Halogenske svetilke za dom: vrste, njihove prednosti in slabosti

Ruska federacija ima trenutno prepoved proizvodnje in prodaje žarnic z žarilno nitko z močjo 100 W ali več. Ti ukrepi naj bi spodbujali uvedbo energetsko varčnih tehnologij razsvetljave in znatno zmanjšanje porabe električne energije za domače potrebe v državi kot celoti. Vendar pa alternativni viri svetlobe - fluorescentne in LED sijalke, z vsemi svojimi prednostmi imajo številne pomembne pomanjkljivosti.

Za glavne se šteje, da so premaknjene na modro stran spektra sevanja in težave pri konstrukciji regulatorjev svetlobnega toka. Poleg tega fluorescenčne sijalke zahtevajo uporabo posebnih ukrepov za recikliranje in imajo omejitve glede njihove uporabe zaradi ustvarjanja radiofrekvenčnih motenj na širokem območju spektra, zato so lahko halogenske žarnice vredna alternativa običajnim žarnicam.

Naprava in princip halogenskih žarnic

Halogenska žarnica je običajna žarnica z volframovo žico iz posebne jeklene žice, ki je napolnjena z vmesnim plinom (zmes dušik-kisik ali mešanica inertnih plinov s kisikom) z dodatkom nečistoč, ki vsebujejo halogen. Kot nečistoče se uporabljajo hlapne spojine bora ali joda.

Jodne žarnice so vodilne v obsegu proizvodnje na račun razpoložljivosti in enostavnosti pridobivanja spojin, pa tudi v povezavi z nekaterimi tehnološkimi dejavniki.

Halogen cikel iz volframa

Uporaba halogenov v žarnicah z žarilno nitko je posledica izvajanja tako imenovanega cikla volfram-halogen. Ob njenem toku je več procesov.

• Izhlapevanje volframa iz telesa žara(filamentov) zaradi visokih temperatur.
• Prenos uparjenih volframovih delcevzaradi difuzije ali konvekcije v območju nizke temperature (pod 1400 K), ki se nahaja v bližini sten žarnice.
• Nastajanje stabilnih molekulspojinvolframov halogen v območjih z nizko temperaturo.
• Prenos nastalih molekul v območju visokih temperaturv bližini ogrevane volframove spirale.
• Razpad molekul pod vplivom visokih temperatur inizguba atomov volframa na površini telesa luminiscence .

Zaradi teh postopkov sta dve glavni pomanjkljivosti klasičnih žarnic z žarilno nitko delno izravnani.

Izvedba cikla volfram-halogen v smislu procesov znotraj žarnice še vedno ni popolna.

• Najprej je nemogoče nadaljevati procese z uporabo jodovih spojin v odsotnosti kisika . Ker se vodikove spojine (jod metil in metilen) uporabljajo kot aditivi, ki vsebujejo halogene, v procesih v bučki poteka tok vode, kar povzroča pospešeno uničenje filamenta.
• Drugič, uporaba joda ne vodi do popolne regeneracije niti , saj se vrnitev uparjenega volframa pojavi naključno, ne da bi se obnovila najbolj pregreta cona telesa luminiscence. Posledica tega je pospešeno izhlapevanje volframa iz območij z najvišjo temperaturo in sežig filamentov je neizogiben.
• Tretjič, negativno so prizadete nekatere druge lastnosti joda-povečana agresivnost na kovine, absorpcija pomembnega dela sevanja v rumeno-zeleni del spektra, slabo razvita tehnologija halogenskega doziranja.

Zgoraj navedene pomanjkljivosti je mogoče odpraviti z uporabo spojin drugih halogenov. Hlapne spojine broma (etil bromid in etilen) se sedaj pogosto uporabljajo.

Visoka agresivnost kot brom in ga lahko nadomesti s klorom in fluorom (slednje je najbolj obetavno v smislu regeneracije preje, vendar kaže visoko aktivnost v zvezi s steklom in kremenovim steklom, iz katerega se proizvajajo žarnice), medtem ko omejuje njihove uporabe.

Iskanje hlapnih halogenskih spojin za izboljšanje kakovosti cikla volfram-halogen v laboratorijih še vedno poteka.

Značilnosti konstruktivnih rešitev

Uporaba pufrskega plina in uporaba lastnosti volfram-halogenskega cikla sta privedli do sprememb v zasnovi žarnice.

• Z zmanjšanjem hitrosti gorenja telesa luminiscence je bilo mogoče dvigniti temperaturo niti na vrednost 3000 K. V zvezi s tem je bilo za žarnico, ki zadržuje ultravijolično sevanje, potrebno uporabiti kremenovo steklo.
• Zaradi odstranitve usedlin na stenah materiala iz čebulice je uspelo bistveno zmanjšati njegovo velikost. To pa je omogočilo dvig tlaka v notranjosti žarnice in uporabo kot blažilni težki inertni plini, zlasti ksenon, kar je pozitivno vplivalo na povečanje moči in trajnosti halogenskih žarnic v primerjavi s klasičnimi.žarnice.

Nove rešitve v gradbeništvu

Pri delovanju žarnice z žarilno nitko, vključno z veliko količino halogena, je sevanje telesa žarjenja v infrardečem območju. Strokovnjaki navajajo podatke, da je več kot 60% energije, ki jo porabi svetlobna naprava, dodeljena v obliki toplote.

Nove rešitve za izdelavo halogenskih žarnic uporabljajo premaz žarnice, ne prehaja infrardeče komponente sevanja. Uporaba takšnega premaza lokalizira toplotno sevanje v prostornini žarnice. To omogoča dodatno segrevanje spirale in dvig temperature na zahtevane vrednosti, ko se zmanjša moč, ki jo porabi svetilka.

Prednosti in slabosti halogenskih žarnic

Zaradi značilnosti konstrukcije in načela halogenskih žarnic, njihovih operativnih prednosti in slabosti

Stroškovna učinkovitost (poraba električne energije)

Visoka telesna temperatura luminiscence in odsotnost zatemnitve žarnice določata visoko svetilnost halogenskih žarnic. Za tovrstne svetlobne naprave je izhodna svetloba v območju 15-22 lm /W. Za primerjavo, najboljši primeri klasičnih žarnic s težavami zagotavljajo to vrednost na ravni 10-12 lm /W.

Zato, da bi dobili enako količino svetlobe, uporaba halogenskih žarnic pomeni dobiček 1,5-2 krat moči.

Zmanjšanje neproduktivnih izgub energije v zamisli o toploti prispeva k polnjenju halogenskih žarnic s težkimi inertnimi plini. Enak cilj je posebenkonstrukcijske raztopine, zlasti, ki pokrivajo bučko z neprozornimi materiali za infrardeče sevanje.

Posledično se ekonomski učinek za potrošnike halogenskih žarnic primerja z uporabo luminiscentnih virov.

Dolgoživost

Delna regeneracija telesa luminiscenčnega telesa v ciklu volfram-halogen in visok tlak puferskega plina v bučki povzročata znatno zmanjšanje obrabe spirale halogenske žarnice med delovanjem. Za sodobne halogenske žarnice je tipična življenjska doba 2-5 tisoč ur luminiscence, ki večkrat presega trajnost žarnic in je slabša od luminescentnih svetilk.

Prenos barve

Tehnologija, ki uporablja svetleče vire virov visoke temperature, daje svetlobo sevanja blizu naravnim značilnostim. To je prednost žarnic in halogenskih žarnic v primerjavi z drugimi svetlobnimi viri.

Višja temperatura žarilne nitke v halogenski žarnici povzroči premik spektra svetilke v modri regiji v primerjavi z žarnicami, kar zmanjšuje "tople" komponente. Kljub temu barva halogenskih žarnic spada v območje Ra 99-100.

kompaktnost

Zmožnost zmanjšanja bučke je privedla do oblikovanja majhnih močnih svetilk, ki jih je mogoče uspešno uporabiti kot točkovne vire razsvetljave prostorov. Enako dostojanstvo omogoča uporabo halogenskih žarnickakovost svetlobnih virov avtomobilov.

Poleg zgoraj navedenega se prednosti halogenskih žarnic lahko pripišejo enostavnosti regulacije jakosti osvetlitve z uporabo skupnih shem zatemnilnikov (regulatorjev osvetlitve) in varnosti delovanja v težkih pogojih, tudi pri visoki vlažnosti - to značilnost so nizkonapetostne halogene naprave.

Glavne pomanjkljivosti svetilk s halogenskimi polnili so povezane z načelom njihovega delovanja.

• Visoka temperatura žarnice v nekaterih modelih doseže velikost vžiga okoliških predmetov. V zvezi s tem je treba uporabiti ustrezne ukrepe za požarno varnost.
• Temperatura žarnice je povezana tudi s prenašanjem halogenskih naprav na kontaminacijo zunanjih površin. Takšna kontaminacija lahko povzroči lokalno pregrevanje površine žarnice in prezgodnje odpovedi svetilke. V zvezi s tem so potrebni posebni previdnostni ukrepi med obratovanjem ali oblikovnimi rešitvami za zaščito žarnice.
• Razmeroma visoki stroški, povezani z uporabo posebnih materialov v proizvodnji (kremen, inertni puferni plini, hlapne spojine halogenov). Vendar pa je cena halogenskih žarnic veliko nižja od priljubljenih luminescentnih in LED virov.

Tipi halogenskih žarnic in njihovi vtiči za uporabo v sistemih domače osvetlitve

Domači in tuji proizvajalci proizvajajo halogenske žarnice za standardno uporabo (220-240V) in v nizkonapetostnih (12-24V) omrežjih za razsvetljavo.

Linearni halogensvetilke R7s

Svetilke te vrste imajo obliko kvarčne cevi z zaključki na obeh straneh.Na voljo v standardnih dolžinah - 78 in 118 mm z košarami tipa R7s.Imajo visoko mehansko trdnost.V večini primerov je potrebna vodoravna postavitev svetilke.

Z veliko močjo (do več desetk kW) se uporabljajo kot svetlobni viri za poplavno razsvetljavo in notranjo razsvetljavo velikih površin.

Svetilke z zunanjo žarnico

Ta vrsta halogenskih žarnic je namenjena neposredni zamenjavi tradicionalnih žarnic z žarilno nitko v standardnih omrežjih za razsvetljavo (220-240V).Oblika žarnice takšnih svetilk spominja na žarnico žarnic.Zunanja steklena žarnica varuje kvarčno notranjost pred kontaminacijo.

Izdane svetilke z zunanjo prozorno, mlečno ali mat bučko.V primerjavi z žarnicami z enako močjo imajo manjše dimenzije.Zagotovljena je z bazeni E37 (Edisonova klet) ali E14 (Mignon).

Halogenske žarnice s smerno svetlobo z reflektorjem

Gre za miniaturno bučko z reflektorjem.Reflektor je odgovoren za smer in parametre difuzije svetlobnega toka.Najpogosteje se uporabljajo aluminijasti reflektorji, ki ustvarjajo usmerjen svetlobni žarek in interferenco, ki enakomerno razpršujejo svetlobni tok v stožcu določenega volumna.V kompletu z reflektorji lahko uporabite zaščitno prozorno, mat ali barvno steklo.

Smerne žarnice so na voljo za uporabo v standardnih električnih omrežjih in v nizkonapetostnih omrežjih (12-24V)

Glavno področje uporabe so stropne luči ali neposredni svetlobni viri v ločenih predelih prostora.

Dobavljene svetilke z odsevniki z dvostranskimi podstavki.

Za uporabo v omrežjih 6, 12 ali 24 V se uporabljajo žarnice z GY4, GZ4, GU4, GX5,3, GU5,3, GY6,35, pri čemer številke označujejo razdaljo med središči čepov podnožja v mm.

Za uporabo v standardnih omrežjih za razsvetljavo se uporabljajo svetilke s podobnimi podlagami G9 in G10.Povečana razdalja med nožicami ne zamenjuje svetilk standardne velikosti MR35 z njihovimi nizkonapetostnimi analogi.

Kapsula ali prsti

Miniaturna bučka z dvema izhodoma za priključitev na napajalno omrežje.

Lahko se uporablja v primeru modularnih napeljav.Glavni namen - točkovni viri dekorativne razsvetljave.Praviloma so vgrajeni v strop ali notranje elemente.

Za priključitev na nizkonapetostna omrežja uporabite podnožje G4, G5,3, GY6,35.Za delo v standardnih svetlobnih omrežjih so opremljeni z G9 vtičnico.

Raznolikost velikosti, zmogljivosti in zasnove halogenskih žarnic najrazličnejših aplikacij in jasno izražene operativne prednosti omogočajo, da se široko uporabljajo v gospodinjske in industrijske namene.V tem primeru je za sisteme osvetlitve, ki temeljijo na halogenih elementih, značilna visokastroškovne učinkovitosti, zanesljivosti in varnosti.

Videoposnetek o izdelavi halogenskih žarnic

Naredite osupljiv video o tem, kako proizvajajo halogenske žarnice.