Rtuťové výbojky: typy, vlastnosti + přehled nejlepších modelů výbojek obsahujících rtuť

Výhody a nevýhody rtuťových výbojek

Někteří odborníci označují rtuťové zdroje světla za technicky zastaralé a doporučují omezit jejich používání nejen v domácnostech, ale i v průmyslových aplikacích.

Tento názor je však poněkud předčasný a na odpis rtuťových výbojek je ještě brzy. Jsou místa, kde podávají špičkový výkon a poskytují jasné a kvalitní světlo při rozumné spotřebě.

Výhody modulů HID

Světelné zdroje obsahující rtuť mají specifické pozitivní vlastnosti, které se u jiných světelných zdrojů vyskytují jen zřídka.

Patří mezi ně:

• vysoká a účinná světelná účinnost po celou dobu provozu - od 30 do 60 lm na 1 watt;
• Široká škála výkonů s klasickými paticemi E27/E40 - od 50 W do 1000 W, v závislosti na modelu;
• Prodloužená životnost v širokém rozsahu okolních teplot až 12 000-20 000 hodin;
• Dobrá odolnost proti mrazu a správná funkce i při nízkých hodnotách teploměru;
• Možnost použití světelných zdrojů bez připojení předřadníku - důležité pro wolframová rtuťová zařízení;
• Kompaktní rozměry a dobrá odolnost pouzdra.

Vysokotlaká svítidla se nejlépe osvědčují v systémech pouličního osvětlení. Vynikající výkon při osvětlování velkých vnitřních i venkovních prostor.

Nevýhody výrobků obsahujících rtuť

Stejně jako každá technická položka mají i rtuťové výbojové moduly určité nevýhody. Tento seznam obsahuje pouze několik položek, které je třeba vzít v úvahu při organizaci osvětlovací soustavy.

První nevýhodou je špatné podání barev R_a, která v průměru nepřesahuje 45-55. Pro osvětlení obytných prostor a kanceláří to nestačí.

Proto se nedoporučuje instalovat rtuťové výbojky v oblastech s vysokými požadavky na spektrum.

Rtuťové lampy nejsou schopny reprodukovat celé barevné spektrum lidských tváří, interiérového vybavení, nábytku a dalších drobných předmětů. Naproti tomu venku je tato vada sotva patrná.

Na atraktivitě mu nepřidává ani nízký pohotovostní režim. Aby lampa přešla do režimu plného svícení, musí se nutně zahřát na potřebnou úroveň.

To obvykle trvá 2 až 10 minut. Ve venkovním, obchodním, průmyslovém nebo technickém elektrickém systému to příliš nevadí, ale v domácnosti je to značná nevýhoda.

Pokud během provozu dojde k náhlému vypnutí zahřáté svítilny v důsledku poklesu napětí v síti nebo jiných okolností, není možné ji okamžitě znovu zapnout. Spotřebič musí nejprve zcela vychladnout, aby mohl být znovu aktivován.

Výrobky nemají možnost nastavení jasu světelného zdroje. Pro jejich správnou funkci je nezbytné, aby měly určitý režim napájení. Jakékoli odchylky od této hodnoty mají negativní vliv na světelný zdroj a výrazně snižují jeho provozní životnost.

Problematickým bodem v provozu prvků obsahujících rtuť je základní režim spouštění a následné dosažení jmenovitých provozních parametrů. V této době je jednotka maximálně zatížena. Čím méně aktivací žárovka provede, tím déle a spolehlivěji vydrží.

Střídavý proud má na výbojková svítidla velmi škodlivý vliv a při síťové frekvenci 50 Hz vede k blikání. Tento nepříjemný efekt se eliminuje elektronickým řídicím zařízením, které s sebou nese dodatečné náklady na materiál.

Montáž a instalace svítidel musí být provedena přesně podle schématu navrženého kvalifikovanými odborníky. Při instalaci by měly být použity pouze vysoce kvalitní žáruvzdorné komponenty, které jsou odolné vůči silnému provoznímu namáhání.

Při použití rtuťových modulů v obytných a pracovních prostorách se doporučuje zakrýt žárovku speciálním ochranným sklem. V případě neočekávaného výbuchu nebo zkratu lampy tak zabráníte zranění, popálení nebo jiným škodám osob v okolí.

Typy a jejich vlastnosti

Klasifikace rtuťových výbojek s obloukovou izolací (EB) je založena na vnitřním plnicím tlaku. Rozlišují se nízkotlaké, vysokotlaké a ultravysokotlaké verze.

Nízký tlak

Nízkotlaké nebo RLND jednotky zahrnují kompaktní a lineární zářivky. Nejčastěji se používají pro osvětlení obytných a pracovních prostor, kanceláří a malých skladů.

Emisní barva je přirozený, přírodní a pro oči příjemný odstín. Tvar může být různý, od standardního přes kruhový, ve tvaru písmene U až po lineární. Vyšší podání barev než u žárovek, ale nižší než u LED žárovek.

Vysoký tlak

Vysokotlaké obloukové rtuťové výbojky se používají v pouličním osvětlení a ve zdravotnictví, průmyslu a zemědělství.

Výkon zařízení se může pohybovat od 50 W do 1000 W. Tato zařízení se často používají při vývoji osvětlovacích soustav v oblastech přilehlých k budovám, sportovním zařízením, dálnicím, výrobním závodům, velkoskladům, jinými slovy v místech, která nejsou určena k trvalému pobytu lidí.

Rtuťová wolframová zařízení jsou moderním protějškem vysokotlakých rtuťových výbojek. Jejich hlavní vlastností je, že při jejich zapojování není třeba používat tlumivku. Tuto funkci přebírá wolframové vlákno, které nejen generuje světlo, ale také omezuje elektrický proud. Veškeré technické údaje jsou shodné s údaji o RLVD.

Dalším typem jsou obloukové halogenidové výbojky (DRI). Vysoké účinnosti světelného toku je dosaženo speciálními vyzařovacími přísadami. Pro připojení však vyžadují předřadník. Nejčastějšími aplikacemi této varianty DRI je osvětlení architektury, stadionů, výstavních hal a reklamních poutačů. Lze je stejně úspěšně používat v interiéru i exteriéru.

Moduly DRIZ jsou moduly se zrcadlovou vrstvou na vnitřní straně žárovky, která nejen zvyšuje výkon světelného paprsku, ale také umožňuje přesnější korekci jeho směru.

Rtuťové křemenné trubicové lampy lze rozpoznat podle podlouhlého tvaru baňky s elektrodami na koncích. Tento typ zařízení se nejčastěji používá v úzce technologických aplikacích (kopírování, UV sušení).

Extra vysoký tlak

Kulatou baňku má většina kulových modulů křemenného rtuťového typu, které se označují jako vysokotlaké rtuťové obloukové výbojky.

Navzdory kompaktním rozměrům a malému základnímu výkonu se tato zařízení vyznačují vysokou intenzitou vyzařování. Díky této vlastnosti jsou křemenné výbojky vhodné pro konstrukci laboratorních a projekčních zařízení.

Potřeba likvidace zářivek

Téměř dvě století trvající vývoj formoval podobu moderních elektrických světelných zdrojů. Výsledkem mnohaletého soupeření mezi významnými vědci v čele s Lodyginem a Edisonem se na počátku 20. století stala žárovka s wolframovým vláknem, která se na dlouhou dobu stala alternativou denního osvětlení a v podstatě beze změny přetrvala až do dnešních dnů.

O několik desetiletí později se objevily zářivky, které využívají rtuťové výboje, a začaly konkurovat žárovkám a navzdory rozšíření jasnějších halogenových žárovek nebo moderních, velmi účinných LED žárovek se aktivně používají dodnes. Důvodem této obliby jsou jednoznačné výhody oproti žárovkám:

• Vysoká světelná účinnost je téměř 5krát vyšší než u žárovky;
• 3 až 4krát vyšší účinnost;
• rozptýleného světla a možnost volby pohodlných odstínů;
• vysoká (mnohonásobná) průměrná délka života.

Úsporné žárovky jsou proto atraktivnější, ale mají jednu zásadní nevýhodu - zářivky různých typů: lineární zářivky pro výrobní svítidla a úsporné kompaktní žárovky obsahují rtuť. Tato nebezpečná látka, jejíž množství se může pohybovat v rozmezí od 0,0023 gramu do 1,0 gramu v závislosti na typu lampy, patří do třídy I a může způsobit otravu, včetně smrti.

Rtuť uvolňovaná do životního prostředí z rozbitých vyhořelých zářivek obsahujících rtuť představuje nebezpečí nejen pro lidi a zvířata, ale má také tendenci se hromadit v půdě, pronikat s podzemní vodou do vodních útvarů a dokonce se ukládat v tkáních ryb. Není náhodou, že likvidace výbojek obsahujících rtuť představuje pro lidstvo závažný problém.

Likvidace odpadních zářivek, metody a problémy

Především je třeba upozornit, že odpadní zářivky by se nikdy neměly odkládat do veřejných sběrných míst (kontejnerů, odpadních šachet), a tím spíše by se s nimi nemělo manipulovat. V současné době existují dva bezpečné a vysoce účinné způsoby likvidace nebezpečného odpadu:

• Sběr a odesílání odpadů obsahujících rtuť k recyklaci do recyklačních závodů, kde se sklo, kovové části a rtuť od sebe oddělují a recyklují podle technologie zpracování odpadů;
• Vyhořelé zářivky obsahující rtuť se ukládají na skládky toxických a chemických látek, kde jsou bezpečně uskladněny.

Technologie, pomocí nichž lze zářivky likvidovat, jsou tedy vyspělé a účinně používané, což často způsobuje problémy se sběrem a likvidací zářivek obsahujících rtuť.

Ve výrobním prostředí lze tyto problémy řešit poměrně jednoduše, zpravidla za sběr a skladování odpadních zářivek odpovídají odpovědné osoby (hlavní energetik, hlavní technik). Jsou osobně zodpovědní za správnou likvidaci, skladování a přepravu použitých rtuťových osvětlovacích výrobků. Problém je mnohem složitější pro osoby, které ve svých domácnostech používají zářivky a občas se také potýkají s nutností likvidace použitých úsporných žárovek. Ve větších městech se začínají objevovat speciální kontejnery a vznikají recyklační firmy na likvidaci nebezpečného odpadu. Pokud je potřebujete zlikvidovat, můžete.

• zavolejte firmu pro nakládání s odpady;
• vyhledávání informací na internetu;
• Požádejte o pomoc ministerstvo pro mimořádné situace.

Hlavně neodhazujte odpad do veřejných odpadkových košů, protože tím ohrožujete zdraví své i svého okolí a vytváříte ekologické nebezpečí.

Poruchy a nesrovnalosti v elektrickém systému a zařízeních

V tomto článku jsou popsány hlavní závady a poruchy v elektrických systémech a prostorách, jsou zde také uvedeny odkazy na předpisy a vysvětleno, čím je ta či ona závada nebezpečná nebo k čemu může vést.

Více informací...

Nebezpečí uzemnění systému TT

Nebezpečí při použití systému TT spočívá v nízkých zkratových proudech do země, které mohou způsobit nebezpečný potenciál na uzemněných vodivých částech elektrických zařízení. Více informací...

Výhody a nevýhody svítidel ДРЛ

Mezi nesporné výhody patří:

• vysoký světelný tok;
• dlouhá životnost;
• Lze používat při mínusových teplotách;
• Vestavěné elektrody, které eliminují potřebu dalšího zapalovacího zařízení;
• nízké náklady na ovládací zařízení.

Nevýhody jsou následující:

• Podle GOST musí být rtuť a luminofor DRL světelných zdrojů likvidovány pomocí speciální technologie;
• Nízké podání barev (přibližně 45 %);
• Stabilní napětí, jinak se svítidlo nezapne, a pokud se zapne, přestane svítit, pokud napětí klesne o více než 15 %;
• Svítidlo nesmí svítit při teplotách pod -20 °C a jeho používání v takových podmínkách výrazně zkracuje životnost svítidla;
• svítidlo lze znovu zapnout po 10-15 minutách;
• po přibližně 2 000 hodinách provozu začne světelný tok DRL 250 rychle klesat.

Dodržování pravidel používání stanovených výrobcem zajistí spolehlivou a dlouhou životnost svítidel DRL. Nesprávné umístění během provozu snižuje životnost nebo vede k poruše.

Charakteristika

Výše byly vlastnosti DRL popsány obecně, nyní uvedeme jejich přesné parametry:

1. FAKTOR ÚČINNOSTI. Pohybuje se od 45 % do 70 %.
2. Výkon. Minimální výkon je 80 W, maximální výkon je 1000 W. Všimněte si, že pro rtuťové výbojky to není mezní hodnota. Některé typy rtuťových obloukových výbojek mohou mít výkon 2 kW a rtuťové křemenné výbojky (DRT, PRK) - 2,5 kW.
3. Hmotnost. Závisí na výkonu svítidla. Svítilna DRL-250 váží 183,3 g.
4. Čistý příkon. Maximální hodnota typická pro nejvýkonnější lampy je 8 A.
5. . V závislosti na příkonu se pohybuje od 40 do 59 lm/W. 80W svítidlo CRL vyzařuje 3,2 tisíce lm, 1000W svítidlo vyzařuje 59 tisíc lm.
6. Použití spouštěcího mechanismu. Startér (sytič) je u žárovek CRL povinný. Pouze rtuťové wolframové výbojky s wolframovým vláknem ji nepotřebují.
7. Čepice. Pro DRL existují dva typy patic: E27 pro výkon nižší než 250 W a E40 pro výkon 250 W a vyšší.
8. Délka života. Celková životnost DRL žárovky je 10 tisíc hodin. Je však třeba vzít v úvahu, že jas lampy není během této doby stabilní. V důsledku opotřebení fosforu se postupně snižuje a na konci životnosti může klesnout o 30-50 %. Z tohoto důvodu se DRL světla obvykle likvidují dříve, než přestanou fungovat.

Dnes se často prodávají žárovky, u nichž výrobci uvádějí životnost 15 000 nebo dokonce 20 000 hodin. Čím je žárovka výkonnější, tím déle obvykle vydrží.

Dobré vědět: Zahraniční výrobci označují rtuťové výbojky různými zkratkami:

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

V mezinárodním systému označování (ILCOS) se tento typ svítilen označuje písmenem QE.

Rtuťové obloukové lampy se používají pro venkovní osvětlení.

Je třeba poznamenat, že rtuťové wolframové výbojky, které se zapínají bez startéru a které se ihned rozsvítí, jsou v mnoha ohledech horší než výbojky HID:

• mají nízkou účinnost;
• jsou drahé;
• nemají dostatečnou odolnost proti opotřebení;
• Životnost - 7,5 tisíce hodin.

Malá životnost a nízká účinnost se vysvětlují přítomností vlákna.

Zlepšuje však podání barev, což umožňuje použití těchto světelných zdrojů v domácnostech.

Dnes jsou CRL výbojky úspěšně nahrazovány halogenidovými výbojkami (označovanými abecedou DRI), které se liší přítomností tzv. vyzařovacích přísad ve směsi plynů. DRI je zkratka pro rtuťové obloukové výbojky se zářivými přísadami.

K tomuto účelu se používají různé halogenidy kovů - thallium, indium a některé další. Jejich přítomnost pomáhá zvyšovat světelnou účinnost. až 70-90 lm/W a ještě vyšší. Mnohem lepší se stává chromatičnost. Zásoba DRI žárovek je stejná jako u DRL - 8 až 10 tisíc hodin.

Svítilny DRI jsou k dispozici se žárovkou částečně zakrytou uvnitř zrcadlovou směsí (DRIZ). Taková svítidla dodávají veškeré světlo v jednom směru, což výrazně zvyšuje jejich světelnou účinnost v tomto směru.

Výhody a nevýhody úsporných zářivek

Kompaktní zdroje denního světla jsou velmi oblíbené díky svým nesporným výhodám:

• Vysoký světelný výkon zářivek nebo světelná účinnost. Při stejném množství elektrické energie poskytují světelný tok, který je 5 až 6krát vyšší než u běžné žárovky se spirálou. To vede k úspoře energie až o 75-85 %.
• Vyzařuje celá plocha skleněné žárovky, nikoli pouze vlákno jako u tradiční žárovky.
• Kompaktní zářivka má delší životnost při nepřetržitém cyklu. Časté zapínání a vypínání je u tohoto typu svítidel kontraindikováno.
• Je možné vytvářet světelné zdroje s předem určenou teplotou barev při zachování jejich vysoké účinnosti.
• Žárovky a patice jsou téměř imunní vůči teplu, včetně samotného svítidla. V tomto ohledu mají LED žárovky jednoznačně navrch.

Protože žádný výrobek není dokonalý, mají kompaktní úsporné zářivky řadu nevýhod:

• Pokud se emisní spektra různých světelných zdrojů překrývají, může barevné podání způsobit zkreslení osvětlovaných objektů.
• Kompaktní žárovky nesnesou časté zapínání a vypínání. Je třeba dodržet interval předehřívání 0,5 až 1 sekundu. Zapnuté lampy pokaždé okamžitě ztrácejí svou životnost. V důsledku toho je použití těchto světelných zdrojů omezené.
• Nelze použít zářivky se stmívači běžného provedení. Existují speciální stmívače pro CFL, které vyžadují složitější zapojení a další kabeláž.
• Spouštění a zapínání negativně ovlivňují nízké teploty a vysoká vlhkost, což omezuje použití těchto zařízení pro venkovní osvětlovací systémy.

Velikosti zářivek

Typy zářivek

Barevné teploty zářivek

Schéma zářivky

Označování zářivek

Schéma zapojení zářivky Schéma zapojení svítidel

Podmínky pro skladování odpadních výbojek obsahujících rtuť.

2.1 Hlavním předpokladem pro výměnu a sběr ORTL je, aby zůstaly zapečetěné.

2.2 Sběr ORTL musí být prováděn v místě jejich vzniku odděleně od běžného odpadu a starého odpadu s ohledem na způsob recyklace a likvidace.

2.3 Při sběru oddělte cibulky podle průměru a délky.

2.4. Obaly pro sběr a skladování ORTL jsou celé jednotlivé kartonové krabice od LB, LD, DRL apod. světelných zdrojů.

2.5. Po zabalení ORTL do skladovacích nádob by měly být uloženy do jednotlivých krabic z překližky nebo dřevotřísky.

2.6 Pro každý typ svítidla by měla být k dispozici samostatná schránka. Každá krabice by měla být podepsána (s uvedením typu žárovek - značky, délky, průměru, maximálního množství, které lze do krabice vložit).

2.7 Svítidla v krabici by měla být těsně naskládána.

2.8. Místnost pro skladování ORTL by měla být prostorná (aby nebránila v pohybu osobě s nataženýma rukama), větraná a musí mít přívodní a odvodní ventilační systém.

2.9 Místnost určená pro skladování ORTL by měla být vzdálená od domácích prostor.

2.10. Podlaha v místnosti určené pro skladování ORTL by měla být vyrobena z vodotěsného, nenasákavého materiálu, který zabraňuje vniknutí škodlivých látek (v tomto případě rtuti) do prostředí.

2.11. Aby se eliminovala případná havarijní situace spojená se zničením velkého počtu zářivek a aby se předešlo nepříznivým důsledkům pro životní prostředí, měla by být v místnosti, kde se skladují ORTL, k dispozici nádoba s vodou o objemu nejméně 10 litrů a také zásoba činidel (manganistan draselný).

2.12. Pokud dojde k rozbití ORTL, musí být skladovací nádoba (místo rozbití) ošetřena 10% roztokem manganistanu draselného a opláchnuta vodou. Střepy se sbírají kartáčem nebo škrabkou do kovové nádoby s těsně uzavřeným víkem naplněné roztokem manganistanu draselného.

2.13. O rozbitých svítilnách se sepíše protokol ve volném formuláři, v němž se uvede typ rozbitých svítilen, jejich počet, datum a místo výskytu.

2.14. JE ZAKÁZÁNO:

Skladování zářivek venku; skladování na místech, kde k nim mohou mít přístup děti; skladování zářivek bez obalu; skladování zářivek v krabicích z měkké lepenky naskládaných na sebe; skladování zářivek na povrchu země.

Výhody a nevýhody

Vlastnosti výrobků závisí na okolní teplotě. To je způsobeno tlakovou silou rtuťových par uvnitř výrobku. Pokud je teplota stěn žárovky čtyřicet stupňů, pracuje svítidlo na maximum.

Hlavní výhody zařízení jsou následující:

• vysoký světelný výkon, který dosahuje maximálně 75 lm/W;
• dlouhá životnost (až 10 000 hodin);
• nízký jas, který umožňuje, aby světlo svítilo a neoslňovalo oči.

Nevýhody zařízení jsou následující:

• Omezený výkon zářivek (jednoduchých) s velkými rozměry.
• Komplikované připojení zařízení.
• Není reálná možnost dodávat do výrobku proud o konstantní hodnotě.
• Pokud se teplota vzduchu odchyluje od standardních hodnot (18-25 stupňů), je dodávaný výkon výrazně nižší. Pokud je v místnosti chladno (méně než deset stupňů), nemusí fungovat.

Analýzou výhod a nevýhod se dospělo k závěru, že zařízení je vhodné pro použití v místech, kde odůvodňuje potřebu jeho provozu a umožňuje dosáhnout účinku, který nezískáte z výrobku jiného typu.

Kolik rtuti je ve světelných zdrojích

Každý typ modulu obsahujícího rtuť má jiný obsah rtuti ve světelných zdrojích, její množství závisí také na místě výroby (tuzemsko/zahraničí):

• Sodné RLVD obsahují 30-50/30 mg rtuti.
• Zářivky obsahují 40-65/10 mg.
• Vysokotlaké HFD obsahují 50-600/30 mg.
• Kompaktní zářivky 5/2-7 mg.
• Halogenidové zdroje světla 40-60/25 mg.
• Neonové trubice obsahují více než 10 mg rtuti.

S ohledem na limitní koncentraci kapalného kovu pro obydlené oblasti ve výši 0,0003 mg/m3 je zřejmé, proč je odpad obsahující rtuť zařazen do třídy nebezpečnosti 1 podle FWCCC.

Alternativní zdroje světla

Navzdory jednoduchosti a levnosti výroby začínají být DRL žárovky nahrazovány LED protějšky, jejichž výkonnostní hodnoty nejsou s jinými technologiemi dosažitelné. DRL a DNaT jsou nahrazovány LED žárovkami o výkonu 20-130 W. S rostoucím příkonem svítidel LED se zvyšuje počet přídavných zařízení, při příkonech nad 60 W je svítidlo LED vybaveno ventilátorem, který zajišťuje zvýšené chlazení. U světel LED s výkonem nad 100 W je povinný externí napájecí ovladač.

Technologie LED poskytuje účinnost až 98 % a s dalšími zařízeními nejméně 90 %. Proto se výrazně snižuje spotřeba energie a náklady na zbytečné zahřívání svítidel LED. Protože nevyužívají vysoké náběhové proudy, je možné použít k připojení LED žárovky menší průřez vodičů. LED žárovky jsou odolné vůči mechanickému namáhání a teplotě, nereagují na přepětí, mají bezporuchovou provozní dobu až 50 000 hodin a vyznačují se dobrým kontrastem a podáním barev. Mezi výše uvedené výhody patří bezpečnost pro životní prostředí, nižší hmotnost, žádné blikání, konstantní úroveň osvětlení.

DRL a DNaT žárovky časem ztrácejí světelný tok. Již po 400 hodinách provozu klesá o 20 % a na konci o 50 %. Po značnou část doby tak poskytují pouze 50-60 % jmenovitého světelného toku. Spotřeba energie poté zůstává stejná. Svítidla LED se po celou dobu životnosti nemění.

Mezi nevýhody světel LED patří nutnost odvádět teplo z LED diod. Přehřátí může vést ke ztrátě výkonu. Jako nevýhodu je třeba uvést také vysoké náklady, které se však při provozu 12 hodin denně vrátí během jednoho roku díky úspoře energie, nižším nákladům na údržbu a výměnu žárovek.