Lâmpadas DRL: construção, características, regras de seleção

A lâmpada DRL, que mantém sua popularidade, é um representante dos dispositivos de iluminação de descarga de gás, caracterizada por um fluxo luminoso intenso e durabilidade. Os produtos que contêm mercúrio mostraram bom desempenho na configuração de iluminação artificial de ruas e instalações industriais.

No entanto, uma série de nuances técnicas e operacionais impedem seu uso doméstico e colocam em dúvida sua conveniência em outras áreas da vida. Tudo sobre os dispositivos de iluminação de descarga de alta pressão você aprenderá no artigo que apresentamos. Nossos conselhos ajudarão a escolher os dispositivos corretamente.

Dispositivo da lâmpada de mercúrio

As luminárias DRL pertencem aos dispositivos de descarga de gás de alta pressão. A área de uso prioritária é a iluminação de ruas, empresas, garagens e oficinas industriais. As DRL são usadas onde é necessário um fluxo luminoso potente e não há requisitos especiais para a qualidade de reprodução de cores.

Partes funcionais principais:

1. Bulbo. O invólucro externo do dispositivo é feito de vidro resistente ao calor. No interior, há um queimador de quartzo, ao qual são conectados condutores. A conexão dos eletrodos com os cátodos ocorre por meio da união de polaridades opostas com um resistor de carbono. O ar é evacuado do bulbo e o nitrogênio é injetado; a superfície interna é revestida com fósforo.
2. Soquete. É responsável por receber a eletricidade da rede por meio da conexão de contato pontual e rosqueado com o soquete embutido na luminária.
3. Queimador de quartzo. O principal elemento funcional da lâmpada de mercúrio. Estruturalmente, é um bulbo de quartzo com eletrodos dispostos em ambos os lados: dois principais e dois auxiliares de ignição.

O espaço do bulbo é preenchido sob pressão com gás inerte, garantindo o isolamento da troca de calor entre o ambiente interno e o queimador. Além disso, uma gota de mercúrio é literalmente adicionada. Em estado frio, o composto de mercúrio parece um depósito no bulbo ou assume a forma de uma bolinha.

Para entender o princípio de funcionamento da lâmpada de arco de mercúrio, é necessário conhecer seu dispositivo e o papel dos elementos constituintes.

Princípio de funcionamento: essência dos processos transitórios

A operação de uma lâmpada de arco de mercúrio baseia-se em processos de descarga elétrica em meio gasoso, ocorrendo dentro do bulbo sob alta pressão. Isso gera uma fonte de luz semelhante ao filamento de uma lâmpada incandescente. No entanto, não é um filamento de tungstênio incandescente, mas sim um cordão de vapor de mercúrio luminoso "esticado" entre os eletrodos.

A luminescência estável da lâmpada DRL começa 8-10 minutos após o fornecimento de energia. Durante esse tempo, a corrente que flui no dispositivo de iluminação está acima do valor nominal e é limitada pela resistência do equipamento de partida e regulação.

A duração da partida depende da temperatura ambiente – quanto mais frio, mais longo o "aquecimento" da lâmpada. Após a ligação, o mercúrio evapora lentamente com o calor e intensifica gradualmente a descarga entre os eletrodos de trabalho.

Quando o componente de mercúrio tiver se transformado completamente em forma gasosa e a pressão interna aumentar, a lâmpada atinge a máxima emissão de luz.

Energia elétrica é fornecida à lâmpada, e uma descarga incandescente é criada entre o eletrodo principal e o eletrodo de ignição. À medida que os portadores de carga se acumulam, ocorre uma ruptura entre os dois eletrodos principais opostos – gerando radiação de arco.

O arco elétrico no vapor de mercúrio cria uma luminescência com reprodução de cor inadequada, predominantemente em tons azul-esverdeados. O fósforo é responsável por converter a radiação UV em tons vermelhos de luz. A combinação das cores resulta em uma luz branca fria da lâmpada DRL.

Especificidades de aplicação: prós e contras das lâmpadas

Lâmpadas do tipo DRL são instaladas principalmente em postes para iluminação de ruas, vias, áreas de parques, territórios residenciais e edifícios não residenciais. Isso se deve às características técnicas e operacionais das lâmpadas.

A principal vantagem dos dispositivos de arco de mercúrio é sua alta potência, proporcionando iluminação de qualidade para áreas amplas e grandes objetos.

Vale notar que os dados nominais de fluxo luminoso das DRL são válidos para lâmpadas novas. Após um trimestre, o brilho diminui em 15%; após um ano, em 30%.

Entre as vantagens adicionais, podemos citar:

1. Durabilidade. A vida útil média declarada pelos fabricantes é de 12 mil horas. Além disso, quanto mais potente a lâmpada, maior será sua duração.
2. Funcionamento em baixas temperaturas. Este é um parâmetro decisivo na escolha de um dispositivo de iluminação para exteriores. As lâmpadas de descarga de gás são resistentes ao gelo e mantêm suas características operacionais em temperaturas negativas.
3. Bom brilho e ângulo de iluminação. A eficácia luminosa dos dispositivos DRL varia conforme sua potência, situando-se entre 45-60 Lm/W. Graças ao funcionamento do queimador de quartzo e ao revestimento de fósforo do bulbo, obtém-se uma distribuição uniforme da luz com um amplo ângulo de dispersão.
4. Compacidade. As lâmpadas são relativamente pequenas: o comprimento do produto de 125 W é cerca de 18 cm, o de 145 W é 41 cm. O diâmetro é de 76 mm e 167 mm, respectivamente.

Uma das características do uso de luminárias DRL é a necessidade de conexão à rede através de um reator. O papel do intermediário é limitar a corrente que alimenta a lâmpada. Se conectar o dispositivo de iluminação ignorando o reator, devido à alta corrente elétrica, ele queimará.

Esquematicamente, a conexão é apresentada como uma ligação em série da lâmpada de mercúrio com fósforo através do reator à rede de alimentação. Muitas luminárias DRL modernas já possuem um mecanismo de partida e regulação embutido – esses modelos são mais caros que as lâmpadas comuns.

Uma série de desvantagens limita o uso de luminárias DRL em ambientes domésticos.

Desvantagens significativas:

1. Duração da ignição. Atingir a iluminação total leva até 15 minutos. O aquecimento do mercúrio requer tempo, o que é muito inconveniente em casa.
2. Sensibilidade à qualidade do fornecimento de energia. Se a tensão cair 20% ou mais do valor nominal, não será possível ligar a lâmpada de mercúrio, e a lâmpada acesa se apagará. Se a queda for de 10-15%, a intensidade luminosa diminui em 25-30%.
3. Ruído durante o funcionamento. A luminária DRL emite um som zumbido, imperceptível ao ar livre, mas perceptível em ambientes internos.
4. Pulsação. Apesar do uso de estabilizador, as lâmpadas piscam – não é recomendável realizar trabalhos prolongados sob essa iluminação.
5. Baixa reprodução de cores. O parâmetro caracteriza a realidade da percepção das cores ao redor. O índice de reprodução de cores recomendado para ambientes residenciais é de no mínimo 80, o ideal é 90-97. Nas lâmpadas DRL, o valor do índice não chega a 50. Com essa iluminação, é impossível distinguir claramente os tons e as cores.
6. Insegurança de uso. Durante o funcionamento, é liberado ozônio, portanto, ao operar a lâmpada em ambientes internos, é necessário um sistema de ventilação de qualidade.

Além disso, a presença de mercúrio no bulbo por si só representa um perigo potencial. Essas lâmpadas não podem ser simplesmente descartadas após o uso. Para não poluir o meio ambiente, elas são descartadas de maneira adequada.

Outra limitação do uso de lâmpadas de descarga em ambientes domésticos é a necessidade de instalá-las a uma altura considerável. Modelos de 125 W – suspensão a 4 m, 250 W – 6 m, 400 W e mais potentes – 8 m.

Uma desvantagem significativa das luminárias DRL é a impossibilidade de religar até que a lâmpada esfrie completamente. Durante o funcionamento, a pressão do gás dentro do bulbo de vidro aumenta muito (até 100 kPa). Enquanto a lâmpada não esfriar, é impossível romper o intervalo de centelhamento com a tensão de partida. O religamento ocorre cerca de quinze minutos depois.

Critérios de seleção: avaliação dos indicadores técnicos

Ao determinar a opção ideal de luminária, devem ser consideradas as seguintes características:

• potência;
• forma/tamanho do soquete;
• brilho do fluxo luminoso;
• duração do funcionamento.

Potência. Ao escolher este parâmetro, deve-se considerar a finalidade e a localização da luminária. Se o aparelho for comprado para iluminação de estradas, é necessário levar em conta a distância entre os postes – quanto maior a distância, mais potentes devem ser as lâmpadas.

A faixa de características de potência das luminárias DRL está entre 80-1000 W. Este valor está indicado na etiqueta das lâmpadas, por exemplo, DRL 250, DRL 400, etc.

Fluxo luminoso. O principal indicador de radiação luminosa direcionada em diferentes direções. O parâmetro é medido em lúmens (Lm). É por este critério, e não pela potência, que se deve comparar o desempenho de diferentes tipos de lâmpadas.

Luminárias com lâmpada DRL consomem mais energia elétrica para emitir o fluxo luminoso necessário do que seus equivalentes LED e luminárias DNAT. O brilho de um dispositivo LED de 100 W corresponde ao nível de iluminação de seu equivalente de arco de mercúrio de 400 W.

A economia significativa de recursos energéticos é um argumento forte a favor dos LEDs. O alto custo das lâmpadas LED é recuperado no primeiro ano de operação.

Soquete. As luminárias DRL são produzidas com dois tipos de soquetes mais populares:

• E27 – formato de rosca, diâmetro – 27 mm. Este soquete é usado em dispositivos de arco de mercúrio de 80 W e 125 W.
• E40 – o maior tamanho da categoria 'E'. O soquete de 40 mm é usado em lâmpadas de 250 W ou mais, destinadas a iluminar áreas amplas.

Além do tipo de encaixe no soquete, também devem ser consideradas as dimensões do globo da luminária.

A largura e o comprimento da lâmpada de descarga dependem da potência do dispositivo. Quanto maior o desempenho da luminária DRL, maior e mais pesada ela é.

Vida útil. Este parâmetro é amplamente determinado pela qualidade de fabricação, nomeadamente pela responsabilidade do fabricante. É melhor escolher lâmpadas com o período máximo de serviço. Como regra, dispositivos de alta potência têm maior vida útil.

Para facilitar a visualização, as características gerais das lâmpadas de diferentes potências são apresentadas em uma tabela resumo. Todos os aparelhos elétricos funcionam com corrente alternada, frequência padrão – 50 Hz.

Parte das informações sobre as características das lâmpadas está incluída na etiqueta. Na prática nacional, a abreviatura alfabética indica o nome da luminária, e a numérica, a potência. A produção de lâmpadas de mercúrio é regulamentada pelas normas GOST 27682-88 e GOST 53074-2008.

Produtos estrangeiros do tipo DRL, de acordo com o sistema internacional ILCOS, são marcados como QE. Alguns fabricantes seguem a ordem de designação pan-europeia ZVEI e alemã LBS.

Designações das lâmpadas de mercúrio de fabricantes populares:

• HPL – Philips;
• HRL – Radium;
• MBF – General Electric;
• HQL – Osram;
• HSL e HSB – Sylvania.

Designações adicionais de acordo com ILCOS: QB – modelos com reator integrado, QG – bulbo esférico, QR – lâmpadas com camada refletora interna.

Qual fabricante dar preferência?

Recomenda-se escolher produtos de marcas conhecidas, é melhor evitar a compra de lâmpadas chinesas baratas 'sem nome'.

Os seguintes fabricantes de dispositivos de mercúrio conquistaram a confiança dos consumidores:

• Osram (Alemanha);
• Philips (Países Baixos);
• General Electric (EUA/Hungria);
• Next (Polônia);
• Evrosvet (Ucrânia);
• Lisma (Rússia);
• DeLux (China).

No mercado europeu, duas marcas são consideradas líderes na produção e venda de produtos de iluminação: Osram e Philips. Ambas as empresas têm muitos anos de experiência – mais de um século, uma ampla gama de produtos e uma rede de vendas desenvolvida.

Os parâmetros de trabalho das lâmpadas DRL dos principais fabricantes correspondem às características declaradas, os dispositivos têm alto rendimento – com potência de 250 W, o fluxo luminoso atinge 12.500 lúmens. Custo aproximado – 8-10 €.

As fábricas da empresa americana General Electric também estão localizadas na Europa. A qualidade dos produtos e a vida útil não são inferiores às marcas anteriores, e o preço é um pouco mais baixo. Por uma luminária DRL de 250 W, você precisa pagar cerca de 7 €.

E.Next – um grupo eletrotécnico, onde o principal fabricante de dispositivos é o grupo de empresas polonesas Tarel. A linha de produtos inclui inúmeras séries de diferentes lâmpadas para iluminação doméstica, externa e industrial.

As luminárias E.Next de 250 W, em comparação com lâmpadas alemãs e holandesas de potência similar, perdem para os concorrentes na reprodução de cores (Ra=40) e vida útil (12.000 horas). Preço aproximado – 5 €.

As lâmpadas de arco de mercúrio de produção russa, ucraniana e chinesa de marca estão na mesma faixa de preço, o custo médio dos produtso de 250 W é de 3 €. A desvantagem dos dispostivos de iluminação é a vida útil imitada – de acrdo com os dadso do passaporte, as lâmpadas duram 5.000 hors.

Anes de comprar, é necesári verifcar a alidade do soqute e a 'precisão' da rsca – guus uári revlam dificaldes em aaraUsar as lâmpadas Lisma no soqute.

Comparação das lâmpadas DRL com análogos

As lâmpadas de descarga são frequenemente compradas entre si e com LEDs mais vantajosos. Os análogos mais próximos das DRL são lumárias de três tipos: DRV, DRI e DNAT. Vamos tentar identifcar as caracerísticas e vantagens compeitivas de diferens lâmpadas.

Lâmpada DRV. A lâmpada de arco de mercúrio-tungstênio é muito semelhante em construção e princípio de funcionamento à lâmpada DRL. Estruturalmente, dentro do bulbo há um queimador de descarga de mercúrio e uma espiral de tungstênio. Este último elemento limita a corrente para o queimador, portanto, não é necessário equipamento de partida adicional.

Principais diferenças das lâmpadas de mercúrio-tungstênio em relação às DRL:

• consomem mais eletricidade – fluxo luminoso da lâmpada DRV 250 não excede 5500 Lm;
• tempo de vida estimado – 3000 horas;
• acendem em até 1 minuto.

DRI. Lâmpadas de arco de mercúrio com aditivos emissores: halogenetos de índio, sódio, tálio, etc. Os componentes metálicos aumentam a eficiência luminosa dos dispositivos para 75-90 Lm/W.

Uma vantagem adicional das lâmpadas de mercúrio com halogênios metálicos é o índice de reprodução de cor melhorado. Para funcionar, as lâmpadas DRI, assim como as DRL, exigem conexão através de um reator.

DNAT. As lâmpadas de arco de sódio podem se orgulhar da máxima eficiência luminosa e longo período de operação entre as luminárias de descarga. O desempenho das lâmpadas de sódio diminui com o tempo de forma menos perceptível do que as lâmpadas DRL.

Características das DNAT:

• eficiência luminosa máxima – 125 Lm/W;
• vida útil – até 20 mil horas;
• estabilidade relativa dos parâmetros;
• ampla faixa de temperaturas de operação;
• atinge a iluminância máxima em 5-7 minutos.

Desvantagens das fontes de luz de sódio: pulsação significativa e baixo índice de reprodução de cor, Ra=25. No espectro de emissão predominam as cores vermelha e amarela.

As lâmpadas de descarga estão cedendo lugar com confiança às opções de LED. Os dispositivos LED superam seus antecessores em todos os parâmetros técnicos e operacionais.

Vantagens inegáveis dos LEDs: ecologicamente corretos, pulsação mínima, longa vida útil, acionamento instantâneo, excelente reprodução de cores e contraste. Além das excelentes características operacionais, os dispositivos de diodo possuem resistência térmica e mecânica.

A eficiência das lâmpadas LED é incomparável, a eficiência operacional atinge 95-98%. O principal fator que um pouco freia a substituição das luminárias é o alto preço das lâmpadas LED.

Requisitos para descarte de dispositivos de mercúrio

Não se pode descartar impensadamente lâmpadas contendo mercúrio usadas ou com defeito. Dispositivos com bulbo danificado representam uma séria ameaça à saúde humana e ao meio ambiente como um todo, por isso necessitam de descarte específico.

A questão sobre o procedimento de descarte de resíduos perigosos é relevante tanto para proprietários de empresas quanto para residentes comuns. As organizações que possuem a licença correspondente são responsáveis pela reciclagem de lâmpadas de mercúrio.

A empresa celebra um contrato de serviço com tal firma. Mediante solicitação, um representante da empresa de reciclagem se desloca até o local, realiza a coleta e o transporte das lâmpadas para posterior descontaminação e reciclagem. O custo estimado do serviço é de 0,5 u.e. por dispositivo de iluminação.

Para a coleta de lâmpadas contendo mercúrio da população, são organizados pontos de recebimento. Pessoas que vivem em pequenas localidades podem entregar os resíduos perigosos para reciclagem através do 'ecomóvel'.

Se o descarte de lâmpadas contendo mercúrio por empresas é de alguma forma controlado pelos órgãos de fiscalização, o cumprimento das regras de descarte pela população é responsabilidade pessoal dos cidadãos.

Infelizmente, devido ao baixo conhecimento, nem todo usuário de lâmpadas de mercúrio está ciente das possíveis consequências da liberação de vapores de mercúrio na atmosfera.

Todos os tipos de lâmpadas economizadoras de energia são detalhadamente descritos no próximo artigo, onde são abordados os princípios de funcionamento, feita a comparação dos dispositivos e fornecida uma avaliação econômica simplificada.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

No vídeo resumo proposto, é descrita a construção do iluminador DRL, explicado detalhadamente o princípio de funcionamento e destacados os principais aspectos da operação:

As lâmpadas de descarga de gás do tipo DRL ainda são usadas na iluminação pública. O principal argumento a favor dos dispositivos de mercúrio é o forte fluxo luminoso e o custo acessível. No entanto, elas estão sendo gradualmente substituídas por lâmpadas mais avançadas que, além da alta eficiência, possuem boa qualidade de luz e segurança de uso.

Por favor, escreva comentários no bloco abaixo, faça perguntas e publique fotos relacionadas ao tema do artigo. Compartilhe informações úteis que sejam interessantes e úteis para os visitantes do site. Conte sobre sua própria experiência na escolha e instalação de uma lâmpada de descarga de alta pressão.