Почему в квартирах раньше мало использовались люминесцентные лампы?

[Georgos Therapon]

Если бы население заставляли платить за реактивную мощность как предприятия, то эти светильники все бы сразу выкинули. Ещё один недостаток этих ламп - постепенное падение кпд - "выгорание" люминофора, как писали выше.

Обе проблемы вполне решаемы. Реактивную мощность можно генерировать параллельно подключенным конденсатором, а люминофор можно регенерировать, прокалив его на газу.

[mnashe]

Выше писали про кпд ламп. Как сейчас помню - на лекциях про элекротехнике препод нам рассказывал, что кпд ламп Ильича при номинальном напряжении равен 13%, кпд люминисцентных ламп типа ЛБ ЛДЦ =39%.
Я понимаю - сейчас капитализм и всё такое, но законы физики вроде никто ещё не отменял.

Не может у них быть 13%, потому что тогда как бы ее диодный аналог по светимости потреблял в 9 раз меньше Ватт? А у диодных у самих КПД ЕМНИП около 50%. Так что у ламп накаливания КПД должон быть процентов 6.

Что-то совсем не то в обоих числах. И даже 50% для светодиодов — очень много, даже в самых лучших порядка 30%, насколько мне известно.
Где-то попадалась сравнительная таблица, но не нахожу...

А 6% для ЛН — это только в галогенках, и то редко.

(wiki/ru) Лампа_накаливания#КПД_и_долговечность
Почти вся подаваемая в лампу энергия превращается в излучение. Потери за счёт теплопроводности и конвекции малы. Человеческий глаз, однако, видит только узкий диапазон длин волн этого излучения — диапазон видимого излучения. Основная мощность потока излучения лежит в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла. Коэффициент полезного действия (КПД) ламп накаливания (здесь под КПД понимается отношение мощности видимого излучения к полной потребляемой мощности) достигает при температуре около 3400 K своего максимального значения 15 %. При практически достижимых температурах в 2700 K (обычная лампа на 60 Вт) световой КПД составляет около 5 %, и имеет срок службы примерно 1000 часов.

С возрастанием температуры КПД лампы накаливания возрастает, но при этом существенно снижается её долговечность. При температуре нити 3400 K срок службы всего лишь несколько часов. Как показано на рисунке, при увеличении напряжения на 20 %, яркость возрастает в два раза. Одновременно с этим срок службы уменьшается на 95 %.

Уменьшение напряжения питания хотя и понижает КПД, но зато увеличивает долговечность. Так, понижение напряжения в два раза (например, при последовательном включении), уменьшает КПД примерно в 4—5 раз, но существенно увеличивает срок службы — почти в тысячу раз. Этим эффектом часто пользуются, когда необходимо обеспечить надёжное дежурное освещение без особых требований к освещённости, например, на лестничных площадках жилых домов. Часто, для этого, при питании переменным током лампу подключают последовательно с диодом, при этом ток в лампе протекает только в течение половины периода. Такое включение снижает мощность почти в 2 раза, что соответствует снижению эффективного напряжения почти в √2≃1,41 раз, а световой поток снижается более чем в 2 раза.

В США в одном из пожарных отделений города Ливермор (штат Калифорния) работает 60-ваттная лампа ручной работы, известная под названием «Столетняя лампа». Она постоянно горит с 1901 года. Необычно высокий ресурс лампе обеспечила в основном работа на малой мощности (4 Ватта), в глубоком недокале, при очень низком КПД. Лампа включена в Книгу рекордов Гиннесса в 1972 году.

Так как стоимость потреблённой за время службы лампой накаливания электроэнергии в десятки раз превышает стоимость самой лампы, существует оптимальное напряжение, при котором экономические затраты на освещение минимальны. Оптимальное напряжение несколько выше номинального, поэтому способы повышения долговечности путём понижения напряжения питания с экономической точки зрения убыточны. Стандартные параметры ламп со сроком службы порядка 1000 часов были согласованы рядом крупнейших производителей, основавших в 1930-х годах швейцарскую корпорации Phoebus; одновременно был произведен раздел мировых рынков сбыта, согласованы договоры о неконкуренции и введен сквозной контроль соблюдения стандартов.

Ещё один недостаток этих ламп — постепенное падение кпд — «выгорание» люминофора, как писали выше.

И у светодиодов то же самое. Кристалл тоже со временем повреждается, но медленнее, чем люминофор. Правда, если охлаждение организовано как следует, то это происходит очень медленно. А вот если перегревается — выгорание люминофора хорошо заметно даже на глаз, при выключенной лампе.

а люминофор можно регенерировать, прокалив его на газу.

А стеклянная трубка не лопнет?

[Upliner]

Где-то попадалась сравнительная таблица, но не нахожу...

Вот тут вроде есть:
(wiki/en) Luminous_efficacy#Lighting_efficiency

[Хромис Красавец]

Не может у них быть 13%, потому что тогда как бы ее диодный аналог по светимости потреблял в 9 раз меньше Ватт? А у диодных у самих КПД ЕМНИП около 50%. Так что у ламп накаливания КПД должон быть процентов 6.

Вот сразу видно - капитализм в действии. Где написано, что кпд светодиодных ламп в 9 раз больше лампы Ильича? На коробке с рекламой? Инфляция, однако 
Мы учились на совесть, наши преподаватели учили нас по призванию, не за зарплату.

У меня по биологии были одни пятёрки, занимал  первые места на олимпиадах. Учительница нас учила, что на сетчатке глаза человека 300 000 колбочек (которые воспинимают цвета) и 5 000 000 палочек, (которые не воспринимают цвета). Т.е. это аналог 0,3 Мпс цветной матрицы и 5 Мпс ч/б матрицы в цифровом фотоаппарате.
Недавно смотрел передачу про цифровые фотоаппараты и смартфоны. С удивлением узнал что у человека уже 100 000 000 палочек! Опять инфляция. Как быстро биология меняется, и законы физики тоже меняются. И всё за каких-то 25 лет.

[Georgos Therapon]

А стеклянная трубка не лопнет?

Если сильно перегреть, то она "схлопывается", мягкое стекло как-бы плывёт к центру, потому что давление внутри лампы ниже атмосферного. Чтобы стекло лопнуло, у меня такого ещё не было.

[Awwal12]

Вот сразу видно - капитализм в действии. Где написано, что кпд светодиодных ламп в 9 раз больше лампы Ильича? На коробке с рекламой? Инфляция, однако 
Мы учились на совесть, наши преподаватели учили нас по призванию, не за зарплату.

Незаметно. Предельный КПД лампы накаливания жестко задается формулой Планка. Для температуры нити в 3400К он достигает ~15%, но, конечно, ни одна лампа не работает с такими температурами (слишком быстро испаряется вольфрам). При типичной температуре нити в 2700К КПД падает до 5%. Можете попробовать решить задачу численно, проинтегрировав формулу в диапазоне длин волн видимого света и от 0 до бесконечности.

[zwh]

Не может у них быть 13%, потому что тогда как бы ее диодный аналог по светимости потреблял в 9 раз меньше Ватт? А у диодных у самих КПД ЕМНИП около 50%. Так что у ламп накаливания КПД должон быть процентов 6.

Вот сразу видно - капитализм в действии. Где написано, что кпд светодиодных ламп в 9 раз больше лампы Ильича? На коробке с рекламой? Инфляция, однако 

Причем тут реклама, если я чисто ваттность сравниваю.

[Bhudh]

Причем тут реклама

Не первый раз замечаю, что у Вас со склонением слова что проблемы...

[jvarg]

Я за электричество плачу порядка 600 рублей в месяц. Без энергосберегающих ламп эта сумма была бы, ориентировочно, по крайней мере в полтора раза больше.

Да ну, это вы не так посчитали. Основные кушатели тепла - это стиральные машины, кухонные плиты, электрочайники, миковолновки, водонагрватели, зимние обогреватели и т.д.

Одна стирка сожрет больше, чем все лампочки вашей квартиры за сутки. Один плов на плите - больше чем за двое суток.

Я уж не говорю про электрический обогрев зимой, если с центральным отоплением туго.

Даже вот банальный чайник ватт на 800 - если его раз 5-6 в сутки включать - уже все освещение обгонит.

[Awwal12]

Я за электричество плачу порядка 600 рублей в месяц. Без энергосберегающих ламп эта сумма была бы, ориентировочно, по крайней мере в полтора раза больше.

Да ну, это вы не так посчитали. Основные кушатели тепла - это стиральные машины, кухонные плиты, электрочайники, миковолновки, водонагрватели, зимние обогреватели и т.д.

Из всего перечисленного пользуюсь (в сколь-нибудь существенных масштабах) только микроволновкой и стиральной машиной. Плиты у нас газовые, отопление центральное, в оплату электроэнергии все это никак не входит.

[jvarg]

Я за электричество плачу порядка 600 рублей в месяц. Без энергосберегающих ламп эта сумма была бы, ориентировочно, по крайней мере в полтора раза больше.

Да ну, это вы не так посчитали. Основные кушатели тепла - это стиральные машины, кухонные плиты, электрочайники, миковолновки, водонагрватели, зимние обогреватели и т.д.

Из всего перечисленного пользуюсь (в сколь-нибудь существенных масштабах) только микроволновкой и стиральной машиной. Плиты у нас газовые, отопление центральное, в оплату электроэнергии все это никак не входит.

Тогда что-то много.

У меня за март на семью из 4-х человек в трешке, без газа - 783,25 руб. насчитали. 241 квт*ч по 3,25.

Особо не экономим, за светом не следим, пожрать и поготовить любим, стираем почти каждый день.

Постоянно включено 4 компа.

[Bhudh]

без газа

Это играет. В домах с электрической плитой цена за киловатт-час понижена.

[Georgos Therapon]

У меня один комп и два инкубатора. Плачу около 2000 рублей.

[Хромис Красавец]

Незаметно. Предельный КПД лампы накаливания жестко задается формулой Планка. Для температуры нити в 3400К он достигает ~15%, но, конечно, ни одна лампа не работает с такими температурами (слишком быстро испаряется вольфрам). При типичной температуре нити в 2700К КПД падает до 5%. Можете попробовать решить задачу численно, проинтегрировав формулу в диапазоне длин волн видимого света и от 0 до бесконечности.

Значит меня преподаватели обманули. Я не виноват, что у меня память хорошая. Это нам преподавали в 87 или 88 году. Если когда-нибудь встречу препода - побью 

[Toman]

В домах с электрической плитой цена за киловатт-час понижена.

Не везде понижена. В Москве вроде да, у кого нет газа, тарифы ниже. В области, НЯП, ничего подобного нет, у всех один тариф, по цифрам похожий на московский тариф для квартир с газом. В частности, у меня там, в замкадии, в квартире газа нет (этажность дома в принципе не позволяет, НЯП), и по идее во всех квартирах предусмотрена установка электроплит, в аналогичной квартире с готовой отделкой я, собственно, видел уже установленную розетку для электроплиты (хотя и не понимаю, как это может сочетаться с совершенно детской мощности входным автоматом всего-то на 25 А - так что у меня, видимо, никаких стационарных электроплит никогда не будет - да и как-то не нужно оно, имхо), и оплата идёт по обычному тарифу, такому же, как и для домохозяйств с газом.

[Georgos Therapon]

детской мощности входным автоматом всего-то на 25 А

У меня стоят автоматы на 15 А. И это при том, что на них висит электросварка, токарный станок 1616 и два больших инкубатора. Комп, холодильники и прочую мелочь типа люминесцентных ламп я вообще не считаю.

[Toman]

Если бы население заставляли платить за реактивную мощность как предприятия, то эти светильники все бы сразу выкинули.

На предприятиях другая схема подключения ламп?

А вот тут, кстати, вопрос: если в течение одного периода времени потребитель тянет реактивную мощность в одну сторону, а в течение другого периода - в другую, то оно как-то компенсируется в смысле оплаты за некий отчётный период, или счётчик оной крутится всё время в одну сторону, по модулю? Просто по сути получается так, что если целая куча таких потребителей достаточно случайно включает свои индуктивные и ёмкостные потребители, то в сумме на входе оно могло бы довольно неплохо компенсироваться, и за что тогда платить деньжищи поставщику? Разве что за переток от одних к другим в местных электросетях - но это как бы несколько иная тема, нежели общая суммарная реактивная мощность, которую вынужден компенсировать сам поставщик электроэнергии, и плата за такие местные перетоки по идее должна была бы быть либо заранее оплачена разовой платой за подключение, либо оплачиваться абонентской платой за поддержку линии, независимой от потребления, а зависимой только от токовых ограничений.

Ну и да, про предприятия и их схему подключения ламп. Если в некоем конкретном предприятии значительную долю электропотребления составляют трёхфазные асинхронные двигатели, бо́льшую часть времени работающие на малых нагрузках, близких к холостому ходу, то для такого предприятия дроссельные светильники, очевидно, играют совсем другими красками, нежели для того, где сами эти дроссельные светильники составляют основную массу потребления. (Для справки - асинхронный двигатель на холостом ходу - в основном ёмкостная нагрузка, так что всякая индуктивная нагрузка на таком предприятии лишь снизит суммарную реактивную мощность).

[Toman]

У меня стоят автоматы на 15 А. И это при том, что на них висит электросварка, токарный станок 1616 и два больших инкубатора. Комп, холодильники и прочую мелочь типа люминесцентных ламп я вообще не считаю.

Всё вышеперечисленное - чешуя по сравнению со стационарной электроплитой. Кроме, разве что, электросварки, если она действительно мощная.

[mnashe]

Где-то попадалась сравнительная таблица, но не нахожу...

Вот тут вроде есть:
(wiki/en) Luminous_efficacy#Lighting_efficiency

Точно, это она!

[mnashe]

Если сильно перегреть, то она "схлопывается", мягкое стекло как-бы плывёт к центру, потому что давление внутри лампы ниже атмосферного. Чтобы стекло лопнуло, у меня такого ещё не было.

Понятно.
Но греть, наверно, надо равномерно, чтоб не лопнуло от разницы температур?
А как греть? На кухонной газовой горелке? И как контролировать температуру?

Вот сразу видно - капитализм в действии. Где написано, что кпд светодиодных ламп в 9 раз больше лампы Ильича? На коробке с рекламой? Инфляция, однако 

Да ладно. Измерительные приборы-то доступны. Ну, зеркальную интегрирующую сферу для измерения светового потока не так легко сделать, но просто люксметр + фотоотражатель или прожектор уже дают неплохую прикидку. И даже люксметр необязательно (хотя он сейчас есть почти у всех — в смартфоне), можно воспользоваться фотоэкспонометром или даже просто мыльницей (сравнив экспозицию снимков в одинаковых условиях).

Недавно смотрел передачу про цифровые фотоаппараты и смартфоны. С удивлением узнал что у человека уже 100 000 000 палочек!

Может, ошибка переводчика?

[mnashe]

Выше писали про кпд ламп. Как сейчас помню - на лекциях про элекротехнике препод нам рассказывал, что кпд ламп Ильича при номинальном напряжении равен 13%, кпд люминисцентных ламп типа ЛБ ЛДЦ =39%.
Я понимаю - сейчас капитализм и всё такое, но законы физики вроде никто ещё не отменял.

Не может у них быть 13%, потому что тогда как бы ее диодный аналог по светимости потреблял в 9 раз меньше Ватт? А у диодных у самих КПД ЕМНИП около 50%. Так что у ламп накаливания КПД должон быть процентов 6.

Что-то совсем не то в обоих числах. И даже 50% для светодиодов — очень много, даже в самых лучших порядка 30%, насколько мне известно.
Где-то попадалась сравнительная таблица, но не нахожу...

А 6% для ЛН — это только в галогенках, и то редко.

Перечитал таблицу.
Как мне и помнилось, ни о каких 6% в реальных лампах накаливания не идёт и речи. Галогенки — 2,5–3,5%, обычные ещё вдвое меньше.
30% у светодиодов — это только единичные исследовательские образцы. 37% — теоретический предел для света, который мы воспринимаем как белый (большего можно достичь только за счёт «озеленения» спектра). Самые лучшие из доступных в продаже — в пределах 25%. Самые худшие из тех, что мне попадались, — 9%, самые лучшие из дорогих — CREE XML-2 и CREE XPL — от 10% до 24% для мощностей от 10 Вт до 1 Вт, лучшие из дешёвых — от 20% до 22% для мощностей от 0,5 Вт до 0,25 Вт, лучшие COB панели — до 18% на номинальной мощности.
То есть на практике качественные светодиодные светильники всего лишь в 10 раз эффективнее ЛН, и это я ещё не учёл потери на преобразование энергии в драйвере (с учётом этих потерь — 8–9 раз). Правда, тут есть ещё один нюанс — ЛЛ и ЛН светят во все стороны, так что немалая часть теряется при отражениях. Светодиод намного эффективнее из-за отсутствия таких потерь, что значительно увеличивает разницу в КПД при использовании в фонарях и настольных лампах, но светодиодное освещение комнаты может быть некомфортным по этой причине. Так что частичная подсветка потолка всё-таки нужна, просто необязательно тратить на неё так много.

[Upliner]

Так что частичная подсветка потолка всё-таки нужна, просто необязательно тратить на неё так много.

Можно просто поставить люстру, у которой лампы вкручиваются горизонтально.

[Georgos Therapon]

Но греть, наверно, надо равномерно, чтоб не лопнуло от разницы температур?
А как греть? На кухонной газовой горелке? И как контролировать температуру?

Метод самый простейший. Зажигается на максимум кухонная газовая конфорка, одной стороной на неё ложится колба на расстоянии от цоколя, чтобы не стала гореть эбонитовая изоляционная прокладка и не расплавился припой на ножках. Лампу слегка покручиваем, чтобы равномерно прогревалась. Когда стекло начинает блестеть, но ещё не начало схлопываться, передвигаем колбу на расстояние примерно 15 см и т. д. Когда дойдём до середины, надо повернуть лампу и начинать греть с обратной стороны. Правде, держать её приходится уже через тряпку, чтобы не обжечь руки. На всё уходит примерно 15 минут. Всё делается на глазок, никаких приспособлений и контроля за равномерностью нагрева не нужно. Если стекло на каких-то участках немного деформировалось, то ничего страшного нет, на работу лампы это никак не повлияет. Когда лампа остынет, можно ставить в светильник. Сначала она горит тускло, но через минуту- другую разгорается, и начинает гореть как новая. Эффект длится примерно пару месяцев, а потом надо опять прокаливать.

[Хромис Красавец]

Как мне и помнилось, ни о каких 6% в реальных лампах накаливания не идёт и речи. Галогенки — 2,5–3,5%, обычные ещё вдвое меньше.
30% у светодиодов — это только единичные исследовательские образцы. 37% — теоретический предел для света, который мы воспринимаем как белый (большего можно достичь только за счёт «озеленения» спектра). Самые лучшие из доступных в продаже — в пределах 25%. Самые худшие из тех, что мне попадались, — 9%, самые лучшие из дорогих — CREE XML-2 и CREE XPL — от 10% до 24% для мощностей от 10 Вт до 1 Вт, лучшие из дешёвых — от 20% до 22% для мощностей от 0,5 Вт до 0,25 Вт, лучшие COB панели — до 18% на номинальной мощности.

Жесть! Мой мир никогда не будет прежним 
Почему тогда в 70-80 годах завышали КПД? Непонятно. Или тогда приборы были несовершенные.

[mnashe]

Когда стекло начинает блестеть

То есть слегка подплавляется?

Эффект длится примерно пару месяцев, а потом надо опять прокаливать.

Ого!
Я думал, пару лет...

Почему тогда в 70-80 годах завышали КПД? Непонятно. Или тогда приборы были несовершенные.

Ещё предположение — они считали КПД не как яркость света (в человеческом восприятии) поделить на затраченную мощность, а просто как процент мощности, выделяемой в видимом диапазоне, от общей выделяемой мощности, без учёта чувствительности человеческого глаза к каждой полосе видимого спектра.
То есть нужно все те КПД умножить на 0,37, чтобы получить КПД по яркости с учётом восприятия. Тогда 13% превращаются в 4,8% — как у недолговечных (из-за перекала) фотоламп (студийных и проекторных), а 39% — в 14%, вполне достижимое значение для лучших ЛЛ.