амальгамы при ее нагревании до 600 градусов, а при снижении температуры ртутные испарения снова кристаллизуются в амальгаму.
Применение амальгамы позволяет резко снизить вероятность попадания паров ртути в помещение даже при повреждении целостности лампы.
Главный итог: старайтесь не использовать ртутные лампы, сберегите свое здоровье и природу вокруг вас.
https://svetdv.ru/led/hg.shtml