Halogenidové výbojky: typy, design, klady a zápory + pravidla výběru

Navzdory vývoji technologie LED si metalhalogenidové výbojky (MHL) nadále drží své místo na trhu díky svým jedinečným vlastnostem. Jejich vnitřní struktura se může značně lišit v závislosti na zamýšlené aplikaci. Stojí za to seznámit se s charakteristickými typy designu. Souhlasíš?

Pomůžeme vám pochopit principy fungování a vlastnosti zařízení MGL. Článek, který navrhujeme, představuje odrůdy designu a naznačuje rozsah použití. Zájemci o koupi takové žárovky u nás naleznou cenná doporučení pro výběr.

Jak fungují halogenidové výbojky?

MGL mají složitou vnitřní strukturu. Externě je to skleněný válec se základnou, i když některé modely vypadají jako žárovka ve tvaru hrušky.

Uvnitř pláště je další pracovní kapsle ze skla nebo průhledné keramiky, stejně jako vodivé prvky a odpory.

Poměr výkonu k objemu MGL je omezen schopností vnějšího pláště odvádět přebytečné teplo, protože přehřátí může způsobit spálení lampy

Vnější baňka je obvykle naplněna dusíkem a vnitřní baňka je naplněna inertním plynem pod tlakem, malým množstvím rtuti a přísadami halogenidů kovů. Tento design určuje název produktu.

Jako halogenidy kovů se používá hlavně jodid sodný nebo skandium.Slouží ke korekci světelného spektra a ovlivňují rozsah použití metalhalogenidových výbojek. Po vypnutí jsou rtuť a přísady v pevném usazeném stavu na skleněných stěnách.

MGL se po připojení k elektrické síti samovolně nezapne. K tomuto účelu se používají spouštěcí a nastavovací zařízení (předřadníky), které poskytují potřebný startovací proud a napětí, dokud se ve vnitřní baňce neprojeví efekt termionické emise.

Mechanismus vyzařování světla

Zařazení MGL probíhá ve fázích. Za prvé, v důsledku startovacího proudu, který je 10-20krát vyšší než provozní proud, dochází ve vnitřní baňce k minimálnímu elektrickému výboji v prostředí inertního plynu.

Díky kombinaci různých přísad podílejících se na záření je možné získat téměř čistě bílé, barevné nebo zcela monochromní záření

Poté se během 3-6 minut zahřejí halogenidy rtuti a kovů, které po odpaření přecházejí do ionizované fáze. Proud je v tomto okamžiku přibližně 2krát vyšší než provozní proud. Ionty zvyšují vodivost směsi vzduchu a zajišťují postupné dosažení jmenovité svítivosti výbojky.

Díky zařízení s dvojitou baňkou je v pracovní kapsli udržována trvale vysoká teplota, která zabraňuje usazování kovových par na stěnách. Po vypnutí musí MGL vychladnout a kovové páry se musí usadit na stěnách vnitřní baňky. Teprve poté bude možné lampu znovu spustit.

Toto omezení je značnou nevýhodou, proto se halogenidové výbojky nepoužívají pro domácí účely, kde je nutné často zapínat/vypínat osvětlení.Kondenzační procesy v MGL jsou také ovlivněny gravitací, takže mnoho modelů vyžaduje jasně definované umístění v prostoru.

Princip činnosti výbojek není jednoduchý, ale umožňuje dosáhnout správného spektra a výkonného světelného toku. Použití předřadníků navíc umožňuje stabilizovat charakteristiky vyzařovaného světla při kolísání parametrů elektrické sítě.

Strukturální typy MGL

Metalhalogenidové výbojky se používají k osvětlení jak chodeb a místností, tak i velkých otevřených průmyslových ploch. Proto se jejich výkon pohybuje od 10 do 2000 W.

Svítidla s vysokou spotřebou elektrické energie se obvykle připojují do sítě 380 V a používají se pouze v průmyslových objektech. Nejoblíbenější modely mají nízký výkon 35-250 W.

Při montáži MGL se šroubovací paticí je nutné zajistit těsné spojení mezi spodním kontaktem svítidla a kovovou deskou objímky

Neexistují jednotné mezinárodní normy pro označování MGL, ale ve většině případů písmeno M znamená „metalhalide“ a H informuje o obsahu rtuti ve výbojce.

Tuzemští výrobci mohou používat vlastní zkratku: D – oblouk; I – jodid, P – rtuť. Po označení modelu obvykle následuje označení typu a průměru základny.

Kovové halogenidové výbojky mají různá provedení.

Níže jsou uvedeny možnosti klasifikace těchto produktů v závislosti na jejich technických parametrech:

1. Podle typu orientace: vertikální (BUD), horizontální (BH), univerzální (U).
2. Podle velikosti baňky: BT - baňkovitě-tubulární, R - reflexní, E nebo ED - elipsoidní, ET - elipsoidně-tubulární, T - trubicové, PAR - parabolické.
3. Podle barvy záření: bílá, žlutá, fialová, zelená a další.
4. Dle provedení: bezpodstavové - s ohebnými svody, jednoplášťové, dvouplášťové.

Vnější provedení halogenidové výbojky má malý vliv na její účinnost, protože prvek přímého vyzařování je umístěn v chráněné vnitřní baňce. Právě to určuje vlastnosti vyzařovaného světla.

Technické vlastnosti svítidel

Technické vlastnosti MGL jsou velmi rozmanité. Závisí na materiálech použitých při výrobě a elektrických parametrech halogenidových výbojek. Tato zařízení mají výrazné výhody a nevýhody, o kterých byste měli vědět při nákupu.

Obecné provozní parametry

Halogenidové výbojky nejsou náročné na vnější teplotu a kontinuitu provozu. Mohou hořet týdny při teplotách pod nulou, aniž by došlo k přetížení.

Široká distribuce sodíkových MGL, které podporují fotosyntézu, vedla k prudkému rozvoji skleníkového podnikání v oblastech, které pro to nejsou vhodné.

Hlavní parametry, které charakterizují MGL, jsou:

• index podání barev (CRI);
• pracovní zdroj;
• Napájení;
• světelný tok;
• typ základny;
• Barevná teplota;
• poměr světelného toku k elektrickému výkonu;
• pracovní teplota.

Index podání barev je považován za důležitou charakteristiku MGL. CRI charakterizuje přítomnost různých vlnových délek v emitovaném spektru a rovnoměrnost jejich intenzity.

Tento indikátor se měří jako procento podobnosti s přirozeným denním světlem. Moderní MGL mají index podání barev 85-95% a většina domácích LED zařízení má index podání barev 70-85%.

Některé lampy záměrně zkreslují podání barev, aby dodaly světlu potřebné vlastnosti. Například sodné MGL používané pro růst rostlin mají CRI pouze 50-60%. Účinnost výbojky se tím nesnižuje, pouze vyzařuje většinu energie v daném rozsahu vlnových délek.

Pro získání žlutého odstínu se používají halogenidy sodíku, zelená - thalium a modrá - indium. Pokud jde o výkon, metalhalogenidová svítidla drží krok LED lampy. Tento údaj pro obě zařízení ve střední cenové kategorii je 100-120 lm/W.

Barevná teplota MGL se může pohybovat v rozmezí 2500-20000 °K. Když napětí v síti klesne, změní se směrem nahoru a světlo se ochladí. Při dlouhodobém překročení hodnoty 240 V může lampa jednoduše explodovat v důsledku přehřátí směsi plynu a vzduchu ve vnitřní baňce.

Na rozdíl od LED se halogenidové výbojky nebojí vysokých teplot, na které se jejich vnitřní prvky během provozu zahřívají.

Důležitou vlastností MGL je stabilita světelného toku po celou dobu provozu, což je 6-15 tisíc hodin. Pokud účinnost LED po 10 000 hodinách provozu klesne o cca 50 %, pak u metalhalogenidových výbojek klesne pouze o 2-20 %.

Zbývající parametry závisí na konkrétním modelu svítidla a nejsou specifické.

Výhody metalhalogenidových výbojek

Moderní trh výbojkových osvětlovacích zařízení se pomalu zmenšuje kvůli nástupu LED osvětlení. Jedinečné vlastnosti MGL však budou spotřebitelé vyžadovat minimálně několik desetiletí.

Hlavní výhody těchto svítidel jsou:

1. Vynikající energetická účinnost.Na každý spotřebovaný watt energie lampa produkuje více než 100 lumenů světla.
2. Vysoká úroveň indexu podání barev.
3. Vytříbená výrobní technologie, která minimalizuje poškození vnitřních prvků lampy.
4. Široký výkonový rozsah.
5. Dlouhá životnost.
6. Odolnost vůči vysokým teplotám díky absenci elektronických součástek uvnitř lampy.

Metalhalogenidová zařízení konkurují především LED a zářivky. Všechny tři technologie se aktivně vyvíjejí, takže od MGL lze očekávat další vylepšení.

Negativní aspekty zařízení

Absence halogenidových výbojek v domácí sféře naznačuje, že mají nejen pozitivní, ale i negativní vlastnosti.

Předřadník také vyžaduje chlazení, proto se nedoporučuje instalovat jej ve stísněných nevětraných prostorách nebo v blízkosti samotných lamp

Hlavní nevýhody MGL jsou:

1. Cena je několikanásobně vyšší než u podobných LED zařízení.
2. Nedostatek ovládání jasu.
3. Před opětovným spuštěním vyžaduje chlazení po dobu 5-10 minut.
4. Přítomnost externích předřadníků, které vyžadují další prostor pro instalaci.
5. Postupný nárůst teplota barvy při dlouhodobém užívání.
6. Nebezpečí výbuchu v důsledku přepětí.
7. Citlivost na prostorové umístění.
8. Absolutně neopravitelné.
9. Nutnost speciální likvidace kvůli obsahu toxických látek.
10. Doba potřebná k dosažení vypočteného světelného toku po zapnutí.

Mají tedy ještě více nevýhod než výhod. Tím se zužuje rozsah použití MGL na průmyslové a veřejné budovy a místa, kde je vyžadováno nepřetržité a vysoce kvalitní osvětlení.

Rozsah použití lamp

Používání halogenidů kovů doma je nejen ekonomicky iracionální, ale také nebezpečné kvůli obsahu rtuti, které obsahují. Baňka může prasknout a místnost se naplní toxickými výpary.

Z důvodu bezpečnosti je použití metalhalogenidových výbojek požadováno především pouze pro nebytové prostory:

1. Filmová studia, fotoateliéry.
2. Světla auta.
3. Architektonické stavby.
4. Veřejné budovy, nákupní centrum.
5. Průmyslové dílny.
6. Objekty ve výstavbě.
7. Pouliční osvětlení.
8. Sportovní předměty.
9. Parkové plochy.
10. Skleníkové komplexy, skleníky.
11. Noční osvětlení venkovských domů.

Většina lidí se nepotýká s nákupem MGL také proto, že tato zařízení se zřídka prodávají v malých železářstvích. Nakupují je především podniky a podnikatelé od specializovaných firem.

Jak vybrat halogenidovou výbojku?

Specifičnost oblastí použití výbojky vás nutí pečlivě vybírat jejich vlastnosti. Produkt lze samozřejmě vždy vyměnit, ale je lepší okamžitě zakoupit vhodný model.

Spouštěcí zařízení jsou často součástí výbojek, protože životnost MGL do značné míry závisí na jejich kompatibilitě

Hlavní doporučení při nákupu halogenidů kovů jsou následující:

1. Pečlivě si přečtěte štítky na obalech, které mohou za určitých okolností indikovat omezení použití MGL.
2. Deklarovaná provozní poloha výrobku musí odpovídat poloze svítidla, pro které je určeno. Vertikálně orientované modely mají nejmenší zdroj.
3. Průměr základny musí odpovídat objímce lampy.
4. Skříň startéru musí být vyrobena z kovu s dostatečným počtem větracích otvorů. Ve skutečnosti, v závislosti na modelu, předřadník spotřebovává 10-20% energie lampy.
5. Startér je dimenzován na určité napětí a proud, proto je třeba tyto faktory zohlednit při výměně lampy.
6. V některých případech je rychlé zapálení MGL kriticky důležité, takže čas potřebný k dosažení jmenovité svítivosti je třeba si předem přečíst v návodu.

Pokud si koupíte halogenidovou výbojku jako náhradu za rozbitou, můžete si rozbitý model vzít s sebou do obchodu jako příklad.

MGL jsou drahé, proto je důležité při nákupu uschovat všechny účtenky a faktury, abyste mohli později uplatnit svá záruční práva.

Informace vám pomohou porovnat metalhalogenidová zařízení s halogenovými žárovkami další článekvěnované analýze charakteristik modelu G4.

Závěry a užitečné video k tématu

Video #1. Přehled charakteristik metalhalogenidových výbojek:

Video #2. Kontrola funkce halogenidového reflektoru:

Video #3. Připojení halogenidové výbojky:

Metalhalogenidová svítidla se i přes řadu konstrukčních nevýhod nadále používají v mnoha oblastech. Rozmanité spektrum záření umožňuje jejich výběr pro různé potřeby ekonomické činnosti. Proto MGL zůstanou konkurenceschopné v oblasti průmyslového osvětlení po dlouhou dobu.

Pište komentáře do níže uvedeného bloku, ptejte se, zveřejňujte fotografie k tématu článku. Podělte se o své vlastní pokyny pro výběr halogenidové žárovky. Řekněte nám, proč jste si vybrali toto konkrétní zařízení.