Сколько тепла выделяет лампа накаливания?

Температурные показатели ламп накаливания

Современный рынок осветительных приборов сегодня представлен не только разнообразными светильниками, но и источниками света. Одними из самых старых лампочек современности являются лампы накаливания (ЛН).

Даже беря во внимание то, что сегодня существуют более совершенные источники света, лампы накаливания все еще широко используются людьми для освещения различного рода помещений. Здесь мы рассмотрим такой важный параметр данных ламп, как температура нагрева при работе, а также цветовая температура.

Особенности источника света

Лампы накаливания представляют собой самый первый источник электрического света, который был изобретен человеком. Данная продукция может иметь разную мощность (от 5 до 200 Вт). Но наиболее часто используются модели на 60 Вт.

Обратите внимание! Самый большой минус ламп накаливания – высокое потребление электроэнергии. Из-за этого с каждым годом уменьшается число ЛН, которые активно используются в качестве источника света.

Перед тем, как приступать к рассмотрению таких параметров, как температура нагрева и цветовая температура, необходимо разобраться в конструкционных особенностях подобных ламп, а также в принципе ее работы.
Лампы накаливания в ходе своей работы преобразует электрическую энергию, проходящую по вольфрамовой нити (спирали) в световую и тепловую.
На сегодняшний день излучение, по своей физической характеристике, делится на два типа:

Устройство лампы накаливания

• тепловое;
• люминесцентное.

Под тепловым, которое характерно для ламп накаливания, подразумевается световое излучение. Именно на тепловом излучении основано свечение электрической лампочки накаливания.
Лампы накаливания состоят из:

• стеклянной колбы;
• тугоплавкой вольфрамовой нити (часть спирали). Важный элемент всей лампы, так как при повреждении нити лампочка перестает светиться;
• цоколя.

В процессе работы таких ламп происходит повышение t0 нити из-за прохождения через нее электрической энергии в виде тока. Чтобы избежать быстрого перегорания нити в спирали, из колбы выкачивают воздух.
Обратите внимание! В более продвинутых моделях ламп накаливания, коими является галогеновые лампочки, вместо вакуума в колбе закачан инертный газ.
Установка вольфрамовой нити происходит в спираль, которая закреплена на электродах. В спирали нить находится посередине. Электроды, к которым происходит установка спирали и вольфрамовой нити, соответственно, припаиваются к разным элементам: один к металлической гильзе цоколя, а второй – к металлической контактной пластине.
В результате такой конструкции электрической лампочки, ток, проходя через спираль, вызывает нагрев (повышение t0 внутри колбы) нити, так как он преодолевает ее сопротивление.

Принцип работы лампочки

Работающая лампа накаливания

Нагрев ЛН во время работы происходит из-за конструкционных особенностей источника света. Именно из-за сильного нагрева во время работы время эксплуатации ламп значительно уменьшается, что делает их сегодня не такими выгодными. При этом из-за нагрева нити происходит повышение t0 самой колбы.

Принцип работы ЛН основывается на преобразовании электрической энергии, которая проходит через нити спирали, в световое излучение. При этом температура разогретой нити может достигать 2600- 3000 оС.

Обратите внимание! Температура плавления для вольфрама, из которого изготовлены нити спирали, составляет 3200-3400 °С. Как видим, в норме температура нагрева нити не может привести к началу процесса плавления.

Спектр ламп при таком строении заметно отличается от спектра дневного света. Для такой лампы спектр излучаемого света будет характеризоваться преобладанием красных и желтых лучей.
Стоит отметить, что колбы у более современных моделей ЛН (галогеновых) не вакуумируются, а также не содержат в своем составе спиральной нити. Вместо нее внутрь колбы закачивают инертные газы (аргон, азот, криптон, ксенон и аргон). Такие конструкционные усовершенствования привели к тому, что температура нагрева колбы во время работы несколько уменьшилась.

Преимущества и недостатки источника света

Несмотря на то, что сегодня рынок источников света изобилует самыми разнообразными моделями, лампы накаливания на нем встречаются еще достаточно часто. Здесь можно найти изделия на различное количество Вт (от 5 до 200 Вт и выше). Самыми востребованными лампочками являются от 20 до 60 Вт, а также 100 Вт.

ЛН продолжают достаточно широко использоваться потому, что у них имеются свои преимущества:

• при включении зажигание света происходит практически мгновенно;
• небольшие габариты;
• низкая стоимость;
• модели, внутри колбы которых имеется только вакуум, являются экологически чистой продукцией.

Именно такие достоинства и обусловили то, что ЛН еще являются достаточно востребованными в современном мире. В домах и на производстве сегодня легко можно встретить представителей данной осветительной продукции на 60 Вт и выше.
Обратите внимание! Большой процент использования ЛН относится к промышленности. Зачастую здесь используются мощные модели (200 Вт).
Но лампы накаливания имеют и достаточно внушительный перечень недостатков, к которым можно отнести:

• наличие слепящей яркости света, исходящего от ламп в процессе работы. В результате этого требуется использование специальных защитных экранов;
• во время работы наблюдается нагревание нити, а также самой колбы. Из-за сильного нагрева колбы при попадании на ее поверхность даже незначительного количества воды, возможен взрыв. Причем нагревание колбы происходит у всех лампочек (хоть на 60 Вт, хоть ниже или выше);

Обратите внимание! Увеличение нагрева колбы еще несет в себе определенную степень опасности травмироваться. Повышенная температура стеклянной колбы, при прикосновении к ней незащищенными участками кожи, может вызвать ожог. Поэтому такие лампы не стоит ставить в те светильники, к которым может легко дотянуться ребенок. Кроме этого повреждение стеклянной колбы может вызвать порезы или спровоцировать другие травмы.

Накал вольфрамовой нити

• высокое потребление электроэнергии;
• при выходе из строя не поддаются ремонту;
• низкий срок эксплуатации. Лампы накаливания быстро выходят из строя по причине того, что в момент включения или выключения света нить спирали может повредиться из-за частого нагрева.

Как видим, использование ЛН несет в себя гораздо больше минусов, чем плюсов. Самыми главными недостатками лап накаливания считается нагрев из-за повышения температуры внутри колбы, а также высокое потребление электроэнергии. Причем это касается всех вариантов ламп с мощностью от 5 до 60 Вт и выше.

Важные параметры оценки

Одним из наиболее важных параметров работы ЛН является световой коэффициент. Этот параметр имеет вид отношения мощности излучения видимого спектра и мощности потребленной электроэнергии. Для данной продукции это достаточно малая величина, которая не превышает 4%. То есть, для ЛН характерна низкая светоотдача.
К другим важным параметрам работы можно отнести:

• световой поток;
• цветовая t0 или цвет свечения;
• мощность;
• срок службы.

Рассмотрим первые два параметра, так как со сроком службы мы разобрались в предыдущем пункте.

Световой поток

Световой поток представляет собой физическую величину, которая определяет количество световой мощности в конкретном потоке излучения света. Кроме этого здесь имеется еще один важный аспект, как световая отдача. Она определяет для лампы отношение излучаемого лампочкой светового потока к мощности, которую она потребляет. Световая отдача измеряется в лм/Вт.

Обратите внимание! Световая отдача служит показателем экономичности и эффективности источников света.

Таблица светового потока и световой отдачи ламп накаливания

Как видим, для нашего источника света вышеперечисленные величины находятся на низком уровне, что свидетельствует об их небольшой эффективности.

Цвет свечения лампочек

Цветовая температура (t0) также является важным показателем.
Цветовая t0 представляет собой характеристику хода интенсивности светового излучения лампочки и является функцией длины волны, определенной для оптического диапазона. Данный параметр измеряется в кельвинах (К).

Цветовая температура для лампы накаливания

Стоит отметить, что цветовая температура для ЛН находится примерно на уровне 2700 К (для источников света с мощностью от 5 до 60 Вт и выше). Цветовая t0 ЛН находится в красной и тепловой оттеночной области видимого спектра.
Цветовая t0 полностью соответствует степени нагревания вольфрамовой нити, что не дает возможность ЛН быстро выйти из строя.

Обратите внимание! Для других источников света (например, светодиодные лампочки) цветовая температура не отображает степень их прогрева. При параметре нагрева ЛН в 2700 К светодиод прогреется всего лишь на 80ºС.

Таким образом, чем больше будет мощность ЛН (от 5 до 60 Вт и выше), тем больше будет происходить нагревание вольфрамовой нити и самой колбы. Соответственно, тем больше будет цветовая t0. Ниже приведена таблица, по которой можно сравнить эффективность и потребление мощности разных видов лампочек. В качестве группы контроля, с которой ведется сравнение, здесь взяты ЛН мощностью от 20 до 60 и до 200 Вт.

Сравнительная таблица мощностей разных источников света

Как видим, лампы накаливания по данному параметру значительно проигрывают в плане потребления мощности другим источникам света.

Светотехника и цвет свечения

В светотехнике важнейшим параметром для источника света является его цветовая t0. Благодаря ей можно определить цветовую тональность и цветность источников света.

Варианты цветовой температуры

Цветовая t0 лампочек определяется цветовой тональностью и бывает трех видов:

• холодной (от 5000 до 120000К);
• нейтральной (от 4000 до 50000К);
• теплой (от 1850 до 20000К). Его дает стеариновая свеча.

Обратите внимание! Рассматривая цветовую температуру ЛН, следует помнить, что она не совпадает с реальной тепловой температурой изделия, которая ощущается при прикосновении к ней рукой.

Для ЛН цветовая температура располагается в диапазоне от 2200 до 30000К. Поэтому они могут иметь излучение, близкое к ультрафиолетовому.

Заключение

Для любых типов источников света важным параметром оценки является цветовая температура. При этом для ЛН она служит отражением степени нагрева изделия в процессе его работы. Такие лампочки характеризуются повышением температуры нагрева в ходе функционирования, что служит явным недостатком, которого лишены современные источники света, такие как светодиодные лампочки. Поэтому сегодня многие отдают свое предпочтение люминесцентным и светодиодным лампочкам, а лампы накаливания постепенно уходят в прошлое.

Учет количества теплоты, выделяемой люминесцентными лампами

УДК621.3.032Шевченко М.В., Пустовой С.А., Кочетков А.В., Шайкин А.О.Учет количества теплоты, выделяемой люминесцентными лампами

Одним из самых распространенных источников света на данный момент и самым экономичным является семейство газоразрядных ламп.Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал Михаил Ломоносов, пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар. Считается,что первая газоразрядная лампа изобретена в 1856 году.Генрих Гайсслер получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида. 23 июня 1891 года Никола Тесла запатентовал систему электрического освещения газоразрядными лампами (патент № 454,622), которая состояла из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядных аргоновых ламп, запатентованных им ранее (патент № 335,787 от 9 февраля 1886 г. выдан United States Patent Office). В 1926 году Эдмунд Гермер (Edmund Germer) и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой в более однородно белоцветной свет. Современные люминесцентные лампы являются высокотехнологичным прибором предназначенным для создания оптимального освещения.Однако если рассматривать в разрезе энергосберегающих технологий, то необходимо обратить внимание на факт теплового излучения люминесцентными лампами, величина теплового потока от которых не учитывается при расчетах. В помещениях сейчас используются два типа осветительных приборов: лампы накаливания и люминесцентные лампы. Количество тепла, поступившее от освещения, зависит от типа ламп, их мощности и способа их крепления в помещении.Теплопоступление от ламп рассчитывается по упрощенной формуле:Q = n∙N, (1)гдеn коэффициент перехода электроэнергии в тепловую. Он составляет около 0.95 для ламп накаливания и примерно 0.5 для люминесцентных ламп. N мощность ламп. Если она заранее не известна, можно оценить ее из расчета 50 100 Вт/кв.м. для хорошо освещенных помещений.При большом количестве ламп и постоянной их работе тепловая нагрузка от искусственного освещения может быть весьма велика. Если же известно, что не будут использоваться все светильники одновременно, нужно воспользоваться коэффициентом одновременности работы освещения, указывающим, какая часть мощности освещения в среднем будет задействована. Более точный расчёт тепловыделения проводится следующим методом:Измеряется площадь поверхности самой лампы, для этого сечение лампы делится на n–частей. Для расчёта берётся одна часть и считается её площадь сучётом угла наклона.

Рисунок 1 –Схема расчета тепловыделения лампыSi=∆L∙Lд , (2)где Si

площадь одного деления лампы;

∆L–длина окружности;Lд–длина лампы.

Потери мощности лампыРпот=∑Si∙αi∙∆T, (3) В результате расчётов на примере люминесцентной лампы мощностью 18 Вт, было получено упрощённым методом величина потерь 9 Вт. При более точном расчёте, с использованием коэффициента конвективного обмена, было полученозначение потерь 8,88 Вт.

Количество теплоты, выделяемое осветительными приборами, зависит так же и от их расположения в помещении. Например, если светильник закреплен в чердачном перекрытии, то лишь часть выделенного им тепла попадет внутрь помещения.

Если лампы встроены в подвесной невентилируемый потолок, то часть тепла сразу попадет в помещение, а остальное тепло задержится в подвесном потолке. Но поскольку потолок невентилируемый, то впоследствии и эта часть тепла выделится в помещение. Таким образом, в помещение попадут все 100% выделенного светильником тепла.

Если лампы встроены в подвесной вентилируемый потолок, который используют как вытяжной короб, то около 40% тепла сразу попадет в помещение. Часть оставшегосятепла (примерно половина) унесется с вытяжным воздухом, а остаток попадет в помещение. Таким образом, в сумме помещение получит 6070% выделенного светильником тепла.Нагрев люминесцентной лампы происходит неравномерно, в первую очередь нагреваются края лампы. Нами проведены измерения теплового потока люминесцентных ламп.В качестве измерительного прибора использовался тепловизорFLIRE60.Производились снимки люминесцентных ламп установленных в невентилируемых подвесных потолках (Рис.1.).Как видно на данных снимках, люминесцентная лампа греется неравномерно. Основная часть тепла выделяется с электродов, остальное излучается нагретым люминофором.

Люминесцентная лампа 36 Ватт

Люминесцентная лампа 28 Ватт

Рисунок 1 –Нагрев люминесцентных ламп разной мощностиНа рисунке 2 представлено тепловыделение светильника с установленными четырьмя люминесцентными лампами. Максимальная температура составляет 86,20С, минимальная 27,40С, средняя 45,80С.

Тепловыделение светильника с люминесцентными лампами мощностью 4×18 Ватт

В соответствии со стандартными методами расчета для обогрева одного кубического метра в доме стандартной постройки(без металлопластиковых окон,утепления пенопластом и иных энергосберегающих мер) для климатической зоны средней части России при обычных условиях жилья принято исходить из такой формулы расчета –на один кубический метр приходится сорок один ватттепловой мощности. Рассмотрим на примере помещенияс размерами 5∙4 м и с обычной высотой 2.7 м. Объём данного помещения равен 54 м2. Теперь полученный объём умножаем на 41 Втполучаем 2214 Вт, именно столько потребуется для обогрева помещения с данным объёмом. При среднем тепловыделении секции чугунного радиатора 180 Втнам потребуется 13 секций. Учитывая, что в помещении установлены шестьсветильников с люминесцентными лампами,мощность каждого светильника будет равняться 72 Вт. Исходя из этого количество тепла,выделяемого одним светильником равно 36Вт. Общее тепловыделение освещения в помещении равняется 216Вт, что равняется 9,75% от необходимой тепловой мощности для данного помещения. Исходя из этого,количество секций в радиаторе можно сократить на одну. Это применимо для офисных, складских, подсобных и производственных помещений, где требуемая температура требуется только в дневное время суток, и освещение используется на протяжении всего рабочего времени.

Для автоматизации расчетов нами был разработан программный продукт, предоставляющий возможности расчёта количества выделяемой теплоты в зависимости от количества ламп в светильнике, типа цоколя или трубки, длины лампы, средней температуры лампы, способа установки и средней температуры воздуха в помещении. Ниже на рисунке 3 приведён скриншот рабочей области программы с активными окнами для всех параметров.

Рисунок 3–Скриншот программы

Современные методы расчета микроклимата производственных и жилых помещений во многом несовершенны и требуют дополнительной проработки. В частности не решен вопрос полного учета тепла излучаемого осветительным оборудованием. В нормативной документации даны лишь общие рекомендации к учету теплового излучения.Нами проведены заметы температурного градиента для люминесцентных ламп и разработано программное обеспечение позволяющее ускорить процесс расчета. В соответствии с нашими измерения количества тепла излучаемое ими в помещение может достигать 9%, что представляет собой существенную величину и резерв развития технологий энергосбережения.Нами в дальнейшем планируется провести обследование люминесцентных ламп с учетом способа установки и создать программное обеспечение, позволяющее объективно оценивать количество теплопотерь от источников освещения.

Насколько пожароопасны электрические лампочки

Эта тема довольно обширна, поэтому, хочу сразу отметить, что в данной заметке рассмотрим вопрос пожароопасности ламп, применяемых в исключительно в быту.

Пожарная опасность патронов электрических ламп

В процессе эксплуатации патроны ламп изделия могут стать причиной пожара от короткого замыкания внутри патрона, от токов перегрузки, от большого переходного сопротивления в контактных частях.

От коротких замыканий могут в патронах ламп возможно замыкание между фазой и нулем. В этом случае причиной пожара является электрическая дуга, сопровождающая короткие замыкания, а также перегрев контактных деталей из-за термического воздействия токов короткого замыкания.

Перегрузки патронов по току возможны при подключении лампочек с мощностью, которая превышает номинальную для данного патрона. Обычно загорания при перегрузках связаны также с повышенным падением напряжения в контактах.

Рост падения напряжения в контактах усиливается при увеличении переходного сопротивления контактов и тока нагрузки. Чем больше падение напряжения в контактах, тем больше их нагрев и тем больше вероятность воспламенения пластмассы или проводов, присоединяемых к контактам.

В отдельных случаях, возможно также возгорание изоляции питающих проводов и шнуров, в результате износа токопроводящих жил и старения изоляции.

Все описанное здесь также относится и к другим электроустановочным изделиям (розеткам, выключателям). Особенно пожароопасны электроустановочные изделия имеющие некачественную сборку либо определенные конструктивные недостатки, например, отсутствие механизмов мгновенного расцепления контактов у дешевых выключателей и т. д.

Но вернемся к рассмотрению вопроса пожароопасности источников света.

Основной причиной возникновения пожаров от любых электрических ламп является загорание материалов и конструкций от теплового воздействия ламп в условиях ограниченного теплоотвода. Это может произойти из-за установки лампы непосредственно к сгораемым материалам и конструкциям, закрывания ламп сгораемыми материалами, а также из-за конструктивных недостатков светильников или неправильного положения светильника – без съема тепла, предусмотренного требованиями согласно технической документации на светильник.

Пожарная опасность ламп накаливания

В лампах накаливания электрическая энергия переходит в энергию световую и тепловую, причем тепловая составляет большую долю общей энергии, в связи с чем колбы ламп накаливания очень прилично нагреваются и оказывают значительные тепловые воздействия на окружающие лампу предметы и материалы.

Нагрев при горении лампы распределяется по ее поверхности неравномерно. Так, для газонаполненной лампы мощностью 200 Вт температура стенки колбы по ее высоте при вертикальной подвеске при проведении измерений составила: на цоколе – 82 о С, на середине высоты колбы – 165 о С, в нижней части колбы – 85 о С.

Наличие воздушного промежутка между лампой и каким-либо предметом значительно ослабляет его нагрев. Если температура колбы на ее конце равна для лампы накаливания мощностью 100 Вт – 80 о С, то температура на расстоянии 2 см. от конца колбы составила уже 35 оС, на расстоянии 10 см – 22 о С, а на расстоянии 20 см – 20 о С.

Если колба лампы накаливания соприкасается с телами, обладающими малой тепропроводностью (тканью, бумагой, деревом и др.), в зоне касания в результате ухудшения теплоотвода возможен сильный перегрев. Так, например, у меня 100-ватная лампочка накаливания, обернутая хлопчатобумажной тканью, через 1 минуту после включения в горизонтальном положении нагрелась до 79 оС, через две минуты – до 103 оС, а через 5 минут – до 340 о С, после чего начала тлеть (а это вполне может стать причиной пожара).

Измерения температуры проводились с помощью термопары.

Приведу еще несколько цифр, полученных в результате измерений. Может быть кому-нибудь они покажутся полезными.

Так температура на колбе лампы накаливания мощностью 40 Вт (одна из самых распространенных мощностей ламп в домашних светильниках) составляет через 10 минут после включения лампы 113 градусов, через 30 мин. – 147 о С.

Лампа мощностью 75 Вт через 15 минут нагрелась уже до 250 градусов. Правда в дальнейшем, температура на колбе лампы стабилизируется и практически не изменяется (через 30 минут она составляла примерно все те же 250 градусов).

Лампочка накаливания мощностью 25 Вт нагревается до 100 градусов.

Самые серьезные температуры зафиксированы на колбе фото лампы мощностью 275 Вт. Уже через 2 минуты после включения температура достигла значения 485 градусов, а через 12 минут – 550 градусов.

При использовании галогенных ламп (по принципу действия они являются близкими родственниками ламп накаливания) вопрос их пожароопасности стоит также, если не более остро.

Особенно важно учитывать способность выделять тепло в больших размерах галогенными лампами при необходимости использовании их на деревянных поверхностях, что кстати случается довольно часто. В этом случае, целесообразно использовать низковольтные галогенные лампы (12 В) малой мощности. Так, уже при галогенной лампочке мощностью 20 Вт конструкции сделанные из сосны начинают усыхать, а материалы из ДСП выделять формальдегид. Лампочки мощностью большей чем 20 Вт ещё горячее, что чревато самовозгоранием.

Особое внимание при этом нужно обратить при выборе конструкции светильников для галогенных ламп. Современные качественные светильники сами по себе неплохо изолируют от тепла окружающие светильник материалы. Главное что бы светильник мог беспрепятственно это тепло терять и конструкция светильника, в целом, не представляла из себя термос для тепла.

Если же затронуть общепринятое мнение, что галогенные лампы со специальными рефлектрорами (например, так называемые, дихроичные лампы) практически не выделяют тепла, так это явное заблуждение. Дихроичный рефлектор действует, как зеркало для видимого света, но не пропускает большую часть инфракрасного (теплового) излучения. Все тепло возвращается назад на лампу. Поэтому дихроичных лампы меньше нагревают освещаемый объект (холодный пучок света), но при этом, они нагревают намного больше сам светильник, чем обычные галогенные лампы и лампы накаливания.

Пожарная опасность люминесцентных ламп

Насчет современных люминесцентных ламп (например, Т5 и Т2) и всех люминесцентных ламп с электронными ПРА сведений об их больших тепловых воздействиях, пока у меня нет. Рассмотрим возможные причины появления больших температур на люминесцентных лампах со стандартными электромагнитными ПРА. Несмотря на то, что такие ПРА в Европе уже практически полностью под запретом, у нас они еще очень и очень распространены и до их полной замены на электронные ПРА пройдет еще довольно много времени.

С точки зрения физического процесса получения света люминесцентные лампы более значительную часть электроэнергии превращают в видимый световое излучение, нежели лампы накаливания. Однако при определенных условиях, связанных с неисправностями пускорегулирующей аппаратуры люминесцентных ламп («залипание» стартера и др.), возможен их сильный нагрев (в отдельных случаях нагрев ламп возможен до 190 – 200 градусов, а дросселей – до 120).

Такие температуры на лампах являются следствием оплавления электродов. Причем, если электроды сместятся ближе к стеклу лампы, нагрев может быть еще более значительным (температура плавления электродов, в зависимости от их материал, составляет 1450 – 3300 о С). Что же касается возможной температуры на дросселе (100 – 120 о С), то она тоже является опасной, так как температура размягчения для заливочной массы по нормам – 105 оС.

Определенную пожарную опасность представляют стартеры: внутри них находятся легкосгораемые материалы (бумажный конденсатор, картонные прокладки и др.).

Правила пожарной безопасности требуют, чтобы максимальный перегрев опорных поверхностей светильников не превышал 50 градусов.

В целом, затронутая сегодня тема очень интересна и довольно обширна, поэтому в будущем мы обязательно к ней еще будем возвращаться.

Инфракрасная лампа для обогрева помещения

Для освещения небольших по площади участков можно применять инфракрасные лампы накаливания, которые пока не нашли широкого распространения в повседневном быту, но достаточно давно используются в птицеводстве, животноводстве и парниковом овощеводстве.

Традиционный инфракрасный (ИК) обогреватель представляет собой самостоятельное устройство, в состав которого как минимум входит:

• нагревательный элемент;
• отражатель,
• кабель;
• система автоматики или регулировки температуры;

Лампа инфракрасного излучения конструктивно не отличается от обычной галогенной лампы накаливания и обычно имеет колбу, стекло которой окрашено в красный цвет. Мощность инфракрасных лам начинается от 125 ватт, а бытовые изделия оснащены обычным винтовым цоколем, под электропатрон форм-фактора «Е27».

Единственное обязательное условие использования этих излучателей – патрон под ИК-лампу, из-за высокой рабочей температуры колбы и цоколя, должен быть керамическим, а не пластмассовым.

Модели ИК-излучателей

Лампа ИКЗК 250Вт

Наибольшее распространение для инфракрасного обогрева получили ламы из прессованного прозрачного стекла, окрашенного в своей массе в различный цвет, обозначаемая аббревиатурой «ИКЗ/ИКЗС/ИКЗК».

Буква «З» в обозначении показывает, что колба внутри имеет зеркальное покрытие. Наиболее распространены лампы с колбой красного («ИКЗК») или синего цвета («ИКЗС»). Нагревательным элементом в этих лампах служит вольфрамовая или карбоновая нить. Если колба лампы не окрашена (прозрачная) («ИКЗ»), то она может быть использована не только для обогрева, но и для освещения.

Типичным представителем этой группы инфракрасных излучателей можно считать лампу «ИКЗК 220-250 R127», имеющую следующие технические характеристики:

1. Потребляемая электрическая мощность – 250 ватт.
2. Максимальная температура нагрева наружных поверхностей – 500 С.
3. Форм-фактор – рефлекторная (с зеркальным покрытием), с цоколем «Е27».
4. Диапазон инфракрасного излучения 3,5-5 микрон.
5. Ресурс (наработка на отказ) -6,5 тысяч часов.
6. Напряжение питания 220 вольт.

Кроме обычных инфракрасных осветительно-обогревающих приборов, выпускаются и специализированные изделия, действие которых преимущественно направлено на обогрев ограниченной площади или объема.

К ним можно отнести:

1. Керамические инфракрасные лампы «ECZ/ECХ» с нагревательным элементом из нихрома или фенхеля, который заключен в керамический корпус (производители «Elstein», Германия, «Ceramicx», Ирландия).
2. Инфракрасные излучатели с трубчатым галогенным нагревательным элементом «ECS/ ECP/ ECH», в корпусе из кварцевого стекла и нагревателем из реостатной проволоки.
3. ИК-прожекторы, в которых установлены различного типа ИК-лампы или излучатели, а само устройство позволяет направлять поток ИК-излучения в нужном направлении.

Выбор и применение

Излучение инфракрасных приборов со стеклянной колбой наиболее близко к солнечному спектру, только в нем отсутствует ультрафиолетовая составляющая.

Выбор того тили иного типа излучателя зависит от:

1. Назначения обогреваемого помещения (спальная или детские комнаты, гараж, теплица) и выполняемой функции (простой обогрев, выращивание молодняка домашних животных и птицы, возделывание тепличных культур).
2. Цели использования – временный обогрев локального участка или постоянное поддержание температуры на заданном уровне.
3. Объекта обогрева – люди, животные растения, техника.

Медицинское использование ИК-ламп

Сегодня, когда самолечение достаточно распространено, медицинские приборы с ИК-лампами можно найти в большинстве аптек и учреждений, реализующих медицинскую технику. Эти приборы используют для домашнего проведения сеансов фототерапии.

Общепризнано, что ИК-излучения, действуя на локальный участок кожного покрова, улучшает его кровоснабжение и ускоряет обмен вещество в подкожных тканях, что способствует общему улучшению самочувствия.

Основное применение этих приборов рекомендовано при следующих заболеваниях:

1. Лечение простудных (острых респираторных) заболеваний, в случае осложнения ринитом или тонзиллитом, а также для лечения отоларингических болезней.
2. Для снятия болей и спазмов в мышцах.
3. Лечение суставов при возникновении болей артритной этиологии.
4. Для снижения повышенного давления и профилактики инсульта и инфаркта.

Однако, при домашнем применении этого вида приборов, нужно помнить об определенных мерах предосторожности. Некоторые заболевания не допускают применения инфракрасного излучения не только как лечебного, но и как профилактического средства. Они противопоказаны больным с онкозаболеваниями, при туберкулезе и наличии гнойного воспалительного процесса.

Для использования в медицинских целях в качестве локального обогревателя или при проведении сеансов в фототерапии, наиболее распространены различные модели ИК-приборов:

1. «Beurer» (Германия), стоимостью 1100-2900 рублей (зависит от мощности излучателя и наличия регулировки).
2. «Medisana IRL» (Германия), которую можно купить за 2000-2150 рублей.
3. Прожекторный ИК-излучатель «Sanitas SIL45» (Германия) мощностью 3000 ватт, имеющий встроенный таймер и регулятор мощности (цена около 3000 рублей).
4. Хорошо известный «бабушкин» рефлектор «Ясное Солнышко» («Минина»), не имеющий особых конструктивных изысков, в котором используют ИК лампы синего цвета – цена этого «чуда» 1300-1700 рублей (вместе с излучателем).

По отзывам пользователей, медицинское применение ИК-излучателей достаточно эффективно.

Ниже приведены наиболее интересные высказыванияе о пользе и действенности этих приборов:

Анна-Твоя муза (город не указан) – «…мне лечение ИК-ламой «Beurer IL30» помогло избавиться от прыщей. Не жаль истраченных денег, при ее высокой цене в дальнейшем обязательно не один раз пригодится».

«gizmal» (Астрахань) – разбиралась в шкафу наткнулась на рефлектор «Минина» (с синей лампой), давно забытой и не используемой. А тут у мужа разболелось ухо…. После трехдневных прогреваний все прошло. Рефлектор прост в использовании, а синяя лампа стоит копейки».

«Devushka» (город не указан) – «…я под такой лампой в больничке лечила кожную сыпь. Но она не маленькая, а большая – прожектор «Sanitas SIL45»). Кожу хорошо обеззараживает и подсушивает – помогало. ».

Использование в домашнем хозяйстве

Инфракрасные лампы и излучатели с успехом используются на сельском подворье для обогрева молодняка птицы, поросят, ягнят и козлят. Помимо обогрева, эти устройства положительно влияют на здоровье новорождённых животных и великолепно подсушивают подстилку.

При использовании изделия «ИКЗК-250» в свинарнике, при выращивании поросят, рекомендуется следующая схема:

1. Для обогрева детенышей свинейот рождения до 7 дней, лампы обогреватель подвешивают на высоте 0,5 метра от пола.
2. В возрасте поросят2-3 недели, высоту увеличивают до 0,75 метра.
3. По достижении трехнедельного возраста, устройство размещают на высоте 1 метр, при этом площадь обогрева одной лампой составляет 1 квадратный метр.

Для обогрева цыплят и утят, излучатель желательно оснастить простейшим регулятором мощности (китайский образец можно найти за 150-200 рублей).

В сельской местности, где нередки скачки и перепады напряжения, питание ИК-обогревателей (для увеличения их срока службы) целесообразно организовать через защитное устройство «УЗЛ 300/500»

При использовании ИК-приборов для обогрева животных, следует соблюдать определенные правила, которые позволяют не только улучшить условия их выращивания, но и позволят сделать процесс более безопасным:

1. Температура в зоне обогрева должна быть равной 25-32 градусов, ее регулируют или изменением высоты подвеса светотехнической арматуры или путем регулирования мощности самого источника инфракрасного света.
2. Не рекомендуется частое включение-отключение светотехнических приборов.
3. Поверхность колбы в условиях животноводческого помещения, следует периодически протирать, иначе осевшая пыль и приведет к перегреву прибора, и он перегорит.

Эффективность использования ИК-обогревателей в фермерском животноводе и птицеводстве не только научно обоснована, но и подтверждена многочисленными отзывами:

Сергей_Крым (Феодосия) – «…лампочка «ИКЗК-250» служит уже третий год. Как новенькая, хотя пользуюсь постоянно».

Надежда (Краснодарский край, Крымский район) – «…купила в отделе где «все для змей и черепашек» какую-то лампочку на 500 вт. Греет отлично, но годная ли она для цыплят?»

«Lulu» (Бурятия) – «…курятник обогреваю тепловой красной лампочкой (вроде называется «ИК – 250») …тепло светло, свет не яркий, а мягкий, теплый и успокаивающий».

Использование в парниковом растениеводстве

Для обогрева небольшой по площади теплицы можно также использовать лампы инфракрасного излучения, расположенные на расстоянии 1,5-2 метра друг от друга.

При выращивании рассады, по мере ее роста, светотехническую арматуру желательно поднимать на различную высоту. Достоинством данного способа является совмещение обогрева и освещения.

Применение в ремонтной промышленности

При выполнении ремонтных кузовных работ, достаточно часто используются инфракрасные обогреватели, причем часто прожекторного типа. Достоинством этих устройств следует считать возможность изменения угла падения светового потока и расстояния от ИК-лампочки до поверхности окрашенной детали.

Эта технология пришла в ремонтное производство с конвейеров заводов «Audi AG» и «Bayerische Motoren Werke AG» («BMW AG»), где сушильные камеры оснащены ламповыми излучателями.

Тепловыделения от источников искусственного освещения

Принято считать, что вся энергия, затрачиваемая на освещение, переходит в теплоту, нагревающую воздух помещения; при этом пренебрегают частью энергии, нагревающей конструкции здания и уходящей через них.

Количество тепла, выделяемое источниками искусственного освещения, определяют по электрической мощности светильников. В тех случаях, когда мощность светильников известна, тепловыделения от источников света Q_осв, кДж/ч, можно определить по формуле:

если мощность светильников не известна,

где N_осв – установленная мощность освещения, Вт; F – площадь пола помещения, м 2 ; q_осв – максимально допустимая удельная установленная мощность освещения, Вт/м 2 . Определяется по [17] или табл.2.2; η_осв – доля тепла, поступающая от светильника в различные зоны помещения, определяется по [17] или табл. 2.3.

Если в помещении предусматривается подача приточного воздуха, не возмущающая верхнюю зону помещения, из которой осуществляется вытяжка, то η_осв можно определить по графе 3 табл.2.3. В противном случае следует считать все тепло поступающим в помещение (η_осв определяется по графе 2 табл. 2.3). Если светильник расположен в пределах вентилируемого подшивного потолка или чердака, η_осв определяется по графе 4 табл. 2.3 вне зависимости от схемы подачи и удаления воздуха из помещения. При установке вентилируемых плафонов, через которые осуществляется вытяжка, η_осв определяется по графе 5 табл. 2.3.

Если осветительная арматура и лампы находятся вне пределов помещения (чердачные помещения бесфонарного здания, остекленные стены и т.д.), то доля тепла, поступающего в помещение η_осв , составляет 0,5 при люминесцентных лампах и 0,2 при лампах накаливания.

Тепловыделения от источников освещения рабочих мест учитывают независимо от периода года и времени суток, а от источников общего освещения – с учетом времени суток и архитектурно-планировочных решений.

Максимальная удельная установленная мощность освещения q_осв, Вт/м 2

Наименование помещения	qосв, Вт/м 2
Кабинеты и рабочие комнаты, офисы, машинописные бюро
Проектные комнаты и залы, конструкторские и чертежные бюро
Помещения для ксерокопирования, электрофотографирования и т.п.
Помещения для работы с дисплеями, видеотерминалами, мониторами, серверные, помещения межбанковских электронных расчетов, помещения для электронной почты
Читальные залы
Операционные и кассовые залы банковских и страховых учреждений
Помещения отдела инкассаций
Классные комнаты, аудитории, учебные кабинеты, лаборатории, лаборантские, кабинеты информатики и вычислительной техники различных образовательных учреждений
Групповые, игральные, столовые, комнаты для музыкальных и гимнастических занятий детских дошкольных учреждений
Обеденные залы столовых, закусочных, кафетериев, буфетов, ресторанов 2-й категории
Обеденные залы ресторанов 1-й категории
Помещения приготовления пищи, резки хлеба, моечные
Залы парикмахерских
Залы заседаний, спортивные залы, фойе театров
Палаты и спальные комнаты санатория
Номера гостиниц
Крытые бассейны, фойе клубов и кинотеатров
Мастерские по ремонту часов, ювелирных изделий, радиоаппаратуры, бытовых машин и приборов, пошивочные, обувные:
• общее освещение
• на рабочем месте
Залы обслуживания посетителей аптек
Репетиционные залы досуговых и любительских клубов
Зрительные залы клубов
Торговые залы магазинов:
• супермаркетов
• продовольственных
• промтоварных
• хозяйственных
Помещения хранения автомобилей

Примечания:

1. В теплый период года тепло от искусственного освещения, как правило, не учитывают. Исключение составляет помещение, не имеющее окон, помещения торговых залов магазинов, помещения многопролетных зданий при отсутствии верхнего естественного света и помещения, режим работы, которых вечерний или ночной.

2. Частичный учет тепла от искусственного освещения в теплый период года с коэффициентом 0,3-0,5 возможен в помещениях обеденных и актовых залах, в фойе и других подобных помещениях, в которых часть светильников работает днем

Доли тепла, η_осв, излучаемого источником света, поступающие

в рабочую (числитель) и верхнюю (знаменатель) зоны помещения

Тип источника освещения	Способ установки светильника
у потолка	> 0,5 м от потолка	за подшивным потолком	вентилируемый светильник
Лампы накаливания	1/0	0,9/0,1	0,85/0,15 1	0,8/0,2
Люминесцентные лампы	1/0	0,7/0,3	0,6/0,4 1	0,5/0,5
1 В знаменателе указана доля тепла, поступающая в пространство подшивного потолка

Пример 2.2. Требуется определить тепловыделения от источников общего освещения люминесцентными лампами диффузного рассеянного света в торговом зале магазина промышленных товаров площадью 200 м 2 . Светильники находятся вне помещения.

Решение. По табл. 2.2 принимаем Максимальную удельную установленную мощность освещения q_осв = 20 Вт/м 2 . Доля тепловой энергии, попадающей в помещение, η_осв = 0,5. Тогда тепловыделения в помещении, определяемые по формуле (2.6), будут равны

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9958 — | 7746 — или читать все.