Indukční lampy: provedení, druhy, oblast použití + pravidla výběru

Dnes spotřebitelé stále častěji volí energeticky úsporná domácí a průmyslová osvětlovací zařízení. Kromě úspor však hraje důležitou roli i kvalita osvětlení. Důstojnou alternativou k tradičním zdrojům osvětlení jsou indukční lampy.

Vyzařují příjemné měkké světlo pro oči, které nemění objektivní vnímání předmětů. Pojďme společně pochopit konstrukci a principy fungování indukčních lamp.

Konstrukce a princip fungování

Primárním zdrojem světla v indukční žárovce je plazma uměle vytvořená ionizací plynné směsi vysokofrekvenčním elektromagnetickým polem.

Proud vytváří střídavé elektrické pole, způsobující vznik plynového výboje ve skleněné baňce. Vzbuzená rtuť generuje UV záření, které se díky luminoforu přeměňuje na viditelné světlo.

Indukční lampy patří do kategorie plynových výbojových zdrojů osvětlení, o nichž je podrobněji napsáno v tomto materiálu.

Konstrukce indukční lampy zahrnuje tři základní funkční prvky:

• plynovou výbojovou trubici;
• indukční cívku s feritovým kroužkem;
• elektronický předřadník.

Uvnitř trubice jsou kapky rtuti v amalgámu. Samotná baňka je naplněna plynem s nízkou chemickou reaktivitou – argonem/kryptonem, a její vnitřní povrch je pokryt anorganickým luminoforem.

Indukční cívka a elektromagnet vytvářejí vysokofrekvenční magnetické pole, pod jehož vlivem jsou volné elektrony urychlovány, srážejí se a vybudí atomy rtuti.

V důsledku toho vzniká ultrafialové záření. Luminofor je transformuje na viditelné jasné světlo.

Stejně jako u jednoduchých fluorescenčních žárovek, kombinace různých luminoforů v povlaku baňky indukčních lamp poskytuje světlo různých barev. Nejčastěji se vyskytují zařízení s barevnou teplotou 3500 K, 4100 K, 5000 K, 6500 K.

Elektronický předřadník se připojuje ke zdroji stejnosměrného napětí 12 V/24 V nebo k síti sinusového napětí 120 V/220 V/380 V.

Řídicí systém startéru transformuje střídavý proud 50 Hz na stejnosměrný a poté na proud vysoké frekvence od 190 kHz do 2,65 MHz.

Tento vysokofrekvenční proud vytváří magnetické pole. Kromě toho startér generuje silný startovací impuls, který zažehne indukční zdroj světla.

Pro zajištění stabilního provozu bezelektrodového osvětlovacího zařízení může řídicí systém také měnit sílu elektrického proudu a jeho frekvenci prostřednictvím indukční cívky.

Za účelem snížení rozptylu vysokofrekvenčního elektromagnetického pole jsou lampy vybaveny feritovými stínítky a/nebo speciálními jádry.

Hlavním rozdílem indukčních úsporných lamp oproti jiným světelným zdrojům je absence vláken a kontaktních termokatod. U indukčních svítidel jsou elektromagnety umístěny vně, takže nedochází k přímému kontaktu elektrod s ionizovaným plynovým prostředím.

Díky tomu je baňka osvětlovacího zařízení homogennější a přibližně stejně teplotně namáhaná.

Při dlouhodobém provozu takového osvětlení není pozorováno praskání skleněné baňky, v průběhu času se materiál elektrod neusazuje na stěnách.

Absence žhavících elektrod potřebných pro zapálení běžných žárovek umožňuje dosáhnout neuvěřitelně dlouhé životnosti indukčních svítidel – až 120 000 hodin provozu.

Někteří výrobci dokonce uvádějí životnost až 150 000 hodin. Tento ukazatel je 10krát vyšší než životnost běžných zářivek, výbojových lamp, rtuťovo-wolframových a sodíkových svítidel.

Kromě toho životnost indukčních světelných zdrojů přibližně 2-3krát převyšuje životnost LED diod.

Druhy indukčních lamp

Poprvé předvedl lampu bez kontaktních elektrod Nikola Tesla již v roce 1893 na Světové výstavě v Chicagu. Prezentované osvětlovací zařízení bylo napájeno magnetickým polem Teslovy cívky. První spolehlivý prototyp indukčního světelného zdroje vytvořil Džon Melvin Anderson v roce 1967.

Klasifikace bezelektrodových žárovek

V roce 1994 společnost General Electric představila kompaktní úspornou lampu GENURA s vestavěným vysokofrekvenčním generátorem v patici.

Sériová výroba indukčních zářivek začala v 90. letech 20. století.

Dnes jsou lídry ve výrobě bezelektrodových energeticky účinných osvětlovacích zařízení korporace PHILIPS Lighting, GE Lighting a OSRAM Licht AG. V tabulce jsou uvedeny parametry a cena různých modelů lamp těchto výrobců.

V závislosti na typu konstrukce existují indukční světelné zdroje:

• s vestavěným předřadníkem – elektrický generátor a lampa jsou spojeny v jednom bloku;
• s odděleným elektronickým startérem – vnější generátor a lampa jsou oddělenými zařízeními.

V závislosti na způsobu umístění cívky se tyto lampy dělí na zařízení s vnějším (nízkofrekvenčním) a vnitřním (vysokofrekvenčním) induktorem.

V prvním případě je cívka s feromagnetickým jádrem ovinuta kolem baňky. Pracovní frekvence žárovek s vnější indukcí leží v rozsahu 190-250 kHz.

Mají lepší podmínky pro intenzivní výměnu tepla s okolím, protože cívka vně utěsněné baňky snadno rozptyluje teplo produkované zařízením. Životnost nízkofrekvenčních zařízení je až 120 000 hodin.

V druhém případě je indukční cívka s navinutým jádrem umístěna uvnitř skleněné baňky. Vznikající teplo se dostává do dutiny osvětlovacího zařízení, a proto se žárovky s vnitřní indukcí zahřívají více.

Jejich pracovní frekvence je v rozmezí 2-3 MHz. Životnost těchto světelných zdrojů nepřesahuje 75 000 hodin.

Zařízení s vnitřním induktorem svým vzhledem připomínají vakuové žárovky. Modely s vnějším induktorem mají tvar kruhu nebo obdélníku.

Vysokofrekvenční i nízkofrekvenční žárovky mají velkou rezervu pevnosti a vyznačují se dlouhou životností.

Varianty provedení a značení

V současné době společnosti specializující se na osvětlení zavedly sériovou výrobu indukčních žárovek různých tvarů. Konstrukční prvky a varianty provedení lze vysledovat v jejich označení.

První dva písmenné znaky v kódu určují typ zařízení (IL – indukční lampa), třetí ukazuje tvar. Za písmenným označením obvykle následuje výkon.

ILK – indukční žárovky kruhového tvaru. Mají vysoký světelný výkon a široký rozsah spektrofotometrických teplot. Jsou vhodné pro instalaci do kulatých a oválných svítidel.

Tyto světelné zdroje se aktivně používají k osvětlení skladů, prostorných výrobních a opravárenských hal, obchodních komplexů, sportovních areálů.

ILŠ – žárovky ve tvaru koule. Jsou provedeny v tradičním tvaru běžných vakuových osvětlovacích zařízení s vysokým výkonem. Vytvářejí měkké světlo a zapalují se téměř okamžitě.

Jsou vhodné k nahrazení žárovek na žhavení energeticky úspornými zdroji světla bez nutnosti výměny samotného svítidla.

ILŠ se instalují do reflektorů pro osvětlení hotelů a restaurací, supermarketů, stejně jako do venkovních a průmyslových svítidel.

ILU – žárovky tvaru U. Jsou to zařízení s odděleným generátorem. Vyzařují jasné bílé světlo a při provozu neblikají.

Používají se k osvětlení stadionů, tunelů, metra a dálnic, reklamních stojanů, vývěsních štítů a dalších objektů.

ILB, ILBK – žárovky s prstencovým tvarem baňky. V nich je generátor, cívka a trubice spojeny v jednom bloku. Vytvářejí měkké světlo, které neoslňuje, rychle a snadno se zapalují při teplotách do -35 °C.

Podobné konstrukce se používají k osvětlení hotelů a obchodních prostor, parkových zón a náměstí, soukromých přilehlých pozemků.

Zvlášť je třeba zmínit indukční fytolampy pro rostliny. Liší se tvarem skleněné baňky a barvou vyzařování.

Různé modely indukčních fytolamp jsou vhodné pro osvětlení zelených rostlin v určitém období růstu a vývoje. Série těchto výrobků se označují TIL. Následující dvě písmena označují konkrétní model lampy.

Indukční fytolampy GP a VG jsou určeny pro osvětlení rostlin ve fázi vegetativního růstu. Převládá v nich modré spektrum vyzařování.

Zařízení FL se používají v počáteční fázi tvorby plodů a také k urychlení tvorby květů. Vyzařují červené světlo.

Žárovky modelu KL jsou univerzální. Takové zdroje světla umožňují řídit růst rostlin. Generují sytě červené světlo potřebné pro plný vývoj plodů rostlin a bohaté kvetení.

Příklady značení:

• ILK-40 – kulatá indukční žárovka o výkonu 40 W;
• TILPVG-120 – obdélníková indukční fytolampa o výkonu 120 W, model VG pro počáteční fázi vegetativního růstu rostlin.

Vyzařování indukční žárovky se z 97 % shoduje se slunečním spektrem, a proto je vynikající pro umělé osvětlení skleníkových komplexů.

Výhody použití indukčních lamp

Bezelektrodové lampy generují měkké světlo, které je příjemné pro oči. Odstíny barev přitom nejsou zkresleny.

Jas těchto lamp lze měnit v rozmezí 30-100 % pomocí jednoduchého stmívače pro zařízení s vláknem.

Obsah pevné rtuti v moderních indukčních svítidlech je několikrát nižší než u běžných zářivek plněných plynem.

I po 75 000 hodinách provozu si indukční zařízení udržují úroveň světelného výkonu na 80-85 % původní hodnoty.

Běžné LL denního světla ztrácejí ke konci životnosti až 55 % jasu. Na jejich baňkách se časem vytvářejí tmavé neprůhledné kruhy.

Výhody použití indukčních bezelektrodových lamp:

• Účinnost 90 %;
• životnost až 150 000 hodin;
• světelný výkon více než 90-160 lm/W;
• optimální podmínky pro vizuální vnímání předmětů;
• rozsah pracovních teplot v intervalu od -35 °C do +50 °C;
• index podání barev Ra˃80;
• vysoké ukazatele energetické účinnosti;
• minimální zahřívání baňky;
• neomezený počet cyklů zapnutí/vypnutí;
• absence pulsace;
• možnost regulovat intenzitu svícení;
• záruční doba provozu činí 5 let.

Výrobci tvrdí, že indukční zdroje světla mají lepší technické parametry než LED a stojí několikanásobně méně. Spotřeba energie u těchto typů žárovek je přibližně stejná.

Použití bezelektrodových lamp

Modernizovaná svítidla, která neobsahují termokatody a vlákna, se používají jak pro vnitřní, tak i venkovní osvětlení.

Oblast použití indukčních lamp

Bezelektrodové lampy mají vestavěnou ochranu proti zkratu a napěťovým špičkám.

Indukční svítidla se vyznačují odolností vůči vibracím a náhodným nárazům, stabilně pracují i při snížené teplotě vzduchu.

Díky vysoké světelné účinnosti při nízké spotřebě elektřiny se používají v různých oblastech:

• pro kvalitní osvětlení ulic;
• v obchodně-zábavních a hotelových komplexech;
• v kancelářských centrech a obytných prostorách;
• pro osvětlení prostorných dílen a skladů v průmyslových areálech;
• pro osvětlení skleníků a oranžérií;
• pro osvětlení dálnic a tunelů;
• pro zajištění výbušně odolného osvětlení na čerpacích stanicích.

Díky stabilitě parametrů se rtuťové bezelektrodové lampy používají jako precizní bodové zdroje UV záření ve spektrometrii.

Kromě toho se princip indukčního buzení plynu používá při přenosu energie z vnějších zdrojů do pracovního prostředí laserů.

Avšak kvůli přítomnosti vysokofrekvenčního elektromagnetického záření se indukční svítidla neinstalují na železničních stanicích a na letištích.

Tyto žárovky mohou také způsobovat rušení při současném provozu s vysoce citlivým laboratorním a zdravotnickým zařízením. Proto se nedoporučuje jejich použití v místnostech s takovou speciální technikou.

Venkovní a silniční osvětlení

Nejefektivnější silniční osvětlení mohou zajistit pouliční svítidla s indukčními energeticky účinnými lampami. Tento typ osvětlení zaručuje pohodlnou viditelnost jak pro řidiče, tak pro chodce.

Silniční svítidla mají pevné konzolové uchycení a montují se na sloupy a také na standardní stožáry. Používají se k osvětlení parkových zón a náměstí, ulic a prostranství, dálnic a parkovišť, nábřeží, dvorů.

Okamžité spuštění IL minimalizuje ztráty elektrické energie a umožňuje maximálně efektivně využívat systém osvětlení. To dává možnost organizovat osvětlení s využitím pohybových senzorů.

Jako příklad – okamžité spuštění osvětlení na automobilových dálnicích v místech, kde probíhá pohyb vozidel a chodců.

Kromě toho lze citlivý pohybový senzor kombinovat s programovatelným soumrakovým spínačem.

Zařízení se nastavuje na konkrétní hodnoty osvětlenosti. Při nedostatečné úrovni světla senzor vydá pokyn k zapnutí lamp.

Možnost stmívání umožňuje úspěšně používat inteligentní systémy pro efektivní řízení pouličního osvětlení.

Díky řízení jasu indukčních lamp pomocí regulátoru výkonu a astronomického časovače lze dosáhnout skutečné úspory elektrické energie a také výrazně snížit náklady na údržbu.

Zavádění inteligentních systémů umožňuje kontrolovat stav osvětlení, měřit a analyzovat údaje o spotřebě energie svítidel.

Bezpečné průmyslové zdroje světla

Použití zařízení na bázi indukční technologie je ekonomicky výhodné řešení pro modernizaci osvětlovacích systémů průmyslových podniků.

Indukční svítidla se vyznačují vysokou kvalitou zpracování a nevyžadují pravidelnou údržbu. Výrazně snižují spotřebu elektřiny a pomáhají zvyšovat rentabilitu výroby.

Průmyslová osvětlovací zařízení mají stupeň krytí IP54, což umožňuje provoz i v podmínkách znečištění a zvýšené vlhkosti. Lze je instalovat v nevytápěných a špatně větraných prostorách.

Tvrzené sklo v kombinaci se silikonovou izolací spolehlivě chrání těleso před vniknutím cizích nečistot a vody.

Existují také průmyslové výbušně odolné modely IL. Nejenže poskytují kvalitní osvětlení, ale také zabraňují vzniku požárně nebezpečných situací. Tato zařízení zvyšují úroveň bezpečnosti ve výrobě.

Na těleso indukčních výbušně odolných svítidel se nanáší antistatický polymerový povlak.

Díky tomuto složení se osvětlovací zařízení vyznačují odolností proti nárazu a odolností vůči působení mínusových teplot.

Speciální jiskrově bezpečný povlak není zničen ani v alkalickém a kyselém prostředí a je schopen si zachovat své vlastnosti po dobu 30 let.

Osvětlení ve sklenících a oranžeriích

Spektrum indukční lampy z 75 % odpovídá fotosynteticky aktivnímu záření, potřebnému pro aktivní růst a dlouhé kvetení rostlin.

Proto se bezelektrodové žárovky používají jako doplňkové zdroje v oranžériích a sklenících, pro osvětlení standardních a kompaktních grow-boxů, přímého, bočního a meziřadového dosvícení rostlin.

Provozní teplota indukčních osvětlovacích zařízení nepřesahuje 60 stupňů Celsia, což umožňuje umístit je blízko k zeleným výsadbám.

Použití takových lamp v grow-boxech umožňuje výrazně snížit náklady na chlazení rezervoárů.

Použití IL také umožňuje předem navrhnout a samostatně instalovat osvětlení pro každou zónu skleníku.

Pro korekci a nasměrování maxima světla do požadovaného sektoru se používají optické plochy – stínítka. Ty zaostřují záření na konkrétní místo.

A pomocí speciálních reflektorů rovnoměrně rozdělují umělé světlo po celé výšce zelených výsadeb.

Pravidla výběru indukčních lamp

Při výběru indukčních svítidel je důležité zohlednit jejich konstrukční vlastnosti, provozní charakteristiky a také úroveň bezpečnosti.

Pouze při dodržení tohoto přístupu lze indukční lampy považovat za výhodnou koupi.

V dnešní době není ve specializovaných prodejnách problém najít indukční bezelektrodové lampy o výkonu od 15 W do 500 W. Existují však i výkonnější, určené pro různé průmyslové potřeby.

Lampy s oválnou baňkou jsou vyráběny pro svítidla se standardními paticemi E14, E27 a E40.

Existují také speciální obdélníkové a kruhové typy indukčních osvětlovacích zařízení, které mohou pracovat jak v síti střídavého proudu, tak i stejnosměrného.

Je třeba poznamenat, že indukční kulové žárovky budou rozměrově větší než běžná zařízení s vláknem, protože vysokofrekvenční generátor je ukryt v patici. To je důležité zohlednit při nákupu.

Všechna indukční svítidla a bezelektrodové lampy procházejí povinnou certifikací.

Proto lze s jistotou hovořit o jejich bezpečnosti. Amalgám je v zatavené baňce a při dodržování základních pravidel provozu je jeho únik vyloučen.

Je však třeba si uvědomit, že stejně jako standardní zářivky, i indukční lampy vyžadují odpovídající likvidaci kvůli přítomnosti rtuti a elektronických součástek.

Tuhý amalgám – slitinu rtuti s jinými kovy – lze znovu použít. Sklo z lampy se také odevzdává k recyklaci, ale odděleně od luminoforu.

Svítidla s indukční technologií nepatří k ekologicky bezpečným typům osvětlení a v tomto kritériu výrazně zaostávají za LED.

Je nutné dodat, že indukční žárovka nedosahuje svého stabilního světelného toku okamžitě. Na startu vydává asi 80 % plného záření.

Aby tento ukazatel dosáhl maxima, potřebuje bezelektrodová lampa 2–3 minuty. Během této doby se dostatečně zahřeje amalgám a odpaří se potřebné množství rtuti.

Závěry a užitečné video k tématu

Indukční svítidla jsou novou generací výbojek. Princip fungování tohoto typu osvětlení:

Co činí lampy indukčními, vlastnosti svítidel tohoto druhu a oblast použití:

Výhody používání moderních indukčních zdrojů světla v průmyslových podnicích:

Správná instalace indukčních lamp při dodržování všech norem a standardů umožňuje efektivně využívat úspornou technologii. Dnes jsou tyto světelné zdroje rozumnou alternativou k tradičním přístupům k organizaci osvětlení.

Máte zkušenosti s používáním indukčních lamp? Nebo se po prostudování materiálu objevily otázky? Můžete je položit v bloku komentářů pod článkem. Tam se také můžete podělit o zkušenosti nebo poskytnout cennou radu návštěvníkům našeho webu.