Выбираем натриевые лампы для теплицы: виды, принцип действия, достоинства и недостатки, натриевые лампы высокого давления

Содержание

Особенности подключения и использования натриевых ламп

Среди всех ламп для искусственного освещения растений больше всего подойдет натриевая лампа, которая пользуется большой популярностью.

Такой источник света обладает высокой эффективностью, и является самым экономным и долговечным. Мощность ламп может составлять от 30 до 1000 Вт, в зависимости от сферы использования. Что касается срока эксплуатации, то ресурс ламп рассчитан на 25000 часов работы. Для большинства теплиц это выгодный вариант в плане экономии, так как освещать растения необходимо довольно длительное время, особенно зимой.

Отечественная продукция

Большим спросом на рынке пользуются российские лампы Рефлакс, которые оснащаются встроенным отражателем. За счет этого свет направлен прямо на растения. Отражатель ламп Рефлакс обладает высоким КПД равным 95%, который сохраняется в течение всего периода эксплуатации. Что характерно, одна лампа Рефлакс, мощностью 70 Ватт, подвешенная на высоту полметра, способна осветить территорию площадью около 1,6 м2. А так как использование других источников света подразумевает большие затраты на электроэнергию, то использование ламп Рефлакс более рационально. Что касается габаритов, то Рефлакс имеет размеры 76×200 мм. Благодаря этому лампы Рефлакс лучше всего подходят владельцам теплиц.

Преимущества и недостатки натриевых ламп

Натриевая лампа имеет существенные преимущества:
• Высокий КПД.
• Стабильный поток света.
• Высокая световая отдача примерно 160 лм/Вт.
• Долго срок службы, который в 1,5 раза превышает период эксплуатации прочих подобных ламп.
• Лампы имеют приятное золотисто-белое излучение.
• Эффективная работа в условиях тумана.
За счет того, что дуговая лампа рефлакс 250 излучает красный спектр – это идеальный источник света для цветения растений, в том числе и плодоносящих. А наличие синего спектра свечения способствует их активному росту и развитию. Вдобавок лампы могут работать в широком диапазоне температуры – от -60 до +40 градусов.
Наряду с достоинствами, имеются и некоторые недостатки. Главный из них заключается в сложности подключения. Обычный способ здесь не подходит, и здесь существуют свои особенности. Среди других минусов можно выделить следующие:
• Взрывоопасность.
• Наличие ртути в устройстве лампы.
• Долгое время включения, которое может составлять до 10 минут.
• Не подходит при выращивании нецветущих либо зеленых овощных культур (редис, лук, салат).
Кроме того, если необходимо использовать натриевые лампы высокого давления мощностью 250 Ватт или более, необходимо позаботится об охлаждении, так как лампы сильно нагреваются. Хотя для теплиц большого размера этот недостаток может обернуться преимуществом, обеспечив растения дополнительным нагревом.

Принцип работы

По внешнему виду натриевые источники света немного похожи на лампы ДРЛ. Здесь также имеется стеклянная колба элиптической либо цилиндрической формы, внутри нее располагается разрядная трубка («горелка»), с каждой стороны которой находятся электроды. Эти выводы соединены с резьбовым цоколем. По причине того, что пары натрия оказывают сильное воздействие на стекло, этот материал не применим для изготовления «горелки». Ее изготавливают из поликора (поликристаллической окиси алюминия), что позволяет повысить устойчивость к парам натрия и пропускать до 90% видимого света. Лампа ДНаТ 400 имеет разрядную трубку с диаметром 7,5 мм и длиной 80 мм. Электроды трубки изготавливаются из молибдена.
Помимо паров натрия, состав разрядной трубки содержит аргон, чтобы облегчить запуск ламп, а также содержит ртуть или ксенон, что позволяет увеличить световую отдачу. «Горелка» при работе разогревается до 1300 °C и чтобы сохранить ее в целости, из колбы выкачан воздух. Однако сложно поддерживать вакуум пока работает лампа, так как воздух может проникнуть через отверстия. Поэтому для предотвращения этого используются специальные прокладки. Стоит отметить, что при работе лампы ее колба разогревается до 100 °C. При включении импульсного зажигающего устройства (ИЗУ) создается импульсное напряжение, в результате чего образуется дуга. Но первое время натриевые лампы ДНАТ рефлакс 250 светят еще слабо, так как вся энергия расходуется на разогрев трубки. Спустя 5 или 10 минут яркость освещения нормализуется.

Как подключить натриевую лампу

В силу особенности строения газоразрядных ламп не получится просто подключить их к бытовой электрической сети, так как имеющегося напряжения не хватает для запуска. Вдобавок нужно ограничить ток дуги. И натриевые лампы здесь не исключение. В связи с этим необходимо использовать в цепи пуско-регулирующий аппарат или сокращено ПРА. Они могут быть электромагнитными (ЭмПРА) либо электронными (ЭПРА). В практике западных стран такие устройства именуются балластами Magnetic Ballast (для ЭмПРА) и Digital Ballast (для ЭПРА). В некоторых случаях не обходится без применения импульсного зажигающего устройства или ИЗУ.
Использование ЭПРА для натриевых ламп 250 необходимо для их разогрева и дальнейшей бесперебойной работы. При этом на сам запуск затрачивается 3-5 минут, а полную мощность натриевые источники освещения набирают в течение еще 10 минут. Примечательно, что на момент запуска лампы ее номинальное напряжение увеличивается практически в 2 раза.

Читать еще:  Теплица для рассады овощей и других культур: технология изготовления простых конструкций своими руками и фото примеров на балконе и из поликарбоната

Устройство ПРА

Пускорегулирующий аппарат состоит из трех основных компонентов:
• Индуктивного дросселя.
• ИЗУ.
• Фазокомпенсирующего конденсатора.
Дроссель служит для ограничения тока дуги и его мощность должна быть такой же, как и у используемой лампы. К примеру, если применяется лампа ДНаТ 250, то, соответственно, мощность дросселя тоже должна быть не меньше и не больше 250 Ватт. В последнее время схема подключения ламп зачастую включает однообмоточный дроссель, тогда как двухобмоточные уже морально устарели.
ИЗУ необходимо для повышения напряжения до нескольких киловольт с целью образования дуги. Мощность ИЗУ может лежать в пределах от 35 до 400 Ватт. Помимо этого, устройство может быть двухконтактного или трехконтактного исполнения. Причем использование трехконтактных ИЗУ предпочтительнее.
Что касается конденсатора, то это необязательная составляющая. Но его наличие дает определенные преимущества, так как позволяет снизить нагрузку на бытовую электросеть. В свою очередь, это снижает риск возникновения возгорания проводки к минимуму. Боле подробно будет рассказано ниже.

Схемы подключения ламп ДНаТ

В зависимости от того, какое ИЗУ используется (с двумя выводами или тремя), натриевые лампы высокого давления 250 Ватт могут подключаться по-разному. Более подробно это отражает схема, изображенная ниже.

Схема подключения натриевой лампы

Как можно видеть из рисунков подключение дросселя (балласта) осуществляется последовательно, а вот ИЗУ подключается в цепь параллельно.
Для своей работы натриевые лампы используют мощность реактивного характера. В связи с этим желательно чтобы схема подключения включала специальный конденсатор, который позволит подавить помехи и снизить силу пускового тока. Что в итоге продлевает срок службы ламп. Также этот элемент просто незаменим в случае отсутствия компенсатора фазы.
Как видно на первом рисунке наличие фазокомпенсирующего конденсатора показано пунктирной линией. Его подключение осуществляется параллельно источнику питания.
Главное, подобрать конденсатор оптимальной электроемкости. К примеру, при использовании той же лампы ДНаТ-250 его емкость должна составлять 35 мкф. Если в схеме присутствует лампа ДНаТ 400, тогда можно подобрать конденсатор чуть большей емкости – 45 мкф. Использовать в схеме допускается только сухие элементы и рассчитанные на напряжение не менее 250 В.
При самостоятельном подключении ламп стоит взять кое-что на заметку. Длина провода, соединяющего сам источник освещения и дроссель, не должна превышать одного метра.

Меры предосторожности

В силу конструктивных особенностей, которыми обладает натриевая газоразрядная лампа 250, при работе этих источников света необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Недопустимо отключать лампу сразу же после ее включения. Она должна остаться включенной как минимум 1 или 2 минуты. В противном случае лампа перестанет вовсе включаться и тогда ее необходимо обесточить и подождать некоторое время.
В помещении, где работают лампы необходимо наличие качественной вентиляции. Ее температура во время работы может подниматься до 100 градусов и более. А согласно некоторым источникам и все 1000. Поэтому хорошая вентиляция – это залог продолжительной и безопасной работы источников освещения. Не стоит трогать руками лампы высокого давления во время работы во избежание ожогов. То же самое касается и ее отражателя.
При установке источников освещения не нужно браться за колбу голыми руками, лучше всего использовать перчатки из материи. Или можно обернуть ее какой-либо бумагой или картоном, чтобы не оставлять на стекле жирных отпечатков пальцев. Поскольку температура нагрева очень высокая, то любой жировой налет или даже капли воды могут привести к взрыву лампы. В интернете можно найти много информации по этому поводу.
Но сильно нагреваться могут не только лампы высокого давления, это касается и используемого балласта. Его температура может подниматься до 80-150 градусов. Поэтому в целях предосторожности следует этот элемент схемы изолировать, спрятав под огнеупорный и прочный корпус. Это позволит предотвратить попадание внутрь сухих листьев, кусочков ткани или бумаги и прочих предметов.
Не стоит забывать и про элементарную технику безопасности при работе с электричеством. То есть исключить любую вероятность попадания воды на балласт, следить за целостностью электропроводки. Стоит всегда помнить, что в момент, когда запускается лампа ДНаТ, ИЗУ вырабатываются импульсы высокого напряжения. Поэтому лучше всего использовать специальные провода, которые рассчитаны для работы в экстремальных условиях. Они как раз рассчитаны на сильный нагрев.

Утилизация

Натрий по своей природе является летучим веществом и, контактируя с воздухом, он может резко воспламениться. По этой причине натриевые источники освещения недопустимо выбрасывать как обычный мусор. Как и любая энергосберегающая лампа, которая содержит ртуть, их тоже нужно утилизировать в специальные емкости. Если самостоятельно выбросить натриевые лампы ДНаТ с соблюдением мер предосторожности не удается, следует вызвать специальную службу.

Современные натриевые лампы и их влияние на продуктивность тепличных культур

Свет является источником энергии для фотосинтеза и необходим для роста и развития растений. При выращивании сельхозкультур в теплицах в осеннее-зимний период природного света недостаточно. В высоких широтах такая проблема присутствует круглогодично. Чтобы компенсировать недостаток солнца, широко применяются натриевые лампы, которые в любое время года обеспечивают интенсивный рост и обильное плодоношение овощей, фруктов, ягод, бутанизацию и цветение садовых и комнатных цветов.

Что собой представляет натриевый источник света

Электрические натриевые лампы относятся к категории газоразрядных и подразделяются на два типа – низкого и высокого давления. В тепличном растениеводстве используют натриевые лампы высокого давления (НЛВД).

История создания и применения НЛВД

Первые газоразрядные натриевые лампы начали выпускаться европейскими производителями в 1931 году. Они относились к группе ламп низкого давления и имели ограниченную область применения. С развитием технологий были созданы материалы, позволившие разработать новый тип приборов – натриевые ламп высокого давления. Началом их серийного выпуска стал 1961 год.

Читать еще:  Теплица своими руками из ПВХ труб: как сделать круглогодичные из поливинилхлорида и поликарбоната, каркас и покрытие, чертежи, фото-материалы

Практически сразу же светотехнические свойства НЛВД по достоинству оценили биологи и агрономы. Оснащение экспериментальных теплиц дало великолепные результаты и открыло эру массового использования в тепличном растениеводстве, в том числе и в Советском Союзе.

Инновации 21 века позволили усовершенствовать НЛВД и вывести их в лидеры среди источников искусственного света, предназначенных для оснащения теплиц.

Конструктивные особенности и классификация

В стандартном исполнении в конструкцию НЛВД входит горелка из высокопрочного керамического материала. Под давлением около 20 мм. рт. ст. горелка заполнятся инертным газом (чаще всего это ксенон) с добавлением амальгамы – сплава ртути и натрия в форме шарика определенного размера.

Горелка лампы помещается во внешнюю колбу, к которой прикреплен цоколь. Материалом для изготовления колбы служит тугоплавкое стекло. Внутри колбы создается вакуум, который препятствует перегреву и предотвращает окисление металлических компонентов.

Широкое распространение получили НЛВД, в которых применены не керамические колбы, а разрядные трубки из оптического сапфира – инновационного монокристаллического материала. Трубка под высоким давлением наполняется парами ртути и натрия и благодаря ксенону в ней вызывается электрический дуговой разряд.

Исходя из особенностей внешней колбы, натриевые лампы высокого давления классифицируют на три основные группы: ДНаТ, ДНаС и ДНаЗ. В растениеводстве обычно используются лампы из группы ДНаЗ с отражающим зеркальным покрытием.

Основные технические параметры

По своим характеристикам натриевые лампы высокого давления входят в группу наиболее эффективных искусственных источников света. Для оптимального решения сельскохозяйственных задач производители выпускают НЛВД в различном исполнении. Существуют модели, светоотдача которых превышает 150 лм/Ватт. Мощность находится в широком диапазоне: от 30W до 1000W.

В зависимости от модификации, натриевая лампа для растений питается от сети переменного тока 220V или 380V, то есть возможно применение в тепличных комплексах и фермерских хозяйствах с трехфазным подключением. Средний срок службы составляет 28 тысяч часов, но современные приборы работают 35 тысяч часов и более, а их КПД достигает 95%.

Идеальный световой спектр для цветения и плодоношения

Одна из особенностей натриевых ламп – монохроматичное излучение в оранжево-желтом спектре. Именно благодаря натрию, НЛВД светят ярко-желтым или оранжевым светом, который необходим плодово-ягодным сельхозкультурам для стимулирования и ускорения процесса бутонизации, образования завязей и получения высоких урожаев.

Только при поступлении излучения в насыщенном желто-оранжевом спектре возможно выращивание светолюбивых овощных и плодово-ягодных культур, например, помидоров, огурцов, болгарского перца, которые приносят плоды при условии непрерывного освещения на протяжении 10-12 часов в сутки.

Синяя часть спектра, необходимая на ранней стадии развития растения для наращивания зеленой биомассы, может поступать либо из естественного солнечного освещения, либо от ламп с синим свечением. Чаще всего используется сочетание натриевых и металлогалогенных ламп, что обеспечивают полный спектр излучения для полноценного развития растений на всех этапах вегетации: от первых ростков до плодоношения.

Главные преимущества НЛВД

Подытожив все сказанное выше, а также учитывая ряд других аспектов, можно обозначить свойства натриевых ламп, которые во многих случаях делают их приоритетными в растениеводстве. В числе безусловных преимуществ:

  1. Световой спектр положительно влияет на развитие и продуктивность растений, повышает качество плодов, обеспечивая как отличные вкусовые и ароматические характеристики, так и внешнюю привлекательность.
  2. Натриевые лампы – один из самых эффективных и вместе с тем экономичных искусственных источников света на электротехническом рынке. При использовании НЛВД затраты на электроэнергию снижаются на 25-65% (в зависимости от модели).
  3. Зеркальный отражающий профиль исключает прохождение света сквозь колбу и его многократное переотражение. Таким образом, обеспечивается оптимальное распределение светового потока и его точная фокусировка, также уменьшаются потери энергии, а КПД повышается до возможного максимума.
  4. Высокий уровень защиты от неблагоприятных факторов окружающей среды позволяет использовать НЛВД в атмосфере теплиц, имеющих повышенную влажность. Устойчивы к соединениям серы и другим агрессивным веществам.
  5. Светотехнические характеристики НЛВД оптимальны для освещения помещений, имеющих протяженную конфигурацию, такую как у промышленных теплиц и оранжерей.
  6. Долгий эксплуатационный срок, высокая прочность каждого конструктивного элемента.
  7. Низкая цена и быстрые сроки окупаемости.

Конструкция НЛВД обеспечивает их быструю установку в специальные и в традиционные светильники.

Многие модели оснащаются вращающимся цоколем, который позволяет легко изменять направление светового потока, ориентируя его на определенные растения. Выполнять эту операцию можно и после установки лампы в патрон. Не рекомендуется при монтаже и эксплуатации прикасаться к поверхности колбы.

Экономические выгоды применения натриевых светильников

Сельхозкультуры, выращиваемые в теплицах и оранжереях, требуют хорошей освещенности в течение длительного времени и многократных циклов досвечивания. Поэтому затраты на электрическую энергию составляют значительную долю ежемесячных расходов тепличного хозяйства. Применение натриевых ламп для теплиц существенно экономит расходную часть бюджета и повышает урожайность.

По уровню потребления электроэнергии лампы натриевые высокого давления близки к светодиодным осветительным приборам. Одновременно цена их значительно ниже. В комплексе это снижает сумму капиталовложений на оснащение теплиц и последующие эксплуатационные расходы.

Применение НЛВД в теплицах существенно уменьшает себестоимость выращенных овощей, фруктов и ягод и повышает чистую прибыль предприятий, фермерских и приусадебных хозяйств, занимающихся выращиванием овощных, плодово-ягодных и цветочных культур.

Сочетание уникальных светотехнических свойств, экономичности, способности стабильно работать в сложных условиях, компактности, широкого диапазона мощностей, делает НЛВД высоко востребованными в сельском хозяйстве.

Как рассчитать необходимое количество светильников

Недостаток освещения в теплицах приводит к замедлению роста и развития сельхозкультур. При избыточном освещении имеется большая вероятность повреждения растений. Чтобы использовать натриевые лампы для теплиц с наибольшей эффективностью и пользой для урожая, необходимо правильно рассчитывать их оптимальное количество.

Читать еще:  Бассейн в теплице из поликарбоната: материалы, особенности монтажа, фото вариантов на дачном участке

Основные принципы расчета

Специалисты предлагают воспользоваться онлайн калькулятором и определить сколько ламп потребуется для освещения помещения с конкретными параметрами. При самостоятельных расчетах, учитываются следующие факторы:

  • геометрический размер помещения и рабочих поверхностей (кв. м);
  • высота подвеса – рассчитывается исходя из высоты помещения и высоты рабочих поверхностей над полом (м);
  • необходимый уровень освещенности на уровне рабочих поверхностей (лк);
  • технические характеристики НЛВД.

Для получения максимально точных данных учитывается целый ряд дополнительных аспектов, таких как запыленность помещения, отражающая способность поверхностей. Имеются и типовые усредненные показатели, на которые можно ориентироваться.

Например, для освещения поверхности, площадь которой составляет 1,2 кв. м, потребуется натриевая лампа мощностью 400W. Для участка площадью 2 кв. м уже нужен прибор мощностью 600W.

Расход электроэнергии в зависимости от площади

Для теплицы общей и полезной площадью соответственно 120 и 80 кв. м потребуется 80 ламп каждая мощностью 400 Ватт, из расчета одна лампа на один квадратный метр. Их суммарная мощность будет равна 32 кВт в час. Время совместной непрерывной работы составит 10 часов в день, то есть 300 часов в месяц.

Количество затраченной электроэнергии при этом будет равно 9600 кВт в месяц. Даже при самых жестких тарифах это составит всего около 10% от среднесезонной рыночной стоимости урожая, собранного в теплице с такими габаритами.

Следует также принять во внимание, что натриевые лампы высокого давления отчасти выполняют и функцию обогрева, поднимая температуру воздуха в теплице на несколько градусов и снижая тем самым расходы на отопление.

Не обладая знаниями в сфере светотехники, сложно сориентироваться в разнообразии электрических приборов. Поэтому, выбирая натриевые лампы для теплиц, лучше обратиться к квалифицированным специалистам. Они проработают предоставленную информацию, после чего предложат оптимальное техническо-экономическое решение для конкретного объекта и тем самым помогут сберечь силы и время, столь необходимые для успешной реализации ваших проектов.

Выбираем натриевые лампы для теплицы

Тепличные растения в период короткого дня нуждаются в дополнительном освещении. Один из применяемых типов ламп — натриевый светильник. О достоинствах и недостатках, а также о принципах работы прибора подробно ниже в статье.

Что такое натриевые лампы

Натриевая лампа (далее НЛ) — источник монохромного света, изначально используемый для уличного освещения, особенно эффективен при наличии тумана. Спектр цвета — все оттенки жёлтого, тип света — мерцающий. Источником питания для светильника служит газовый разряд в наполнителе из паров натрия, работающий от электросети.

Особенности таких ламп

В зависимости от типа давления НЛ светильники имеют свои особенности:

  • НЛНД (лампа низкого давления) — защитная колба из обычного стекла не выдержит агрессии натриевых паров, поэтому она выполнена из боросиликатного материала. Это стекло обладает повышенной стойкостью к повреждениям и высокой температуре. Внутренняя стеклянная колба для обеспечения нужной для эффективной работы температуры окружающей среды помещается во внешнюю, теплосберегающую стеклянную оболочку;
  • НЛВД (лампа высокого давления) — улучшенный вариант. За счёт высокого давления спектр света значительно расширен, кроме того, он непрерывный и яркий, что позволяет также расширить область применения.

Одна из разновидностей НЛВД — дуговидная трубчатая лампа (ДНаТ) чаще всего используется в оранжереях теплицах и парниках, обладая хорошим КПД, световым спектром и мощностью.

Плюсы и минусы натриевых ламп

На вопрос, какие из имеющихся сегодня источников света лучше взять для теплицы, первым критерием выбора выступает экономия.

  • Преимущества НЛ в этом случае очевидны:
  • длительный срок эксплуатации 12–20 часов;
  • экономия электроэнергии;
  • хорошая светоотдача;
  • наличие красно-оранжевого спектра, что необходимо для образования цветочных и плодовых завязей;
  • тепловая отдача, позволяющая экономить на отоплении. [/ul
  • Кроме плюсов у светильников есть и минусы:
  • натриевый источник света привлекает в парник насекомых;
  • большинство светильников имеют в наполнительной смеси с натрием ртуть, что небезопасно как для растений, так и для человека;
  • НЛ чувствительны к колебанию напряжения в электросети;
  • светильники малоэффективны в неотапливаемых помещениях, теряя от холода часть светового спектра.

Принцип работы

Внешний баллон ДНаТа содержит трубку-горелку из алюминиевой керамики. Горелка заполнена смесью паров натрия и ртути. При подаче тока между электродами возникает электрическая дуга, которая разогревает горелку до необходимой температуры. По мере нагревания яркость излучения, которое генерируют ионы натрия, увеличивается. Внутри внешней колбы абсолютный вакуум, что предохраняет прибор от взрыва из-за большой температуры.

Правила безопасности использования натриевых ламп

Эксплуатация светильников и их установка требует мер предосторожности, поэтому лучше доверить установку специалисту.

Технология подключения и использования прибора:

  1. Контактные соединения проводят с применением многожильных проводов. Надёжность контакта обеспечивают специальные наконечники для проводов.
  2. Места, спайки или скрутки, опрессовки должны быть надёжными.
  3. Для нормальной работы НЛ нужен балласт (прибор пуска и регулятор напряжения в сети) с соответствующей мощностью. При соединении всей цепи нужно следовать схеме на балласте. Балласт должен быть защищён от попадания влаги.
  4. Старую модель балласта нужно поставить на мягкую подставку и обеспечить регулярным охлаждением от вентилятора. Новые модели не так сильно нагреваются, шумят и вибрируют.
  5. Колбу светильника нужно протереть от пыли до подключения, во время процесса прикасаться к ней нельзя.
  6. Обязательно нужно убедиться в надёжности изоляции всех компонентов электрической цепи.
  7. Регулярно лампу нужно протирать, малейшие частицы грязи на стеклянной поверхности могут привести к взрыву.
  8. Импульсно зажигающее устройство (ИЗУ) располагают рядом с балластом, лучше всего поместить всё в щиток. Рекомендуется современная модель УИЗУ, совместимая со всеми моделями балластов и НЛ.
  9. Для удобства эксплуатации подключается автоматический щиток, корпус которого обязательно нужно заземлить.

При выборе типа освещения в теплицу ДНаТ подходит идеально. Согласно отзывам дачников, лампа облегчает уход за посадками и увеличивает качество урожая.

Источники:

http://electry.ru/elektrolampyi/osobennosti-natrievyih-lamp.html
http://teplicno.ru/comm/svet/natrievye-lampy.html
http://fermer.blog/bok/ogorod/teplicy/teplicy-svoimi-rukami/oborudovanie/7457-natrievye-lampy.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector