Světelné zdroje – halogenidové výbojky (část 2)

 

Zvládnutí technologie umožňující používat halogenidy kovů v kombinaci s keramickým hořákem vedlo k významnému doplnění předností zmíněných světelných zdrojů, zejména v těchto směrech:

Uvedené výhody napomohly rozšířit oblasti použití výbojek, zejména v interiérech s vysokými požadavky na kvalitu osvětlení. Technologie jejich výroby je však ještě náročnější než u předchozí skupiny výbojek i než u vysokotlakých sodíkových výbojek (při výrobě jejich hořáku se rovněž využívá korundová keramika).

 

K novinkám poslední doby patří výbojky s keramickým hořákem nového tvaru. Namísto typického válcového uvedla firma Osram na trh výbojky s hořákem ve tvaru blízkém elipsoidu – Powerball. Hořák tohoto tvaru se postupně rozšířil na celý sortiment výbojek od 20 do 400 W. Vynikající parametry těchto výbojek (viz tab. 2) jsou dány mj. i originálním tvarem svíticí trubice, který lépe kopíruje kontury výboje, vyznačuje se rovnoměrnějším rozložením teploty stěny hořáku, což přispívá k dosažení vyššího měrného výkonu.

 

Výbojky uvedené v tab. 2 se vesměs (kromě výbojek CosmoPolis s R_a = 65 až 70) vyznačují vynikajícím podáním barev s R_a > 80, nebo dokonce R_a > 90 (při účinnosti asi o 10 % nižší) u výbojek s barvou světla blízkou dennímu světlu (>5 300 K – viz ČSN EN 12464-1, tab. 3). Teplota chromatičnosti T_cp se nachází v rozmezí 3 000 až 4 200 K, u chladně bílé (denní) barvy 5 600 K. Díky této kombinaci účinnosti a podání barev lze po dlouhé době, kdy ve veřejném osvětlení jednoznačně převládalo žluté světlo vysokotlakých, a v některých zemích dokonce nízkotlakých sodíkových výbojek, očekávat návrat k bílým odstínům světla.

 

S ohledem na uživatele je třeba připomenout, že výbojka po zapnutí dosáhne jmenovitých hodnot asi po pěti až deseti minutách svícení (podle typu) a po krátkodobém přerušení napájecího napětí je zapotřebí před dalším zapnutím výbojku nechat po dobu deseti až patnácti minut chladnout, jinak se v běžných svítidlech znovu nerozsvítí. V náročných instalacích, kde je např. z bezpečnostních důvodů žádoucí zajistit okamžité znovuzapálení výbojky v horkém stavu, je nutné použít speciální výbojku s přívody osově vyvedenými na jejích protilehlých koncích a příslušné zapalovací zařízení, které produkuje vysokonapěťový impulz s amplitudou vyšší než 30 kV. Taková instalace je podstatně náročnější, a tedy i dražší.

 

V oblasti halogenidových výbojek lze očekávat další novinky, o čemž svědčí informace v odborném tisku. Vývojové práce jsou zaměřeny na nové keramické materiály vhodné pro výrobu hořáku s vyšší teplotní odolností, např. oxid yttritý, zajímavé jsou opětovné pokusy použít průzračný monokrystalický oxid hlinitý se znatelně vyšším (až o 10 %) činitelem prostupu světla v porovnání s jeho polykrystalickou formou. Zkoumají se možnosti snadnějšího zapálení výbojky v horkém stavu po krátkodobém výpadku napájení, protože dosavadní předřadníky pracují s vysokým napětím dosahujícím několika desítek kilovoltů. Žádoucí je umožnit stmívání výbojek pod 50 % jmenovité hodnoty, avšak při zachování spektrálního složení světla. Hledají se způsoby uplatnění různých ochranných vrstev nanášených na hořák nebo vnější baňku, přičemž cílem je zabránit ztrátám svíticích příměsí ve stěně hořáku anebo zlepšit jeho energetickou bilanci vrácením části tepelného záření zpět do hořáku. Zcela logicky se nabízí vyhledávání dalších kombinací svíticích příměsí, a to nejen pouze kovů, ale i nových molekulárních sloučenin. Teoretické možnosti halogenidových výbojek z hlediska měrného výkonu při zachování velmi dobré barvy světla jsou totiž v porovnání se současným stavem více než dvojnásobně větší.

 

Sledování novinek u nejvýznamnějších výrobců v tomto oboru zřetelně ukazuje na rozšiřování typů výbojek směrem k menším příkonům (pod 70 W). To platí zejména pro výbojky s korundovým hořákem. Dalším charakteristickým trendem u posledně jmenovaných výbojek je používání výhradně elektronického předřadníku s mnoha jeho přednostmi, o nichž již byla zmínka v článku věnovaném zářivkám. Elektronické předřadníky jsou v současné době k dispozici již pro téměř celý sortiment halogenidových výbojek, včetně výbojek s velkým příkonem.

[1] ROCHLIN, G. N.: Razrjadnyje istočniki světa. Energoatomizdat, 1991.

[2] Katalog firmy Osram 2008/2009.

[3] Technická dokumentace firmy Philips.

 

Recenze: prof. Ing. Jiří Habel, DrSc.