Натриевая лампа высокого давления принцип действия. Натриевые лампы

Еще десяток лет назад натриевые лампы использовались для освещения дорог и улиц практически повсеместно. С появлением светодиодных источников света их стали применять несколько реже, но тем не менее сдавать свои позиции лампы ДНаТ не спешат. Что это за лампы и почему они уже не одно десятилетие держат первенство среди уличных осветителей? Сегодня мы постараемся это выяснить.

Что такое ДНаТ и виды таких ламп

Лампы ДНаТ — это одна из разновидностей натриевых ламп высокого давления – НЛВД (англ. HPS Lamp — High-Pressure Sodium Lamp). ДНаТ — аббревиатура, расшифровка которой означает «Дуговая Натриевая Трубчатая». Существует еще несколько разновидностей приборов этого типа: ДНаМТ, ДнаЗ и ДНаС. Посмотрим, как они устроены и чем отличаются друг от друга.

Конструкция натриевой лампы

Конструктивно прибор представляет собой колбу, выполненную из специального изготовленного из оксида алюминия Al 2 O 3 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. Обычно это тугоплавкое боросиликатное стекло. В колбе создается глубокий вакуум, а сама она снабжается цоколем того или иного типа для подключения к питающей сети.

Благодаря вакууму внешняя колба играет роль термоса, обеспечивающего нормальный пуск и работу натриевой горелки при низких температурах окружающей среды. Одновременно она уменьшает теплопотери, увеличивая КПД и ресурс прибора.

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.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

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.

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;

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

• 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.

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.

Как запустить лампу ДНаТ

Как правильно подключить натриевую лампу ДНаТ к сети? Как видно из вышесказанного, на прибор недостаточно подать питающее напряжение: холодная горелка имеет большое сопротивление и просто не запустится. Для создания пускового высоковольтного импульса служит специальный узел – импульсное зажигающее устройство (ИЗУ).

После пуска лампочки ток через нее необходимо ограничивать. Этим занимается балласт: электромагнитный или электронный. Первый (ЭмПРА — электромагнитный пускорегулирующий аппарат) представляет собой дроссель — катушку с незамкнутым магнитопроводом. Второй (ЭПРА – электронный пускорегулирующий аппарат) является электронной схемой – ограничителем тока.

Дроссель включается последовательно с лампочкой, ИЗУ – параллельно. Существует 2 типа ИЗУ – двухвыводной и трехвыводной. Первый более прост в подключении и меньше стоит, второй делает работу схемы более корректной. При использовании трехвыводного ИЗУ в момент пуска высоковольтный разряд подается только на лампу, а не на лампу + балласт, как в случае с двухвыводным устройством. Схема подключения осветителя с использованием обоих типов ИЗУ приведена ниже.

Схемы подключения лампы ДНаТ с использованием двух- и трехвыводного ИЗУ

Обрати внимание, что на схемах обозначены ноль и фаза. Балласт всегда включается в разрыв фазного провода. На ИЗУ тоже есть соответствующие обозначения, не забывай их соблюдать.

Теперь по поводу конденсатора С, который обозначен на схеме штрихпунктиром. Он не является обязательным, но не будет лишним его поставить. Служит этот конденсатор для компенсации реактивной мощности и некоторого увеличения КПД схемы. Конденсатор должен быть неполярным бумажным и рассчитанным на напряжение не ниже 400 В. Его электрическая емкость зависит от мощности осветительного прибора. Для ДНаТ 250 Вт хватит 35 мкФ, для ДНаТ 400 Вт емкость нужно увеличить до 45 мкФ.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Для качественной и долговременной работы светильника мощность балласта должна соответствовать мощности лампы. Правило «чем больше, тем надежнее» тут не работает! ИЗУ выбирается таким, чтобы мощность осветителя укладывалась в диапазон, указанный на его (ИЗУ) корпусе.

И еще один совет. Устанавливай лампочку ДНаТ только в хлопчатобумажных перчатках или при помощи чистой тканевой салфетки. Дело в том, что колба прибора нагревается до 300 градусов. Оставленные тобой на колбе отпечатки пальцев сгорят, и образуется плохо проводящий тепло слой нагара. В результате произойдет локальный перегрев, и стекло лопнет. Если же ты или кто-то другой уже «захватали» лампочку, то протри ее салфеткой, смоченной спиртом.

Условия 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.

Согласно действующему законодательству (Постановление Правительства РФ от 06.05.2011 № 354) обязанность по сбору перегоревших энергосберегающих ламп возложена также на управляющие компании, ТСЖ, ЖСК и т.  п. То есть на организации, которые занимаются обслуживанием жилого фонда. Причем при неисполнении обязанностей коммунальщикам грозит штраф от ста тысяч рублей и выше.

Технические характеристики и сравнение с аналогами

Я уже говорил, что лампочки типа ДНаТ упорно держат свои позиции и все еще широко используются, несмотря на появление новых типов источников освещения. Чем же они завоевали такую популярность? Сравним их основные характеристики со светодиодными и дуговыми ртутными лампами ДРЛ, которые ты наверняка видел в уличных фонарях.

Основные характеристики осветительных приборов ДНаТ, ДРЛ и светодиодных аналогов

Из таблички хорошо видно, что, потребляя 150 Вт, натриевая лампочка обеспечивает , что и ДРЛ мощностью 250 Вт. Единственным серьезным конкурентом натриевой лампы по экономичности является светодиодный светильник.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

5 000 лм светодиодного светильника могут конкурировать с 13 000 лм ДРЛ за счет создания светодиодами направленного светового потока, дающего необходимую освещенность перед прибором. Именно это и требуется от уличного светильника. В то же время ртутная лампа светит во все стороны.

Но, во-первых, мощные светодиоды стоят в десятки раз дороже упомянутой лампы. А, во-вторых, технология сверхъярких диодов не так отработана, как технология изготовления ДНаТ, насчитывающая почти сотню лет.

Если добавить сюда огромное количество производителей светодиодной продукции, то окажется, что поиск гарантированно качественного полупроводникового оборудования становится весьма проблематичным. Что касается хваленой долговечности светодиодов, то при такой большой мощности кристаллы быстро деградируют (теряют яркость). При этом ресурс диодного фонаря нередко становится даже меньше, чем ресурс фонаря с лампой ДНаТ.

Сфера применения

Своеобразный световой спектр лампочек ДНаТ, как оказалось, идеально подходит для освещения улиц и автодорог. Именно из-за своего спектра уличные осветители с ДНаТ еще десяток лет назад использовались во всем мире повсеместно.

Обладая противотуманным эффектом, желто-оранжевый свет обеспечивает хорошую видимость на дороге и не слепит водителя. Если учесть, что натриевые лампы самые экономичные среди газоразрядных приборов и тем более лампочек накаливания, нет ничего странного в том, что почти 100% автодорог освещалось именно ДНаТами.

В последние годы светильники ДНаТ частично вытесняются светодиодными, но в уличном освещении происходит это куда медленнее и неохотнее, чем в быту.

Понравился спектр излучения ламп ДНаТ и растениям. Это определило еще одну область применения натриевых приборов: для подсветки растений в теплицах и местах, где солнечного освещения недостаточно. Ты наверняка видел теплицы, освещенные мягким желто-оранжевым светом, — это лампы ДНаТ.

Использование ламп ДНаТ в теплицах для освещения растений

Преимущества и недостатки

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.

Ты наверняка видел на автомобилях фары с желтым стеклом — это противотуманки. Они используют тот же принцип, но желто-оранжевый спектр создается не лампой, а светофильтром.

Что касается недостатков, то они весьма существенные:

1. Низкий . 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.

Натриевая лампа (НЛ) – это источник света, в котором рабочим веществом, генерирующим свет, являются пары натрия (Na), щелочного металла, вещества с атомным номером 11 в таблице Д. И. Менделеева. Излучение возникает в результате газового разряда, который получают, применяя высокое напряжение к электродам. При достижении напряжения пробоя возникает поток электронов, передающих энергию атомам натрия. Полученная энергия генерирует переходы между спектральными уровнями атома, которые излучают кванты в видимой части спектра (оранжево-желтого цвета, D-линии с длинами волн 589 нм и 589,6 нм). Получаемое излучение можно считать почти монохроматическим.

Основное отличие этого класса газоразрядных ламп от люминесцентных, также использующих пары металла (ртути), состоит в том, что источником света являются непосредственно атомы металла, а не опосредованный механизм возбуждения переходов в атомах люминофора за счет люминесценции. Натриевые светильники имеют ряд неоспоримых достоинств, позволяющих им конкурировать на рынке светотехники.

Типы натриевых ламп

В зависимости от рабочего значения давления паров натрия, выпускаются лампы двух видов источников света: натриевые лампы низкого давления (НЛНД) и натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Первоначально был освоен выпуск НЛНД. В 30-х годах прошлого столетия эти лампы стали широко применяться в Европе.

Излучение этой лампы считается самым комфортным по воздействию на зрение человека, поскольку свечение наиболее близко к натуральному освещению. Рабочее давление в НЛНД составляет 0,2 Па и достигается при температуре жидкой фазы натрия 270–300 °С. При этих значениях генерируется излучение с длиной волны 589 нм (первый максимум D-линии). Внутренняя колба лампы изготавливается из боросиликатного стекла, устойчивого к агрессивному воздействию паров натрия.

Максимальная светоотдача получается при давлении паров натрия порядка 10 кПа и температурах 650–750 °С. Такие значения обеспечивают работу лампы высокого давления (НЛВД). При этом основной вклад в световой поток дает D-линия с длиной волны 589,6 нм. Помимо натрия добавляются пары ртути (амальгама натрия) и инертный газ ксенон (Xe), что позволяет снизить напряжение розжига до 2–4 кВ. Производятся также НЛВД без добавления ртути, обеспечивающие требования экологической безопасности.

Несмотря на то, что принцип работы лампы был понятен, производство НЛВД началось гораздо позже, в 60-х годах 20-го века. Только после разработки технологии получения специального светопропускающего материала для газоразрядной трубки, способного сохранять работоспособность при воздействии паров натрия и 1 300–1 400 °С, удалось наладить широкомасштабный выпуск НЛВД. В качестве материала, имеющего вышеуказанные свойства, послужила поликристаллическая окись алюминия Al 2 O 3 .

• 1 – внешняя колба;
• 2 – цоколь;
• 3 – металлические контактные пластины;
• 4 – горелка;
• 5 – электроды;
• 6 – инертный газ (Ar, Xe);
• 7 – амальгама натрия;
• 8 – ниобиевый ввод;
• 9 – соединительные провода;
• 10 – пластины из молибдена;
• 11 – геттеры (газопоглотители).

Трубка из окиси алюминия с размещенными внутри нее токовводами располагается внутри дополнительной, защитной колбы из стекла с повышенной термостойкостью. Внутренность защитной колбы откачивается (вакуумируется) и подвергается отжигу (дегазируется) для удаления ненужных примесей. Эта процедура обеспечивает рабочий температурный режим лампы и защищает токовые вводы из ниобия от воздействия посторонних примесей. В горелке НЛВД находятся инертный газ или смесь (Ne, Ar) и амальгама натрия (сплав натрия и ртути). Лампы дают оранжевый или желтый свет. Цветопередача этих ламп лучше, чем у НЛНД при меньшей светоотдаче (до 150 лм/Вт).

Пускорегулирующая аппаратура (ПРА) для НЛВД

Для запуска натриевых ламп применяются специальные ПРА, позволяющие зажечь разряд (дугу) в лампе и ограничить лавинообразное нарастание тока, которое может привести к выходу работающей лампы из строя. По аналогии с люминесцентными лампами применяются ПРА двух видов: электромагнитные (ЭмПРА) и электронные (ЭПРА). Кроме этого иногда требуется применение импульсного зажигающего устройства (ИЗУ). Время запуска составляет 3–5 минут, а выход на полную мощность достигается в течение 10 минут. ПРА состоит из:

• индуктивного дросселя, который служит для ограничения тока электрической дуги;
• ИЗУ, необходимость которого обусловлена созданием в момент включения напряжения в несколько киловольт для поджига. Это устройство аналогично стартеру в люминесцентных лампах;
• фазокомпенсирующего конденсатора, позволяющего снизить нагрузку и уменьшить риски перегорания проводки.

Преимущества и недостатки натриевых газоразрядных ламп

Преимущества:

• высокая светоотдача: для НЛВД – 150 лм/Вт, для НЛНД – 200 лм/Вт. Такие значения позволяют этим лампам оставаться лидером по показателю эффективности среди электрических источников света;
• большой срок службы – до 28 000 часов;
• устойчивость параметров эффективности во время всего срока эксплуатации;
• комфортный для человеческих глаз цвет излучения;
• широкий диапазон рабочих температур – от –60 °С до +40 °С.

Недостатки:

• инерционность при включении может достигать 10 мин;
• наличие ртути;
• взрывоопасность, т. к. при контакте натрия с воздухом возможно возгорание;
• сложность подключения и обслуживания ПРА, который характеризуется большими габаритами и потерями (до 60% от потребляемой мощности);
• плохие цветопередающие свойства (коэффициент порядка 25);
• повышенная пульсация светового потока с частотой сети 50 Гц;
• большое напряжение зажигания и еще большее – при перезапуске;
• постепенный рост потребляемой мощности в течение эксплуатации – до 40% относительно первоначального значения.

Сферы применения

• внешняя подсветка больших открытых пространств, улиц, загородных магистралей;
• освещение туннелей, спортивных сооружений, строительных, контейнерных площадок;
• освещение вокзалов и аэропортов, где пребывание людей кратковременно;
• подсветка архитектурных сооружений;
• освещение складских и производственных помещений, для которых нет необходимости обеспечения высоких показателей по цветопередаче;
• использование в автомобильных фарах для улучшения видимости в тумане и при снегопаде;
• НЛВД применяются в растениеводстве для , что значительно повышает темпы роста и урожайность.

Применение натриевых ламп в растениеводстве. Для , цветниках и оранжереях чаще всего применяются натриевые лампы. Спектральный состав света, создаваемого газовым разрядом в парах натрия, оптимально подходит для выращивания плодоносящих растений. Лучшим выбором является версия натриевой лампы высокого давления марки ДНаТ (дуговая натриевая лампа). Многочисленные исследования показали, что для продуктивного роста растений необходима освещенность с длинами волн 470–670 нм. В спектральном составе НЛВД имеются такие пики.

Лампы ДНаТ имеют очень высокую светоотдачу: при мощности ламп 400–600 Вт светоотдача достигает значений в 140 лм/Вт.

В продаже имеются лампы мощностью от 75 до 1 000 Вт. Для растениеводства достаточно ламп от 75 до 400 Вт. При большей мощности будет происходить перегрев листьев. Конструкция светильников для ламп ДНаТ должна обеспечивать защиту от загрязнения и попадания воды. Для предотвращения перегрева лампы необходимо предусмотреть возможность свободной циркуляция воздуха для отвода тепла. Следует отметить, что на эффективность системы освещения влияет правильно подобранный рефлектор (отражатель). Наилучшие показатели КПД по отражению у светильников, отражающая поверхность которых имеет форму параболы.

Выпуску дуговых ламп для целей растениеводства уделяют серьезное внимание компании-гиганты светотехнического рынка: Osram, Sylvania, Philips. Их изделия адаптированы для растениеводческих целей, они обеспечивают оптимальные спектральные характеристики и повышенный (по сравнению с обычными ДНаТ) на 7–10% световой поток.

Применение НЛВД особенно эффективно при выращивании таких светолюбивых растений, как томаты и перцы. Достаточно просто подключить лампу ДНаТ, чтобы убедиться в быстром увеличении объема лиственной массы, активном цветении и образовании большого количества плодов и цветов.

Расшифровка аббревиатуры ламп ДНаТ выглядит следующим образом: «Д» — дуговые, «Н» — натриевые, «Т» — трубчатые. Данные источники света пользуются большим спросом как в бытовом, так и в промышленном применении. Далее мы поговорим о том, где применяются натриевые лампочки, а также предоставим к Вашему вниманию наиболее важные технические характеристики ламп ДНаТ.

Область применения

Итак, как мы уже сказали, натриевые лампочки могут применяться не только в быту, но и в промышленных целях. Что касается домашних условий, лампы ДНаТ используются для выращивания растений в теплицах и иногда даже для . Все же первый вариант применения встречается более часто, что связано с техническими характеристиками изделий, о которых мы поговорим далее.

Помимо бытовых условий, натриевые лампы могут использоваться для освещения спортзалов, подземных переходов и даже улиц. Однако в то же время применение данных источников света для качественного освещения определенных зон является весьма спорным вопросом, т.к. лампочки имеют очень маленький индекс цветопередачи и при этом высокую пульсацию.

Обзор параметров натриевой лампочки на 250 Вт

Основные параметры

Итак, сейчас мы рассмотрим в таблицах основные технические характеристики наиболее популярных моделей лампочек ДНаТ, а именно: 70, 100, 150, 250, 400, 1000. Для начала, чтобы Вам было понятно, немного поговорим обо всех самых важных данных, после чего соберем некоторые из перечисленных в удобную таблицу.

• температура эксплуатации от -30 о С до +40 о С;
• срок службы (ресурс работы) от 6 до 25 тыс. часов;
• резьбовой E27 либо E40;
• коэффициент полезного действия (КПД) — 30%;
• мощность (энергопотребление) от 70 до 1000 Вт (указана цифрой после буквенной маркировки, к примеру, лампа ДНаТ 150);
• напряжение на лампе от 100 до 120 Вольт;
• световой поток от 3700 до 130000 Лм;
• световая отдача от 80 до 130 Лм/Вт;
• длина волн от 550-640 нм;
• цветовая температура 2000 К;
• цветопередача 20-30 Ra;
• пульсация светового потока до 70%;
• время включение от 6 до 10 мин;

Вот мы и предоставили общие сведения о технических характеристиках натриевых ламп ДНаТ. Теперь предлагаем Вам ознакомиться более подробно с описанием всех наиболее важных параметров существующих моделей:

В таблицах мы предоставили даже размеры цилиндрических трубок, чтобы Вы могли учитывать их при расчете освещения для растений. Что касается веса, он может быть различным и не всегда данный технический параметр указывается производителем. Чтобы Вы примерно ориентировались в значении, можно лишь сказать, что вес лампы ДНаТ 250 составляет 0,23 кг, а модели с мощностью 400 Вт – 0,4 кг.

Вот и все, что хотелось рассказать Вам о характеристиках натриевых лампочек. Надеемся, что предоставленные общие сведения с таблицами были для Вас полезными и пригодились в расчетных работах!

Натриевые лампы считаются наиболее популярным источником света для освещения большого пространства. Это связано с тем, что лампы имеет высокую эффективность, длительный срок службы и неприхотливость к окружающей среде. Их можно наблюдать на большинстве уличных светильниках, характерное отличие – это желтый свет. Также натриевые лампы высокого давления имеют высокое соотношение цена-качество.

Принцип работы натриевых ламп

Во внешнем баллоне натриевых ламп располагается горелка, имеющая вид трубки, которая сделана из алюминиевой керамики и наполнена разреженным газом. В газе, промеж двух электродов, происходить создание электрической дуги. К горелке подаётся ртуть и натрий, а чтобы ограничивать ток подключается балласт.

Чтобы зажглась не разогретая натриевая лампа – напряжения сети будет мало. Для этого в работе присутствует импульсно зажигающее устройство, иначе говоря «ИЗУ». При включении лампы с помощью ИЗУ начинают генерироваться импульсы напряжения, которые составляют порядка нескольких тысяч вольт и позволяют создать дугу. Главный излучающий поток генерируют натриевые ионы, так как их свечение имеет явную желтую окраску.

Разогревание горелки происходит до 1300 градусов, из внешнего баллона выкачан воздух. Температура лампы всегда будет выше 100 градусов, даже у самых слабых моделей. По включению вся энергия тратится на то, чтобы разогреть горелку, соответственно выдавая слабый свет. В течение 15 минут световой поток выходит на максимальный уровень светоотдачи.

Классификация натриевых ламп

Существует два типа натриевых ламп:

НЛВД имеют следующие разновидности:

1. ДНаТ – дуговые натриевые источники света, выдающие мощное световое излучение.
2. ДНаЗ – имеет зеркальный отражающий слой на внутренней поверхности колбы. Выступает как встроенный отражатель, который способен увеличивать эффективность свечения. Считаются недостаточно мощными, если сравнивать с ДНаТ.
3. ДРИ и ДРИЗ – имеют оптимальный спектр для растений, имеют длительный срок службы и высокий КПД. Главный минус в высокой стоимости и индивидуальных комплектующих.

Преимущества натриевых ламп

Натриевые источники света имеют следующие преимущества:

• Срок службы до 25 000 часов;
• Обладают светоотдачей до 130 лм\Вт, падение происходит на 20% лишь в конце службы;
• Выдают свет комфортный для глаз;
• Подходят для большинства целей;
• Подходят для растениеводства.

Также они имеют свои недостатки:

1. Подключение и установка лампы сложна для новичков;
2. Для подключения в сеть требуется дополнительное оборудование ИЗУ и ПРА;
3. Длительное время разогрева;
4. Сильно нагреваются;
5. Во время работы издают звук;
6. Достаточно взрывоопасны. Нельзя допускать попадания капель воды, жира и следов от пальцев, пыли.

Натриевые лампы в садоводстве

Использование их в садоводстве связано с тем, что их спектр наиболее близок к солнечному свету. За счёт своего выделения тепла, натриевые лампы для растений могут без проблем поддерживать температуру в небольших теплицах без отопления, даже в холодное время года. Наиболее используемыми для этих целей являются натриевые светильники днат, которые завоевали свою устойчивую позицию даже за границей. Уже давно дуговые натриевые лампы считаются наиболее выгодным освещением для теплиц. Из-за того, что в натриевых источниках света отсутствует ультрафиолетовое излучение, они как нельзя лучше подходят для периода цветения. На вегетативном периоде их чередуют с другими источниками света.

Установка

Лучше всего использовать натриевые лампы высокого давления в специальных закрытых светильниках. Это связано с тем, что внутрь светильника можно уместить все комплектующие лампы. Не имеет разницы, в каком положении будет находиться лампочка, однако наиболее эффективная светоотдача достигается при горизонтальном положении. Исключением будут только натриевые лампы ДНаЗ.

Безопасность

Когда светильник собран самостоятельно, то требуется проверять, правильно ли соблюдена схема для его подключения. Как правило, на балласте нарисована схема как подключить. ИЗУ должен быть подключенный к цоколю как можно ближе, а максимально допустимой длиной является 1.5 м. Длина провода, соединяющего балласт с лампой должна быть не более метра. При любой непонятной ситуации следует проконсультироваться с продавцом или электриком, в противном случае может возникнуть вероятность пожара.

Строго запрещено трогать лампу руками, так как вы можете получить ожог.

Периодически следует стирать с лампы пыль, когда она отключена, так как пыль не только ухудшает светоотдачу, но и может спровоцировать взрыв лампочки. Также нельзя вкручивать лампочку в патрон, когда вся конструкция подключена к сети.

При использовании нлвд в теплицах или комнатных оранжереях следует организовать активное охлаждение, так как даже самые слабые натриевые лампы высокого давления разогреваются до температуры свыше 100 градусов. Для охлаждения используется водяное или воздушное охлаждение.

Вывод

Это отличный источник света, который много лет лидировал и не имел альтернатив. С большей доступностью светодиодов начали происходить споры, на тему эффективности того или иного источника освещения. Однако невзирая на мизерное превосходство в эффективности светодиодов, они имеют цену в несколько раз дороже комплекта для натриевого освещения.

Видео про натриевые лампы

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 , 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.

Принцип действия

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.

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.

Виды осветительных приборов

Натриевые светильники делятся на две категории: 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 , 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.

Фото

На фото представлены натриевые лампы для теплиц:

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 .

Достоинства и недостатки натриевых ламп 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 . 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 , 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 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.

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