Компактные люминесцентные лампы¶

Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) — разновидность газоразрядной люминесцентной лампы, имеющая изогнутую колбу и, как правило, встроенный электронный балласт (пускорегулирующий аппарат), что позволяет использовать её в стандартных патронах E14 или E27 в качестве прямого заменителя ламп накаливания. КЛЛ относятся к энергосберегающим источникам света и получили широкое распространение в быту и на коммерческих объектах в период с конца 1990-х до середины 2010-х годов, до массового внедрения светодиодных ламп.

¶Устройство и принцип действия

Основными элементами КЛЛ являются герметичная стеклянная колба, цоколь и электронный блок (балласт). Колба имеет форму нескольких дугообразных трубок (U-образная, спиральная, кольцевая) или двух соосных трубок, соединённых перемычкой. Внутренняя поверхность колбы покрыта слоем люминофора — вещества, преобразующего ультрафиолетовое излучение в видимый свет.

Принцип действия основан на тлеющем разряде в парах ртути низкого давления. Внутри колбы находится инертный газ (аргон или криптон) и небольшое количество ртути. При подаче высокого напряжения между электродами возникает электрический разряд, возбуждающий атомы ртути, которые испускают ультрафиолетовое излучение с длиной волны около 254 нм. Это излучение поглощается люминофором, который переизлучает энергию в видимой части спектра.

Электронный балласт (высокочастотный преобразователь) выполняет несколько функций: создаёт начальный импульс для зажигания разряда, ограничивает рабочий ток, преобразует сетевое напряжение 220 В в высокочастотное (обычно 30–60 кГц). Работа на высокой частоте устраняет видимые мерцания и стробоскопический эффект, характерные для старых люминесцентных ламп с электромагнитным дросселем.

¶История

Первые попытки создания компактных люминесцентных ламп предпринимались в 1970-х годах. В 1976 году инженер Эдвард Хаммер из компании General Electric предложил конструкцию с изогнутой колбой, однако массовое производство было нерентабельным из-за сложности изготовления и высокой стоимости электроники.

Коммерческий успех пришёл в 1980-х годах, когда компания Philips в 1980 году представила модель SL, а затем Osram выпустила лампу Dulux EL. Эти изделия имели встроенный электромагнитный балласт и отличались значительными габаритами и массой. С развитием силовой электроники и удешевлением компонентов в 1990-х годах КЛЛ стали компактнее и доступнее.

В России и странах СНГ массовое распространение КЛЛ началось в середине 2000-х годов. Этому способствовала государственная политика энергосбережения: в 2009 году был принят Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», предусматривавший поэтапный запрет на производство и продажу ламп накаливания мощностью 100 Вт и выше. Пик продаж КЛЛ пришёлся на 2010–2013 годы, после чего рынок начал смещаться в сторону светодиодных ламп, которые обеспечивают более высокую эффективность, долговечность и не содержат ртути.

¶Основные характеристики

• Световая отдача: 50–70 лм/Вт, что в 4–6 раз выше, чем у ламп накаливания (10–15 лм/Вт).
• Срок службы: заявленный производителями ресурс составляет 6000–15000 часов, однако реальный срок службы сильно зависит от частоты включений и качества электропитания.
• Цветовая температура: от 2700 К (тёплый белый, аналог лампы накаливания) до 6500 К (холодный дневной свет).
• Индекс цветопередачи (CRI): обычно 80–85, что ниже, чем у ламп накаливания (100), но приемлемо для большинства бытовых применений.
• Время выхода на полную яркость: 30–120 секунд, в зависимости от температуры окружающей среды.
• Мощность: от 5 до 105 Вт (эквивалент мощности ламп накаливания указывается на упаковке, например, 20 Вт КЛЛ ≈ 100 Вт накаливания).

¶Классификация

По конструкции цоколя КЛЛ делятся на два основных типа:

1. Со встроенным балластом (интегрированные) — имеют стандартный резьбовой цоколь E14 (миньон) или E27 и могут устанавливаться в обычные светильники. Наиболее распространённая категория для бытового использования.
2. С выносным балластом (неинтегрированные) — не имеют встроенного пускорегулирующего аппарата, устанавливаются в специальные светильники с отдельным балластом. Используются в профессиональном освещении, например, в настольных лампах и потолочных светильниках.

По форме колбы выделяют спиральные, U-образные, кольцевые и свечеобразные КЛЛ.

¶Достоинства и недостатки

К преимуществам КЛЛ по сравнению с лампами накаливания относятся: значительно более высокая световая отдача, меньший нагрев корпуса, длительный срок службы (при соблюдении условий эксплуатации), возможность выбора цветовой температуры.

Недостатки КЛЛ:

• Содержание ртути — в каждой лампе содержится от 1 до 5 мг ртути, что требует специальной утилизации. Разбитая лампа представляет опасность для здоровья, требуются меры по демеркуризации помещения.
• Чувствительность к частым включениям — каждый цикл включения сокращает срок службы, поэтому КЛЛ не рекомендуется использовать в местах с датчиками движения и в туалетах с коротким циклом работы.
• Чувствительность к температуре — при низких температурах (ниже −10 °C) яркость заметно падает, а запуск затрудняется.
• Задержка включения — лампа выходит на полную яркость не мгновенно.
• Деградация люминофора — со временем световой поток снижается, а цветовая температура смещается в холодную сторону.
• Несовместимость с диммерами — большинство КЛЛ не поддерживают регулировку яркости и выходят из строя при работе с диммером.

¶Утилизация и экологические аспекты

Из-за содержания ртути отработанные КЛЛ относятся к отходам I класса опасности. В России их запрещено выбрасывать в контейнеры для твёрдых бытовых отходов. Согласно постановлению Правительства РФ № 681 от 3 сентября 2010 года, сбор и утилизация отработанных ртутьсодержащих ламп возложены на управляющие компании, которые обязаны устанавливать специальные контейнеры. На практике система сбора КЛЛ в России развита слабо, значительная часть ламп попадает на свалки, что создаёт экологический риск.

¶Вытеснение светодиодными лампами

Начиная с 2014–2015 годов КЛЛ активно вытесняются светодиодными лампами (LED). Светодиодные лампы лишены основных недостатков КЛЛ: не содержат ртути, мгновенно включаются, не боятся частых переключений, имеют более высокую световую отдачу (100–150 лм/Вт) и срок службы до 30000 часов. К 2020-м годам LED-лампы стали доминирующим типом источников света в розничной торговле, а КЛЛ сохраняются главным образом в специализированных нишах (например, в облучателях для растений и в некоторых типах промышленных светильников).

¶Источники

• Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» (2009).
• Постановление Правительства РФ № 681 «Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств» (2010).
• Технические справочники по источникам света Philips, Osram, General Electric.
• Материалы отраслевых изданий по светотехнике (журнал «Светотехника», 2010–2015).