Какими бывают натриевые лампы и где они применяются?

Устройство натриевых ламп

Внешне эти лампы имеют сходство с ДРЛ. Внешний корпус — баллон цилиндрической формы из стекла, но бывает и в форме эллипса. В нем расположена «горелка» — трубка, внутри которой происходит дуговой разряд. Электроды расположены с ее торцов. Они соединены с цоколем. Натрий не применяется при изготовлении «горелки», так как его пары довольно сильно воздействуют на стеклянный корпус. Кроме того, внешняя колба играет еще и роль «термоса» — изолирует горелку от внешней окружающей среды.

На рисунке упоминается геттер. Он редко упоминается в справочной документации. Геттер – это газопоглотитель, адсорбер. Он способен улавливать и удерживать газ за исключением инертных. Он находит свое применение не только в газоразрядных лампах, но и в радиоэлектронике – электровакуумных приборах. Его основная функция– увеличение срока службы. Отсутствие посторонних веществ снижает «отравление» электродов.

Сама горелка изготовлена из поликора – поликристаллической окиси алюминия. Ее получают путем спекания. Причем только альфа-форма кристаллической решетки приемлема для изготовления корпуса разрядной трубки. Она характеризуется максимальной плотностью «упаковки атомов». Это разработка фирмы General Electric. Разработчик назвал этот материал «лукалос». Он устойчив к парам натрия и пропускает около 90 процентов видимого излучения. К примеру, днат 400 имеет трубку длиной 8 сантиметров, диаметром 7.5 миллиметров. С увеличение мощности увеличивается размер «горелки». Электроды изготовлены из молибдена. Кроме натрия в парообразной форме, закачан инертный газ – аргон. Он требуется для облегчения образования разряда. Для улучшения светоотдачи вводят ртуть и ксенон. При работе лампы температура в горелке достигает 1200-1300 кельвинов. Около 13000 по шкале Цельсия. Для предотвращения повреждении из колбы выкачивается воздух. Вакуум достаточно сложно поддерживать, так как при температурном расширении могут появляться микроскопические щели и отверстия. Через них может заходить воздух. Для устранения этого используются специальные прокладки. Колба разогревается не так сильно, как горелка. Обычная температура – 1000 С. В свечении выражены оранжевый, желтый, золотистый цвета.

Ранее лампы имели только круглый резьбовой цоколь, как у бытовых ламп накаливания. Однако, недавно появился новый тип цоколя – Double Ended.

Вне зависимости от конструкции спектра будет примерно одинаков.

В основном, этот тип ламп используется агропредприятиями. Они, как правило, тоньше в два раза, чем стандартное исполнение натриевой лампы. Колба изготовлена из кварца. Внутри колбы находится азот. Горелка имеет два электрода для подачи импульса и последующего питающего напряжения для поддержания разряда. Выводы расположены с торцов лампы, это более совершенное решение, позволяющее избежать термической деформации колбы.

Разработаны ДНаТ-лампы и с двумя горелками.

Разновидность, представленная на фото, как правило, используется для тепличного размещения (в целях досветки). Вторая горелка – это металлогалогеновая лампа. По сути, эта модель представляет собой гибрид ДНаТ и МГЛ в едином корпусе.

Но существуют и модели, в которых находится пара идентичных горелок. Они находятся в общем баллоне и соединены параллельно. Делается это для поочерёдного использования каждой из газоразрядных трубок. Во время работы только одна излучает свет. Зажигается именно та, где будут более подходящие условия. Такое решение позволяет снизить общие эксплуатационные расходы. В остальном варианты с одной или двумя трубками не имеют никаких принципиальных различий, параметры мощности и светового потока будут одни и те же. Принципиальные схемы не изменяются.

Опасность для человека и атмосферы

Так как натриевые источники света в силу низкой цветопередачи не используются в помещениях, где люди проводят много времени, слишком большого негативного воздействия на человеческое здоровье они не оказывают.

Однако, полностью безопасными и экологичными назвать их нельзя из-за входящей в состав токсичной ртути.

Уничтожением старых нерабочих натриевых модулей и прочих опасных светоэлементов занимаются специальные организации. Они принимают модули у населения и предприятий, а потом утилизируют одним из способов, предусмотренных законом

Выбрасывать отработавшие срок изделия в мусорные контейнеры строго запрещено. При нарушении целостности колбы, ртуть выходит в окружающее пространство, создавая вокруг токсичные испарения, в 20 раз превышающие допустимо безопасные нормы.

Правила по утилизации натриевых лам такие же, как и для люминесцентных светильников, подробнее – в этой статье.

Как правильно выбрать источник света

Низкое качество цветопередачи и сильное мерцание делают натриевые модули непригодными для бытового использования и постоянного освещения жилых помещений.

Но это не повод отказываться от применения таких экономичных и эффективных источников света в других областях.

Лампы типа ДНаЗ, снабженные зеркальным отражателем, равномерно рассеивают светопоток над растениями, способствуют ускорению роста и стимулируют быстрое плодоношение. При таком подходе урожайность в теплицах повышается в несколько раз

Нужно просто четко определить задачи, которые требуется решить и конкретно под них подобрать наиболее удачный источник света.

Если необходимо создать систему освещения в теплице или оранжерее, где выращиваются различные овощные культуры, зелень, ягоды, декоративные растения и цветы, стоит отдать предпочтение изделиям высокого давления с маркировкой ДНаЗ.

Они имеют 95-процентный отражающий коэффициент и сохраняют эти параметры на должном уровне в течение всего эксплуатационного периода.

Световой поток ламп направляется не только вниз, как, например, у ДНаТ-модулей, а распределяется продольно.

Это дает возможность встраивать натриевые изделия непосредственно в центр стеллажа, подоконника или стола, откуда они смогут разбрасывать свет и вдоль ряда, и в обе стороны вокруг.

Приобретать агрегаты натриевого типа рекомендуется в специализированных магазинах. Не стоит гнаться за дешевизной. Лучше один раз купить высококачественный брендовый модуль и на долгое время забыть о замене лампочек

Простые ДНЛ отлично показывают себя в теплицах с минимальным доступом солнечного света. Они обеспечивают жизненно необходимое для растений синее и красное спектральное свечение, ускоряющие рост, развитие, плодоношение и цветение.

Когда требуется качественно осветить проезжие магистрали и повысить их безопасность во время сложных погодных условий типа густого тумана или снегопада, стоит обратить внимание на классические ДНаТ низкого давления. Они экономично потребляют ресурс, имеют продолжительный срок службы до 32 000 ч и дают насыщенный и яркий поток света до 200 лм/Вт. Они экономично потребляют ресурс, имеют продолжительный срок службы до 32 000 ч и дают насыщенный и яркий поток света до 200 лм/Вт

Они экономично потребляют ресурс, имеют продолжительный срок службы до 32 000 ч и дают насыщенный и яркий поток света до 200 лм/Вт.

Информация о нюансах выбора, лучших производителях ламп для использования в жилых помещениях приведена в статьях:

1. Какие лампочки лучше для дома: какие бывают + правила выбора лучшей лампочки
2. Выбираем энергосберегающие лампы: сравнительный обзор 3-х видов энергоэффективных лампочек
3. Лампочки для натяжных потолков: правила выбора и подключения + схемы расположения ламп на потолке
4. Какие светодиодные лампы лучше выбрать: виды, характеристики, выбор + лучшие модели

Утилизация

Натрий по своей природе является летучим веществом и, контактируя с воздухом, он может резко воспламениться. По этой причине натриевые источники освещения недопустимо выбрасывать как обычный мусор. Как и любая энергосберегающая лампа, которая содержит ртуть, их тоже нужно утилизировать в специальные емкости

Если самостоятельно выбросить натриевые лампы ДНаТ с соблюдением мер предосторожности не удается, следует вызвать специальную службу

Газоразрядная дуговая натриевая лампа ДНаТ используется для освещения больших площадей, улиц городов, теплиц.

Не стоит путать натриевые лампы низкого и высокого давления. У них разная конструкция и принцип действия.

В спектре свечения у обоих преобладает оранжевый свет. У изделий низкого давления, излучение практически монохромное, они светят ярким золотистым светом.

Если их применять для освещения в комнатах, то цвета будут практически не различимы.

В лампах высокого давления спектр более разнообразный.

В тех моделях, которые используются в теплицах для выращивания растений, в световой спектр специально добавлено немного синего света.

В комплект для подключения лампы высокого давления входит несколько компонентов, без которых вы ее попросту не запустите. То есть, элементарно подав на нее 220 вольт, она у вас не загорится.

Для этого нужно специальное устройство – дроссель или балласт, который в свою очередь подключается по определенной схеме.

Схема эта зачастую изображена непосредственно на корпусе.

Вот ее более развернутый рисунок.

На ней нарисованы:

сам дроссель (баласт), на который подается фаза

далее эта фаза поступает на импульсно зажигающее устройство – ИЗУ

Через него можно подключать экземпляры разной мощности, от 70 до 400Вт.

ИЗУ создает стартовый импульс для пробоя содержимого горелки в колбе и образования дуги. Напряжение при этом достигает нескольких тысяч вольт!

А сама горелка в процессе работы разогревается до 1300 градусов.

Только после ИЗУ, подключается сама газоразрядная лампа.

Эта же схема подключения может быть изображена на стенках зажигающего устройства.

Кроме того, в комплекте для подключения рекомендуется применять конденсатор. Хотя он присутствует далеко не во всех схемах.

Для чего он необходим? Как известно, цепи с использованием дросселей питания, потребляют как активную, так и реактивную мощность. От второй, никакого полезного эффекта вы не получите.

Лампа от этого ярче светить не станет, а вот потери увеличатся. Именно для того, чтобы убрать эту реактивную составляющую и используют фазокомпенсирующий конденсатор.

Наглядное сравнение тока потребления светильника ДНаТ с конденсатором и без него:

Как видите, более чем двойная разница. В первом случае показан компенсированный ток (активный), а во втором случае полный (без конденсатора в цепи).

Некоторые думают, что тем самым они еще и уменьшают потребление эл.энергии, однако это не совсем так.

Счетчик у вас не рассчитан на подсчет реактивной или полной энергии, и фактическая экономия по затратам может составить максимум 3-4%.

Зато вы уберете лишние потери на нагрев проводов и железа.

Вот собранный своими руками компактный щиток, согласно схемы подключения.

Можно конечно все это собрать и в габаритном корпусе светильника, если позволяют размеры.

Очень важно, перед тем как самому собирать такую схему и использовать какие-либо компоненты, обычным мультиметром в режиме замера максимального сопротивления, проверить изоляцию дросселя и конденсатора. Нет ли пробоя на корпус. Нет ли пробоя на корпус

Нет ли пробоя на корпус.

Для подачи и отключения питания 220В используйте двухполюсный вводной автомат.

Для одного светильника мощность до 400Вт вполне сгодится автомат номиналом 5-6А. Кроме коммутационных операций вкл-выкл, он еще будет играть роль защитного аппарата.

Монтируется автоматический выключатель в самом начале схемы. Не забудьте также заземлить корпус всего щитка.

С автомата выходят два нулевых провода. Один из них согласно схемы, пускаете напрямую к лампе, а второй подключаете к соответствующему зажиму, подписанному «N» на пусковом устройстве.

Иначе можно случайно сжечь изделие, если при работе нулевой провод после балластного дросселя, случайно коротнет.

А провод с выходящего контакта подключаете на клемму “В” (Balast) пускорегулирующего изделия.

После чего, средний вывод Lp (Lampa) пускаете на патрон лампочки.

Заметьте, есть ИЗУ двухконтактные и трехконтактные. Первые подключаются параллельно самой лампе.

Лампы ДНаТ

Среди источников света есть лампы ДНаТ – Дуговая Натриевая Трубчатая лампа. Сейчас осветительные приборы на этом типе ламп постепенно приобретают статус «пенсионеров». Но отправляться им на покой пока еще рано. Этот тип источника света прост, и надежен. Тот факт, что он до сих пор не снят с производства также говорит о его востребованности. Конечно, есть и недостатки, но без них никуда.

Натриевые лампы низкого давления были сконструированы в тридцатые годы. С 1960 года они практически полностью сняты с производства металлогалогеновыми. Развитие этих газоразрядных источников света протекало практически одинаково и в СССР, и в Европе.

Основное назначение – освещение улиц, освещение агрокультур (научно – досветка). Но они также применяются и для освещения спортивных залов, иногда ими освещают подземные переходы.

Они получили мировое признание и были осветителем номер один для улиц и автомобильных трасс и дорог. Сейчас у них появился очень сильный конкурент в лице светодиодов. До сих пор, бывалые проектировщики до сих пор применяют именно эту технологию. Этому есть логичное объяснение:

• ДНаТ дешевле. Диодное освещение реально дороже.
• Светодиоды, конечно, более энергоэффективны, но не сильно выигрывают у газоразрядных ламп.
• Качество светодиодных светильников неизвестных фирм сомнительно.
• Лампа натриевая имеет больший срок полезной эксплуатации. Многие производители (можно насчитать не один десяток) для повышения яркости дают светодиодам предельный ток, тем самым сокращая срок полезной эксплуатации.
• Разработаны лампы мощностью до 4 кВт при светоотдаче до 160 лм/Вт.

Частно ДНаТ можно встретить на производственных предприятиях. Но, чаще применяется освещение комбинированного типа в связке с металлогалогенными лампами (МГЛ). Это добавляет свету «теплоты». Если посмотреть терминологию, то более верно их называть НЛВД – натриевая лампа высокого давления, либо High-Pressure Sodium Lamp. В постсоветском пространстве устоялась аббревиатура ДНаТ. Во времена СССР ДНаТ выпускались многими заводами.

Достоинства и недостатки

Если вы не можете определиться: ДНаТ или led лампы приобрести, то нужно рассмотреть плюсы и минусы натриевых устройств. Тогда вы сможете взвесить все за и против, чтобы сделать правильный выбор.

К положительным свойствам натриевых источников света относят их высокую светоотдачу, длительный срок службы, малое потребление энергии. Кроме того, они имеют высокий коэффициент полезного действия и устойчивы к перепадам температуры.

Однако ДНаТ требуют времени для запуска (5 – 10 минут), они имеют слабую цветопередачу, искажают цвета, чего не скажешь про светодиод. К минусам осветительного элемента можно отнести частое мерцание лампы, которое приводит к переутомлению глаз.

Подробнее о достоинствах и недостатках ламп ДНаТ будет рассказано далее.

Плюсы

Специалисты выделяют следующие положительные характеристики ламп ДНаТ:

1. Натриевые источники света излучают мощный световой поток (до 160Лм/Вт для ламп с высоким давлением, примерно 200 Лм/Вт для модулей с низким давлением). Эти показатели выше, чем у других видов натриевых устройств и лед-ламп.
2. Длительный ресурс эксплуатации – от 10000 до 30000 часов. При этом качество освещения не снижается.
3. ДНаТ потребляют минимальное количество электроэнергии, чему не могут не радоваться потребители. По этому показателю ДНаТ опережают ДРЛ.
4. Источники света корректно работают при температуре от -60 до +40. Светильник запускается даже при низкой температуре.
5. КПД лампы ДНаТ достигает 30%.

В зависимости от уровня внутреннего давления насыщенных паров натрия выделяют ДНаТ с высоким и низким давлением. Первые демонстрируют более высокие показатели, а вторые – низкие.

Натриевая лампа низкого давления (НЛНД) обладает всеми вышеописанными преимуществами. Ее применяют только для фонового освещения улиц, так как она выделяет едкий оранжевый цвет.

Натриевая лампа высокого давления (НЛВД) имеют более качественную цветопередачу, что позволяет устанавливать ее в спортивных залах, производственных помещениях. Кроме того, осветительный элемент обладает высокой светоотдачей при минимальном напряжении и длительным сроком эксплуатации. Запускаются натриевые лампы высокого давления быстрее, чем НЛНД.

Минусы

Кроме положительных характеристик лампы ДНаТ обладают негативными свойствами:

1. Низкая цветопередача, особенно у модулей низкого давления. Они искажают цвета, что не позволяет их использовать в жилых помещениях.
2. Температурное ограничение. Несмотря на заявленные производителем характеристики, рабочая температура ДНаТ находится в пределах от -20 до +30°. При нарушении этого условия прибор быстрее выйдет из строя и уменьшится светоотдача.
3. Чувствительность к перепадам электричества. Такие лампочки рекомендуется применять в сетях со стабильным напряжением. Хотя исправить этот недостаток может качественный дроссель.
4. Длительное время включения. После запуска лампочка горит слабо, максимальная светоотдача наблюдается через 5 – 10 минут.
5. Сильные пульсации тока (до 50Гц). По этой причине устройство не рекомендуется использовать для освещения домов и производственных помещений. Частое мерцание утомляет глаза.

Лампы ДНаТ содержат токсичную ртуть, поэтому утилизировать их нужно особым способом. Вышедший из строя прибор нужно отнести в специальные организации, которые занимаются опасными отходами.

Где используется

Мощность — главная техническая световая характеристика днат. Благодаря ей можно освещать подобными светоисточниками теплицы, цветники и растительные питомники. Чтобы выращивать растения необходимо использовать днат на 150 или 250 ватт. Но такие источники не должны быть помещены ближе, чем на 50 сантиметров. Лампы, имеющие большую мощность, не должны быть использованы в теплицах и цветниках, поскольку они могут уничтожить цветки.

Вам это будет интересно Как сделать нужный коэффициент светового потока

Обратите внимание! Что касается того, чтобы освещать улицы, подземные переходы, закрытые спортивные комплексы, то для выполнения данных задач применяется источник на 150 или 70 ватт. Использование в саду и теплицах

Использование в саду и теплицах

Лампы ДНАТ: характеристики лампы для цветов

Основные технические характеристики

t эксплуатации	От -30ºС до +40ºС
Тип цоколя	Резьбовой Е27 или Е40
КПД	30%
Цветовая t	2000 К
Cветовая отдача	От 80 до 130 лм/Вт
Световой поток	От 3700 до 130000 лм
U на лампе	От 100 до 120 Вт
Длина волн	От 550-640 нм
Пульсация светового потока	До 70%
Цветопередача	20-30 Ra
Мощность	От 70 до 1000 Вт
Время включения	От 6 до 10 мин
Срок службы	От 6 до 25 тыс. часов

Устройство лампы ДНАТ

Для разжигания и горения дуги применяют дополнительное оборудование. Лампы ДНаТ подключать напрямую к домашней электрической сети нельзя, поскольку напряжения сети для зажигания холодной лампы недостаточно.

Лампа натриевая для растений Sodium 100 Вт 2500К Е40 Delux, рассчитана на 1000 часов

Ток дуги лучше ограничить, лампу ДНаТ применять совместно с ПРА (пускорегулирующими аппаратами), чтобы стабилизировать мощность потребления электроэнергии и продлить срок службы:

• ЭПРА (электронные) увеличивают частоту тока, что способствует устранению эффекта мерцания 50 Гц;
• ЭмПРА (электромагнитные).

Лампы ДНаТ при работе светится ярким оранжевым светом, потому что в ней есть пары натрия. Она может нагреваться до 300º, поэтому патрон применяют только керамический. Лампы ДНаТ устанавливают в светильниках разного назначения, а питается от переменного напряжения 220 В.

В схеме ПРА для ДНаТ необходим фазокомпенсирующий конденсатор. Его использование снижает нагрузку на домашнюю электропроводку и на цепь осветительного устройства.

Как подключить?	с помощью пускорегулирующих аппаратов – ЭПРА или ЭмПРА; в некоторых случаях применяют импульсное зажигающее устройство или ИЗУ.
Вес	не всегда указывается производителем; вес лампы ДНаТ 250 — 0,23 кг, а модели с мощностью 400 Вт – 0,4 кг.
Как проверить?	Через дроссель, конденсатор и зажигалку
Какую нагрузку потребляет?	По мере расходования ресурса жизни потребляемая мощность НЛ постепенно растет и повышается на 40% относительно первоначальной
Световой поток	ДНаТ (70, 150, 250 или 400 Вт) характеризуются специфическим цветом излучения с оранжево-желтым или золотисто-белым оттенком
Срок службы	От 12000 час до 20000
Где используют?	внутреннее освещение больших площадей, теплиц, спортивных залов, наружного освещения дорог, жилых секторов, улиц; в цветниках, теплицах, питомниках для растений.
Вред	Могут пагубно отразиться на здоровье при длительном контакте, лампа содержит ртуть
Температуры нагревания	сильное нагревание при работе; цветовая температура ССТ-2500К; производит около 96-150 лм/Вт; золотой стандарт при выращивании растений.
Насколько лед лампы экономичнее ДНаТ?	LED экономнее ДНаТ, но использовать LED как единственный источник света нельзя, поскольку растению необходим весь спектр, а LED предоставляет только синий и красный; лучше использовать LED и ДНаТ в комплексе; полный спектр необходим на стадии рассады и веги; на стадии цвета достаточно будет и одного леда.
Чем можно заменить натриевую лампу?	На светодиодные, исходя от целей, экономии и необходимости

Аналог для натриевых ламп

ДНаТ	Люмены	Светодиодный аналог
ДНаТ 70	4,600	50 Вт
ДНаТ 100	7,300	75 Вт
ДНаТ 150	11,000	110 Вт
ДНаТ 250	19,000	190 Вт
ДНаТ 400	35,000	350 Вт

Какие лампы подходят лучше для выращивания растений?

Натриевые лампы для растений довольно дорогие, они сильно нагреваются, а при попадании воды на стекло могут взрываться. Помимо натриевых ламп еще используют:

• энергосберегающие лампы (экономки);
• индукционные фитолампы;
• светодиодные лампы для растений (фитолампы LED).

Редакторы ЭтотДом рекомендуют обратить внимание на такие фитолампы:

1. в бюджетном сегменте OSRAM L 36 W /765 Daylight (люминесцентная лампа Т8 + 40 Вт лампа накаливания);
2. светодиодная фитолампа для растений LED Grow Light от производителя, которому вы доверяете. Такая фитолампа будет стоить дороже, но точно не подведет.

Натриевые лампы

Для запуска натриевых ламп высокого давления, как и для запуска металлогалогенных ламп, применяются дополнительные запускающие устройства, подающие на лампу высокочастотные импульсы под напряжением 2–5 кВ.

Натриевые лампы высокого давления являются одним из наиболее экономичных типов ламп: светоотдача натриевых ламп мощностью 600 Вт составляет около 150 лм/Вт, что в 2,5 раза больше, чем у ртутных ламп, и в 10 раз больше, чем у традиционных ламп накаливания.

Низкий уровень передачи цветов обусловил главную область использования натриевых ламп высокого давления — освещение ночных улиц и остальных открытых пространств. В последнее время натриевые лампы начали довольно активно применяться и при подсветке некоторых производственных помещений, где уровень цветопередачи не играет первостепенной роли, к примеру, металлургических и металлообрабатывающих цехов с высокими потолками, складов, локомотивных депо и т.д.

Врачами доказано, что контрастная чувствительность и резкость различения цветов у человеческого органа зрения при желтых оттенках света имеют максимальные значения. Поэтому использование натриевых ламп высокого давления при освещении автомобильных дорог обеспечивает не только экономию энергии, но и позволяет водителям наиболее четко различать объекты и препятствия в темное время суток. Несмотря на положительные моменты использования натриевых ламп, повсеместная замена ртутных ламп на них долгое время была невозможной, так как для функционирования натриевых ламп необходимы специальные запускающие устройства.

Вклад ламп в снижение эксплуатационных расходов

Совсем недавно начался выпуск натриевых ламп высокого давления, обладающих пониженным напряжением зажигания. Эти лампы могут устанавливаться в классические светильники вместо ртутных ламп. При этом ртутные лампы высокого давления мощностью 400 ватт могут заменяться натриевыми лампами мощностью 210 ватт, но обеспечивающими гораздо более высокий уровень освещенности, что позволяет ощутимо экономить электрическую энергию.

За счет очень высокой химической стойкости и термостойкости поликристаллического оксида алюминия натриевые лампы обладают длительным сроком службы (до 28 500 часов). Американская компания General Electric выпускает натриевые лампы высокого давления с двумя горелками, в которых в наружной колбе друг напротив друга помещены две идентичные горелки, работающие по очереди. Продолжительность работы таких ламп составляет 55 000 часов (15 лет с 10-часовой ежедневной работой). Снижение качества светового потока в процессе работы у натриевых ламп высокого давления составляет около 20 процентов.