Tài liệu Các dụng cụ chiếu sáng

  • Số trang: 24 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 329 |
  • Lượt tải: 4
tranvantruong

Đã đăng 3224 tài liệu

Mô tả:

CÁC DỤNG CỤ CHIẾU SÁNG
Chương 2: CÁC DỤNG CỤ CHIẾU SÁNG §2.1 Đặc điểm chung của dụng cụ chiếu sáng. 2.1.1 Phân loại bóng đèn Phân loại theo nguyên lí hoạt động, chia các đèn thành 2 nhóm: đèn sợi đốt và đèn phóng điện. Sơ đồ phân loại: Các loại đèn Đèn ánh sáng hỗn hợp Đèn sợi đốt Đèn sợi đốt thường Đèn huỳnh quang Đèn sợi đốt halogen Đèn huỳnh quang ống Hình Đèn phóng điện Đèn thủy ngân Đèn huỳnh quang com pac Đèn Natri (sodium) Đèn natri áp suất cao Đèn metalhalide (hologen) Đèn natri áp suất thấp Sơ đồ phân loại đèn 2.1.2 Hiệu suất sáng của đèn Là tỷ số quang thông mà đèn phát ra và công suất điện mà nó tiêu thụ. Đơn vị đo hiệu suất : lm/W Với các đèn có dùng chấn lưu thì khi xét hiệu suất cần phải kể đến công suất tiêu thụ của chấn lưu. Đèn có hiệu suất sáng cao sẽ được ưu tiên lựa chọn sử dụng. Xét về mặt hiệu suất sáng thì dèn sodium(Natri) áp suất thấp là tốt nhất, đèn sợi đốt là thấp nhất. 2.1.3. Sự duy trì quang thông Theo thời gian sử dụng, do sự già hóa của vật liệu và các tác nhân vật lý khác khiến quang thông của đèn giảm trong khi công suất điện tiêu thụ không giảm. Sự suy giảm quang thông của nguồn sáng phụ thuộc vào các yếu tố như sự tương thích giữa đèn và chấn lưu, số lần bật tắt, nhiệt độ môi trường làm việc….Đèn sợi đốt có quang thông gần như không đổi trong suốt thời gian sử dụng nó. Đối với các đèn phóng điện, sự suy giảm quang thông rất nhanh, nhất là trong 100h đầu tiên. Do vậy quang thông định mức của chúng được tính từ sau khoảng thời gian này. 2.1.4 Tuổi thọ của đèn Tuổi thọ của đèn được xác định là khoảng thời gian tính bằng giờ mà số lượng bóng đèn trong nhóm còn có thể hoạt động được trước khi 50% đèn bị hư hỏng. Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của đèn: + Sự biến thiên điện áp và dạng sóng điện áp lưới. + Số lần bật tắt trong quá trình sử dụng. + Cách bố trí đèn một số đèn được thiết kế làm việc theo vị trí quy định Ví dụ : đèn metal halide nếu đặt ở vị trí nằm ngang thì quang thông giảm 10% và tuổi thọ giảm 25% so với vị trí đặt đứng. + Nhiệt độ môi trường Đa số các đèn được chế tạo trong điều kiện nhiệt độ bình thường ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt như đèn LED, các đèn khác rất nhạy với môi trường, nói chung các đèn phóng điện khởi động khó khăn khi nhiệt độ dưới 100C. 2.1.5 Màu sắc Hai đại lượng đánh giá màu sắc của đèn là nhiệt độ màu T(K) và chỉ số thể hiện màu CRI. - Có thể phân chia nhiệt độ màu thành các loại: + Màu ấm, T=2700K + Màu trung tính, T=3500K + Màu lạnh, T>6000K Trong các công sở nên chọn đèn huỳnh quang có màu trung tính, còn chiếu sáng trong nhà nên chọn màu ấm hơn. - Chỉ số thể hiện màu đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn nguồn sáng. Để đảm bảo tiện nghi nhìn, đèn phải có ánh sáng gần ánh sáng tự nhiên nhất tức là phải có chỉ số thể hiện màu cao. Nguồn sáng chuẩn là nguồn sáng tự nhiên hoặc đèn sợi đốt chuẩn. Màu của bộ đèn phụ thuộc vào đặc tính phổ xạ của chao đèn, màu của vật liệu tường, trần và nền, độ rọi và sự có mặt của ánh sáng tự nhiên. Đèn halogen có CRI=65-80, đèn Natri áp suất cao có CRI=22, đèn Natri áp suất thấp có CRI gần bằng không. Các đèn có CRI>75 thuộc loại đèn thể hiện màu tốt, Các đèn có CRI=65 - 75 thuộc loại đèn thể hiện màu trung bình. Các đèn huỳnh quang và halogen phù hợp cho chiếu sáng các khu thương mại, công nghiệp. Lưu ý ở các khu vực này không được chiếu sáng với CRI<50 vì khi đó không cảm nhận đúng màu của sản phẩm. § 2.2 Đèn sợi đốt Thường gọi là bóng đèn tròn, có cấu tạo đơn giản, biến đổi trực tiếp năng lượng điện thành ánh sáng khi có dòng điện qua sợi dây tóc (dây điện trở). 2.2.1. Cấu tạo: E40/45 B22/27x26 45 Dây tóc vonfram để thẳng 27 Hình 2-2. Đui đèn. Hình 2-1 Đèn nung sáng Gồm dây tóc kim loại (vonfram) đặt trong một bóng thuỷ tinh chứa đầy khí trơ (argon) ở áp suất nhỏ gắn với 1 đuôi đèn để lắp vào lưới điện. - Sợi đốt (dây tóc) làm bằng vonfram quấn kiểu lò xo, hai đầu được nối với hai dây dẫn xuyên qua trụ thủy tinh để nối ra đuôi đèn. - Đuôi đèn có hai loại: kiểu ngạnh trê và kiểu xoáy (kiểu ren). Bóng thủy tinh có thể là loại trong suốt hoặc mờ. Loại bóng đèn mờ cho ánh sáng dịu và đồng đều nhưng giảm năng suất phát quang của đèn. Ngoài ra bóng có thể là loại thủy tinh mầu dùng để trang trí hoặc làm đèn báo hiệu. Để tránh cho sợi dây tóc không bị đốt cháy do tác dụng của oxy, bóng được hút chân không và thay vào một ít chất hiếm như Argon, Krypton và Nitơ. Kích cỡ bóng phải đủ lớn để không bị hơi nóng của nhiệt tỏa ra làm nổ. Hầu hết bóng đèn đều được lắp vào trong đui đèn, dòng điện sẽ đi qua đui đèn, qua đuôi đèn kim loại, vào đến dây tóc làm nó nóng lên và đến mức phát ra ánh sáng. Nguyên lý làm việc: Khi có dòng điện qua đèn, do tác dụng nhiệt, sợi dây điện trở bị nung đỏ lên (khoảng 2.6000C) và phát ra ánh sáng. Ánh sáng phát ra kèm rất nhiều nhiệt, phần lớn là tia hồng ngoại nên gần giống với ánh sáng tự nhiên. Tuy nhiên loại đèn này có hiệu suất thấp, hệ số hiệu dụng khoảng 10-15Lumens/W, tuổi thọ của đèn thấp (khoảng 1.000 giờ), đèn dễ bị hỏng khi vận chuyển. 2.2.2. Nguyên lý hoạt động: - Khi có dòng điện chạy qua bóng đèn, dây tóc khi bị nung tới nhiệt độ 2400 – 34000K và phát ra ánh sáng. Ánh sáng phát ra kèm rất nhiều nhiệt, phần lớn là tia hồng ngoại nên gần giống với ánh sáng tự nhiên. Khi nhiệt độ của sợi đốt càng tăng (nhỏ hơn nhiệt độ nóng chảy của Vonfram (3650 K) )thì phổ ánh sáng dịch chuyển từ hồng ngoại sang miền ánh sáng nhìn thấy. - Trong môi trường chân không và nhiệt độ 2400 – 2600K, cực đại toả tia nằm ở lân cận 1100 nm và hiệu quả ánh sáng kém nên ngày nay bóng đèn chân không chỉ dùng cho các đèn có công suất <25W. - Với t = 2700 – 3000 K hiệu quả ánh sáng tăng một cách rõ rệt do trong miền ánh sáng nhìn thấy. Nhưng bắt đầu có hiện tượng bay hơi kim loại dẫn đến dây đốt bị đứt. Hiện tượng này có thể bị chậm đi một cách đáng kể khi có thêm khí trơ (nitơ, agon, kripton), với mục đích tăng áp suất mặt ngoài của dây tóc nhưng lại có hiện tượng đối lưu trong bóng, có sự truyền nhiệt và mất mát năng lượng từ trong bóng ra ngoài không khí xung quanh. Do đó hiện nay chỉ với bóng có công suất lớn hơn 60W người ta mới nạp khí nêon và argon. - Ở trạng thái đốt nóng, sợi đốt được bao bọc bởi 1 lớp khí tĩnh. Tổn thất nhiệt càng nhiều nếu lớp khí tĩnh này càng dày. Để giảm tổn thất này, Langmuir đã quấn sợi đốt hình xoắn rất dày sao cho lớp khí nằm trong đường kính của dây xoắn dầy hơn lớp khí của sợi đốt. Ngày nay, dây tóc được dùng là dây xoắn kép (sợi đốt xoắn kép), thêm vào khí trơ các thành phần halogen (Iốt hoặc brom) cho phép vonfram bay hơi lắng đọng trên sợi đốt mà không ngưng đọng trên bóng đèn hiệu quả ánh sáng đạt tới 20 đến 27 lm/W và tuổi thọ trung bình 2000 giờ. Tổn thất càng giảm khi: + Đường kính xoắn càng lớn. + Chiều dài càng nhỏ. + Bề mặt tiếp xúc có hiệu quả với khí càng nhỏ. Phương pháp dùng sợi đốt xoắn kép thường dùng cho các bóng có công suất 25 100 W vì nếu công suất lớn sẽ làm giảm một cách rõ rệt hiệu quả ánh sáng so với những dây tóc quấn xoắn đơn. 2.2.3. Đặc tính của bóng đèn: - Nhiệt độ màu: 2500 – 30000K - Chỉ số CRI=100 - Tuổi thọ khoảng 1000 -2000h - Hiệu quả ánh sáng càng tốt khi công suất đèn càng lớn. Ví dụ hai đèn 150W cho ánh sáng kém hơn một đèn 300W. Đặc tính của 1 số bóng đèn nung sáng Công suất W Điện áp 127 V Điện áp 220 V , lm Hiệu suất sáng, lm/W , lm Hiệu suất sáng, lm/W 40 500 12,5 430 10 75 1120 14,9 970 12,9 100 1590 15,9 1390 13,9 200 3430 17,5 2990 14,9 500 9600 19,2 8700 17,4 1000 21000 21 18700 18,7 2.2.4. Các ưu nhược điểm và ứng dụng của đèn sợi đốt - Các đèn sợi đốt có nhiệt độ thấp, thuận tiện cho việc chiếu sáng mức thấp và trung bình ở các khu vực dân cư như chiếu sáng cục bộ hoặc chiếu sáng trang trí. - Ngoài ra đèn sợi đốt còn được dùng làm đèn tín hiệu (tuổi thọ sợi đốt đến 8000h), các đèn phát tia hồng ngoại được sử dụng rất nhiều trong sưởi ấm, đốt nóng. - Ưu điểm đèn sợi đốt: + Nối trực tiếp vào lưới điện. + Bòng đèn có nhiều loại kích thước, chế tạo với nhiều cấp điện áp và công suất khác nhau, thích ứng với mọi điều kiện sử dụng: 12, 36, 110, 127, 220V + Bật sáng ngay, dễ điều khiển, kiểm soát phân bố ánh sáng. + Kích thước nhỏ, giá thành rẻ. + Hầu như hoàn toàn không phụ thuộc vào điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm (thậm chí có thể được ngâm trong nước). + Tạo ra màu sắc ấm áp. + Quang thông giảm không đáng kể, khi bóng đèn đã bị lão hoá cũng chỉ giảm khoảng 15%. - Nhược điểm: + Tốn điện và phát nóng. + Hiệu suất phát sáng thấp + Tuổi thọ thấp + Sợi đốt dễ bị ảnh hưởng bởi rung động + Tính năng của đèn thay đổi đáng kể theo biến thiên điện áp nguồn. Biến thiên điện áp dẫn tới biến thiên dòng điện và do đó biến thiên sự đốt nóng, làm ảnh hưởng đến quang thông và tuổi thọ của đèn. Gọi 0, I0 , P0 và D0 lần lượt là quang thông phát ra, dòng điện, công suất tiêu thụ và tuổi thọ của đèn ở điện áp định mức U0 thì ở điện áp U:   U     0  U 0  3, 5  I   U       I0   U0  ;  0,5 1, 5 13, 5 P  U   D   U      ;       P0   U 0   D0   U 0  ;  Tuổi thọ của đèn giảm từ 3700 giờ khi điện áp giảm đi 10% sang nhỏ hơn 500 giờ khi quá áp 5%. Để đảm bảo tuổi thọ đúng định mức, hiệu suất quang tốt, điện áp đặt lên hai cực chỉ được giao động trong phạm vi  2,5%. Ví dụ: Sự thay đổi thông số của bóng đèn khi điện áp thay đổi  1%. Điện trở  0,4 % Công suất  1,5 % Quang thông  3,3 % Hiệu suất phát quang Tuổi thọ  1,8 % 3% - Sự già hoá của các đèn: Việc suy giảm tính năng theo thời gian chủ yếu là do sự bốc hơi của sợi đốt kết hợp với không khí, hơi nước còn sót lại trong bóng. Quang thông phát xạ thường nhỏ hơn do bụi bám bên ngoài bóng đèn vì vậy cần định kỳ lau bóng đèn. - Các ứng dụng: + Vì nhiệt độ màu thấp nên các loại đèn sợi đốt thích hợp với chiếu sáng khu vực nhà với độ rọi thấp và trung bình. 2.3 Đèn huỳnh quang 2.3.1. Đặc điểm Là loại đèn phát ra ánh sáng lạnh, nhiệt lượng toả ra ít. Đèn làm việc dựa trên nguyên tắc phóng điện giữa các điện cực và dưới tác dụng của tia cực tím lên lớp bột huỳnh quang tráng bên trong ống đèn thuỷ tinh làm phát ra ánh sáng. Màu sắc ánh sáng phát ra từ đèn tuỳ thuộc vào thành phần lớp bột huỳnh quang bao quanh gồm các chất tungstène, calci, silicat kẽm+glucinium… 2.3.2 Cấu tạo 5 1 C 2 3 3 4 U~ Hình 2-3. Đèn huỳnh quang. 1- ống thuỷ tinh hình trụ; 2- Lớp huỳnh quang; 3- Điện cực 4- Chấn lưu; 5- Tắc te. tắc te chấn lưu H2.4: Sơ đồ nguyên lý đèn huỳnh quang - Bóng là một ống phóng điện (ống thủy tinh mờ) bên trong chứa khí hiếm (acgon) với hai điện cực và và 1 lượng nhỏ hơi thuỷ ngân. Ở thành trong của ống có phủ một chất phát sáng (huỳnh quang). Trên mặt các điện cực có bôi điôxit bari hoặc strôni để dễ phát xạ điện tử. - Đèn huỳnh quang được nạp đầy khí argon ở áp suất (34) mm Hg và một vài mg thuỷ ngân (khoảng 12mg). Việc nạp khí argon vào đèn với áp suất thích hợp làm cho quá trình mồi phóng điện xảy ra dễ dàng hơn, bảo vệ cho các điện cực khỏi bị phá hỏng. - Áp suất của hơi thủy ngân trong đèn phụ thuộc vào nhiệt độ của đèn, áp suất tốt nhất là 0,01 mm Hg. Khi đèn làm việc thuỷ ngân lỏng biến thành khí, áp suất hơi thuỷ ngân bão hoà trong đèn được giới hạn trong khoảng (0,8  1,3) at và chỉ ở áp suất ấy phát sáng có trị số lớn nhất. - Tắc te nhiệt: Thực chất là công tắc tự động làm việc dưới điện thế thích hợp. Cấu tạo tắc te bởi một lưỡng kim nhiệt được đặt trong một bóng chứa đầy néon và bình thường hai điện cực này hở mạch. Để triệt tiêu phóng điện giữa hai điện cực nhờ một tụ điện mắc giữa hai điện cực và cũng có tác dụng làm đèn khởi động nhanh. Công suất tiêu tán thường xuyên trên tắc te khoảng 1W để tránh cho miếng lưỡng kim không bị nguội khi ngắt mạch ống. Điện dung C= 5–7 nF có tác dụng làm tăng thời gian quá điện áp khi ngắt làm cho việc mồi dễ dàng, đồng thời để tiêu từ trường cuộn kháng trên chấn lưu. - Chấn lưu : Đối với loại đèn phóng điện, khi làm việc, điện trở của đèn có đặc tính âm sẽ càng lúc càng giảm khi cường độ dòng điện qua đèn tăng và sẽ làm hỏng đèn. Do vậy cần phải mắc thêm một cuộn cảm nối tiếp với đèn nhằm mục đích giữ ổn định dòng điện qua đèn để duy trì sự phóng điện ổn định và đồng thời tạo điện thế cao để dễ khởi động đèn lúc ban đầu. Do nhiệm vụ trên lên cuộn cảm kháng còn được gọi là ballast. Để đèn làm việc luôn luôn được tốt phải duy trì không làm thay đổi áp suất của hơi trong đèn: + Áp suất của hơi tăng lên (dù rất nhỏ), sẽ làm đèn khởi động khó khăn. + Áp suất của hơi giảm đi (dù rất nhỏ), sẽ làm giảm hiệu quả phát sáng của đèn. Để duy trì sự phóng điện bóng đèn phải tương đối dài để có nhiệt độ thấp, không làm tăng áp suất của thủy ngân. 2.3.3 Nguyên lí làm việc Nguyên lý phát sáng của bóng đèn huỳnh quang: là sự phóng điện trong chất khí, hơi thuỷ ngân phát ra tia tử ngoại, kích thích lớp bột huỳnh quang ở vách bên trong ống, bức xạ thành ánh sáng nhìn thấy. - Khi chưa đóng mạch điện, hai tiếp điểm của tắc-te ở trạng thái mở. - Khi đóng mạch điện, toàn bộ điện áp đặt trên hai cực tắc-te, gây nên sự phóng điện nháy sáng (phóng điện hồ quang giữa các tiếp điểm trong tắc te). Hồ quang đốt nóng lưỡng kim loại, làm cho nó giãn nở và cong đi, đầu các tiếp điểm được nối với nhau làm cho mạch điện được nối liền. Sự co dãn của lá kim loại làm cho tiếp điểm của tắc-te đóng lại, mạch điện được nối liền và dòng điện đi qua các cực (dây tóc) của bóng đèn. Lúc này hai cực nóng lên và bắn ra điện tử tự do được gia tốc bởi điện trường, i-on hoá khí argon ở hai đầu cực làm cho nhiệt độ hai đầu cực tăng lên. Động năng của các điện tử tự do biến đổi thành năng lượng kích thích các nguyên tử thủy ngân, thuỷ ngân bốc hơi dẫn đến sự i-on hoá toàn bộ lượng khí có trong bóng đèn, đèn phát sáng. Khi đèn sáng, sự phóng điện của tắc-te ngừng lại do điện áp ở hai cực của tắc-te tụt xuống, lá kim loại kép nguội, co lại về vị trí ban đầu, tiếp điểm của tắc-te mở ra và dòng điện rẽ nhánh qua tắc-te bị ngắt. Bóng đèn đã làm việc thì tắc-te không còn tác dụng, nếu rút tắc-te ra, bóng đèn vẫn làm việc bình thường. Hộp chấn lưu được tính toán sao cho dòng đốt nóng sơ bộ các điện cực bằng (1,21,8) Idm của đèn. Do cuộn chấn lưu có điện cảm lớn, tại thời điểm các điện cực của tacte tách ra, trong cuộn chấn lưu xuất hiện xung điện áp lớn do dòng bị cắt đột ngột, xung điện áp này đặt lên đèn làm phát sinh sự phóng điện trong chất khí giữa hai đầu cực bóng đèn và mồi đèn. Sự mồi đèn thường xảy ra sau (25) lần tác động của tacte. Thời gian khởi động đèn từ 2-5 giây - Khi các tia hồ quang phóng điện đập vào chất phát sáng, một phần năng lượng của chúng biến thành nhiệt năng, phần lớn còn lại xuất hiện dưới dạng một phổ liên tục có bước sóng phân bố tùy thuộc bản chất của chất huỳnh quang thành ánh sáng. - Màu của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào lượng chất huỳnh quang và áp suất trong ống. KL nguyên lý chung: Dòng điện đi qua đèn sẽ kích thích thủy ngân phát ra tia tử ngoại. Tia tử ngoại sẽ kích thích bột huỳnh quang tráng ở thành ống để phát ra ánh sáng nhìn thấy. Gần đây, để tiết kiệm điện, người ta bổ sung bột huỳnh quang đất hiếm làm tăng hiệu suất và độ bền của đèn, thu nhỏ kích thước xuống 26 mm và cho ánh sáng gần với màu thật hơn. 2.3.4 . Ưu nhược điểm của đèn huỳnh quang a. Ưu điểm: - Có hiệu suất gấp 3 đến 4 lần và có tuổi thọ gấp 10-20 lần đèn sợi đốt. - Hiệu suất phát sáng cao, có thể đạt 80 lm/W. - Tuổi thọ lớn, có thể đạt 10.000 h - Có thể tạo được nguồn sáng với những tập hợp quang phổ khác nhau. - Độ chói tương đối ít (5000 – 8000 cd/m2) - Quang thông của đèn ít bị phụ thuộc khi điện áp lưới giảm. - Nhiệt độ bên ngoài thành ống thấp (khoảng 450C) b. Nhược điểm: - Sơ đồ đấu phức tạp vì cần thêm tắc te. - Kích thước bóng đèn phụ thuộc vào điện áp, công suất. - Phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ môi trường làm việc, số lần bật tắt: đèn có quang thông cực đại khi nhiệt độ môi trường khoảng 25 0C. Ngoài giới hạn nhiệt độ trên hiệu suất của bóng đèn bị giảm, nếu nhiệt độ của môi trường nhỏ hơn 100C, bóng đèn không làm việc. - Quang thông giảm nhiều khi dùng đèn lâu. - Khi nhìn sẽ bị hại mắt nếu lắp 1 đèn, gây ảo giác. - Cần lắp thêm tụ điện để giảm lượng công suất vô công mà nó tiêu thụ do mạch của đèn huỳnh quang có tiêu thụ công suất phản kháng (cuộn chấn lưu) làm cho hệ số công suất cos thấp (0,50,6). - Khi điện áp giảm quá thì khó khởi động (< 10% Udm), nếu điện áp giảm quá 30% thì không khởi động được. Khi không ổn định làm cho chất huỳnh quang ở 2 đầu điện cực bị hư hỏng, catốt phản xạ kém. Điện áp và tần số lưới biến thiên ảnh hưởng nhiều đến quang thông và chất lượng chiếu sáng. - Giá thành cao. Các ký hiệu của đèn huỳnh quang: + CW: đèn ánh sáng trắng lạnh tiêu chuẩn + WW: đèn ánh sáng ấm tiêu chuẩn + CWX: đèn ánh sáng trắng lạnh deluxe + WWX : ánh sáng trắng + ES : đèn tiết kiệm năng lượng + HO: đèn có quang thông cao - Kích thước và công suất tiêu chuẩn của đèn huỳnh quang: + 0,6m – 20/18 W; 1,2m- 40/36W; 1,5m- 68/65 W; 2,4m-110W - Đèn T8 có đường kính 8/8 = 1 inch=26mm (đèn ống gầy), đèn thế hệ T10 có đường kính 10/8 inch=38mm. + Hiệu quả ánh sáng từ 40 đến 90lm/W. + Chỉ số thể hiện màu từ 55 đến 90. + Nhiệt độ màu từ 2800- 65000K + Tuổi thọ 8000- 12000h. - Đèn huỳnh quang T5 đường kính 16mm: Loại đèn đường kính nhỏ này có hiệu quả ánh sáng tăng 7% so với T8(95lm/W so với 89lm/W). Hiện nay, T5 được sản xuất với dải công suất từ vài W đến vài trăm W. Thông số kỹ thuật của đèn huỳnh quang Rạng Đông Chủng loại P (W) I (mA) Kích thước Φ L (mm) (mm) Quang thông (lm) Hiệu quả (lm/W) Tuổi thọ (giờ ) FHF- 32D/T8 32 255 26 1199 2650 83 12000 FHF-32W/T8 32 255 26 1199 2750 86 12000 SuperDeluxe FLD-36D/T8 36 430 26 1199 3100 85 12000 SuperDeluxe FLD-18D/T8 18 370 26 589 1300 73 12000 SuperDeluxe FLD-36W/T8 36 430 26 1199 3200 86 12000 SuperDeluxe FLD-18W/T8 18 370 26 589 1400 78 12000 FL-36D/T8 36 430 26 1199 2550 71 12000 FL-18D/T8 18 370 26 589 1000 56 12000 FL-36W/T8 36 430 26 1189 2650 74 12000 FL-18W/T8 18 370 26 589 1000 58 12000 * Hiện nay, bên cạnh đèn huỳnh quang, người ta còn dùng bóng đèn compact huỳnh quang. Đây là 1 dạng mới của bóng đèn huỳnh quang với cấu trúc ống đèn nhỏ hơn nhiều có thể cạnh tranh với các loại đèn nóng sáng và uốn cong. Với cùng hiệu suất sáng, bóng đèn compact có công suất nhỏ hơn Đặc điểm của bóng đèn compact: - Công suất bóng từ 5 dến 50W - Hiệu suất sáng 55 – 75 lm/W - Nhiệt độ màu 2700 – 4000 K - Chỉ số truyền màu CRI=85 - Tuổi thọ lên đến 12.000 h - Giá thành cao. Đặc tính kỹ thuật đèn compact Rạng Đông. Ký hiệu P(W) U(V) Màu sắc Dòng điện Quang thông (mA) (lm) CFD- 2U7D 7 220 Ánh sáng ban ngày 55 310 CFD- 2U7W 7 220 Ánh sáng trắng ấm 55 330 CFD- 2U9D 9 220 Ánh sáng ban ngày 60 420 CFD- 2U9W 9 220 Ánh sáng trắng ấm 60 440 CFD- 2U11D 11 220 Ánh sáng ban ngày 75 560 CFD- 2U11W 11 220 Ánh sáng trắng ấm 75 580 CFD- 3U13D 13 220 Ánh sáng ban ngày 95 700 CFD- 3U13W 13 220 Ánh sáng trắng ấm 720 CFD- 3U15D 15 220 Ánh sáng ban ngày 105 830 CFD- 3U15W 15 220 Ánh sáng trắng ấm 860 CFD- 3U18D 18 220 Ánh sáng ban ngày 110 1000 CFD- 3U18W 18 220 Ánh sáng trắng ấm 110 1050 CFD- 3U20D 20 220 Ánh sáng ban ngày 150 1150 CFD- 3U20W 20 220 Ánh sáng trắng ấm 1200 95 105 150 § 2.4 Các đèn phóng điện Các đèn phóng điện có ống hồ quang kích thước nhỏ, cường độ cao làm bằng thạch anh hoặc vật liệu gốm trong suốt. Các đèn này chứa điện tích và hơi kim loại làm việc ở hiệt độ cao và chia thành 3 loại: - Đèn thủy ngân cao áp. - Đèn halogen kim loại . - Đèn sodium (Natri) 2.4.1 Đèn hơi thủy ngân 2.4.1.1. Đặc điểm Đèn hơi thủy ngân là một loại đèn phóng điện có sử dụng một hồ quang điện thông qua bốc hơi thủy ngân để tạo ra ánh sáng.- Đèn hơi thủy ngân hiệu quả hơn so với đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang , với hiệu quả chiếu sáng 35 đến 65 lumens / watt. Tuổi thọ trung bình khoảng 24.000 giờ 2.4.1.2 Cấu tạo 1 5 3 8 U~ 2 1’ 4 b) 6 a) 7 Hình 2-5 a) Cấu tạo của đèn thuỷ ngân. b)Sơ đồ mắc đèn. Đây là loại đèn phát quang có âm cực nóng được cấu tạo bởi hai bóng, một bóng nhỏ bằng thạch anh, ở hai đầu bóng có điện cực và bên trong ống có chứa hơi thuỷ ngân với một ít khí hiếm (argon) dưới áp suất cao(3). Bóng ngoài bằng thuỷ tinh được rút chân không (5), bên trong có phủ một lớp phát quang được tráng lớp bột phố-pho(8). Để cho lớp phát quang khỏi bị bong người ta cho vào trong bóng khí CO2. Các điện cực chính là (1 và 1’), điện cực phụ (2), các điện cực ra (6, 7) và điện trở dây quấn (4). Điện áp cung cấp để đèn khởi động khoảng 300- 500V, nên khi đèn sử dụng với nguồn điện 110/220V cần phải có một máy biến áp tăng áp để ổn định dòng điện qua đèn. 2.4.1.3 . Nguyên lý hoạt động: Đèn được mắc nối tiếp với chấn lưu (cuộn dây lõi thép có điện cảm lớn). Khi sơ đồ được đóng vào mạng có điện áp, giữa cực mồi (2) và cực (1’) có sự phóng điện ở chế độ toả sáng. Nhiệt độ ở trong ống thuỷ tinh thạch anh (3) tăng cao, thuỷ ngân bắt đầu bay hơi. Áp suất thuỷ ngân bão hoà trong ống khá lớn (5  7)at, đồng thời khí argon và hơi thuỷ ngân bị ion hoá. Khi có dòng qua cực (2) và (1’), có sụt áp trên điện trở R, làm cho điện áp trên cực (2) và (1’) giảm xuống, còn điện áp trên hai cực chính (1, 1’) bằng điện áp lưới, do trong đèn khí và hơi thuỷ ngân đã bị ion hoá (dẫn điện), sự phóng điện giữa cực (1) và (1’) diễn ra. Sự phóng điện có tính chất chập chờn, chấn lưu sẽ cảm ứng một sức điện động tự cảm có tác dụng cưỡng bức sự phóng điện trong đèn. Nhờ có chấn lưu mà có sự lệch pha giữa dòng điện và điện áp, do đó dòng phóng điện liên tục hơn và vì vậy dòng ánh sáng cũng liên tục hơn. Khi đèn đã làm việc chấn lưu có tác dụng hạn chế dòng điện chạy qua đèn đến trị số định mức. Khi hơi thuỷ ngân bị ion hoá và phát ra tia tử ngoại, đập vào lớp huỳnh quang quét ở vách trong bóng chính tạo ra ánh sáng rất mạnh, lúc này áp suất hơi trong bóng thạch anh tương đối cao (3-5 at). Và tạo ra 4 tia sáng chính: 400, 430, 540, 560 nm Ánh sáng của đèn thuỷ ngân áp suất cao có tỷ lệ ánh sáng xanh tím nhiều, đỏ, vàng ít nên ánh sáng của nó khác với ánh sáng ban ngày. Dòng khởi động của đèn bằng 2,5 lần Idm của đèn. 2.4.1.4 . Ưu nhược điểm: - Ưu điểm: + Hiệu suất phát sáng cao (40  50) lm/W. + Tuổi thọ cao vì không có dây tóc + Hệ số công suất gần bằng 1. + Độ chói thấp + Thích nghi với môi trường có nhiệt độ từ -300 C đến 600C. + Ánh sáng của đèn có độ xuyên thấu qua sương mù và bụi khói cao nên đèn thuỷ ngân áp suất cao thường được dùng cho chiếu sáng ngoài trời và chiếu sáng trong các phân xưởng có nhiều bụi khói như phân xưởng luyện thép. - Nhược điểm: + Thời gian khởi động lớn, lớn hơn hoặc bằng 7 phút. + Thời gian khởi động lại rất lâu (2  6) phút phụ thuộc vào điều kiện làm mát, thành phần và áp suất khí trong đèn. + Khi điện áp giảm quá mức không khởi động được. - Ứng dụng: Bóng đèn hơi thủy ngân dùng cho chiếu sáng tất cả các loại đường giao thông, đường đi và lối đi bộ, chiếu sáng công xưởng. - Thông số của bóng đèn + Công suất bóng đèn từ 50 – 1000 W + Hiệu suất sáng 30 – 60 lm/W + Nhiệt độ màu: 3000 – 4000 K +Chỉ số truyền màu: 40 – 60 + Tuổi thọ: khoảng 4000 h. 2.4.2 Đèn halogen kim loại ( Metal halide) 2.4.2.1. Cấu tạo 1 2 3 4 5 6 7 Hình 2-6. Đèn halogen kim loại cao áp + Vòng cố định (1). + Vỏ ngoài hình ống bằng thuỷ tinh bền (2). + Lớp phủ bên trong (3). + Ống phóng điện thạch anh (4). + Bộ phận bảo vệ giá đỡ (5). + Giá đỡ và đưa dòng điện vào (6). + Đui xoáy (7). Đèn halogen giống bóng đèn hơi thủy ngân, chỉ khác trong bóng Halogen kim loại, ngoài thuỷ ngân và acgon, người ta còn cho thêm các hợp chất của halogen với Iốt, Brôm, Clo và các khí trơ như Argonm Kripton để làm tăng hiệu quả năng lượng cũng như tuổi thọ của đèn. Ngoài ra, người ta còn cho thêm vào môi trường thủy ngân muối iốt các kim lại như indi, thali và natri. Bóng đèn halogen phải được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 250oC. Ở nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi. Người ta sử dụng phần lớn thủy tinh thạch anh để làm bóng vì loại vật liệu này chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao, cao hơn thủy tinh bình thường làm cho dây tóc đèn sáng hơn và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường. - Hợp chất Halogen của nhiều kim loại có tính bốc hơi dễ dàng hơn chính kim loại đó và không huỷ hoại kính thạch anh. 2.4.2.2. Nguyên lý làm việc - Sau khi có phóng điện, khi nhiệt độ làm việc của bóng đạt tới mức nhất định thì các hợp chất Halogen kim loại dần dần chuyển sang dạng hơi, các điện tử rơi vào vùng trung tâm với nhiệt độ lớn (vài ngàn độ K). Khi đó hợp chất Halogen kim loại lại bị phân tích thành Halogen và kim loại. Các nguyên tử của kim loại dễ bị kích thích và bức xạ thành những phổ đặc trưng của chúng, khuyếch tán ra khỏi vùng phóng điện, rơi vào vùng có nhiệt độ thấp hơn và sẽ lại bốc hơi. 2.4.2.3. Ưu nhược điểm của bóng đèn halogen kim loại: - Ưu điểm: + Cho màu ánh sáng ban ngày, dễ kiểm soát và phân bố ánh sáng. + Hiệu suất phát quang cao hơn bóng thuỷ ngân. + Do sử dụng có bộ mồi xung quanh điện áp làm việc nên khi tăng điện áp hoặc giảm nhiệt độ môi trường xung quanh, quá trình làm việc của bóng không bị ảnh hưởng nhiều. + Đèn có vị trí vạn năng, có thể treo ở vị trí bất kỳ, dễ sử dụng. - Nhược điểm: + Giá thành cao + Màu sắc thay đổi theo thời gian sử dụng. Thường dùng từ (5001000) giờ thì nên thay đèn để đảm bảo chất lượng màu trong việc truyền hình. - Phạm vi sử dụng: Bóng đèn halogen kim loại là sự lựa chọn ưu tiên cho chiếu sáng với chất lượng ánh sáng cao với yêu cầu cao trong việc thể hiện màu sắc như chiếu sáng trong và ngoài nhà như tiền sảnh khách sạn, nhà hàng, hội chợ, triển lãm, sân thể thao, tượng đài, công viên, bảo tàng, phòng họp quan trọng hoặc làm đèn pha, đèn chiếu sáng công suất nhỏ nhất là 175W.... hoặc thực hiện những công việc đòi hỏi chi tiết, tỉ mỉ cần có sự nhìn nhận rõ ràng về màu sắc, chi tiết. Nguyên lý của bóng Halogen còn được ứng dụng trong Đèn sưởi Halogen. Được thiết kế trên nguyên tắc sử dụng bóng phát nhiệt siêu bền, tỏa nhiệt nhanh và rộng khắp, không gây đốt oxy nên không sợ thiếu ôxy. Đây cũng là một giải pháp tiết kiệm năng lượng rất tốt cho nhu cầu sưởi ấm trong mùa đông với các kết cấu đèn sưởi Halogen treo tường và có thể dịch chuyển. * Các thông số của bóng đèn halogen kim loại: - Công suất bóng đèn từ 70 đến 2000 W - Hiệu suất sáng: 68 – 90 lm/W - Nhiệt độ màu: 3000 – 65000K Bóng sáng hoặc phủ lớp photpho: 3400 – 4100 K Bóng công suất thấp sáng và ấm: 3000 – 3200 K - Chỉ số truyền màu CRI rất tốt: 65 – 90 - Tuổi thọ: 10.000 – 20.000 h 2.4.3. Đèn sodium (Natri) 2.4.3.1 Đèn sodium (Natri) áp suất cao 1 2 3 4 5 6 7 8 Hình 2-7 Đèn hơi natri cao áp + Giá đỡ giữ đèn ống (1). + Đầu điện vào (2) + Bóng đèn elíp băng thuỷ tinh bền (3). + Ống phóng điện ôxít nhôm để có hiệu suất cao (4). + Lớp phủ bên trong (5). + Thiết bị giãn nở để khử ứng suất nhiệt trên mối hàn và ống phóng điện (6). + Giá đỡ đưa dòng điện vào (7). + Đui xoáy (8). Ở nhiệt độ trên 1000 0C, có áp suất cao, natri phát ra các vạch khác trong phổ nhìn thấy, do đó cho ánh sáng trắng hơn có màu sắc “nóng” hay còn gọi là màu sắc ấm áp, nhiệt độ màu từ (20002500) 0K. Đèn phóng điện có kích thước giảm tương đối nhiều để duy trì nhiệt độ và áp suất, bóng đèn được làm bằng thuỷ tinh alumin. Bóng đèn natri cao áp được coi là nguồn sáng lý tưởng cho chiếu sáng đường phố do tuổi thọ lên đến 24.000h và hiệu suất sáng cao nhất trong các loại bóng đèn phóng điện - Công suất bóng 35 – 1000 W - Hiệu suất sáng 80 – 125 lm/W - Nhiệt độ màu 2000 – 2200 K - Chỉ số truyền màu CRI= 25 – 65 - Ưu điểm: + Hiệu suất phát sáng cao + Ít ảnh hưởng dao động điện áp + Tuổi thọ cao (8000h) - Nhược điểm: + CRI thấp + Màu ánh sáng nóng + Độ chói cao. 2.4.3.2 Bóng đèn natri thấp áp: Đèn có dạng ống chứa natri (khi nguội ở trạng thái giọt) trong khí neon. Khi có phóng điện vài phút, natri bốc hơi phát bộ đôi vạch 589 và 589,6 nm nên tạo ánh sáng màu vàng da cam rất gần với cực đại nhạy cảm của mắt với điều kiện áp suất natri thấp (khoảng 10-3 torr) Loại bóng này không được sử dụng rộng rãi do bức xạ ánh sáng đơn sắc nhưng có hiệu suất sáng cao. - Công suất bóng 18 – 180 W - Hiệu suất sáng 100 – 200 lm/W (vượt xa các nguồn sáng khác) - Chỉ số truyền màu CRI=0 (tỏa tia đơn sắc) - Tuổi thọ trung bình 8000 h Bóng đèn natri thấp áp là loại chiếu sáng đặc biệt kinh tế, có thể sử dụng chiếu sáng giao thông cho các đường hầm, kênh rạch, cửa cống. - Ưu điểm: + Hiệu suất phát sáng cao + Tuổi thọ cao (18000h) + Tái khởi động nhanh (<1 phút) - Nhược điểm: + Màu không sáng: da cam, vàng. + Thời gian khởi động lâu (khoảng 7-10)phút § 2.5. Các nguồn sáng mới 2.5.1 Đèn huỳnh quang không điện cực là loại đèn công nghệ mới nhất hiện nay. Bật sáng ngay cả khi điện áp và nhiệt độ thấp Tiết kiệm điện tối đa so với các loại đèn truyền thống ( đặc biệt hiệu quả trong chiếu sáng công nghiệp, chiếu sáng công cộng và các công trình chiếu sáng lớn), tuổi thọ 100000 giờ, thân thiện môi trường... Dải công suất: 15W-200W, 160 220V Đèn 50W huỳnh quang không điện cực tương đương 120W đèn Halogen và đèn metal Halide, đèn 150W tương đương đèn 400W đèn Halogen hay đèn metal Halide Chỉ số mầu CRI>=80 Ứng dụng hiệu quả và tiết kiệm trong các lĩnh vực chiếu sáng đường Phố, hầm đường bộ, cầu đường, trụ sở, siêu thị, showroom, công viên, nhà máy, chiếu sáng ngoại cảnh...Đèn huỳnh quang không điện cực loại 15w, 23w, 40w dùng trong chiếu sáng dân dụng, chiếu sáng văn phòng, siêu thị, khách sạn.... Đèn huỳnh quang không điện cực loại 50w - 165w dùng trong chiếu sáng kiến trúc, chiếu sáng đường phố, nhà xưởng, khu công nghiệp, khu chế xuất...
- Xem thêm -