Без кейворда

Металогалогенні освітлювальні прилади

Освітлення для рифового акваріума повинно відповідати декільком різним, а іноді і суперечливим вимогам, включаючи початкові витрати на запуск, пов’язані з придбанням і монтажем компонентів системи, а також експлуатаційні витрати, пов’язані з роботою системи і заміною компонентів, що вийшли з ладу. Електроспоживання системи, термін служби ламп і вартість ламп є, мабуть, найбільш важливими з цих витрат. Основні типи освітлення рифових акваріумів класифікуються за типами ламп, це Флуоресцентні з дуже високою світловіддачею (VHO), енергокомпактні (PC), металогалогенні (MH) та з парами ртуті (MV). Металогалогенні та ртутні відносяться до класу ламп, відомих як газорозрядні лампи високої інтенсивності (HID), в яких для створення світла використовується випаровування твердого матеріалу всередині дугової трубки. Виробники ламп використовують широкий спектр матеріалів для створення ламп з різною колірною температурою, і доступність та стабільність цих матеріалів є основними факторами, що впливають на термін служби та ціну лампи. У цій статті будуть розглянуті лише металогалогенні та ртутні лампи Івасакі.

Металогалогенні або HID-системи освітлення складаються з декількох різних компонентів, які можна придбати окремо, як комплект для модернізації або як повністю зібраний світильник. Система металогалогенних ламп складається з лампи, цоколя або патрона, баласту, відбивача та шнура живлення. Крім того, може зустрічатися багато незнайомих термінів, які вносять додаткову плутанину. Я сподіваюся, що ця стаття допоможе усунути деяку плутанину щодо компонентів металогалогенних систем і допоможе вам вибрати компоненти системи освітлення, які відповідають вашим потребам. Деякі з найбільш поширених абревіатур, що зустрічаються в освітлювальній промисловості, перераховані в таблиці №1.

Абревіатури металогалогенного освітлення

•	MH = Галогенід металу
•	MV = пари ртуті
•	LPS = натрієві низького тиску
•	HPS = натрієві високого тиску
•	HID = високоінтенсивний розряд, MV, MH, LPS і HPS
•	DE = двостороння, більшість ламп MH в США є односторонніми з цоколем Mogul
•	SE = односторонній
•	HQI = Металогалогенні лампи з високим CRI та/або європейські DE та деякі SE лампи
•	OCV = напруга холостого ходу
•	HX-NPF/NX-HPF = Високореактивний автотрансформатор
•	CWA = Автотрансформатор постійної потужності
•	CW = Постійна потужність
•	CCF = коефіцієнт сили струму

Абревіатури в залежності від положення лампочки

Лампи, розетки та патрони для ламп

При виборі освітлення прийнято вважати, що збільшення потужності призводить до збільшення освітленості. Отже, перше, що потрібно визначити – це яку потужність лампи використовувати, і скільки їх потрібно для забезпечення повного освітлення вашого резервуару. У більшості випадків потрібна одна лампа на 1-2 фути 2. Лампи доступні в конфігураціях потужністю 70, 150, 175, 250, 400 і 1000 Вт, а також з колірною температурою від 4200K до 50 000K (див. цю статтю для цікавого порівняння різних комбінацій колірної температури ламп). Існує три типи цоколів, які використовуються для забезпечення основних точок електричного контакту з лампою; ці цоколі відомі як магістральні, середні та двосторонні. Найпопулярнішим типом металогалогенних ламп в США є односторонні лампи з гвинтовим цоколем E39, який зазвичай називають цоколем типу mogul. Більшість європейських ламп, що імпортуються в США, мають гвинтовий цоколь E40 і сумісні з патронами E39. Деякі малопотужні лампи (70 і 150 Вт) використовують середній цоколь, який має такий самий розмір, як у звичайних ламп розжарювання. Існують також двосторонні лампи, для яких потрібна пара патронів, відомі як Rx7S для ламп потужністю 150 Вт і Fc2 для ламп потужністю 250 Вт. Багато ламп повинні працювати в певній просторовій орієнтації, щоб правильно працювати і виробляти належний спектр з номінальним терміном служби. Відповідно, лампи маркуються, як правило, на зовнішньому цоколі, положенням, в якому вони повинні працювати, наприклад, цоколем вгору (BU) або цоколем вниз (BD), горизонтально (H), вертикально (V) і т.д. Повний перелік різних варіантів положення лампи згруповано в нижній частині Таблиці №1.

Цоколь Mogul
Патрон Fc2 DE
Патрон Rx7S DE
Цоколь Mogul 175 Вт
DE150 Вт HQI

Роботу металогалогенних ламп можна розділити на дві окремі фази – запуск і стаціонарну роботу, і кількість енергії, споживаної системою під час цих фаз, різна. Запуск ламп завжди вимагає більшої потужності, ніж стабільна робота; може знадобитися до декількох тисяч вольт. Всі лампи типу MV і більшість ламп типу MH мають електрод, розташований на одному кінці дугової трубки, який забезпечує додатковий струм для лампи під час її запуску. Ці типи ламп вимагають напруги відкритого контуру (OCV), при якій для ініціювання та підтримки дуги необхідна напруга, що вдвічі перевищує напругу лампи. Деякі новіші лампи МН (в основному європейські) не мають пускового електроду, тому на додаток до напруги розімкнутого кола дуга запалюється імпульсом високої напруги (4 кВ або більше), який подається запалювачем. Незалежно від того, який тип лампового блоку обраний, переконайтеся, що патрон лампи має достатньо високий імпульсний номінал для лампи, яка використовується (Таблиця №2).

На відміну від звичайних ламп розжарювання, HID-лампи не можуть працювати безпосередньо від мережі 120 В змінного струму, як лампи розжарювання, і потребують декількох хвилин для прогріву та досягнення повної яскравості. Якщо живлення переривається під час роботи HID-лампи, знадобиться кілька хвилин, щоб відновити дугу і змусити лампу знову почати горіти. Час відновлення дуги наведено в таблиці 3 і описує кількість часу, необхідного для охолодження лампи, достатнього для повторного запалювання дуги після втрати живлення лампи.

Номінальна сила імпульсу для патронів або тримачів ламп:

Тип лампи
Час прогріву
Час повторного удару
5 – 7 хвилин
3 – 6 хвилин
2 – 5 хвилин
10 – 20 хвилин

Існує ряд виробників ламп з різноманітною потужністю, колірною температурою і типами цоколів. Деякі з найбільш поширених наведені нижче.

Баласт в системі HID, як правило, виконує дві функції: 1) подавати напругу на лампу, щоб вона могла ініціювати та підтримувати дугу, і 2) забезпечувати належний струм для лампи після того, як дуга запалюється. Металогалогенні лампи не можуть працювати безпосередньо від мережі 120 В змінного струму, як лампи розжарювання, оскільки для запалювання дуги може знадобитися до декількох тисяч вольт. Струм також повинен бути обмежений, щоб лампа не споживала стільки струму, що зруйнувала себе. Баласти, як правило, бувають типу Core & Coil, F-Can або електронні. Core & Coil – це трансформатор без корпусу разом з конденсатором і запалювачем, якщо необхідно. Це може бути дуже економічним вибором, але він вимагає більшого досвіду електромонтажу та металевого ящика для розміщення всіх компонентів. Цей тип баласту поставляється в комплекті з котушкою, конденсатором і запалювачем, якщо необхідно. F-Can і електронний баласт мають всі ці компоненти в попередньо запечатаній прямокутній металевій коробці. Баласт F-Can виглядає так само, як баласт для люмінесцентної лампи, і його також можна назвати дьогтьовим баластом через матеріал, схожий на дьоготь, яким заповнена банка. Основна проблема з баластом F-Can полягає в тому, що якщо один компонент, такий як конденсатор, виходить з ладу, вам доведеться замінити весь баласт. Система Core & Coil має окремий конденсатор та запалювач, тому їх можна замінити окремо, якщо один з них вийде з ладу. Конденсатор є найбільш ймовірним компонентом, який може вийти з ладу.

Сердечник і котушка (з конденсатором)
Сердечник і котушка (з конденсатором і запалювачем)

Current Crest Factor (CCF) – це ще один параметр баласту, який слід враховувати через його вплив на термін служби лампи, і він є мірою максимальної сили струму, який подається на лампу. Чим нижче значення CCF, тим довше прослужить лампа, оскільки зменшується навантаження на електрод. У таблиці №4 нижче наведено значення CCF для декількох типів баластів. Електронні баласти часто мають CCF, вказаний в специфікаціях баласту.

Коефіцієнти струму баласту (CCF)

Напруга мережі, до якої підключений баласт, впливає на напругу лампи і, отже, на її світловіддачу. Автотрансформаторні баласти мають тенденцію знижувати напругу лампи, коли падає напруга мережі. Якщо баласт розрахований на 120 В змінного струму, а працює на 110 В змінного струму, лампа також не буде працювати на повну потужність, тому спектр та інтенсивність світла будуть змінюватися. Якщо баласт з автотрансформатором постійної потужності (CWA) має зміну напруги в мережі +/- 10%, потужність лампи також буде змінюватися на +/- 10%. Баласт постійної потужності (CW) має найкраще регулювання, при якому зміна мережевої напруги на +/- 13% призводить до зміни потужності лампи лише на +/- 2%. З цих цифр стає очевидним, що напруга мережі, на якій працює баласт, є дуже важливим фактором у підтримці потужності лампи. Якщо ланцюг, на якому працює баласт, також містить насоси, нагрівачі, охолоджувач і т.д., то напруга мережі може бути нижчою, ніж очікувалося, що призведе до розряду лампи з набагато меншою інтенсивністю, ніж очікувалося. Окремий контур може бути гарною ідеєю для баласту в цій ситуації, а якщо використовується кілька потужних баластів, то для правильної роботи може знадобитися більше одного контуру. Більшість баластів поставляються без шнура живлення, тому його потрібно буде підключити. Використовуйте триконтактну вилку, щоб можна було заземлити корпус. Якщо баласт потрібно вмикати та вимикати вручну, слід також встановити вимикач живлення. Для правильної роботи баласту слід дотримуватися максимальної довжини проводів (наведені в таблиці №5).

Розмір проводів і максимальна довжина (в футах) для баластів без запальника

Потужність

*Системи на основі запальника повинні обмежувати відстань від лампи до дротів баласту до 5 футів або менше.

Щоб допомогти вибрати правильний баласт для обраної лампи, Американський національний інститут стандартів (ANSI) видає номер для кожного типу лампи і цоколя. Ці стандартні номери спрощують підбір лампи до цоколя (або патрона) та баластного трансформатора, необхідного для її роботи. Номер ANSI для металогалогенної лампи починається з літери M, за якою слідують дві-три цифри. Номер ANSI для ртутної лампи Івасакі починається з H, за якою слідують дві цифри. Може бути багато інших букв і цифр, які входять до складу артикульного номера виробника на лампі, але для наших цілей вони не мають особливого значення. Баластний трансформатор для лампи можна вибрати, зіставивши номер ANSI лампи з тим же номером ANSI баластного трансформатора. Номер ANSI цоколя або патрона також може бути використаний для вибору відповідного цоколя або патрона для лампи. Знання цих номерів ANSI полегшить завдання підбору компонентів. Не всі лампи мають чітке маркування, тому існує відповідна лампа з номером ANSI (див. Таблицю №6 нижче).

Номери ANSI для популярних HID-ламп та розеток/тримачів ламп

1 Металогалогенний баласт на 50 Вт, код ANSI M81

150 BLV / Ushio 10,000K	Двосторонній тримач лампи RX7s
150 AB 10,000K	Двосторонній тримач лампи RX7s
150 Radium Blue 20,000K	Двосторонній тримач лампи RX7s
150 Osram Daylight	Двосторонній тримач лампи RX7s

Металогалогенний баласт 150 Вт ANSI код M102

150 Iwasaki 6500K	Одностороння середня
150 Iwasaki Aqua 50,000K	Одностороння середня

Металогалогенний баласт 175 Вт, код ANSI M57

175 Venture 5200K	Односторонній роз’єм E39
175 Venture 10,000K	Односторонній роз’єм E39
175 Ushio 10,000K * * Ushio 10,000K * * Ushio 10,000K * * Ushio 10,000K	Односторонній роз’єм E39
175 AB 10,000K * * ОДНОСТОРОННІЙ РОЗ’ЄМ E39	Односторонній роз’єм E39
175 Sunburst 12,000K	Односторонній роз’єм E39

Металогалогенний баласт 250 Вт ANSI код M58

250 Venture 5200K	Односторонній роз’єм E39
250 Venture 10,000K	Односторонній роз’єм E39
250 Ushio 10,000K * * Ushio 10,000K * * Ushio 10,000K * * Ushio 10,000K	Односторонній роз’єм E39
250 AB 10,000K * * ОДНОСТОРОННІЙ РОЗ’ЄМ E39 SOCKET	Односторонній роз’єм E39
250 Sunburst 12,000K	Односторонній роз’єм E39

250 Вт MV ANSI код H37

250 Iwasaki 6500K

Односторонній роз’єм E39

250 Вт металогалогенний баласт ANSI код M80

250 Ushio 10,000K	Односторонній роз’єм E39
250 AB 10,000K	Односторонній роз’єм E39
250 GE Денне світло	Односторонній роз’єм E39
250 Radium Blue 20,000K	Односторонній роз’єм E39
250 BLV/Ushio 10,000K	Двосторонній патрон для лампи Fc2
250 AB 10,000K	Двосторонній патрон для лампи Fc2
250 Osram Daylight	Двосторонній патрон для лампи Fc2

Металогалогенний баласт 400 Вт, код ANSI M59

400 Venture 5200K	Mogul Односторонній роз’єм E39
400 Venture 10,000K	Односторонній роз’єм E39
400 BLV/Ushio 10,000K * * * 400 BLV/Ushio 10,000K * * * 400 BLV/Ushio 10,000K	Односторонній роз’єм E39
400 Ushio Blue 20,000K	США Односторонній роз’єм E39
400 AB 10,000K * * ОДНОСТОРОННІЙ РОЗ’ЄМ E39	Односторонній роз’єм E39
400 Sunburst 12,000K	Односторонній роз’єм E39

400 Вт баласт з парами ртуті, код ANSI H33

400 Івасакі 6500K

Односторонній роз’єм E39

Металогалогенний баласт 1000 Вт ANSI код M47

1000 Venture 5200K	Односторонній роз’єм E39
1000 Coralife 20 000K	Односторонній роз’єм E39
1000 Sunburst 12,000K	Односторонній роз’єм E39

* Неоптимальний баласт для лампи

Ще один корисний ресурс можна знайти на веб-сайті Advance Transformer; він має пошукову систему, яка відображає список номерів моделей баластних трансформаторів, які відповідають номеру ANSI лампи. Для кожного типу баласту доступний документ у форматі Acrobat PDF, що містить технічний паспорт, який показує всі параметри баласту, а також схеми, які демонструють, як підключити баласт до лампи, конденсатора та запалювача, якщо це необхідно. Вони також мають документ у форматі PDF під назвою “Кишеньковий посібник з баластів для газорозрядних ламп високої інтенсивності”, який містить багато корисної інформації для потенційних майстрів-аматорів, у тому числі посібник з усунення несправностей.

Існує ряд виробників баластів, які виготовляють різні типи баластів. Деякі баласти працюють тільки з однією вхідною напругою, в той час як інші є багатоконтактними і працюють з декількома різними вхідними напругами, підключаючи лінійну напругу до проводів, призначених для цієї конкретної напруги. Уважно ознайомтеся з технічними характеристиками баласту, щоб переконатися, що він буде відповідати вашим потребам і діапазону напруги для лампи.

Відбивач відбиває більшу частину світла вниз, так що воно потрапляє в бак, а не на стелю і підлогу. Крім того, хороший відбивач може значно збільшити поширення і розподіл світла, одночасно мінімізуючи кількість світла, яке відбивається назад до лампи. Доступні готові відбивачі, такі як параболічний відбивач SpiderLight або оптимальний відбивач PFO Optimal Reeflector. Виготовлені на замовлення рефлектори можна отримати у компанії Aquatic Technology, де вони виріжуть і зігнуть спектральний алюміній за вашими специфікаціями. В якості досить ефективної заміни рефлектора, внутрішня частина освітлювального приладу або навісу також може бути пофарбована в білий колір, або облицьована світловідбиваючим матеріалом. Через інтенсивне виділення тепла металогалогенними системами можуть знадобитися вентилятори для запобігання перегріву резервуара. Вентилятори можна придбати у постачальників електроніки та більшості акваріумних підприємств, які продають компоненти освітлення. Однак не слід продувати холодним повітрям безпосередньо над лампами, оскільки охолодження лампи призведе до неефективного випаровування всередині дугової трубки, що спричинить аномальні спектральні варіації лампи. Важливо пам’ятати, що ці лампи призначені для роботи при заздалегідь визначеній температурі.

Відбивач SpiderLight

Озброєність знанням абревіатур і номерів моделей виробника баласту і цоколя дозволить вам, скориставшись послугами електропостачальної організації, або інтернетом, зробити більш усвідомлену покупку металогалогенних компонентів. Таблиці, наведені в цій статті, допоможуть підібрати різні компоненти. Якщо вам не зовсім комфортно працювати з електропроводкою, зверніться за допомогою до кваліфікованого електрика, або придбайте повний освітлювальний прилад чи комплект для модернізації. Багато наших спонсорів надають як компоненти, так і готові освітлювальні прилади.

Пол Ерік Хірвонен надав інформацію та фотографії для цієї статті.

Веб-сайти з додатковою інформацією:

Source: reefkeeping.com