Sodíkové výbojky – charakteristika a účel

Vysokotlaká sodíková výbojka (HPS) je dnes jedním z nejúčinnějších světelných zdrojů a může se pochlubit světelnou účinností až 160 lm/W při výkonech od 30 do 1000 W. Jejich životnost přesahuje 25 000 hodin Malé rozměry svítícího tělesa a vysoká svítivost těchto svítidel výrazně rozšiřují možnosti jejich použití v různých osvětlovacích zařízeních s koncentrovaným rozložením světla.

Princip činnosti

Energeticky úsporné sodíkové výbojky s plynovou výbojkou se skládají z úzké trubice ve tvaru oblouku, jejíž konec je umístěn ve speciální „cibuli“. Tlak uvnitř obloukové trubice je velmi vysoký, což zaručuje vysokou úroveň účinnosti. Uvnitř trubice není jeden plyn, ale směs několika: sodíku, rtuti a xenonu. Trubka je vyrobena z keramiky, potažená oxidem hlinitým. Díky tomu je odolný vůči korozivním účinkům alkálií, zejména sodíku. Lampa může být vyrobena v různých modifikacích, ale nejběžnější je model vybavený pulzním signálem pro zahájení práce. Nedílnou součástí předřadné části (často elektronického předřadníku) je speciální zapalovač, který vysílá vysokonapěťové energetické impulsy obloukovou trubicí.
Tyto signály procházejí xenonovým obloukem. Právě v tomto okamžiku začne trubicová výbojka vydávat namodralé světlo, podobné jako u xenonových světlometů. Dále oblouk zahřeje rtuť, páry tohoto plynu se vznítí a je pozorována mírná změna barvy na modrou škálu odstínů. Sodík v lampě se zahřívá a je posledním materiálem, který se odpařuje. Sodík rozdmýchává obloukové lampy při teplotách nad 240 C. Plyn se pak mísí s dalšími nečistotami a vytváří bělejší světlo. Rtuť přidává modré spektrum k čistě žluté záři sodíku.
Je poměrně obtížné udržet vakuum v baňce po dlouhou dobu, protože kyslík a další plyny pronikají otvory. K tomuto účelu se používá speciální těsnění, které zabraňuje vniknutí vzduchu a jiných směsí do lampy. Sodíkové výbojky by měly být skladovány pouze za normálních nízkých teplot, aby se zabránilo předčasnému zahřátí trubice.
Výkon sodíkových výbojek se může pohybovat od 70 do 1000 W. Tento parametr je označen číslem za písmenným označením, například DNAT 150.

Nízkotlaké lampy

Existují různé typy sodíkových výbojek. Začněme nízkotlakou sodíkovou výbojkou, která je prvním výbojkovým osvětlovacím zařízením. Takové lampy jsou spojeny se zdrojem monochromatického žlutého světla. Jejich řady se nejčastěji používají v Evropě, protože zařízení s velmi slabým světlem a nízkým barevným podáním se na jiných trzích neprosadilo. Tato lampa je však pro lidské oči nejméně nebezpečná, protože vyzařovaná záře je srovnatelná s přirozeným světlem.
Aby bylo možné co nejpřesněji vybrat typ, výkon a jas lampy, je nutné provést předběžný výpočet. V opačném případě se vám může stát, že si koupíte příliš slabou nebo naopak velmi slabou lampu.
Mezi výhody patří:

• vysoká účinnost
• výkonná svítilna, která dokáže osvětlit velkou plochu
• i když je doba zahřívání od 5 do 10 minut, lampa se okamžitě rozsvítí nebo restartuje, s výhradou částečného ztmavení
• Vnější vakuový plášť lampy je integrován s vnitřní výbojkou, čímž je odstraněna přebytečná vrstva, zvyšuje se jas záře a životnost
• Povlak na vnitřní straně vnějšího pláště pro odrážení infračerveného (tepelného) světla je vyroben z india cínu. Zařízení tak dokonale odolává náhlým změnám teploty
• Lumen se s věkem nesnižuje, například jako u LED nebo žárovek.

Mezi nevýhody patří:

• horší barevné podání oproti jakékoli jiné lampě
• sodík ve složení je extrémně nebezpečný materiál. Při kontaktu se vzduchem může dojít k požáru (například při prasknutí žárovky).

Vlastnosti nízkotlakých sodíkových výbojek:

• CRI -44
• barevná teplota: 1800
• 100-190 lumenů na watt
• Životnost lampy: 18000 XNUMX hodin

Toto zařízení se používá především pro venkovní osvětlení. Je pozorováno monochromatické žluté světlo. Se stoupající teplotou se sodík vypařuje a lampa se stává zdrojem čistého žlutého světla.
Tento model se velmi často používá jako zdroj světla pro rostliny. Odborníci nazývají tento druh světla prospěšným pro květiny; vydává příjemné teplo, které podporuje aktivní růst živých organismů. Tyto lampy jsou ideální pro pěstování sazenic. Někteří podnikatelé používají takové lampy i k osvětlení inkubátorů nebo akvárií.

Vysokotlaké sodíkové výbojky

Vysokotlaké výbojky lze nazvat dnes nejoblíbenějšími světelnými zdroji pro venkovní osvětlení. Jsou žádanější kvůli krátké době zapnutí, skvělému podání barev a vysokému jasu. Hlavním rozdílem tohoto modelu je, že navzdory lepšímu podání barev spotřebovává méně energie než varianta s nízkým tlakem sodíku. První taková lampa se objevila na domácím trhu počátkem 70. let. Od té doby byl světelný zdroj mnohokrát vylepšen a přepracován.
Vysokotlaké sodíkové světlomety obsahují na začátku xenon, aby se zahřály a vytvořily vakuum.
Hlavní výhody:

• vysoká účinnost (lumeny na watt)
• menší rozměry ve srovnání s halogenidovými a zářivkami
• lze je zabudovat do rtuťových výbojek (DRL DRV) bez ztráty kvality světla nebo jasu
• mají delší životnost než žárovky.

• mají špatné podání barev ve srovnání s halogenidovými a halogenovými žárovkami
• nízká úroveň provozní účinnosti při nízkém napětí oblouku 52-100V. Tato skutečnost snižuje skutečnou účinnost lampy a zároveň zvyšuje náklady na elektrickou energii.
• Vlastnosti vysokonapěťových sodíkových výbojek:
• CRI 20-30
• 80-140 lumenů na watt
• Životnost lampy je 24000.

Používají se pro venkovní osvětlení obytných a obecních prostor, organizaci nočního osvětlení v továrnách a také pro osvětlení vchodů.

NLVD s vylepšeným podáním barev

Standardní vysokotlaké sodíkové výbojky mají zhoršené parametry podání barev, tedy nízký index podání barev (Ra = 25 – 28), a také nízkou teplotu barev (Tcv = 2000 – 2200 K).
Rozšířené rezonanční čáry sodíku jsou zodpovědné za zlatožlutý odstín záření. Barevné podání NLVD lze považovat za vhodné pro venkovní osvětlení, ale nepříliš vhodné pro vnitřní osvětlení.
Zlepšený barevný výkon vysokotlakých sodíkových výbojek je způsoben zvýšením tlaku sodíkových par v hořáku, když se zvýší teplota studené zóny nebo množství sodíku v amalgámu. Amalgám je kapalná, polotekutá nebo pevná slitina kovů se rtutí. Ke zlepšení výkonu přispívá i zvětšení průměru výbojky, zavedení emitujících komponent a potažení vnější baňky fosforem a interferenčními vrstvami. Pokles světelného výkonu je kompenzován zvýšením tlaku xenonu a následně snížením proudové vodivosti plazmatu.
Mnoho odborníků v této oblasti se snaží vyřešit problém zlepšení spektrálního složení záření z takových lamp. Několik zahraničních společností již vyrábí vysoce kvalitní lampy se zlepšenými barevnými parametry, například General Electric, Osram, Philips.

Bez rtuti NLVD

V poslední době se projevuje trend k péči o životní prostředí. Hlavní práci v tomto směru lze nazvat snížením množství toxických sloučenin těžkých kovů (jmenovitě rtuti) v hotových průmyslových výrobcích. Například nové bezrtuťové lékařské teploměry postupně nahrazují ty rtuťové.
Tento trend je aktuální i v oblasti technologií výroby světelných zdrojů. Množství rtuti ve 40wattové zářivce bylo sníženo z 30 na 3 mg. Pokud jde o vysokotlaké sodíkové výbojky, jejich šetrnost k životnímu prostředí roste pomalým tempem. Jde o to, že rtuť výrazně zvyšuje úroveň účinnosti těchto světelných zdrojů.
Rtuťové výbojky bez rtuti od Sylvánie jsou již dlouho známé. Specialisté společnosti věnují zvláštní pozornost zvýšeným charakteristikám podání barev a porovnávají je s konvenčními lampami vlastní výroby.
Nedávno se do prodeje dostal vývoj inženýrů japonské firmy Matsushita Electric (Japonsko), což je bezrtuťové nízkotlaké vysokotlaké čerpadlo s vysokým podáním barev, které nevyžaduje speciální pulzní předřadník.
Sodíková výbojka bez obsahu rtuti s vysokým Ra má stejné vlastnosti jako její protějšek obsahující rtuť. Bez rtuťové výbojky je životnost 1,3x delší. životnost.

NLVD se dvěma hořáky

Vývoj sériových vzorků vysokotlakých sodíkových výbojek s paralelně zapojenými hořáky lze nazvat poměrně slibným směrem, protože to nejen prodlouží dobu provozu, ale také eliminuje okamžité opětovné zapálení a také rozšíří potenciální možnosti kombinující hořáky různého výkonu a spektrálního složení.

Stojí za zmínku, že životnost této lampy se ve skutečnosti zdvojnásobí pouze za předpokladu, že lampy hořáků svítí střídavě po celou dobu její životnosti. Pokud to není dodrženo, pak častěji pracující hořák na konci své životnosti začne částečně obcházet druhý. A v důsledku toho jsou problémy s jeho zapalováním.

Připojení sodíkové výbojky

Sodíkové výbojky se dnes často používají pro osvětlení v různých odvětvích hospodářství. Kvůli nedostatečnému přenosu barevného spektra se však nejčastěji používají jako pouliční osvětlení. Sodíková žárovka, na rozdíl od halogenidové žárovky, může pracovat v jakékoli poloze.
Odborníci zároveň doporučují používat takové lampy ve vodorovné poloze pro efektivnější práci. Protože lampa vyzařuje hlavní proud světla pryč od sebe.
Pro připojení jakékoli plynové výbojky je nutný předřadník. A sodíkové výbojky nejsou v tomto smyslu žádnou výjimkou. K jejich „zahřátí“ a zajištění normálního provozu je nutný předřadník.

Sodíkové výbojky jsou elektrický zdroj světla, jehož princip činnosti je založen na výboji plynu v sodíkových parách. Světlo z těchto lamp se vyznačuje jasně žlutou barvou a má velmi průměrný index podání barev. Zároveň je však emise sodíkových výbojek nejvýkonnější a ve své účinnosti nemá obdoby.

NLVD mají vysokou charakteristiku světelné účinnosti – její úroveň je přibližně 150 lmW

Sodíkové výbojky se dělí do dvou skupin: nízkotlaké výbojky a vysokotlaké výbojky. Jako první uviděly světlo sodíkové výbojky s nízkým tlakem uvnitř baňky – jejich důvěru si začaly získávat již v roce 1930. V dnešní době jsou také běžným prvkem osvětlení. Používají se k vytvoření osvětlení pro automobilové tunely, pro užitkové a dekorativní osvětlení atd. Navzdory svému silnému světelnému toku v kombinaci s účinností osvětlení mají NLND řadu nevýhod a speciální podmínky pro správnou funkci. Aby se sklo baňky nerozbilo agresivním vlivem sodíkových par při vysokých teplotách, je vyrobena z borosilikátového skla. Nízkotlaké sodíkové výbojky jsou také citlivé na vlivy okolní teploty: pro správnou funkci osvětlovacího zařízení je hořák umístěn ve vnější skleněné baňce.

Vysokotlaké sodíkové výbojky vstoupily do sériové výroby o něco později než jejich nízkotlaké protějšky – stalo se tak v 60. letech minulého století. K zajištění ochrany baňky používá NLVD trubky vyrobené z polykrystalického oxidu hlinitého. Hořák vysokotlaké sodíkové výbojky je umístěn uvnitř vnější baňky, ze které byl odčerpán veškerý vzduch. Baňka obsahuje inertní plyn a sodíkový amalgám (slitina sodíku a rtuti). NLVD mají vysokou charakteristiku světelného výkonu – jeho úroveň je přibližně 150 lmW. Nízké náklady na osvětlení prostoru vysokotlakými sodíkovými výbojkami z nich činí nejběžnější prvek pro osvětlení nočních ulic a otevřených veřejných prostranství.

Ve většině případů se elektronické předřadníky používají ve spojení se sodíkovými výbojkami

Kvůli nízkému barevnému podání jsou NLVD extrémně zřídka používány v osvětlení maloobchodních zařízení a vnitřních veřejných prostor. Světelná emise sodíkových výbojek, která je ve žlutém spektru, neumožňuje lidskému oku kvalitativně rozlišit barvy osvětlených předmětů, ale v některých případech je to výhodné. Například: zvýrazněním masa a zeleniny teplou žlutočervenou barvou je možné zvýraznit šťavnatost a jas nezralých rajčat a dodat svěžest barvě masa.

Kromě špatné kvality podání barev mají vysokotlaké sodíkové výbojky několik dalších nevýhod. Během provozu začne osvětlovací zařízení postupně zvyšovat napětí na lampě – přibližně 2 volty za 1000 hodin. Toto zvýšení napětí nakonec způsobí, že sodíková výbojka přestane svítit. Také NLVD mají při své činnosti negativní efekt blikání, dochází k poměrně časté pulsaci světelných toků;

Správný provoz sodíkových výbojek není možný bez speciálních předřadníků (předřadníků) nebo pulzního zapalovacího zařízení (IZD). Ve většině případů se elektronické předřadníky používají ve spojení se sodíkovými výbojkami. Optimalizuje provoz výbojky, což zvyšuje její životnost a umožňuje zapálení sodíkového osvětlovacího prvku i při velmi nízkých teplotách (až -40°C). Moderní elektronické předřadníky jsou lehké a eliminují stroboskopický efekt výbojky.

Ve světelných a konstrukčních charakteristikách sodíkových výbojek existují významné výhody i určité nevýhody. Pokud však otázka vysoce kvalitní reprodukce barev v osvětlení není převládající záležitostí, bude použití sodíkových výbojek v osvětlení tou nejlepší volbou.

Výpočet provedeme za 15 minut

Vyplňte přihlášku. Naši inženýři se specializovaným vzděláním provedou výpočty podle vašich technických specifikací v souladu se všemi normami.

© 2004-2025 OSVĚTLOVACÍ PODPĚRY A STOŽÁŘE LLC • Dodavatel osvětlovací techniky a ocelových stožárů od roku 2004
17545. Moskva, dálnice Varshavskoe, 129