DRL-Lampen: Aufbau, Eigenschaften, Auswahlregeln

Die nach wie vor beliebte DRL-Lampe ist ein Vertreter der Gasentladungsleuchten, die sich durch einen satten Lichtstrom und Langlebigkeit auszeichnen. Quecksilberhaltige Produkte haben sich bei der Einrichtung der künstlichen Beleuchtung von Straßen und Industrieanlagen gut bewährt.

Allerdings erschweren eine Reihe technischer und betrieblicher Nuancen ihren Einsatz im Haushalt und stellen ihre Zweckmäßigkeit in anderen Lebensbereichen in Frage. Alles über Gasentladungs-Hochdrucklampen erfahren Sie in unserem Artikel. Unsere Tipps helfen Ihnen, die Geräte kompetent auszuwählen.

Aufbau der Quecksilberlampe

DRL-Leuchten gehören zu den Gasentladungs-Hochdrucklampen. Der vorrangige Einsatzbereich ist die Beleuchtung von Straßen, Betrieben, Garagen und Industriehallen. DRL werden dort eingesetzt, wo ein starker Lichtstrom erforderlich ist und keine besonderen Anforderungen an die Farbwiedergabequalität gestellt werden.

Wesentliche Funktionsteile:

1. Kolben. Die äußere Hülle des Geräts besteht aus hitzebeständigem Glas. Im Inneren befindet sich ein Quarzbrenner, an den die Leiter angeschlossen sind. Die Verbindung der Elektroden mit den Kathoden erfolgt durch die Verbindung entgegengesetzter Polaritäten mit einem Kohlenstoffwiderstand. Die Luft aus dem Kolben wurde abgepumpt und Stickstoff eingefüllt, die Innenfläche ist mit Leuchtstoff beschichtet.
2. Sockel. Er ist für die Aufnahme von Strom aus dem Netz zuständig, indem er den Punkt- und Schraubkontakt mit der in die Leuchte eingebauten Fassung verbindet.
3. Quarzbrenner. Das wichtigste Funktionselement der Quecksilberlampe. Konstruktiv handelt es sich um einen Quarzkolben, in dem auf beiden Seiten Elektroden angeordnet sind: zwei Haupt- und zwei zusätzliche Zündelektroden.

Der Kolbenraum ist unter Druck mit einem Inertgas gefüllt, das eine Isolierung des Wärmeaustauschs zwischen der inneren Umgebung und dem Brenner gewährleistet. Zusätzlich wird buchstäblich ein Tropfen Quecksilber hinzugefügt. Im kalten Zustand sieht die Quecksilberverbindung wie ein Belag auf dem Kolben aus oder hat die Form eines Kugelchens.

Um das Funktionsprinzip der Quecksilberdampf-Bogenlampe zu verstehen, sollte man sich mit ihrem Aufbau und der Rolle der einzelnen Komponenten vertraut machen.

Funktionsprinzip: Wesen der Übergangsprozesse

Die Wirkung der Quecksilberdampflampe basiert auf den Prozessen einer elektrischen Entladung in einer gasförmigen Umgebung, die in einem Kolben unter hohem Druck ablaufen. Dadurch entsteht eine Lichtquelle vom Typ einer Spirale in einer Glühlampe. Allerdings ist es nicht der glühende Wolframfaden, sondern eine Schnur aus leuchtenden Quecksilberdämpfen, die zwischen den Elektroden „gespannt“ ist.

Das stetige Leuchten der DRL-Lampe beginnt 8-10 Minuten nach der Energiezufuhr. In dieser Zeit ist der durch die Leuchte fließende Strom höher als der Nennwert und wird durch den Widerstand des Vorschaltgerätes begrenzt.

Die Dauer des Startvorgangs hängt von der Umgebungstemperatur ab – je kälter, desto länger dauert das „Aufheizen“ der Lampe. Nach dem Einschalten verdampft das Quecksilber beim Erhitzen langsam und verstärkt allmählich die Entladung zwischen den Arbeitselektroden.

Wenn der Quecksilberbestandteil vollständig in die gasförmige Form übergegangen ist und der Innendruck gestiegen ist, erreicht die Lampe ihre maximale Lichtausbeute.

Der Lampe wird elektrische Energie zugeführt, zwischen der Haupt- und der Zündelektrode entsteht eine Glimmentladung. Mit der Ansammlung von Ladungsträgern kommt es zum Durchschlag zwischen den beiden gegenüberliegenden Hauptelektroden – es entsteht eine Lichtbogenentladung.

Der Lichtbogen in Quecksilberdämpfen erzeugt ein Leuchten mit unzureichender Farbwiedergabe, hauptsächlich in blau-grünen Farbtönen. Der Leuchtstoff ist für die Umwandlung der UV-Strahlung in rote Lichttöne verantwortlich. Die Kombination der Farben ergibt ein kaltweißes Leuchten der DRL-Lampe.

Anwendungsspezifik: Vor- und Nachteile der Lampen

Leuchten vom Typ DRL werden hauptsächlich auf Masten zur Beleuchtung von Straßen, Fahrbahnen, Parkanlagen, Grundstücksflächen und Nichtwohngebäuden installiert. Dies ist auf die technischen und betrieblichen Eigenschaften der Lampen zurückzuführen.

Der Hauptvorteil von Quecksilberdampflampen ist ihre hohe Leistung, die eine qualitativ hochwertige Beleuchtung großer Flächen und Objekte gewährleistet.

Es ist anzumerken, dass die Nenndaten der DRL-Lampen bezüglich des Lichtstroms für neue Lampen gelten. Nach einem Vierteljahr verschlechtert sich die Helligkeit um 15 %, nach einem Jahr um 30 %.

Zu den weiteren Vorteilen zählen:

1. Langlebigkeit. Die von den Herstellern angegebene durchschnittliche Lebensdauer beträgt 12.000 Stunden. Dabei gilt: Je leistungsstärker die Lampe, desto länger ist ihre Lebensdauer.
2. Betrieb bei niedrigen Temperaturen. Dies ist ein entscheidender Parameter bei der Auswahl einer Leuchte für den Außenbereich. Gasentladungslampen sind frostbeständig und behalten ihre Betriebseigenschaften bei Minusgraden.
3. Gute Helligkeit und Beleuchtungswinkel. Die Lichtausbeute von DRL-Geräten liegt je nach Leistung zwischen 45 und 60 lm/W. Dank der Quarzbrenner und der Leuchtstoffbeschichtung des Kolbens wird eine gleichmäßige Lichtverteilung mit einem großen Abstrahlwinkel erreicht.
4. Kompaktheit. Die Lampen sind relativ klein: Die Länge des Geräts bei 125 W beträgt etwa 18 cm, bei 145 W sind es 41 cm. Der Durchmesser beträgt 76 bzw. 167 mm.

Eine Besonderheit bei der Verwendung von DRL-Leuchten ist die Notwendigkeit, sie über eine Drossel an das Netz anzuschließen. Sie dient dazu, den die Lampe speisenden Strom zu begrenzen. Wenn Sie die Leuchte unter Umgehung der Drossel anschließen, brennt sie aufgrund des hohen Stroms durch.

Schematisch wird der Anschluss als Reihenschaltung einer Quecksilber-Leuchtstofflampe über eine Drossel mit dem Stromnetz dargestellt. Viele moderne DRL-Leuchten verfügen bereits über einen eingebauten Startregelmechanismus – solche Modelle sind teurer als normale Lampen.

Eine Reihe von Nachteilen schränkt die Verwendung von DRL-Leuchten im Haushalt ein.

Wesentliche Nachteile:

1. Zünddauer. Die volle Helligkeit wird erst nach bis zu 15 Minuten erreicht. Das Aufheizen des Quecksilbers benötigt Zeit, was zu Hause sehr unpraktisch ist.
2. Empfindlichkeit gegenüber der Stromqualität. Wenn die Spannung um 20 % oder mehr des Nennwerts abfällt, lässt sich die Quecksilberlampe nicht einschalten und die leuchtende Lampe erlischt. Bei einem Abfall von 10–15 % verringert sich die Helligkeit um 25–30 %.
3. Betriebsgeräusch. Die DRL-Leuchte gibt ein brummendes Geräusch von sich, das im Freien kaum wahrnehmbar ist, in Innenräumen jedoch spürbar.
4. Pulsation. Trotz des Einsatzes eines Stabilisators flackern die Lampen – längeres Arbeiten bei solcher Beleuchtung ist nicht empfehlenswert.
5. Schlechte Farbwiedergabe. Der Parameter beschreibt die Realität der Wahrnehmung der umgebenden Farben. Der empfohlene Farbwiedergabeindex für Wohnräume beträgt mindestens 80, optimal 90–97. Bei DRL-Lampen erreicht der Wert nicht 50. Bei einer solchen Beleuchtung können Farbtöne und Farben nicht klar unterschieden werden.
6. Gefahren bei der Nutzung. Während des Betriebs wird Ozon freigesetzt, daher ist bei Verwendung der Lampe in Innenräumen eine gute Belüftung erforderlich.

Darüber hinaus stellt das Quecksilber im Kolben selbst eine potenzielle Gefahr dar. Solche Lampen können nach dem Gebrauch nicht einfach entsorgt werden. Um die Umwelt nicht zu belasten, müssen sie entsprechend entsorgt werden.

Eine weitere Einschränkung für die Verwendung von Gasentladungslampen im Haushalt ist die Notwendigkeit, sie in großer Höhe zu montieren. Modelle mit 125 W – Aufhängung in 4 m Höhe, 250 W – 6 m, 400 W und mehr – 8 m.

Ein wesentlicher Nachteil von DRL-Leuchten ist die Unmöglichkeit des Wiedereinschaltens, bis die Lampe vollständig abgekühlt ist. Während des Betriebs steigt der Gasdruck im Glaskolben stark an (auf bis zu 100 kPa). Solange die Lampe nicht abgekühlt ist, kann der Zündfunken durch die Zündspannung nicht überschlagen. Das Wiedereinschalten erfolgt nach etwa einer Viertelstunde.

Auswahlkriterien: Bewertung der technischen Kennwerte

Bei der Auswahl der optimalen Beleuchtungsvorrichtung sollten Sie die folgenden Eigenschaften berücksichtigen:

• Leistung;
• Form/Größe des Sockels;
• Helligkeit des Lichtstroms;
• Betriebsdauer.

Leistung. Bei der Wahl dieses Parameters sollten Sie sich nach dem Zweck und der Position der Leuchte richten. Wenn das Gerät für die Straßenbeleuchtung gekauft wird, muss der Abstand zwischen den Laternen berücksichtigt werden – je größer dieser ist, desto leistungsfähiger müssen die Lampen sein.

Der Leistungsbereich der DRL-Leuchten liegt zwischen 80 und 1000 W. Dieser Wert ist in der Kennzeichnung der Lampen angegeben, z. B. DRL 250, DRL 400 usw.

Lichtstrom. Der Hauptindikator für die Lichtausstrahlung, die in verschiedene Richtungen abgegeben wird. Der Parameter wird in Lumen (lm) gemessen. Anhand dieses Kriteriums und nicht der Leistung sollte die Leistungsfähigkeit verschiedener Lampentypen verglichen werden.

Leuchten mit DRL-Lampe verbrauchen mehr Strom, um den gewünschten Lichtstrom zu liefern, als ihre LED-Pendants und Natriumdampf-Hochdrucklampen. Die Helligkeit eines LED-Geräts mit 100 W entspricht der Beleuchtungsstärke eines Quecksilberdampf-Pendants mit 400 W.

Eine erhebliche Energieeinsparung ist ein gewichtiges Argument für LEDs. Die hohen Kosten von LED-Lampen amortisieren sich bereits im ersten Betriebsjahr.

Sockel. DRL-Leuchten werden mit den beiden am häufigsten nachgefragten Sockeltypen hergestellt:

• E27 – Schraubform, Durchmesser 27 mm. Mit diesem Sockel werden Quecksilberdampf-Geräte mit 80 W und 125 W ausgestattet.
• E40 – die größte Größe der Kategorie 'E'. Der 40-mm-Sockel wird in Lampen mit 250 W und mehr verwendet, die für die Beleuchtung großer Flächen bestimmt sind.

Neben der Art des Einschraubens in die Fassung sollten auch die Abmessungen des Leuchtenschirms berücksichtigt werden.

Die Breite und Länge der Gasentladungslampe hängt von der Leistung des Geräts ab. Je höher die Leistung der DRL-Leuchte, desto größer und schwerer ist sie.

Lebensdauer. Dieser Parameter wird maßgeblich durch die Verarbeitungsqualität, insbesondere die Verantwortung des Herstellers, bestimmt. Es ist besser, Lampen mit der maximalen Lebensdauer zu wählen. In der Regel haben leistungsstarke Geräte eine höhere Betriebsdauer.

Zur Veranschaulichung sind die allgemeinen Eigenschaften von Lampen unterschiedlicher Leistung in einer Übersichtstabelle aufgeführt. Alle elektrischen Geräte arbeiten mit Wechselstrom, die Frequenz beträgt standardmäßig 50 Hz.

Ein Teil der Informationen über die Lampeneigenschaften ist in der Kennzeichnung enthalten. In der russischen Praxis bezeichnet die Buchstabenabkürzung den Namen der Leuchte, die Ziffer die Leistung. Die Herstellung von Quecksilberdampflampen wird durch GOST 27682-88 und GOST 53074-2008 geregelt.

Ausländische Erzeugnisse vom Typ DRL werden nach dem internationalen ILCOS-System mit QE gekennzeichnet. Einige Hersteller halten sich an die gesamteuropäische ZVEI- und deutsche LBS-Bezeichnungsordnung.

Kennzeichnungen der Quecksilberlampen bekannter Unternehmen:

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

Zusätzliche Bezeichnungen nach ILCOS: QB – Modelle mit eingebautem Vorschaltgerät, QG – kugelförmige Kolben, QR – Lampen mit reflektierender Innenschicht.

Welchem Hersteller den Vorzug geben?

Es wird empfohlen, Produkte bekannter Marken zu wählen. Vom Kauf billiger «namenloser» chinesischer Glühbirnen sollten Sie besser absehen.

Das Vertrauen der Kunden haben folgende Hersteller von Quecksilberlampen gewonnen:

• Osram (Deutschland);
• Philips (Niederlande);
• General Electric (USA/Ungarn);
• Next (Polen);
• Euroswet (Ukraine);
• Lisma (Russland);
• DeLux (China).

Auf dem europäischen Markt gelten zwei Marken als führend in der Produktion und dem Vertrieb von Beleuchtungsprodukten: Osram und Philips. Beide Unternehmen verfügen über langjährige Erfahrung – mehr als ein Jahrhundert, ein breites Sortiment und ein gut ausgebautes Vertriebsnetz.

Die Arbeitsparameter von DRL-Lampen führender Hersteller entsprechen den angegebenen Eigenschaften, die Geräte haben einen hohen Wirkungsgrad – bei einer Leistung von 250 W erreicht der Lichtstrom 12.500 Lumen. Der ungefähre Preis beträgt 8-10 WE.

Die Werke des amerikanischen Unternehmens General Electric befinden sich auch in Europa. Die Qualität der Waren und die Lebensdauer stehen den vorherigen Marken nicht nach, der Preis ist etwas niedriger. Für ein DRL-Leuchtmittel mit einer Leistung von 250 W muss man etwa 7 WE bezahlen.

E.Next ist ein elektrotechnischer Holding, bei dem die Gruppe der polnischen Unternehmen Tarel der Haupthersteller von Geräten ist. In der Produktpalette sind zahlreiche Serien verschiedener Lampen für die Haus-, Außen- und Industriebeleuchtung vertreten.

Die Leuchtmittel von E.Next mit 250 W liegen im Vergleich zu Lampen deutscher und niederländischer Produktion ähnlicher Leistung bei der Farbwiedergabe (Ra=40) und der Lebensdauer (12.000 Stunden) hinter den Wettbewerbern zurück. Der ungefähre Preis beträgt 5 WE.

Quecksilberdampflampen russischer, ukrainischer und chinesischer Markenproduktion liegen in derselben Preiskategorie, der Durchschnittspreis für Produkte mit 250 W beträgt 3 WE. Der Nachteil der Leuchtmittel ist ihre begrenzte Betriebsdauer – laut Herstellerangaben halten die Glühbirnen 5.000 Stunden.

Vor dem Kauf sollten Sie den Sockel auf Qualität und «Genauigkeit» des Gewindes prüfen – einige Benutzer berichten von Schwierigkeiten beim Eindrehen der Lisma-Lampen in die Fassung.

Vergleich von DRL-Lampen mit Alternativen

Entladungslampen werden oft untereinander und mit günstigeren LEDs verglichen. Die nächsten Analoga zu DRL sind Leuchtmittel von drei Typen: DRV, DRI und DNAT. Versuchen wir, die Besonderheiten und Wettbewerbsvorteile der verschiedenen Lampen zu ermitteln.

DRW. Die Quecksilber-Wolfram-Bogenlampe ist in Konstruktion und Funktionsprinzip der DRL (Quecksilberdampflampe) sehr ähnlich. Im Inneren des Kolbens befinden sich ein Quecksilber-Entladungsbrenner und eine Wolframwendel. Das letztgenannte Element begrenzt den Strom für den Brenner, sodass kein zusätzliches Vorschaltgerät erforderlich ist.

Wesentliche Unterschiede zwischen Quecksilber-Wolfram-Lampen und DRL:

• Sie verbrauchen mehr Strom – der Lichtstrom einer DRW 250 beträgt nicht mehr als 5500 Lm;
• voraussichtliche Betriebsdauer – 3000 Stunden;
• Sie zünden innerhalb einer Minute.

DRI. Bogenquecksilberlampen mit strahlungsaktiven Zusätzen: Halogenide von Indium, Natrium, Thallium usw. Die metallischen Komponenten erhöhen die Lichtausbeute der Geräte auf 75-90 Lm/W.

Ein zusätzlicher Vorteil von Metallhalogenid-Quecksilberlampen ist der verbesserte Farbwiedergabeindex. Für den Betrieb benötigen DRI-Lampen, wie auch DRL, einen Vorschaltdrossel.

DNaT. Natriumdampflampen können sich einer maximalen Lichtausbeute und einer langen Lebensdauer unter den Entladungslampen rühmen. Die Leistungsfähigkeit der Natriumlampen nimmt im Laufe der Zeit nicht so deutlich ab wie bei DRL-Lampen.

Eigenschaften von DNAT:

• maximale Lichtausbeute – 125 Lm/W;
• Betriebsdauer – bis zu 20.000 Stunden;
• relative Stabilität der Parameter;
• breiter Arbeitsbereich der Temperaturen;
• Erreichen der maximalen Beleuchtungsstärke innerhalb von 5-7 Minuten.

Nachteile von Natriumlichtquellen: erhebliche Pulsation und niedriger Farbwiedergabeindex, Ra=25. Im Emissionsspektrum überwiegen die Farben Rot und Gelb.

Entladungslampen weichen zunehmend den LED-Varianten. LED-Geräte übertreffen ihre Vorgänger in allen technischen und betrieblichen Parametern.

Die unbestreitbaren Vorteile von LEDs: Umweltfreundlichkeit, minimale Pulsation, lange Lebensdauer, sofortiges Einschalten, ausgezeichnete Farbwiedergabe und Kontrast. Neben den hervorragenden Betriebseigenschaften verfügen die Diodengeräte über Temperatur- und mechanische Beständigkeit.

Der Wirkungsgrad von LED-Lampen ist unübertroffen, die Effizienz erreicht 95-98%. Der Hauptfaktor, der die Umrüstung von Leuchten etwas bremst, ist der hohe Preis von LED-Lampen.

Anforderungen an die Entsorgung von Quecksilbergeräten

Es ist nicht erlaubt, verbrauchte oder defekte quecksilberhaltige Lampen gedankenlos zu entsorgen. Geräte mit beschädigter Glaskolben stellen eine ernsthafte Gefahr für die menschliche Gesundheit und die Umwelt dar und müssen daher einer speziellen Entsorgung zugeführt werden.

Die Frage der Entsorgung unsicherer Abfälle ist sowohl für Unternehmen als auch für Privatpersonen relevant. Das Recycling von Quecksilberlampen wird von Organisationen durchgeführt, die eine entsprechende Lizenz erhalten haben.

Das Unternehmen schließt mit einer solchen Firma einen Wartungsvertrag ab. Auf Anfrage fährt ein Vertreter des Entsorgungsunternehmens zum Objekt, sammelt die Lampen ein und transportiert sie zur anschließenden Desinfektion und Verarbeitung. Der geschätzte Preis der Dienstleistung beträgt 0,5 WE pro Leuchtmittel.

Für die Sammlung von quecksilberhaltigen Leuchtmitteln aus der Bevölkerung wurden Annahmestellen eingerichtet. Menschen, die in kleinen Ortschaften wohnen, können ihre gefährlichen Abfälle über das „Ökomobil“ zur Verarbeitung abgeben.

Während die Entsorgung von quecksilberhaltigen Lampen durch Unternehmen in gewissem Maße von den Aufsichtsbehörden kontrolliert wird, ist die Einhaltung der Entsorgungsvorschriften durch die Bevölkerung eine persönliche Verantwortung der Bürger.

Leider ist sich aufgrund der geringen Kenntnis bei weitem nicht jeder Benutzer von Quecksilberlampen der möglichen Folgen des Eindringens von Quecksilberdämpfen in die Atmosphäre bewusst.

Alle Arten von Energiesparlampen werden im folgenden Artikel detailliert beschrieben, in dem die Funktionsprinzipien erläutert, ein Vergleich der Geräte durchgeführt und eine vereinfachte wirtschaftliche Bewertung gegeben wird.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

In der vorgeschlagenen Videoübersicht wird die Konstruktion der DRL-Leuchte beschrieben, das Funktionsprinzip ausführlich dargestellt und die wichtigsten Betriebsnuancen hervorgehoben:

Gasentladungslampen vom Typ DRL werden immer noch in der Straßenbeleuchtung eingesetzt. Das Hauptargument für Quecksilberlampen ist der starke Lichtstrom und der erschwingliche Preis. Allerdings werden sie nach und nach durch modernere Lampen verdrängt, die neben hoher Effizienz auch eine gute Lichtqualität und Betriebssicherheit bieten.

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