Без кейворда

Компоненты металлогалогенного освещения

Освещение для рифового аквариума должно отвечать нескольким различным, а иногда и противоречивым требованиям, включая первоначальные стартовые затраты, связанные с покупкой и сборкой компонентов системы, и эксплуатационные расходы, связанные с работой системы и заменой вышедших из строя компонентов. Электрическое потребление системы, срок службы ламп и стоимость ламп являются, пожалуй, самыми важными из этих расходов. Основные типы освещения рифовых аквариумов классифицируются по типам ламп: флуоресцентные (VHO), компактные (PC), металлогалогенные (MH) и ртутно-паровые (MV). Металлогалогенные лампы и лампы на парах ртути относятся к классу ламп, известных как лампы высокоинтенсивного разряда (HID), в которых для создания света используется испарение твердого материала внутри дуговой трубки. Производители ламп используют широкий спектр материалов для создания ламп с различной цветовой температурой, и доступность и стабильность этих материалов являются основными факторами, влияющими на срок службы и цену лампы. В этой статье будут рассмотрены только металлогалогенные лампы и лампы на парах ртути Iwasaki.

Металлогалогенные или HID системы освещения состоят из нескольких различных компонентов, которые можно приобрести отдельно, как комплект для модернизации или как полностью собранный светильник. Система металлогалогенных ламп состоит из лампы, цоколя или патрона, балласта, отражателя и шнура питания. Кроме того, может быть много незнакомых терминов, которые вносят дополнительную путаницу. Я надеюсь, что эта статья поможет устранить некоторую путаницу в отношении компонентов металлогалогенных систем и поможет вам выбрать компоненты системы освещения, отвечающие вашим потребностям. Некоторые из наиболее распространенных аббревиатур, встречающихся в индустрии освещения, перечислены в таблице №1.

Акронимы металлогалогенного освещения

•	МГ = металлогалогенный
•	MV = пары ртути
•	LPS = Натрий низкого давления
•	HPS = Натрий высокого давления
•	HID = высокоинтенсивный разряд, MV, MH, LPS и HPS
•	DE = Двухсторонние, большинство ламп MH в США – односторонние с цоколем Mogul.
•	SE = односторонние
•	HQI = Металлогалогенные лампы с высоким CRI и/или европейские лампы DE и некоторые лампы SE
•	OCV = напряжение разомкнутой цепи
•	HX-NPF/NX-HPF = автотрансформатор с высокой реактивностью
•	CWA = Автотрансформатор постоянной мощности
•	CW = Постоянная мощность
•	CCF = коэффициент гребня тока

Сокращения в зависимости от положения лампочки

Лампы, цоколи и ламподержатели

При выборе освещения принято считать, что увеличение мощности приводит к увеличению освещенности. Следовательно, в первую очередь необходимо определить, какую мощность лампы использовать и сколько их потребуется для обеспечения тщательного освещения аквариума. В большинстве случаев требуется одна лампа на 1-2 фута 2. Лампы выпускаются мощностью 70, 150, 175, 250, 400 и 1000 Вт, а также с цветовой температурой от 4200K до 50 000K (см. в этой статье интересные сравнения различных комбинаций ламп с цветовой температурой). Существует три типа цоколей, которые используются для обеспечения основных точек электрического контакта с лампой; эти цоколи известны как mogul, medium и double-ended. Наиболее популярные в США металлогалогенные лампы являются односторонними и имеют винтовой цоколь типа E39, который обычно называют цоколем mogul. Большинство европейских ламп, импортируемых в США, имеют винтовой цоколь E40 и совместимы с патронами E39. Некоторые лампы малой мощности (70 и 150 ватт) имеют средний цоколь, такой же, как у обычных ламп накаливания. Существуют также двухсторонние лампы, для которых требуется пара держателей, известные как Rx7S для ламп мощностью 150 Вт и Fc2 для ламп мощностью 250 Вт. Многие лампы должны работать в определенной пространственной ориентации для правильной работы и получения соответствующего спектра с номинальным сроком службы. Соответственно, лампы маркируются, обычно на внешней гильзе, положением, в котором они должны работать, например, цоколь вверх (BU) или цоколь вниз (BD), горизонтально (H), вертикально (V) и т.д. Полный перечень различных вариантов положения ламп приведен в нижней части таблицы №1.

Цоколь Mogul
Держатель лампы Fc2 DE
Держатель лампы Rx7S DE
Цоколь Mogul мощностью 175 Вт
DE150 ватт HQI

Работу металлогалогенных ламп можно разделить на две отдельные фазы: запуск и устойчивая работа, и количество энергии, потребляемой системой на этих фазах, различно. Запуск ламп всегда требует большей мощности, чем устойчивая работа; может потребоваться до нескольких тысяч вольт. Все лампы MV и большинство ламп MH имеют электрод, расположенный на одном конце дуговой трубки, чтобы обеспечить дополнительный ток для лампы во время ее запуска. Эти типы ламп требуют напряжения разомкнутой цепи (OCV), при котором для возникновения и поддержания дуги требуется напряжение, в два раза превышающее напряжение лампы. Некоторые новые лампы MH (в основном европейские) не имеют стартового электрода, поэтому в дополнение к OCV дуга запускается импульсом высокого напряжения (4 кВ или более), который подается зажигающим устройством. Независимо от того, какой тип лампового блока выбран, убедитесь, что цоколь лампы имеет достаточно высокий импульсный номинал для используемой лампы (Таблица №2).

В отличие от обычных ламп накаливания, лампы HID не могут работать напрямую от 120 В переменного тока, как лампы накаливания, им требуется несколько минут, чтобы прогреться и достичь полной яркости. Если питание прерывается, когда лампа HID включена, потребуется несколько минут, чтобы возобновить дугу и заставить лампу снова начать гореть. Время перезапуска показано в таблице 3 и описывает время, необходимое для того, чтобы лампа достаточно остыла для возобновления дуги после прекращения подачи питания на лампу.

Номинальный импульс для цоколей или держателей ламп:

Тип лампы
Время разогрева
Время перезапуска
5 – 7 минут
3 – 6 минут
2 – 5 минут
10 – 20 минут

Существует ряд производителей ламп с различными мощностями, цветовой температурой и типами цоколей. Ниже перечислены некоторые из наиболее распространенных.

Балласт в системе HID выполняет, как правило, две функции: 1) подавать напряжение на лампу, чтобы она могла инициировать и поддерживать дугу, и 2) подавать соответствующий ток на лампу после запуска дуги. Металлогалогенные лампы не могут работать напрямую от 120 В переменного тока, как лампы накаливания, поскольку для зажигания дуги может потребоваться напряжение до нескольких тысяч вольт. Ток также должен быть ограничен, чтобы лампа не потребляла столько тока, что разрушится сама. Балласты обычно бывают с сердечником и катушкой, F-баллоном или электронными. Сердечник и катушка – это трансформатор без корпуса вместе с конденсатором и зажигающим устройством, если необходимо. Это может быть очень экономичный выбор, но он требует большего опыта работы с проводкой и металлической коробки для размещения всех компонентов. Этот тип балласта поставляется в комплекте с катушкой, конденсатором и зажигающим устройством, если необходимо. F-Can и электронный балласт имеют все эти компоненты в предварительно запечатанной прямоугольной металлической коробке. Балласт F-Can выглядит так же, как балласт флуоресцентной лампы, и его также можно назвать смоляным балластом из-за материала, похожего на смолу, которым наполнена банка. Основная проблема балласта F-Can заключается в том, что при выходе из строя одного компонента, например, конденсатора, вам придется заменить весь балласт. В установке Core & Coil есть отдельный конденсатор и запальник, поэтому их можно заменить по отдельности, если один из них вышел из строя. Конденсатор является наиболее вероятным компонентом, который может выйти из строя.

Сердечник и катушка (с конденсатором)
Сердечник и катушка (с конденсатором и запальником)

Current Crest Factor (CCF) – еще один параметр балласта, который следует учитывать из-за его влияния на срок службы лампы. Это показатель максимального тока, который посылается на лампу. Чем ниже CCF, тем дольше прослужит лампа, поскольку снижается нагрузка на электрод. В таблице № 4 ниже приведены значения CCF для нескольких типов балластов. Электронные балласты часто имеют CCF, указанный в спецификации балласта.

Коэффициенты гребня тока балласта (CCF)

Напряжение сети, к которой подключен балласт, влияет на напряжение лампы и, следовательно, на ее светоотдачу. Балласты с автотрансформатором обычно снижают напряжение лампы при падении сетевого напряжения. Если балласт рассчитан на 120 В переменного тока, а работает от 110 В переменного тока, лампа также не будет работать на полную мощность, поэтому спектр и интенсивность света будут отличаться. Если балласт с автотрансформатором постоянной мощности (CWA) изменяет напряжение в сети на +/- 10%, мощность лампы также будет изменяться на +/- 10%. Балласт постоянной мощности (CW) имеет наилучшее регулирование, при котором изменение сетевого напряжения на +/- 13% приводит к изменению мощности лампы на +/- 2%. Из этих цифр становится очевидным, что сетевое напряжение, на котором работает балласт, является очень важным фактором в поддержании мощности лампы. Если в цепи, в которую включен балласт, также работают насосы, нагреватели, чиллер и т.д., то напряжение в сети может быть ниже ожидаемого, что приведет к разряду лампы с гораздо меньшей интенсивностью, чем ожидалось. В такой ситуации для пускорегулирующего аппарата целесообразно использовать отдельную цепь, а если используется несколько пускорегулирующих аппаратов большой мощности, то для правильной работы может потребоваться более одной цепи. Большинство балластов поставляется без шнура питания, поэтому его необходимо подключить. Используйте трехштырьковую вилку, чтобы каркас можно было заземлить. Если балласт необходимо включать и выключать вручную, то следует также установить выключатель питания. Для правильной работы пускорегулирующего аппарата следует соблюдать максимальную длину проводов (см. таблицу № 5).

Размер провода и максимальная длина (в футах) для балластов без зажигающего устройства

Ваттность

* В системах на основе зажигания провода от лампы к балласту должны быть не более 5 футов.

Чтобы помочь выбрать подходящий балласт для выбранной лампы, Американский национальный институт стандартов (ANSI) присваивает номер каждой лампе и типу цоколя. Эти стандартные номера упрощают подбор лампы к цоколю (или патрону) и балластного трансформатора, необходимого для ее питания. Номер ANSI для металлогалогенной лампы начинается с буквы М, за которой следуют две-три цифры. Номер ANSI для ртутно-паровой лампы Iwasaki начинается с буквы H, за которой следуют две цифры. Может быть много других букв и цифр, которые являются частью номера производителя на лампе, но для наших целей они не имеют большого значения. Балластный трансформатор для лампы можно выбрать, сопоставив ANSI-номер лампы с тем же ANSI-номером балласта. Номер ANSI цоколя или патрона лампы также можно использовать для выбора подходящего цоколя или патрона для лампы. Знание этих номеров ANSI облегчит задачу подбора компонентов. Не все лампы имеют четкую маркировку, поэтому существует соответствие между номером ANSI и лампой (см. таблицу № 6 ниже).

Номера ANSI для популярных ламп HID и цоколей/держателей ламп

1 50-ваттный металлогалогенный балласт ANSI код M81

150 BLV/Ushio 10,000K	Держатель лампы RX7s с двойным концом
150 AB 10,000K	Держатель лампы RX7s с двойным концом
150 Radium Blue 20,000K	Держатель лампы RX7s с двойным концом
150 Osram Daylight	Держатель лампы RX7s с двойным концом

150 Ватт Металлогалогенный балласт ANSI код M102

150 Iwasaki 6500K	Одноцокольная средняя
150 Iwasaki Aqua 50000K	Одноцокольная средняя

Металлогалогенный балласт мощностью 175 Вт Код ANSI M57

175 Venture 5200K	Одноцокольная розетка E39
175 Venture 10000K	Одноцокольная розетка E39
175 Ushio 10,000K	Одноцокольная розетка E39
175 AB 10,000K *	Одноцокольная розетка E39
175 Sunburst 12,000K	Одноцокольная розетка E39

Металлогалогенный балласт мощностью 250 Вт Код ANSI M58

250 Venture 5200K	Одноцокольная розетка E39
250 Venture 10 000K	Одноцокольная розетка E39
250 Ushio 10,000K	Одноцокольная розетка E39
250 AB 10,000K *	Одноцокольная розетка E39
250 Sunburst 12,000K	Одноцокольная розетка E39

250 Ватт MV ANSI код H37

250 Ивасаки 6500K

Одноцокольная розетка E39

250 Вт металлогалогенный балласт ANSI код M80

250 Ushio 10000K	Одноцокольная розетка E39
250 AB 10,000K	Одноцокольная розетка E39
250 GE Daylight	Одноцокольная розетка E39
250 Радиевый синий 20 000K	Одноцокольная розетка E39
250 BLV/Ushio 10,000K	Двухконцевой держатель лампы Fc2
250 AB 10,000K	Двухконцевой держатель лампы Fc2
250 Osram Daylight	Двухконцевой держатель лампы Fc2

Металлогалогенный балласт мощностью 400 Вт Код ANSI M59

400 Venture 5200K	Mogul Одноконцевая розетка E39
400 Venture 10,000K	Одноцокольная розетка E39
400 BLV/Ushio 10,000K *	Одноцокольная розетка E39
400 Ushio Blue 20,000K	США Розетка E39 с одним концом
400 AB 10,000K *	Одноцокольная розетка E39
400 Sunburst 12,000K	Одноцокольная розетка E39

400 Вт балласт на парах ртути ANSI код H33

400 Ивасаки 6500K

Одноцокольная розетка E39

1000 Вт Металлогалогенный балласт ANSI код M47

1000 Venture 5200K	Одноцокольная розетка E39
1000 Coralife 20000K	Одноцокольная розетка E39
1000 Sunburst 12,000K	Одноцокольная розетка E39

* Не оптимальный балласт для лампы

Еще один полезный ресурс можно найти на веб-сайте Advance Transformer; на нем есть поисковая система, которая отображает список номеров моделей балластных трансформаторов, которые соответствуют ANSI-номеру лампы. Для каждого типа балласта имеется PDF-документ Acrobat, содержащий лист данных, в котором указаны все параметры балласта, а также схемы, демонстрирующие, как подключить балласт к лампе, конденсатору и зажигающему устройству, если это необходимо. У них также есть документ в формате PDF под названием Pocket Guide to High-Intensity Discharge Lamp Ballasts, который содержит много полезной информации для потенциальных самостоятельных пользователей, включая руководство по устранению неисправностей.

Существует ряд производителей балластов, которые выпускают балласты различных типов. Некоторые балласты работают только с одним входным напряжением, в то время как другие являются многотактными и работают с несколькими различными входными напряжениями, подключая сетевое напряжение к проводам, предназначенным для этого конкретного напряжения. Внимательно изучите технические характеристики балласта, чтобы убедиться, что он будет соответствовать вашим потребностям и диапазону напряжения для лампы.

Отражатель отражает больше света вниз, так что он попадает в аквариум, а не на потолок и пол. Кроме того, хороший отражатель может значительно увеличить распространение и распределение света, а также минимизировать количество света, отраженного обратно к лампе. Существуют готовые отражатели, например, параболический отражатель SpiderLight или PFO Optimal Reeflector. Изготовленные на заказ отражатели можно приобрести в компании Aquatic Technology, где они вырежут и согнут спектральный алюминий в соответствии с вашими требованиями. В качестве достаточно эффективной замены отражателя внутренняя поверхность светильника или навеса может быть окрашена в белый цвет или облицована светоотражающим материалом. В связи с интенсивным тепловыделением металлогалогенных систем могут потребоваться вентиляторы, чтобы не допустить перегрева резервуара. Вентиляторы можно приобрести у поставщиков электроники и в большинстве аквариумных магазинов, торгующих компонентами освещения. Однако не следует дуть холодным воздухом непосредственно на лампы, так как охлаждение лампы приведет к неэффективному испарению внутри дуговой трубки, что приведет к аномальным спектральным изменениям лампы. Важно помнить, что эти лампы предназначены для работы при заранее определенной температуре.

Рефлектор SpiderLight

Знание аббревиатур и номеров моделей производителей балласта и цоколя позволит вам с помощью магазина электротоваров или Интернета сделать более обоснованную покупку металлогалогенных компонентов. Таблицы, приведенные в этой статье, помогут подобрать различные компоненты. Если вам не совсем удобно работать с электропроводкой, обратитесь за помощью к квалифицированному электрику или приобретите готовый светильник или комплект для модернизации. Многие наши спонсоры предлагают как компоненты, так и готовые светильники.

Пол Эрик Хирвонен предоставил информацию и фотографии для этой статьи.

Сайты с дополнительной информацией:

Source: reefkeeping.com