Barion Pixel

Villanyszerelők Lapja

Megújulók

Örökzöld téma Energiatakarékosság X.

2012. április 14. | Chiovini György |  6418 | |

Az alábbi tartalom archív, 9 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Ma könnyen kerülünk abba a helyzetbe, hogy az eddig használt fényforrást már nem lehet beszerezni, mert a gyártása, forgalmazása megszűnt. Egy kézenfekvő megoldási lehetőség az, hogy a lámpa-testet megtartjuk, és abba helyezhető fényforrást keresünk. Az izzólámpák esetében a gyártók alapvetően három helyettesítő változatot kínálnak: halogénizzó, kompakt fénycső, LED-fényforrás. Mindhárom változatnak van létjogosultsága, reális rangsort az alkalmazás körülményeit figyelembe véve lehet felállítani. Fényhasznosítást tekintve kétségtelenül a halogénizzó a legrosszabb, ennek ellenére érdemes megfontolni használatát, gondoljunk csak a kiváló világítási tulajdonságaira és árára.

Ma könnyen kerülünk abba a helyzetbe, hogy az eddig használt fényforrást már nem lehet beszerezni, mert a gyártása, forgalmazása megszűnt. Egy kézenfekvő megoldási lehetőség az, hogy a lámpa-testet megtartjuk, és abba helyezhető fényforrást keresünk. Az izzólámpák esetében a gyártók alapvetően három helyettesítő változatot kínálnak: halogénizzó, kompakt fénycső, LED-fényforrás. Mindhárom változatnak van létjogosultsága, reális rangsort az alkalmazás körülményeit figyelembe véve lehet felállítani. Fényhasznosítást tekintve kétségtelenül a halogénizzó a legrosszabb, ennek ellenére érdemes megfontolni használatát, gondoljunk csak a kiváló világítási tulajdonságaira és árára.

Kezdetben volt az izzólámpa

Az izzólámpa története is jól példázza a nagy találmányok útját az ötlettől a piacképes termékig. Az a tény, hogy az izzótest világításra is alkalmas, eleve arra ösztönözte a feltalálókat, hogy ebből alkalmas fényforrást hozzanak létre. Az első izzólámpa-szabadalom 1841-ből származik.

A kísérletezők légritkított térben helyezték el az izzószálat, ám éppen a vákuumtechnika fejletlensége gátolta évtizedekig a sikert. Közben sokféle anyagot kipróbáltak, hogy mennyire alkalmasak izzószálnak. A párhuzamos fejlesztések szabadalmi vitákhoz is vezettek, így vitatta egymás jogait Thomas Edison és Joseph Wilson Swan is, akik közül ma inkább Edison neve ismert.

Az ő megoldása – az elszenesített bambuszszál – azért volt jobb, mert néhány száz voltos feszültséggel is lehetett használni. Ma ez nem számít nagy értéknek, de arra alkalmas volt, hogy életveszély nélkül és elfogadható veszteséggel háztartásokban is megjelenhessen a villamos energia. Az izzólámpa ránézésre egy egyszerű termék. Nem gondolunk arra, hogy előállítása a félvezető technológia megjelenése előtt az automatizált, szigorú minőségi követelményeket teljesítő tömeggyártás mintája volt. Számtalan apró finomítás vezetett el oda, hogy a legkülönbözőbb igényeknek is megfelelő, elfogadható árú fényforrás állt a felhasználók rendelkezésére. Ne feledkezzünk meg arról sem, hogy a magyar Tungsram világhírnévre tett szert az izzólámpa fejlesztésében és gyártásában.

A tökéletesítés állomásai

Az izzószál elégését megakadályozandó, eleinte eltávolították a levegőt a lámpák burájából. Később rájöttek, hogy még kedvezőbb, ha a burát semleges gázzal töltik meg. Erre a célra argont, nitrogént, majd Bródy Imre munkásságának eredményeképpen kriptont kezdtek alkalmazni. Ma gyártanak izzókat xenontöltéssel is, mert ennek atomtömege még a kriptonánél is nagyobb. Érdekesség, hogy a nemesgázok közül a hélium és a neon nagyon gyakori, míg a kripton és a xenon nagyon ritka elem. Mérföldkő lett az izzólámpa történetében a halogénvegyületek használata. Az izzószál üzemi hőmérséklete közel van az olvadásponthoz. Bár nem olvad meg, de a keresztmetszet a fém lassú párolgása miatt folyamatosan csökken; ráadásul a folyamat önerősítő.

Az izzók általános tulajdonságai

Más fényforrásokkal összehasonlítva szembetűnő az izzólámpa kedvezőtlen fényhasznosítása. Azon a fizikai törvényszerűségen, hogy a 3000 °C fölé fokozott izzási hőmérsékleten a kibocsátott elektromágneses sugárzásban sokkal több a nem látható, infravörös összetevő, mint a látható fény, sajnos nem lehet változtatni.

További előnyök származnak a halogénlámpák törpefeszültségű táplálásából. Az izzószál az áramkörben egy ellenállás, amely méretezésének megfelelő átmérővel és hosszal kell, hogy rendelkezzen. A teljesítmény, illetve az áramerősség beállítása 230 V-os táplálásnál viszonylag hosszú és karcsú fémszálat igényel. Ezzel szemben a 12 V-os tápfeszültséghez rövid és vastag geometria is jó. Az ilyen izzószál elhasználódás, szakadás, tehát az élettartam szempontjából lényegesen kedvezőbb.

A legforróbb helyen a legnagyobb a párolgás, és emiatt az elvékonyodás. Ennek következtében ott nagyobb lesz a szál villamos ellenállása, nő a helyi hőmérséklet és így tovább. Az elvékonyodott szál azután egy bekapcsoláskor – az üzemi értéknél jóval nagyobb áramfelvétel közben – elszakad. A töltőgázhoz adagolt halogénvegyületek (jód, bróm) a halogén-volfrám körfolyamat révén nagyon lecsökkentik a szál elvékonyodását. A megfelelő hatáshoz szükség van még kellően nagy töltőgáznyomásra és burahőmérsékletre is. Ezek együtt teszik lehetővé, hogy nagyobb hőmérsékleten, jobb fényhasznosítással és tovább működjenek a halogénizzók. A nagy nyomás és hőmérséklet miatt a bura kisméretű, és kvarcüvegből készül.

A törpefeszültségnek kétségtelen hátrányai is vannak: a transzformátor (elektronikus átalakító) költsége, vesztesége, továbbá a nagyobb áramerősség, nagyobb keresztmetszetű bekötő vezeték. A hőmérsékleti sugárzók kedvezőtlen fényhasznosítása javítható, ha hőveszteségüket csökkentjük. Az izzószál hőmérséklete a fejlődő és távozó hő függvénye. Az IRC, illetve ECO-BOOST technológia lényege az, hogy a burán kialakított bevonat kevesebb infrasugárzást enged át, és többet ver vissza az izzószál felé. Ugyanakkora izzószál-hőfok kisebb áramerősséggel érhető el.

Hagyományos izzó
Kevésbé energiahatékony halogénizzó
Energiahatékony halogénizzó

 

  Fényáram Teljesítmény Fényhasznosítás Energiahatékonysági
osztály
Fejelés Javulás
  lm W lm/W
  Kisfeszültség
  230 25 9 E E27  
430 40 11 E E27  
730 60 12 E E27  
  345 28 12 D E27 20%
630 42 15 C E27 25%
840 53 16 C E27 29%
  370 20 19 B E27 70/55%
620 30 21 B E27 83/40%
  3520 200 18 D R7s  
5600 300 19 D R7s  
  3100 160 19 C R7s 6%
5000 230 22 C R7s 16%
  490 40 12 D G9  
820 60 14 D G9  
  460 33 14 C G9 17%
740 48 15 C G9 11%
  Törpefeszültség
  630 35 18 C GY6,35  
975 50 20 C GY6,35  
  420 20 21 B GY6,35 25%
750 30 25 B GY6,35 31%

 

FELVETT VILLAMOS TELJESÍTMÉNY 100%
FÉNY 12%
INFRAVÖRÖS SUGÁRZÁS 65%
KÖZV. HŐVESZT. 23%

Az izzók általános tulajdonságai

Más fényforrásokkal összehasonlítva szembetűnő az izzólámpa kedvezőtlen fényhasznosítása (1. ábra). Azon a fizikai törvényszerűségen, hogy a 3000 0C fölé fokozott izzási hőmérsékleten a kibocsátott elektromágneses sugárzásban sokkal több a nem látható, infravörös öszszetevő, mint a látható fény, sajnos nem lehet változtatni. Az izzólámpa inkább világító hőforrás, mint hőt termelő fényforrás. De ma már elégedetlenek vagyunk egy hagyományos izzólámpa átlagosan 1000 órás, vagy egy halogén- izzó 2-4000 órás élettartamával is. Még talán egy gyenge pontját lehet említeni, történetesen azt, hogy törékeny.

Egyébként viszont csupa jó tulajdonságai vannak. Fénye nagyon közel áll a természetes napfényhez. Színképe folyamatos, mint minden hőmérsékleti sugárzóé. Ebből eredően színvisszaadási tulajdonsága a lehető legjobb. Meleg fénye (2500-3300 K) a legtöbb alkalmazásra megfelel.

Lakásvilágításnál különösen kedvelt, bekapcsolás után gyakorlatilag azonnal teljes fényárammal működik, kikapcsolást követően azonnal vissza is kapcsolható, a ki- és bekapcsolásokat jól tűri. A kezdeti fényáram igen csekély mértékben csökken, a fényáram-stabilitási tényező 0,90-0,95. Kétségtelen korlátokkal, de gyártható jobb fényhasznosítással és rövidebb élettartamra, illetve fordítva, rosszabb energiahatékonyságú és tartósabb változatban. Bár rendszerint 50 Hz-es váltakozó árammal használjuk, fénye egyenletes.

A feszültség hullámosságát a szál hőtehetetlensége kisimítja. Jól szabályozható, fényárama a szokásos technikákkal egyszerűen csökkenthető. Széles teljesítménytartományban gyártható. Az izzószál elhelyezhető átlátszó vagy a fénysűrűség csökkentése érdekében matt burában is.

Tükrös burával alkalmas irányított fény kibocsátására. A kisfeszültségű kivitelnél nem kell semmilyen külön működtető egység, transzformátor, gyújtó, előtét. Használható hideg vagy meleg környezetben is. Ha tönkrement, akkor nem igényel különleges kezelést, veszélyes anyagot nem tartalmaz.

Mit válasszunk?

Az általános világítási célú halogénizzókat nagyon sok változatban gyártják. Az irányított fényű fényforrások továbbra is korlátozás nélkül forgalmazhatók, mert a 244/2009/EK rendelet ezekre nem vonatkozik. A figyelem most a nem irányított fényű izzókra irányul, mert ezek gyártása és forgalmazása nagyrészt megszűnt, vagy megszűnik 2016-ig. Tilalom alá esik a D, E, F és G energiahatékonysági osztály. A C osztály is csak kivételként marad meg.

Ezt a követelményt a hagyományos izzók nem, a halogénizzók is csak kivételesen teljesítik, így érthető, hogy a forgalmazott termékekre való váltás számottevő energia-megtakarítással jár (1. táblázat). Az energiatakarékosság egyik eszköze a fényforrások leszabályozása, a dimmelés. Alkalmazható azonban egészen más célból is, ha egyszerűen kisebb világítási szintet, egy más világítási hangulatot akarunk.

Izzólámpa esetében a takarékosság eleve kétséges, hiszen az izzók fényhasznosítása rossz. Ha az árammal takarékoskodni akarunk, akkor sokkal egyszerűbb más, jobb energiahatékonyságú fényforrás alkalmazása. Ráadásul izzóknál a dimmelés során még romlik is a fényhasznosítás. Bár a felvett villamos teljesítmény csökken, de a fényáram csökkenése ennél nagyobb. Izzót azért dimmelni, mert energiatakarékosságra törekszünk, téves megfontolás.

További szempont az, hogy a dimmelés befolyásolja a volfrám-halogén körfolyamatot. Ehhez megfelelő hőmérsékleti viszonyok kellenek. Egy kritikus szint alatt felerősödik az izzószál vékonyodása, megkezdődik a bura feketedése.

Ugyan azt állítják, hogy időnként teljes fényárammal működtetve az izzót, a romlás visszafordítható, de ez nem biztos, hogy megoldja a problémát.

Adott esetben célszerű részletesebben tájékozódni, mert az egyes termékek között dimmelhetőség tekintetében különbség van. Ott, ahol rendszeresen és hosszan használjuk a mesterséges világítást, indokolt halogén- izzó helyett kompakt fénycsövet vagy LED-et alkalmazni. Világítástechnikai jellemzőikben ezek jelenleg csak részben egyenértékűek a hőmérsékleti sugárzókkal. Ha azonban bizonyos követelményekben egy kissé rosszabb szint is elfogadható, akkor érdemes az energiatakarékos – ráadásul hosszabb élettartamú – fényforrást választani.

A sokféle termék között színhőmérséklet, színvisszaadás, kapcsolástűrés, gyors fényáram-felfutás szempontjából megfelelő is található. Előnyös megoldásokat tesznek lehetővé azok a közdarabok, melyek Edison-fejeléssel rendelkeznek, és foglalatként kialakított végükbe G9 vagy GU10 fejelésű fényforrást tudnak befogadni (1-3. kép). A szakértői dokumentumok Európában átfogó piaci változással számolnak. A hagyományos izzók több mint kétmillió darabos éves forgalma 2006-tól számított tíz év alatt töredékére csökken. A halogénizzók száma növekedni fog, várhatóan 250 millióról 330 millióra. Ennél lényegesen jobban bővül majd a kompakt fénycsőpiac, az évi eladás 150 millióról 660 millióra változik. Az előrejelzések szerint a harmadik hely a LED-eké, évente 230 milliót adnak majd el 2016-ban.


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem