Увеличение срока службы ламп накаливания с помощью диода

Система электрического освещения жилых зданий включает осветительные приборы как квартир, так и общедомовых помещений. К приборам освещения общедомовых помещений относятся светильники, установленные на лестничных клетках, этажных площадках и карманах, в холлах, у входов, в тамбурах подъездов, технических подпольях, чердаках, лифтовых шахтах, у мусоропроводов и т. д.

В помещениях с низким уровнем освещенности и большой продолжительностью работы ламп в течение года, например, на этажной площадке, нашли широкое применение светильники с лампами накаливания. Вот о них-то и пойдет дальше речь.

Экономичность осветительных установок определяется следующими факторами: затратами на создание осветительной установки; продолжительностью работы установки в течение года; общей установленной мощностью, равной произведению числа ламп установки на их мощность; средней световой отдачей за срок службы примененных в осветительной установке источников света; стоимостью отдельной лампы, арматуры, выключателей, проводов; полезным сроком службы ламп, стоимостью замены вышедшей из строя лампы; стоимостью чистки светильников (обслуживание). Может быть и не стоило перечислять все эти факторы, но знать, что влияет на плату «за электричество» надо.

Теперь немного о нормах освещенности, которые для помещений жилых зданий при лампах накаливания составляют: в жилых комнатах и кухнях (в квартирах и общежитиях) – 50 лк (люкс); в комнатах отдыха, помещениях для проведения культурно-массовых мероприятий, служебных помещениях обслуживающего персонала – 150 лк; на лестницах, поэтажных коридорах – 5 лк. До 1986 г. нормируемая освещенность лестниц и поэтажных коридоров была не выше 10 лк при лампах накаливания. Понятно, что снижение норм освещенности в последние годы вызвано необходимостью экономии электроэнергии.

В соответствии с указанным снижением норм освещенности в жилых домах, введенных в эксплуатацию до 1 января 1988 г., предписывалось снизить мощность установленных на лестничных площадках (основных и промежуточных) ламп накаливания на одну ступень без проведения поверочных светотехнических расчетов, то есть требовалось заменить лампы накаливания мощностью 60 Вт на лампы мощностью 40 Вт, лампы 40 Вт – на 25 Вт.

Характерными особенностями ламп накаливания являются: низкая светоотдача – от 7 до 22 лм/Вт, относительно малый срок службы (1000 ч), высокая чувствительность к изменениям напряжения. Изменение технических параметров ламп накаливания в зависимости от изменений напряжения от номинального значения на ±1% составляют по: световому потоку ±3,7%, мощности ±1,5%, светоотдаче ±2,2%, сроку службы ±14%.

Однако, несмотря на определенные недостатки, лампы накаливания все еще широко применяются вследствие простоты конструкции, дешевизны, отсутствия специальных пускорегулирующих аппаратов, высокого коэффициента мощности (cos φ = 1). Существует много типов ламп накаливания, из которых наибольшее распространение получили лампы общего назначения мощностью от 15 до 1500 Вт, изготовленные на номинальное напряжение 127 и 220 В.

Суточные изменения напряжения приводят к тому, что фактический срок службы лампы накаливания существенно ниже номинального. Фактический срок службы лампы накаливания оценивают по усредненному суточному графику напряжения. Известно, что лампы накаливания с номинальным сроком службы 1000 ч работают примерно 30% времени при напряжении U1 = 0,96Uном; 50% – при U2 = Uном и 20% – при U3 = 1,08Uном. При этом для ламп накаливания, работающих преимущественно в ночные часы, средняя мощность ламп может существенно превышать номинальную, что вызовет дополнительный расход электроэнергии.

Я убедился, что погоня за прибылью любыми средствами привела к тому, что качество выпускаемых в настоящее время ламп накаливания стало очень низким, так что по номинальному сроку службы они не выдерживают 1000 ч. Всего 2…3 недели работы на лестничной площадке и лампа перегорает. А заменить источник света некому: соседи занимают выжидательную позицию, электрики домоуправления сложили с себя функции по замене, бухгалтер кричит – нет денег. Кстати, и крепление колбы к цоколю у нынешних ламп не выдерживает никакой критики. Недавно я на работе хотел заменить сгоревшую лампочку, но при легком вращательном движении при завертывании ее в патрон колба срезалась в районе цоколя, то же повторилось и со второй лампочкой. Спасибо еще, что колбы не разорвались в руках. Достаточно часто у ламп при включении перегорает нить накаливания. Обычно это происходит в утреннее или ночное время, когда в сети повышенное напряжение, а нить накаливания лампы холодная и ее сопротивление мало. В результате возникший из-за этого большой пусковой ток и приводит к перегоранию нити.

Вот все эти финансовые вопросы, связанные с бухгалтерией, нежелание жильцов тратиться на лампочку, а также излишне большой пусковой ток заставляют думать, как продлить срок службы лампы и как сделать более экономичным освещение лестничной площадки.

Я на одной из площадок своего подъезда применил давно известный способ – включил последовательно с лампой диод, но включил его не как все, а с помощью дополнительного цоколя (цоколь в цоколь). Сделал я это потому, что один мой знакомый просто впаял диод в линию рядом с патроном. Все было бы хорошо. Но жильцы, меняя перегоревшую лампу, ввинчивали вместо нее первую попавшуюся под руку, не зная при этом, какую по мощности необходимо ставить лампу. Так что диод, поставленный соседом, часто сгорал. Но в одном месте лампочку, которая находилась на значительной высоте, и он заменил сам. Так, эта лампочка, которую он включил в 2000 г., горела до 3 июня 2003 г., пока случайно ее не разбили маляры во время ремонта. То есть лампочка горела три года! Конечно, это уникальный случай, но… все-таки!

Рис. Долгоработающая лампа с двумя цоколями: 1 – лампа; 2 – стойка из проволоки; 3 – диод; 4 – дополнительный цоколь

Я применил тот же метод, но несколько в другом исполнении (рис.). Взял от перегоревшей лампы цоколь типа Е27, который изготовлен из ленточной стали с последующими цинкованием и пассивированием, соскоблил ножом цоклевочную мастику вместе с остатками стекла, выпаял на изоляционном вкладыше припой, чтобы отверстие просвечивалось и было видно, куда потом я буду просовывать вывод диода Д226Б. Далее по верху цоколя на наружной стороне через каждые 120° залудил с кислотой три площадки, чтобы потом подпаять к цоколю три стойки из залуженной медной проволоки диаметром 3 мм. Затем к новой лампочке мощностью 25 Вт, рассчитанной на напряжение 220 В, к ее изоляционному вкладышу, что в центре нижней части цоколя, подпаял предварительно скрученной спиралью вывод диода. Затем второй вывод диода пропустил в отверстие в центре цоколя от разбитой лампочки и скрепил два цоколя друг с другом тремя стойками, припаяв их к обоим цоколям (до этого на торце новой лампочки тоже залудил три площадки для стоек). Затем скрутил плоской спиралью выступающий из цоколя перегоревшей лампы вывод диода и, понятно, подпаял его к центральному выводу этого цоколя. Получилась лампа с двумя цоколями, где в нижнем цоколе находился диод. Ввернул эту конструкцию в патрон и лампочка загорелась, правда, с небольшим, но терпимым помигиванием. Теперь она будет долго гореть, не бояться перенапряжений и бросков пускового тока, обеспечивая освещенность на лестничной площадке более 5 люкс. Теперь у соседей не скоро возникнет спор, кто заменит лампочку. На площадке воцарится долговременное перемирие!

Моя конструкция хороша тем, что не нужно впаивать диод в выключатель или в провод рядом с патроном, что не очень удобно, так как придется укорачивать провода в скрытой проводке. Ведь так при нескольких таких заменах диода можно лишиться запаса длины проводки, особенно если она выполнена из алюминиевого провода, который в домашних условиях практически не паяется.

Для тех, кто желают сохранить дружеские отношения с соседями по площадке, а может и с жильцами всего подъезда, я рассчитал и подобрал типы диодов для ламп на напряжение 220 В различных мощностей, редко применяемых для освещения лестничных площадок (таблица).

Тип устанавливаемого диода зависит от мощности лампы