Lampade ad induzione: dispositivo, tipi, ambito di applicazione + regole di selezione
Oggi i consumatori scelgono sempre più dispositivi di illuminazione domestica e industriale ad alta efficienza energetica.Tuttavia, oltre al risparmio, anche la qualità della retroilluminazione gioca un ruolo importante. Le lampade a induzione rappresentano una valida alternativa alle tradizionali fonti di illuminazione.
Emettono una luce morbida, piacevole alla vista e che non altera la percezione oggettiva degli oggetti. Diamo un'occhiata insieme al design e ai principi di funzionamento delle lampade a induzione.
Il contenuto dell'articolo:
Progettazione e principio di funzionamento
La sorgente luminosa primaria in una lampada a induzione è il plasma, creato artificialmente come risultato della ionizzazione di una miscela di gas da parte di un campo elettromagnetico ad alta frequenza.
La corrente genera un campo elettrico alternato, provocando la scarica di gas nel pallone di vetro. Il mercurio eccitato genera radiazioni UV, che vengono convertite in luce visibile grazie a un fosforo.
Le lampade a induzione appartengono alla categoria delle sorgenti luminose a scarica di gas, di cui si parla di più questo materiale.
Il design di una lampada a induzione comprende tre elementi funzionali fondamentali:
- tubo di scarico del gas;
- bobina di induzione con anello in ferrite;
- alimentatore elettronico.
All'interno del tubo ci sono gocce di amalgama di mercurio. Il pallone stesso è riempito con un gas a bassa reattività chimica - argon/kripton, e la sua superficie interna è rivestita con un fosforo inorganico.
La bobina di induzione e l'elettromagnete formano un campo magnetico ad alta frequenza, sotto l'influenza del quale gli elettroni liberi vengono accelerati, si scontrano ed eccitano gli atomi di mercurio.
Il risultato è la radiazione ultravioletta. Il fosforo lo trasforma in un bagliore luminoso visibile.
Il reattore elettronico è collegato ad una sorgente di tensione continua di 12 V/24 V o ad una rete di tensione sinusoidale di 120 V/220 V/380 V.
Il sistema di controllo dell'avviamento trasforma la corrente alternata a 50 Hz in corrente continua e quindi in corrente ad alta frequenza da 190 kHz a 2,65 MHz.
Questa corrente RF crea un campo magnetico. Inoltre, lo starter genera un forte impulso di avvio, che accende la sorgente luminosa a induzione.
Per garantire un funzionamento stabile del dispositivo di illuminazione senza elettrodi, il sistema di controllo può anche modificare l'intensità della corrente elettrica e la sua frequenza attraverso la bobina dell'induttore.
Per ridurre la diffusione dei campi elettromagnetici ad alta frequenza, le lampade sono dotate di schermi in ferrite e/o nuclei speciali.
Ciò rende il cilindro del dispositivo di illuminazione più uniforme e approssimativamente ugualmente carico di temperatura.
Con il funzionamento prolungato di tale illuminazione, non si osserva la rottura del bulbo di vetro, nel tempo il materiale dell'elettrodo non si deposita sulle pareti.
L'assenza degli elettrodi a filamento necessari per accendere le lampadine convenzionali consente alle lampade a induzione di raggiungere una durata incredibilmente lunga, fino a 120.000 ore di funzionamento.
Alcuni produttori dichiarano addirittura una durata utile fino a 150.000 ore. Questa cifra è 10 volte superiore alla durabilità del semplice lampadine fluorescenti, HPDS a scarica di gas, mercurio-tungsteno e apparecchi di illuminazione al sodio.
Inoltre, la durata delle sorgenti luminose a induzione è circa 2-3 volte più lunga della durata dei LED.
Tipi di lampade ad induzione
Nikola Tesla dimostrò per la prima volta una lampada senza elettrodi di contatto nel 1893 alla Fiera Mondiale di Chicago. Il dispositivo di illuminazione presentato al pubblico era alimentato dal campo magnetico di una bobina di Tesla. E il primo prototipo affidabile di una sorgente luminosa a induzione fu creato da John Melvin Anderson nel 1967.
Classificazione delle lampadine senza elettrodo
Nel 1994, General Electric ha introdotto la lampada compatta a risparmio energetico GENURA con un generatore ad alta frequenza integrato nella base.
La produzione in serie di lampade fluorescenti a induzione è iniziata negli anni '90.
A seconda del tipo di design, le sorgenti luminose a induzione sono:
- con alimentatore integrato – il generatore elettrico e la lampada sono combinati in un'unica unità;
- con avviatore elettronico separato: il generatore esterno e la lampada sono dispositivi separati.
A seconda del modo in cui è posizionata la bobina, queste lampade si dividono anche in dispositivi con induttore esterno (a bassa frequenza) e interno (ad alta frequenza).
Nel primo caso, attorno ad un cilindro viene avvolta una bobina con un'asta ferromagnetica. La frequenza operativa delle lampade con induzione esterna è compresa tra 190 e 250 kHz.
Hanno condizioni migliori per un intenso scambio termico con l'ambiente, poiché la bobina all'esterno del pallone sigillato dissipa facilmente il calore generato dal dispositivo. La durata dei dispositivi a bassa frequenza arriva fino a 120.000 ore.
Nel secondo caso, all'interno di un bulbo di vetro si trova una bobina di induzione con nucleo avvolto. Il calore generato finisce nella cavità del dispositivo di illuminazione, motivo per cui le lampade con induzione interna si riscaldano maggiormente.
La loro frequenza operativa è compresa tra 2 e 3 MHz. La risorsa di tali sorgenti luminose non supera le 75.000 ore.
Sia le lampade ad alta frequenza che quelle a bassa frequenza hanno un ampio margine di sicurezza e hanno una lunga durata.
Opzioni e contrassegni
Attualmente, le aziende specializzate nell'illuminazione hanno lanciato la produzione in serie di lampade a induzione di varie forme. Le caratteristiche e le opzioni di progettazione possono essere visualizzate nei relativi contrassegni.
I primi due caratteri alfabetici del codice determinano il tipo di apparecchio (IL - lampada a induzione), il terzo ne indica la forma. Dopo la designazione della lettera, viene solitamente annunciata la potenza.
ILK – lampade ad induzione rotonde.Hanno un'elevata efficienza luminosa e un'ampia gamma di temperature spettrofotometriche. Adatto per l'installazione in apparecchi rotondi e ovali.
Tali sorgenti luminose vengono utilizzate attivamente per illuminare magazzini, ampie officine di produzione e riparazione, centri commerciali e impianti sportivi.
ILSH – lampade a forma di palla. Realizzato nella forma tradizionale dei convenzionali dispositivi di illuminazione a vuoto ad alta potenza. Creano una luce soffusa e si illuminano quasi istantaneamente.
Adatto per la sostituzione lampadine a incandescenza a sorgenti luminose a risparmio energetico senza la necessità di cambiare la lampada stessa.
UI – Lampadine a forma di U. Sono dispositivi con un generatore separato. Emettono una luce bianca brillante e non sfarfallano durante il funzionamento.
Vengono utilizzati per illuminare stadi, tunnel, metropolitane e autostrade, stand pubblicitari, insegne e altri oggetti.
ILB, ILBK – lampade con lampadina ad anello. In essi, il generatore, la bobina e il tubo sono combinati in un'unica unità. Generano una luce morbida che non abbaglia, si illuminano velocemente e facilmente a temperature fino a -35 °C.
Esecuzioni simili vengono utilizzate per l'illuminazione di alberghi e aree commerciali, aree di parchi e giardini pubblici, aree di giardini privati.
Vale la pena menzionare separatamente i fitolampade a induzione per le piante. Differiscono nella forma del bulbo di vetro e nel colore della radiazione.
I fitolampade a induzione GP e VG sono destinati all'illuminazione delle piante nella fase di crescita vegetativa. In essi predomina lo spettro blu delle radiazioni.
I dispositivi FL vengono utilizzati nella fase iniziale della formazione dei frutti, nonché per accelerare la formazione dei fiori. Emettono luce rossa.
Le lampadine modello KL sono universali. Tali fonti luminose consentono di controllare la crescita delle piantagioni. Generano una ricca luce rossa, necessaria per il pieno sviluppo dei frutti delle piante e un'abbondante fioritura.
Esempi di marcatura:
- ILK-40 – lampada a induzione rotonda con una potenza di 40 W;
- TILPVG-120 è un fitolampada ad induzione rettangolare con una potenza di 120 W, modello VG per la fase iniziale della crescita vegetativa delle piante.
L'emissione di una lampada ad induzione corrisponde per il 97% allo spettro solare, ed è quindi ottima per l'illuminazione artificiale di complessi serricoli.
Vantaggi dell'utilizzo dell'IL
Le lampade senza elettrodi generano una luce morbida e confortevole per gli occhi. Le sfumature dei colori non vengono distorte.
La luminosità di tali lampade può essere modificata entro il 30-100% utilizzando un semplice dimmer per dispositivi con filamento.
Anche dopo 75.000 ore di funzionamento i dispositivi a induzione mantengono un livello di potenza luminosa pari all'80-85% dell'originale.
Le lampade LL convenzionali perdono fino al 55% della loro luminosità verso la fine della loro vita utile. Con il passare del tempo, sui loro fiaschi si formano cerchi scuri e opachi.
Vantaggi dell'utilizzo di lampade a induzione senza elettrodi:
- Efficienza 90%;
- durata di servizio fino a 150.000 ore;
- emissione luminosa superiore a 90-160 lm/W;
- condizioni ottimali per la percezione visiva degli oggetti;
- campo di temperatura operativa da -35 °C a +50 °C;
- coefficiente di resa cromatica Ra˃80;
- indicatori di elevata efficienza energetica;
- riscaldamento minimo del pallone;
- numero illimitato di cicli di accensione/spegnimento;
- nessuna pulsazione;
- la possibilità di regolare l'intensità del bagliore;
- Il periodo di garanzia è di 5 anni.
I produttori affermano che le sorgenti luminose a induzione hanno caratteristiche tecniche migliori rispetto ai LED e sono molte volte più economiche. Il consumo energetico di questi tipi di lampadine è approssimativamente lo stesso.
Applicazione di lampade senza elettrodo
I dispositivi di illuminazione modernizzati che non contengono catodi termici e filamenti vengono utilizzati sia per l'illuminazione interna che esterna.
Ambito di utilizzo di IL
Le lampade senza elettrodi hanno una protezione integrata contro i cortocircuiti (cortocircuiti) e le sovratensioni.
Per la loro elevata efficienza luminosa e il basso consumo elettrico vengono utilizzati in diversi campi:
- per organizzare un'illuminazione stradale di alta qualità;
- nei complessi commerciali, di intrattenimento e alberghieri;
- nei centri direzionali e nei locali domestici;
- per l'illuminazione di ampie officine e magazzini di impianti industriali;
- per l'illuminazione di serre e serre;
- per l'illuminazione di autostrade e gallerie;
- per l'organizzazione dell'illuminazione antideflagrante nelle stazioni di servizio.
Grazie alla stabilità dei loro parametri, le lampade al mercurio senza elettrodi vengono utilizzate come sorgenti puntiformi di precisione di radiazioni UV nella spettrometria.
Inoltre, il principio dell'eccitazione induttiva del gas viene utilizzato nel processo di trasferimento di energia da fonti esterne nell'ambiente di lavoro dei laser.
Tuttavia, a causa della presenza di radiazioni elettromagnetiche ad alta frequenza, nelle stazioni ferroviarie e negli aeroporti non vengono installate lampade a induzione.
Queste lampadine possono anche causare interferenze se utilizzate contemporaneamente con apparecchiature mediche e di laboratorio ultrasensibili. Pertanto, non è consigliabile utilizzarli in stanze con attrezzature così speciali.
Illuminazione stradale e stradale
L'illuminazione stradale più efficace può essere fornita dai lampioni con lampade ad induzione a risparmio energetico. Questo tipo di illuminazione garantisce una visibilità confortevole sia per i conducenti che per i pedoni.
I lampioni stradali hanno un resistente supporto a sbalzo e sono montati su pali, oltre che su supporti standard. Vengono utilizzati per illuminare aree di parchi e piazze, strade e piazze, autostrade e parcheggi, argini e cortili.
Ad esempio, l'avvio immediato dell'illuminazione sulle autostrade nei luoghi in cui c'è movimento di automobili e pedoni.
Inoltre è possibile combinare un sensibile sensore di movimento con un interruttore crepuscolare programmabile.
Il dispositivo è regolato su livelli di luce specifici. Se il livello di luce è insufficiente, il sensore darà il comando di accendere le lampade.
La possibilità di dimmerazione consente l'utilizzo vincente di sistemi intelligenti per un controllo efficace dell'illuminazione stradale.
Controllando la luminosità delle lampade a induzione mediante un regolatore di potenza e un timer astronomico, è possibile ottenere un reale risparmio di energia elettrica e ridurre notevolmente anche i costi di manutenzione.
L'introduzione di sistemi intelligenti consente di controllare lo stato dell'illuminazione, misurare e analizzare i dati sul consumo energetico delle lampade.
Sorgenti luminose industriali sicure
L'uso di dispositivi basati sulla tecnologia ad induzione è una soluzione economica per modernizzare i sistemi di illuminazione delle imprese industriali.
Le lampade a induzione sono di alta qualità costruttiva e non richiedono una manutenzione regolare. Riducono significativamente il consumo di elettricità e aiutano a migliorare la redditività della produzione.
I dispositivi di illuminazione industriale hanno una classe di protezione IP54, che consente il funzionamento anche in condizioni sporche e di elevata umidità. Possono essere installati in ambienti non riscaldati e poco ventilati.
Il vetro temperato combinato con l'isolamento in silicone protegge in modo affidabile la custodia dalle impurità estranee e dall'ingresso di acqua.
Sul corpo delle lampade antideflagranti a induzione viene applicato un rivestimento polimerico antistatico.
Grazie a questa composizione, i dispositivi di illuminazione sono caratterizzati da resistenza agli urti e resistenza alle temperature inferiori allo zero.
Lo speciale rivestimento antiscintilla non si deteriora nemmeno in ambienti alcalini e acidi e può mantenere le sue proprietà per 30 anni.
Illuminazione in serre e giardini d'inverno
Lo spettro di una lampada a induzione corrisponde al 75% alla radiazione fotosinteticamente attiva necessaria per la crescita attiva e la fioritura a lungo termine delle piante.
Ecco perché le lampadine senza elettrodi vengono utilizzate come fonti aggiuntive nelle serre e nelle serre, per l'illuminazione di grow box standard e compatte, l'illuminazione diretta, laterale e interfilare delle piante.
L'uso di tali lampade nelle grow box consente di ridurre significativamente il costo dei serbatoi di raffreddamento.
L'uso di IL consente inoltre di preprogettare e installare separatamente l'illuminazione per ciascuna zona della serra.
Per correggere e dirigere la massima luce nel settore desiderato, vengono utilizzate superfici ottiche - schermi. Concentrano le radiazioni su un'area specifica.
E con l'aiuto di speciali riflettori, la luce artificiale viene distribuita uniformemente su tutta l'altezza degli spazi verdi.
Regole di selezione IL
Quando si scelgono i dispositivi di illuminazione a induzione, è importante tenere conto delle loro caratteristiche di progettazione, caratteristiche prestazionali e grado di sicurezza.
Solo se si seguirà questo approccio IL potrà essere considerata un’acquisizione utile.
Oggi nei negozi specializzati è facile trovare lampade a induzione senza elettrodi con una potenza da 15 W a 500 W. Ma ne esistono anche di più potenti, pensati per le più diverse esigenze produttive.
Le lampade con lampadina ovale sono disponibili per apparecchi con attacchi standard E14, E27 ed E40.
Esistono anche tipi speciali di dispositivi di illuminazione a induzione rettangolari e ad anello che possono funzionare sia con alimentazione CA che CC.
Tutte le lampade a induzione e le lampade senza elettrodo sono sottoposte a certificazione obbligatoria.
Pertanto possiamo parlare con sicurezza della loro sicurezza. L'amalgama è in un pallone sigillato e, fatte salve le regole operative di base, è esclusa la sua fuoriuscita.
Tuttavia, è necessario comprendere che, come le lampade fluorescenti standard, le lampade a induzione richiedono uno smaltimento adeguato a causa della presenza di composti di mercurio e componenti elettronici.
L'amalgama solido, una lega di mercurio con altri metalli, può essere riutilizzato. Anche il vetro della lampada viene riciclato, ma separatamente dal fosforo.
Le lampade con tecnologia a induzione non sono tipi di illuminazione rispettosi dell'ambiente e sono molto inferiori ai LED in questo criterio.
Va aggiunto che una lampadina del tipo a induzione non raggiunge immediatamente il suo flusso luminoso stabile. All'inizio produce circa l'80% della radiazione totale.
Affinché questo indicatore raggiunga il suo massimo, una lampada senza elettrodi necessita di 2-3 minuti. Durante questo periodo, l'amalgama si riscalda sufficientemente e la quantità necessaria di mercurio evapora.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Le lampade a induzione sono una nuova generazione di lampade a scarica di gas. Il principio di funzionamento di questo tipo di illuminazione:
Cosa rende le lampade a induzione, caratteristiche delle lampade di questo tipo e ambito di applicazione:
Vantaggi dell'utilizzo delle moderne sorgenti luminose a induzione nelle imprese industriali:
La corretta installazione delle lampade a induzione nel rispetto di tutti gli standard e regolamenti consente di utilizzare in modo efficace la tecnologia di risparmio energetico. Oggi, tali sorgenti luminose rappresentano un'alternativa ragionevole agli approcci tradizionali all'organizzazione dell'illuminazione.
Hai esperienza nell'uso delle lampade a induzione? Oppure hai avuto qualche domanda dopo aver studiato il materiale? Puoi chiedere loro nel blocco commenti sotto l'articolo. Lì potrai condividere la tua esperienza o dare preziosi consigli ai visitatori del nostro sito.
Recentemente ho installato fitolampade a induzione per piante in serra. Ho scelto i dispositivi nello spettro blu in modo che la fotosintesi procedesse normalmente. Ho anche tenuto conto che la lampada non si scaldasse troppo e distribuisse la luce in modo uniforme. Ho anche cercato di assicurarmi che potesse funzionare in inverno e funzionasse normalmente a temperature più basse. Alla fine le lampade sono state scelte, installate, le piante ne beneficiano, tutto funziona.
Buon pomeriggio, Maxim. Le condizioni ottimali per la fotosintesi sono create dalla luce naturale. Spettualmente corrisponde alle lampade ad incandescenza. Il professor A. Famintsyn studiò l'influenza sulla fotosintesi dei singoli fiori nel XIX secolo. Il risultato dello studio è che la clorofilla, assorbendo le parti estreme dello spettro, non reagisce al giallo, al verde e al blu. In altre parole, avete creato condizioni innaturali per le piante.
Sarei felice di acquistare tali dispositivi di illuminazione per la mia casa, poiché per qualche motivo le normali lampade fluorescenti a risparmio energetico si bruciano rapidamente per me. I LED sono affidabili, ma la loro luce è in qualche modo troppo dura, senza vita, non riesco proprio ad abituarmi. Con un filamento risulta essere troppo costoso. Ma il prezzo attuale è superiore a 1.000 rubli. per una lampada a induzione, pone fine alla possibilità di utilizzarla nella vita di tutti i giorni.
Acquista da grandi catene di negozi che forniscono garanzie sulle lampade. Ho visto lampade a induzione con una garanzia di cinque anni. Spendere 1000 rubli ogni cinque anni non è affatto costoso.