Indukcijske lampe: uređaj, vrste, područje primjene + pravila odabira

Danas potrošači sve češće biraju energetski učinkovite kućanske i industrijske rasvjetne uređaje. No, osim uštede, važnu ulogu ima i kvaliteta osvjetljenja. Dostojna alternativa tradicionalnim izvorima svjetlosti su indukcijske svjetiljke.

One emitiraju ugodno, meko svjetlo za oči koje ne mijenja objektivnu percepciju predmeta. Hajdemo zajedno razumjeti konstrukciju i principe rada indukcijskih svjetiljki.

Ustroj i princip rada

Primarni izvor svjetlosti u indukcijskoj žarulji je plazma, umjetno stvorena ionizacijom plinske smjese visokofrekventnim elektromagnetskim poljem.

Struja stvara izmjenično električno polje, uzrokujući pojavu plinskog izboja u staklenoj cijevi. Pobuđena živa generira ultraljubičasto zračenje, koje se zahvaljujući fosforu pretvara u vidljivu svjetlost.

Indukcijske svjetiljke pripadaju kategoriji plinskih izvora osvjetljenja, o kojima je više napisano u ovom materijalu.

Konstrukcija indukcijske svjetiljke uključuje tri osnovna funkcionalna elementa:

• plinsku cijev;
• indukcijsku zavojnicu s feritnim prstenom;
• elektronički balast.

Unutar cijevi nalaze se kapljice amalgama žive. Sama cijev ispunjena je plinom niske kemijske reaktivnosti – argonom/kriptonom, a njezina unutarnja površina prekrivena je anorganskim fosforom.

Indukcijska zavojnica i elektromagnet stvaraju visokofrekventno magnetsko polje, pod čijim utjecajem se slobodni elektroni ubrzavaju, sudaraju i pobuđuju atome žive.

Kao rezultat nastaje ultraljubičasto zračenje. Fosfor ga pretvara u vidljivo jako svjetlo.

Kao i kod običnih fluorescentnih žarulja, kombinacija različitih fosfora u premazu cijevi IS daje svjetlo različitih boja. Najčešće se susreću uređaji s kolorimetrijskom temperaturom 3500 K, 4100 K, 5000 K, 6500 K

Elektronički balast priključuje se na izvor istosmjernog napona 12 V/24 V ili na mrežu sinusnog napona 120 V/220 V/380 V.

Upravljački sustav pokretača pretvara izmjeničnu struju 50 Hz u istosmjernu, a zatim u struju visoke frekvencije od 190 kHz do 2,65 MHz.

Ta visokofrekventna struja stvara magnetsko polje. Osim toga, pokretač generira snažan startni impuls koji pali indukcijski izvor svjetlosti.

Kako bi se osigurao stabilan rad bezelektrodnog rasvjetnog uređaja, upravljački sustav također može mijenjati jačinu električne struje i njezinu frekvenciju kroz induktorsku zavojnicu.

Kako bi se smanjilo rasipanje visokofrekventnog elektromagnetskog polja, lampe su opremljene feritnim zaslonima i/ili posebnim jezgrama.

Glavna razlika indukcijskih štednih žarulja od drugih izvora svjetlosti je nepostojanje žarnih niti i kontaktnih termokatoda. U indukcijskim rasvjetnim tijelima elektromagneti su smješteni izvana, odnosno nema izravnog kontakta elektroda s ioniziranim plinskim okolišem.

To čini balon rasvjetnog uređaja homogenijim i približno jednako opterećenim po temperaturi.

Kod dugotrajnog rada takve rasvjete ne primjećuje se pucanje staklene žarulje, a s vremenom se materijal elektrode ne taloži na stijenkama.

Nepostojanje žarnih elektroda, potrebnih za paljenje običnih žarulja, omogućuje postizanje nevjerojatno dugog vijeka trajanja indukcijskih rasvjetnih tijela – do 120000 sati rada.

Neki proizvođači čak navode radni vijek do 150000 sati. Taj je pokazatelj 10 puta veći od trajnosti jednostavnih fluorescentnih žarulja, plinsko-izbojnih HID, živino-volframovih i natrijevih rasvjetnih tijela.

Osim toga, radni vijek indukcijskih izvora svjetlosti približno je 2-3 puta duži od vijeka trajanja LED dioda.

Vrste indukcijskih svjetiljki

Prvi put je lampu bez kontaktnih elektroda demonstrirao Nikola Tesla davne 1893. godine na Svjetskoj izložbi u Chicagu. Rasvjetni uređaj predstavljen javnosti napajao se magnetskim poljem Tesline zavojnice. A prvi pouzdani prototip indukcijskog izvora svjetlosti stvorio je John Melvin Anderson 1967. godine.

Klasifikacija bezelektrodnih žarulja

Godine 1994. tvrtka General Electric predstavila je kompaktnu štednu žarulju GENURA s ugrađenim visokofrekventnim generatorom u grlu.

Serijska proizvodnja indukcijskih fluorescentnih žarulja započela je 1990-ih godina.

Danas su lideri u proizvodnji bezelektrodnih energetski učinkovitih rasvjetnih uređaja korporacije PHILIPS Lighting, GE Lighting i OSRAM Licht AG. U tablici su navedeni parametri i cijena različitih modela lampi ovih proizvođača.

Ovisno o vrsti konstrukcije, indukcijski izvori svjetlosti mogu biti:

• s ugrađenim balastom – električni generator i lampa su spojeni u jednom bloku;
• s odvojenim elektroničkim pokretačem – vanjski generator i lampa su odvojeni uređaji.

Ovisno o načinu smještaja zavojnice, te se lampe također dijele na uređaje s vanjskim (niskofrekventne) i unutarnjim (visokofrekventne) induktorom.

U prvom slučaju, zavojnica s feromagnetskom jezgrom omotana je oko balona. Radna frekvencija žarulja s vanjskom indukcijom je u rasponu 190-250 kHz.

One imaju bolje uvjete za intenzivnu izmjenu topline s okolinom, jer zavojnica izvan zatvorene žarulje lako rasipa toplinu koju uređaj stvara. Vijek trajanja niskofrekventnih uređaja je do 120.000 sati.

U drugom slučaju, indukcijska zavojnica s namotanim jezgrom smještena je unutar staklene žarulje. Stvorena toplina nalazi se u šupljini rasvjetnog uređaja, stoga se žarulje s unutarnjom indukcijom više zagrijavaju.

Njihova radna frekvencija je u rasponu 2-3 MHz. Vijek trajanja takvih izvora svjetlosti ne prelazi 75.000 sati.

Po izgledu uređaji s unutarnjim induktorom podsjećaju na vakuumske žarulje. Modeli s vanjskim induktorom imaju oblik prstena ili pravokutnika.

I visokofrekventne i niskofrekventne žarulje imaju veliku sigurnosnu rezervu i odlikuju se dugim vijekom trajanja.

Inačice izvedbe i označavanje

Trenutno su tvrtke spesijalizirane za rasvjetu uspostavile serijsku proizvodju indukcijskih žarulja različitih oblika. Konstrukcijske značajke i inačice izvedbe vidljive su u njihovom označavanju.

Prva dva slovna znaka u šifri određuju vrstu uređaja (IL – indukcijska lampa), treći označava oblik. Nakon slovne oznake obično se navodi snaga.

ILK – indukcijske žarulje okruglog oblika. Imaju visoke vrijednosti svjetlosne učinkovitosti i širok raspon spektrofotometrijskih temperatura. Prikladne su za ugradnju u okrugle i ovalne svjetiljke.

Takvi izvori svjetlosti aktivno se koriste za osvjetljavanje skladišta, prostranih proizvodnih i popravnih radionica, trgovačkih centara, sportskih baza.

ILŠ – žarulje u obliku kugle. Izrađene su u tradicionalnom obliku uobičajenih vakuumskih rasvjetnih uređaja velike snage. Stvaraju meko svjetlo i pale se gotovo trenutno.

Prikladne su za zamjenu žarulja sa žarnom niti energetski učinkovitim izvorima svjetlosti bez potrebe za mijenjanjem same svjetiljke.

ILŠ se ugrađuju u reflektore za osvjetljavanje hotela i restorana, supermarketa, te u vanjske i industrijske svjetiljke.

ILU – žarulje U-oblika. To su uređaji s odvojenim generatorom. Emitiraju jarko bijelo svjetlo i ne treperu tijekom rada.

Koriste se za osvjetljavanje stadiona, tunela, metroa i autocesta, reklamnih panoa, natpisa i drugih objekata.

ILB, ILBK – žarulje s prstenastim oblikom žarulje. U njima su generator, zavojnica i cijev spojeni u jedinstveni blok. Generiraju meko svjetlo koje ne zasljepljuje, brzo se i lako pale pri temperaturama do -35 °C.

Slične konstrukcije koriste se za osvjetljavanje hotela i trgovačkih površina, parkova i perivoja, te privatnih okućnica.

Posebno valja istaknuti indukcijske fitolampe za biljke. One se razlikuju po obliku staklene žarulje i boji zračenja.

Različiti modeli indukcijskih fitolampa prikladni su za osvjetljavanje zelenih nasada u određenom razdoblju rasta i razvoja. Serije takvih proizvoda označavaju se kao TIL. Sljedeća dva slova upućuju na konkretan model lampe.

Indukcijske fitolampe GP i VG namijenjene su za osvjetljavanje biljaka u fazi vegetativnog rasta. U njima prevladava plavi spektar zračenja.

Uređaji FL koriste se u početnoj fazi stvaranja plodova, kao i za ubrzanje formiranja cvjetova. Oni emitiraju crveno svjetlo.

Žaruljice modela KL univerzalne su. Takvi izvori svjetla omogućuju upravljanje rastom nasada. Oni generiraju zasićeno crveno svjetlo, potrebno za potpuni razvoj plodova biljaka i obilno cvjetanje.

Primjeri označavanja:

• ILK-40 – okrugla indukcijska žaruljica snage 40 W;
• TILPVG-120 – pravokutna indukcijska fitolampa snage 120 W, model VG za početnu fazu vegetativnog rasta biljaka.

Zračenje indukcijske žaruljice 97% odgovara sunčevu spektru, stoga je izvrsno za umjetno osvjetljenje stakleničkih kompleksa.

Prednosti korištenja IS

Bezelektrodne lampe generiraju meko svjetlo, ugodno za percepciju očima. Nijanse boja pritom se ne izobličuju.

Svjetlina takvih lampi može se mijenjati u rasponu 30-100% pomoću jednostavnog dimmera za uređaje sa žarnom niti.

Sadržaj krute žive u modernim indukcijskim svjetiljkama višestruko je manji nego u običnim fluorescentnim plinom napunjenim lampama.

Čak i nakon 75.000 sati rada indukcijski uređaji zadržavaju razinu svjetlosne snage na 80-85% od početne.

Obične fluorescentne lampe (LL) dnevnog svjetla pred kraj vijeka trajanja gube do 55% svjetline. Na njihovim žaruljama s vremenom se stvaraju tamni neprozirni krugovi.

Prednosti korištenja indukcijskih bezelektrodnih lampi:

• Učinkovitost 90%;
• radni vijek do 150.000 sati;
• svjetlosna učinkovitost veća od 90-160 lm/W;
• optimalni uvjeti za vizualnu percepciju predmeta;
• raspon radnih temperatura od -35 °C do +50 °C;
• indeks reprodukcije boja Ra>80;
• visoki pokazatelji energetske učinkovitosti;
• minimalno zagrijavanje žarulje;
• neograničeni broj ciklusa uključivanja/isključivanja;
• odsutnost pulsiranja;
• mogućnost regulacije intenziteta svjetla;
• jamstveni rok korištenja iznosi 5 godina.

Proizvođači tvrde da indukcijski izvori svjetla imaju bolje tehničke karakteristike od LED dioda i da su višestruko jeftiniji. Potrošnja energije kod ovih vrsta žaruljica otprilike je ista.

Primjena bezelektrodnih svjetiljki

Modernizirane rasvjetne naprave, koje ne sadrže termokatode i žarne niti, koriste se kako za unutarnju tako i za vanjsku rasvjetu.

Područje korištenja IS

Bezelektrodne svjetiljke imaju ugrađenu zaštitu od kratkog spoja i naponskih udara.

Indukcijske svjetiljke odlikuju se otpornošću na vibracijska opterećenja i slučajne udarce, stabilno rade čak i pri sniženoj temperaturi zraka.

Zahvaljujući visokim pokazateljima svjetlosne učinkovitosti uz malu potrošnju električne energije, koriste se u različitim područjima:

• za organizaciju kvalitetne rasvjete ulica;
• u trgovačko-zabavnim i hotelskim kompleksima;
• u uredskim centrima i kućanskim prostorijama;
• za rasvjetu prostranih radionica i skladišta u industrijskim objektima;
• za rasvjetu stakleničkih gospodarstava i oranžerija;
• za rasvjetu autocesta i tunela;
• za organizaciju eksplozijski zaštićene rasvjete na benzinskim postajama.

Zahvaljujući stabilnosti parametara, živine bezelektrodne svjetiljke koriste se kao precizno točkasti izvori UV-zračenja u spektrometriji.

Osim toga, princip indukcijskog pobuđivanja plina primjenjuje se u procesu prijenosa energije s vanjskih izvora u radni medij lasera.

Međutim, zbog prisutnosti visokofrekventnog elektromagnetskog zračenja, indukcijske svjetiljke se ne postavljaju na željezničkim stanicama i u zračnim lukama.

Također, ove žarulje mogu uzrokovati smetnje pri istodobnom radu s visokoosjetljivom laboratorijskom i medicinskom opremom. Stoga se ne preporučuje njihova uporaba u prostorijama s takvom specijaliziranom opremom.

Vanjska i cestovna rasvjeta

Najučinkovitiju cestovnu rasvjetu mogu osigurati vanjske svjetiljke s indukcijskim energetski učinkovitim žaruljama. Ova vrsta rasvjete jamči udobnu vidljivost i za vozače i za pješake.

Cestovne svjetiljke imaju čvrsto konzolno pričvršćenje i montiraju se na stupove te standardne nosače. Koriste se za rasvjetu parkovnih zona i perivoja, ulica i trgova, autocesta i parkirališta, obala, dvorišta.

Trenutačno pokretanje indukcijskih svjetiljki minimizira gubitke električne energije i omogućuje maksimalno učinkovito korištenje sustava rasvjete. To omogućuje organizaciju rasvjete uz korištenje senzora pokreta.

Na primjer – trenutačno uključivanje rasvjete na prometnicama na mjestima gdje se odvija promet automobila i pješaka.

Osim toga, osjetljivi senzor pokreta može se kombinirati s programibilnim sumračnim prekidačem.

Uređaj se podešava prema specifičnim vrijednostima osvijetljenosti. Pri nedovoljnoj razini svjetla senzor će dati naredbu za uključivanje žarulja.

Mogućnost zatamnjivanja omogućuje uspješnu primjenu inteligentnih sustava za učinkovito upravljanje vanjskom rasvjetom.

Kontrolom svjetline indukcijskih svjetiljki pomoću regulatora snage i astronomskog mjerača vremena može se postići stvarna ušteda električne energije, kao i značajno smanjiti troškove održavanja.

Uvođenje inteligentnih sustava omogućuje kontrolu stanja rasvjete, mjerenje i analizu podataka o potrošnji energije svjetiljki.

Sigurni industrijski izvori svjetlosti

Korištenje uređaja na bazi indukcijske tehnologije ekonom ski je isplativo rješenje za modernizaciju sustava rasvjete industrijskih poduzeća.

Indukcijske svjetiljke odlikuju se visokom kvalitetom izrade i ne zahtijevaju redovito održavanje. One značajno smanjuju potrošnju električne energije i pomažu povećati profitabilnost proizvodnje.

Industrijski rasvjetni uređaji imaju stupanj zaštite IP54, što omogućuje rad čak i u uvjetima prljavštine i povećane vlage. Mogu se instalirati u negrijanim i slabo ventiliranim prostorijama.

Kaljeno staklo u kombinaciji sa silikonskom izolacijom pouzdano štiti kućište od prodora stranih primjesa i vode.

Postoje također industrijske eksplozijski zaštićene verzije indukcijskih svjetiljki. One ne samo da osiguravaju kvalitetnu rasvjetu, već i sprječavaju nastanak požarno opasnih situacija. Takvi uređaji povećavaju razinu sigurnosti u proizvodnji.

Na kućište indukcijskih eksplozijski zaštićenih svjetiljki nanosi se antistatički polimerni premaz.

Zahvaljujući ovom sastavu, rasvjetni uređaji karakteriziraju otpornost na udarce i otpornost na djelovanje minus temperatura.

Posebni iskrozaštitni premaz ne uništava se čak ni u alkalnoj i kiseloj sredini te može zadržati svoja svojstva tijekom 30 godina.

Osvjetljenje u staklenicima i oranžerijama

Spektar indukcijske svjetiljke 75% odgovara fotosintetski aktivnom zračenju potrebnom za aktivan rast i dugotrajno cvjetanje biljaka.

Upravo zato se žarulje bezelektrodnog tipa koriste kao dodatni izvori u oranžerijama i staklenicima, za osvjetljenje standardnih i kompaktnih grow-boxova, izravnog, bočnog i međurednog dosvjetljavanja biljaka.

Radna temperatura indukcijskih rasvjetnih uređaja ne prelazi 60 stupnjeva Celzija, što omogućuje njihovo postavljanje u blizini zelenih nasada.

Korištenje takvih žarulja u grow-boxovima omogućuje značajno smanjiti troškove hlađenja rezervoara.

Primjena indukcijskih svjetiljki također omogućuje prethodno projektiranje i zasebno postavljanje rasvjete za svaku zonu staklenika.

Kako bi se korigirala i usmjerila maksimum svjetlosti u potrebni sektor, koriste se optičke površine – ekrani. Oni fokusiraju zračenje na određenom području.

A pomoću posebnih reflektora ravnomjerno raspoređuju umjetno svjetlo po cijeloj visini zelenih nasada.

Pravila odabira IS

Pri odabiru indukcijskih rasvjetnih uređaja, važno je uzeti u obzir njihove konstrukcijske značajke, radne karakteristike, kao i stupanj sigurnosti.

Samo uz pridržavanje takvog pristupa, IL se može smatrati svrhovitom kupnjom.

Danas u specijaliziranim trgovinama nije teško pronaći indukcijske bezelektrodne lampe snage od 15 W do 500 W. No postoje i snažnije, namijenjene različitim proizvodnim potrebama.

Lampe s ovalnim žaruljama proizvode se za svjetiljke sa standardnim grlima E14, E27 i E40.

Također postoje posebne pravokutne i prstenaste vrste indukcijskih rasvjetnih uređaja, koji mogu raditi i u mreži izmjenične struje i istosmjerne.

Valja napomenuti da će indukcijske žarulje u obliku kugle po veličini biti veće od uobičajenih uređaja sa žarnom niti, jer je generator visokofrekventne struje skriven u grlu. To je važno uzeti u obzir pri kupnji.

Sve indukcijske svjetiljke i bezelektrodne lampe prolaze obveznu certifikaciju.

Stoga se s pouzdanjem može govoriti o njihovoj sigurnosti. Amalgam se nalazi u zatvorenoj žarulji i uz pridržavanje osnovnih pravila rada, njegovo ispuštanje je isključeno.

Međutim, treba razumjeti da, poput standardnih fluorescentnih lampi, indukcijske zahtijevaju odgovarajuće zbrinjavanje zbog prisutnosti živinih spojeva i elektroničkih komponenti.

Kruti amalgam – legura žive s drugim metalima – može se ponovno upotrijebiti. Staklo iz lampe također se predaje na reciklažu, ali odvojeno od fosfora.

Svjetiljke s indukcijskom tehnologijom ne spadaju u ekološki sigurne vrste rasvjete i po tom kriteriju znatno zaostaju za LED diodama.

Potrebno je dodati da žarulja indukcijskog tipa ne postiže svoj stabilni svjetlosni tok odmah. Na početku daje oko 80% ukupnog zračenja.

Da bi taj pokazatelj dosegao maksimum, bezelektrodnoj lampi treba 2-3 minute. Za to vrijeme dovoljno se zagrije amalgam i ispari potrebna količina žive.

Zaključci i koristan video na temu

Indukcijske svjetiljke – nova generacija plinskih žarulja. Princip funkcioniranja takve vrste rasvjete:

Što lampe čini indukcijskima, značajke svjetiljki ove vrste i područje primjene:

Prednosti korištenja suvremenih indukcijskih izvora svjetlosti u industrijskim poduzećima:

Pravilna instalacija lampi indukcijskog tipa uz poštivanje svih standarda i normi omogućuje učinkovito korištenje energetski učinkovite tehnologije. Danas su takvi izvori svjetlosti – razumna alternativa tradicionalnim pristupima organizaciji rasvjete.

Imate iskustva s korištenjem indukcijskih lampi? Ili ste nakon proučavanja materijala imali pitanja? Možete ih postaviti u bloku za komentare ispod članka. Također možete podijeliti iskustvo ili dati vrijedan savjet posjetiteljima naše web stranice.