Светильники для натриевых ламп высокого давления

Почему именно натриевые

Все объясняется тем, что растениям для полноценного развития нужно не просто освещение. Большое значение для них имеет световой спектр, поэтому обеспечить качественное освещение в теплице не так просто.:

  • красные и оранжевые лучи играют важную роль в фотосинтезе, влияют на развитие корневой системы, цветение, плодоношение;
  • ультрафиолетовые лучи увеличивают содержание витаминов, от них зависит холодостойкость растений;
  • синие – ускоряют их рост, увеличивают биомассу;
  • зеленые и желтые лучи – бесполезны для растений.

Например, рассада нуждается в красном спектре света – для растений в этот период важно нарастить корневую систему. А вот когда наступает время завязи плодов, им необходимы синие лучи. И светильники с натриевыми лампами высокого давления (ДнаТ) как раз обеспечивают освещение в этих спектрах. На сегодняшний день именно они считаются подходящими для промышленных и частных теплиц. Они светят желто-оранжевым цветом. Их свет считается наиболее похожим (более чем на 90 %) на солнечный.

Свет натриевых ламп оптимален для роста растений в теплице

Светильники с лампами ДнаТ применяются не только в растениеводстве, их используют для уличного, архитектурного, декоративного и утилитарного освещения. Но у них такая мощность, что они могут сжечь растения. Поэтому для подсвечивания растений подходят ДНаТ с небольшой мощностью: от 250 до 400 Вт.

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.

Светильники для натриевых ламп высокого давления

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.

Действие натриевой газоразрядной лампы основано на свойстве паров натрия, способных излучать монохроматический яркий свет в жёлто-оранжевом спектре. Это газообразное вещество заключено в особой колбе (трубке), называемой горелкой. Поскольку разогретые до высокой температуры пары натрия агрессивно действуют на стеклянные поверхности, то трубку изготавливают из более устойчивых веществ – боросиликатного стекла либо из поликристаллической окиси алюминия (в зависимости от типа лампы).

С каждой стороны горелки расположены электроды, предназначенные для создания дуговых разрядов, разогревающих пары натрия. Эта конструкция размещена в вакуумной стеклянной колбе, заканчивающейся резьбовым цоколем.

Здесь уместно заметить, что существует два типа таких осветительных приборов: НЛНД (низкого давления) и НЛВД (высокого давления). Описанная выше конструкция даёт общее представление об устройстве газоразрядных натриевых светильников обоих типов. Различаются эти лампы конструкциями горелок и рабочим давлением паров внутри трубок.

В натриевых светильниках низкого давления, его величина не превышает 0,2 Па, а в НЛВД – порядка 10 кПа. Соответственно отличаются и рабочие температуры паров натрия: 270–300 °С для НЛНД и 650–750 °С в горелках высокого давления. Отсюда понятно, что горелки НЛВД обладают достаточно высокими уровнями световых потоков, то есть светят довольно ярко.

Нет ничего удивительного в том, что натриевые лампы высокого давления постепенно вытеснили с рынка осветительные приборы типа НЛНД. Хотя спектр света соответствующий низкому давлению более приятен для глаз, горелки НЛНД уступили более мощным моделям с довольно высоким световым излучением.

Учитывая данное обстоятельство, мы будем акцентировать внимание именно на лампах типа НЛВД. Конструкция такого источника освещения изображена на рисунке 1. Здесь приведена схема трубчатой лампы ДНаТ.

Устройтство ДНаТ
Рис. 1. Устройтство ДНаТ

Цифрами обозначено:

  • 1 – внешняя колба;
  • 2 – никелированный цоколь;
  • 3 – контактные пластины;
  • 4 – газоразрядная трубка (горелка);
  • 5 – молибденовые электроды;
  • 6 – пары натрия с примесью инертных газов (аргон или ксенон);
  • 7 – амальгама натрия;
  • 8 – уплотнённый ниобиевый ввод;
  • 9 – металлические проводники;
  • 10 – молибденовые пластины;
  • 11 – геттеры (газопоглотители).

На рис. 2 представлено фото натриевой лампы данного типа.

Фото натриевой лампы
Рис. 2. Пример фото натриевой лампы высокого давления (НЛВД)

Колбы натриевых светильников бывают цилиндрическими (как на рисунке 2), эллиптическими, покрытыми изнутри тонким слоем светорассеивающего вещества (ДНаС). Они могут быть матированными (ДНаМТ) или содержать зеркальный отражатель рядом с горелкой (ДНаЗ).

Принцип действия.

Зажигание горелки натриевой лампы происходит от электрической дуги, возникающей между электродами. В канале электрического разряда образуется поток заряженных частиц из паров натрия. Строго говоря, внутри газоразрядной трубки находится не чистый натрий, а смесь газов. Для лучшего зажигания дуги добавляют аргон или ксенон либо пары ртути.

Прочитайте также:  Имбирь повышает или понижает давление

Сегодня уже существуют безртутные светильники. Они пока имеют более сложную конструкцию, но разработки продолжаются и, вероятно, они когда-нибудь заменят обычные лампы с ртутью.

Принцип действия похож на работу ртутных ламп, но для включения светильника, наполненного парами натрия, требуется импульсное напряжение высшее, чем для включения ДРЛ. После разогрева горелки импульсные токи необходимо ограничить. Поэтому для данного типа осветительных приборов производители НЛВД разработали специальные пускорегулирующие аппараты со встроенными импульсными зажигающими устройствами. Без использования ИЗУ зажечь натриевую лампу, включив её непосредственно в электрическую сеть, невозможно.

Как устроены

Натриевая лампа высокого давления – не очень сложная конструкция. Это колба из прочного термостойкого стекла. Внутри нее – цилиндрическая разрядная трубка, или горелка. Она сделана из оксида алюминия Al2O3. Этот материал устойчив к парам натрия (которыми заполнена горелка) и к высокой температуре электрической дуги.

ДНаТ нельзя просто подключить к сети 220 В. Этого напряжения для нее недостаточно. Кроме того, необходимо ограничить ток электрической дуги. Поэтому для включения данной лампы нужен пуско-регулирующий аппарат, или балласт (бывает электронный или электромагнитный).

Этот самый ПРА – это индуктивный дроссель, импульсное зажигающее устройство (ИЗУ) и иногда фазокомпенсирующий конденсатор. Мощность дросселя и ИЗУ должна соответствовать мощности лампы.

Светильник для растений ДНаТ в сборе

По мощности ДНаТ бывают разными. Но для подсвечивания растений подходят лампы от 70 до 400 Вт. Для примера: одна 400-ваттная лампа может осветить 1,2 кв. м теплицы.

Классификация натриевых ламп

Как было отмечено выше, натриевые светильники бывают двух типов: НЛНД и НЛВД. Их можно классифицировать ещё по виду колбы, по составу примесей, мощности излучения. Поскольку давление паров натрия напрямую влияет на светоотдачу лампы, то сделаем краткий обзор светильников именно по этому параметру.

Первыми появились НЛНД (с низким давлением в горелке). Они обеспечивают низкую цветопередачу, но обладают приятным для человека спектром излучения. Их массово использовали в 30-ых годах ушедшего столетия. Лампы низкого давления можно встретить и сегодня, однако их вытесняют более совершенные натриевые светильники, на которых мы остановимся более подробно.

Высокая эффективность НЛВД сделала их лидером среди других газоразрядных источников света. Светоотдача таких светильников достигает 150 люмен/ватт. Они могут работать до 28500 часов. Правда, в конце срока службы их светоотдача снижается, а цвет смещается в красную сторону спектра.

По целому ряду параметров НЛВД превосходят качества люминесцентных ламп, излучающих холодное свечение и металлогалогенных ламп, потребляющих много электроэнергии. Среди современных электрических источников света немного найдётся светильников, способных составить натриевому светильнику достойную конкуренцию.

Достоинства и недостатки

Преимуществ у натриевых ламп множество:

  • сейчас именно эти источники освещения считаются одними из самых экономичных;
  • У них долгий срок горения. Они служат от 12 000 до 25 000 часов. Это в полтора раза больше чем у других газоразрядных ламп, используемых в теплицах;
  • высокая светоотдача – до 130 лм/Вт (для сравнения: лампы накаливания излучают чуть более 20 лм/Вт);
  • у ламп ДнаТ высокий КПД – около 30 %;
  • стабильный световой поток. Его падение не превышает 20 % к концу службы лампы;
  • благодаря тому, что ДнаТ светят лучами красного спектра, они идеально подходят для выращивания цветущих и плодоносящих растений. Если не поскупиться и обеспечить долговременное освещение, прекрасные урожаи можно получать чуть не круглый год;
  • еще одно преимущество натриевых ламп высокого давления – они работают при большом разбеге температуры: от -60 до 40 °С.

Но есть и ряд недостатков:

  • установка достаточно сложная. Светильник нельзя просто включить в сеть;
  • необходимо наличие в сети таких элементов как ИЗУ и ПРА. Не каждый сможет собрать и подключить такое устройство самостоятельно;
  • один из самых важных недостатков ДнаТ – их взрывоопасность. Пятна жира, капли воды, даже следы от пальцев, пыль на колбе могут привести к взрыву. А учитывая, что она очень горячая и внутри нее содержится ртуть, понятно, что последствия взрыва могут быть плачевными и для людей, и для растений;
  • наличие в этих лампах ртути, особенно в сочетании со взрывоопасностью, тоже существенный недостаток. К тому же они нуждаются в специальной утилизации. А в нашей стране утилизировать ртутные отходы по правилам пока не так уж просто;
  • натриевые лампы ДНаТ довольно долго включаются (разгораются). Этот процесс занимает до 10 минут;
  • светильники отечественного производства комплектуются балластами, у которых нет реле отложенного действия. Это значит, что такие источники света нельзя оставлять без присмотра – они могут загореться в случае скачков напряжения;
  • лампы мощностью больше 250 Ватт нагреваются так, что возникает необходимость охлаждения. В качестве решения проблемы применяются светильники с водяным или воздушным (более распространенный вариант) охлаждением. Хотя в больших теплицах этот недостаток может превратиться в достоинство: лампы ДНаТ способны помочь растениям дополнительным выделением тепла;
  • лампы этого спектра не подходят для выращивания зелени и нецветущих культур: редиса, лука, салата. При таком освещении зелень не разрастается, а вытягивается. Поэтому для зелени ДнаТ лучше использовать лишь как дополнительный источник освещения.

Натриевые лампы в цветочной теплице

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 богатого урожая. А синюю часть, как правило, обеспечивает естественное освещение.
  6. Высокий КПД (30%). Он превышает показатель большинства источников искусственного освещения.
Прочитайте также:  Как выглядят блохи у кошек, симптомы и лечение

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 насекомых-вредителей, 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 неотапливаемом 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.

Преимущества и недостатки

Преимущества у натриевых ламп следующие:

  • экономичность трубчатых ламп;
  • большой срок эксплуатации;
  • устойчивость электрических параметров на протяжении почти всего срока службы;
  • тёплые оттенки излучения натрия (см. рис. 3);
  • довольно широкий диапазон температур, при которых натриевый лампы устойчиво работают – от –60 до 40 градусов по Цельсию.

Светильники для натриевых ламп высокого давления

К сожалению, существуют недостатки, ограничивающие сферы применения НЛВД:

  • раздражающая частота мерцания света;
  • инерционность при включении;
  • взрывоопасность НЛВД;
  • наличие в большинстве моделей содержания ртути;
  • резонансное излучение ослабевает в процессе эксплуатации;
  • рост потребляемой мощности с приближением конца срока службы;
  • необходимость применения ПРА для подключения ламп.

Пускорегулирующие аппараты иногда являются источником шума и расходуют до 60% потребляемой мощности. Они также требуют  дополнительного обслуживания.

Несмотря на наличие перечисленных недостатков, в некоторых сферах, где цветопередача источника света несущественна, применение НЛВД является очень выгодным, а в отдельных случаях просто незаменимым.

Правила безопасности

Конструкция натриевых ламп высокого давления и материалы, из которых они сделаны, подразумевают, что эксплуатировать их нужно очень осторожно, строго соблюдая правила безопасности.

  1. Лучше, если светильники соберет специалист-электрик. Если по каким-то причинам сборку будет проводить непрофессионал, то главное правило: семь раз отмерь, один отрежь. Нужно убедиться, что на балласте есть схема подключения, строго следовать ей. Ошибка может привести не просто к неприятностям, а к катастрофе, вплоть до взрыва лампы. Все пайки должны быть абсолютно надежны. Соединения выполняются многожильным проводом.
  2. Лампы должны быть абсолютно чистыми. Во время установки в светильники их нельзя трогать руками. Можно даже протереть лампу спиртом после установки. Трудно поверить, но даже следы от пальцев, малейшая грязь, капли воды приведут к тому, что она просто взорвется, нагревшись. Поэтому не реже 1 раза в месяц лампы нужно потирать от пыли.
  3. Балласт и лампа должны соответствовать друг другу по мощности. Если «неродная» лампа даже войдет в патрон, последствия этого – от ее некорректной работы до взрыва.
  4. Балласт – это электрический прибор, и обращаться с ним нужно соответственно. К нему нельзя прикасаться во время работы. Необходимо защитить его от попадания даже небольшого количества влаги: подвесить или поставить на полку у стены. Для вибро- и звукоизоляции можно поставить его на мягкий коврик. И чтобы он бесперебойно работал, а лампы ярче светили, его необходимо охлаждать с помощью вентиляторов. Хотя современные балласты не очень сильно шумят и нагреваются.

Натриевые лампы высокого давления ДнаТ – оптимальный источник света для выращивания цветущих и плодоносящих растений в теплице. Свет подходящего спектра поможет увеличить урожай, продлить вегетационный период. А недостатки этих ламп можно свести к минимуму, соблюдая технику безопасности и покупая продукцию проверенных производителей.

Риски в эксплуатации натриевых ламп связаны с высоким давлением и температурой внутри горелки. Даже поверхность колбы нагревается до 100 °С и может вызвать ожог при неосторожном обращении. Существует вероятность разрыва колбы под влиянием вырвавшихся из горелки раскалённых газов.

Прочитайте также:  Мята повышает или понижает давление: как влияет мелисса и душица на АД?

Светильники для натриевых ламп высокого давления

С целью защиты от последствий разрушения делают светильники, в которых лампы находятся за толстым стеклом. Обратите внимание на конструкцию светильника для уличного освещения (рис. 5).

В связи с наличием ртути в натриевых лампах применяются особые требования к их утилизации. Использованные приборы запрещается выбрасывать в баки для обычного мусора. Их необходимо отправлять на специальные предприятия для обезвреживания и переработки.

Область применения

Жёлто-оранжевый свет осветительных устройств приятен для глаз, но его монохроматичность приглушает цвета красок интерьеров. Поэтому натриевые лампы не используются в жилых помещениях в качестве основного осветительного прибора. Они могут служить лишь элементами декоративного освещения.

Свет натриевой лампы
Рисунок 3. Свет натриевой лампы

Исследования показали, что желтому свечению свойственно благотворно влиять на развитие растений. При этом усиливается их рост, увеличивается урожайность. Летом растительность получает такое освещение от солнечных лучей. Но в теплицах, где выращивают овощи зимой, солнечного света явно не хватает. Для этих целей идеально подходят НЛВД (см. рисунок 4).

Использование натриевых ламп для освещения теплиц не только повышает урожайность, но и позволяет сэкономить электроэнергию.

Освещение теплицы натриевыми лампами высокого давления
Рисунок 4. Освещение теплицы натриевыми лампами высокого давления

Обратите внимание на монохроматичность света натриевых светильников. Приглушенный цвет растений свидетельствует о том, что почти весь свет от ламп расходуется на выработку хлорофилла.

Монохроматичность очень полезна при освещении улиц. Такой свет не рассеивается в тумане. Использование уличных светильников для освещения автострад позволяет повысить безопасность движения транспорта. Парковые зоны и дорожки с уличным освещением на основе НЛВД, обладающих жёлтым спектром свечения, повышают комфорт отдыхающих в ночное время.

Уличное освещение с помощью НЛ
Рисунок 5. Уличное освещение с помощью НЛ

Реже такие светильники используются в производственных помещениях (обычно на складах), а также при оформлении рекламных вывесок и декораций.

Характеристики натриевых ламп для теплиц

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 рассады, 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.

Подключение

Поскольку для поджога горелки требуется высокое импульсное напряжение (иногда до 1000 В) то это усложняет схемы подключения натриевых ламп. Приходится применять дополнительное оборудование. ПРА для НЛВД бывают двух типов: ЭмПРА (электромагнитные) и ЭПРА (электронные).

ИЗУ подключаются в цепь лампы параллельно, а дроссели – последовательно, иногда через импульсное зажигающее устройство.

На рисунке 6 изображено подключение НЛВД.

Схема подключения НЛВД
Рисунок 6. Схема подключения НЛВД

Обратите внимание на то, как подключен дроссель (балласт) и ИЗУ.

Примите к сведению, что при самостоятельном подключении необходимо соблюдать требование: длина провода от дросселя до цоколя лампы не должна превышать 100 см.

Некоторые зарубежные производители поставляют на рынок натриевые осветительные приборы со встроенными пусковыми устройствами в колбе светильника.

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 рассады, 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.

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.

Заключение

Если вы привыкли круглый год заниматься выращиванием овощей, цветов и ягод в теплице, натриевые лампы станут для вас немаловажным инструментом при дефиците естественного освещения.

Светильники для натриевых ламп высокого давления

Они признаны одним из наиболее экономичных и при этом эффективных методов искусственной подсветки, позволяющих огороднику получить богатый урожай.

Полезное видео

На видео ниже: сравнение светодиодных и натриевых ламп для теплиц

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

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Огородик
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector