файл: Индукционные лампы

"Высокоэффективные энергоресурсосберегающие источники света"
Предмет
заявки
(концепция):
разработка
энергосберегающих
безэлектродных
люминесцентных ламп, c ресурсом работы свыше 60,000 часов и световой отдачей более 80
Лм/Вт. Данные лампы работают по принципу индукционного разряда трансформаторного типа:
газовый разряд является “вторичным” витком трансформатора. При данном способе генерации
разряда из конструкции лампы полностью исключаются разрушающиеся с течением времени
узлы (электроды). Срок службы в этом случае определяется только временем деградации
люминофора. Для современных люминофоров это более 60-ти тысяч часов, что более чем в 6
раз превышает срок службы обычных люминесцентных ламп (~10 000 часов). Принцип работы
лампы проиллюстрирован рисунком 1.
Рисунок 1. Принцип работы индукционной лампы трансформаторного типа. 1–
газоразрядная колба; 2–магнитопровод; 3–первичная обмотка; 4–источник питания.
Оценка рынка: разрабатываемые энергосберегающие индукционные люминесцентные лампы
предназначены для замещения неэффективных (~10-15 Лм/Вт) ламп накаливания, а также
существующих аналогов – электродных люминесцентных ламп и компактных люминесцентных
ламп с эффективностью 55–80 Лм/Вт и сроком службы 10 тысяч часов. Область применения
разрабатываемых индукционных люминесцентных ламп: внутреннее освещение жилых
помещений,
учреждений,
Потенциальные
предприятия
производственных
потребители
(освещение
индукционных
производственных
помещений,
общественных
люминесцентных
помещений),
ламп:
организации
мест
и
т.д.
промышленные
и
учреждения
(освещение офисов, конференц-залов, аудиторий), транспорт (освещение вокзалов, станций
метро и т.д.), торговля (освещение в торговых центрах, складах продукции), и т.д. В частности,
установка индукционных люминесцентных ламп с большим сроком службы в труднодоступных
местах на большой высоте (цеха, склады, залы и т.д.) существенно снижает затраты на
периодическую замену ламп.
Оценка состояния разработок: по предлагаемой тематике в институте Теплофизики СО РАН
создан
большой
задел.
Разработаны
и
созданы
опытно–промышленные
образцы
безэлектродных ультрафиолетовых ламп низкого давления, мощностью от 50 до 500 Ватт,
работающие по принципу индукционного разряда трансформаторного типа (рис. 2). Данный
принцип генерации разряда позволяет получать безэлектродную плазму в низкочастотном
радиодиапазоне (~100 кГц), упрощает задачу согласования источника питания и нагрузки,
уменьшает уровень излучаемых радиопомех. Основным преимуществом разработанных
индукционных УФ ламп является большой срок службы (~60,000 часов), что в 6–8 раз больше
срока службы аналогов (электродных УФ ламп низкого давления).
Разработанные опытно–промышленные образцы имеют эффективность преобразования
подводимой электрической мощности в бактерицидное УФ-С излучение ~35%, что
соответствует эффективности аналогов (от 30 до 40%, в зависимости от мощности лампы).
Разработанные индукционные УФ лампы могут быть с успехом использованы в широком
круге практических приложений (УФ обеззараживание воды, воздуха, дезинфекция материалов,
для проведения фотохимических реакций и т.д.). Например, по данным ведущего российского
производителя систем для УФ обеззараживания воды НПО ЛИТ, затраты на периодическую
замену УФ ламп составляют ~50% от всех эксплуатационных затрат. Таким образом,
использование разработанных безэлектродных УФ ламп позволило бы существенно снизить
эксплуатационные затраты и удешевить технологию УФ обеззараживания.
Разработка защищена патентами РФ №2156008, №2094900. Подана заявка на патент
“Установка для обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением”
№2008129841 от
18.07.2008.
Заключено лицензионное соглашение с ООО “МЗМ” г. Иваново о промышленном
производстве индукционных ультрафиолетовых и неоновых ламп на основе патента №2156008,
с передачей технологии изготовления индукционных ламп.
В 2004 году часть работы (опытно-экспериментальная установка УФ обеззараживания
воды и индукционная УФ лампа мощностью 200 Ватт) выдвигалась как важнейший результат
ИТ СО РАН и была поддержана. В 2008 г. разработка выдвигалась как важнейший результат
законченных НИР и ОКР ИТ СО РАН, выполненных за последние 3 года и готовых к
практическому использованию, и была поддержана.
Рисунок. 2. Опытно-промышленный образец индукционной УФ лампы мощностью 500 Ватт.
Результаты НИР опубликованы в трудах международных конференций и журналах:
1. I.M. Ulanov, M.V. Isupov and A. Yu. Litvinsev. Experimental investigation of transformercoupled toroidal discharges. // Progress in Electromagnetics Research Symposium to be held
on July 02-06, 2008 in Cambridge, USA. PIERS Online, Vol. 4. No. 6. 645-650. 2008.
http://piers.mit.edu/piersonline/piers.php?volume=4&number=6&year=2008
2. I M Ulanov, M V Isupov and A Yu Litvinsev. Experimental study of transformer-coupled
toroidal discharge in mercury vapour. // J. Phys. D.: Appl. Phys. 40 (2007) 4561-4567
3. И.М. Уланов, М.В. Исупов, А.Ю. Литвинцев, С.В. Кротов. Индукционная УФ-лампа. //
Светотехника. 2007. №5. C. 37-40.
4. Уланов И.М., Литвинцев А.Ю., Исупов М.В. Индукционная УФ-лампа. Тезисы VI
Международной светотехнической конференции, 19-22 сентября 2006 г., КалининградСветлогорск.
5. Ulanov I.M., Isupov M.V., Litvintsev A. Yu. Experimental study of transformer-type induction
discharge in mercury vapor. Contributed papers of V International conference “Plasma physics
and plasma technology”. Minsk, Belarus, September 18-22, 2006. Vol. 1. P. 102-105.
Разработанные индукционные лампы были удостоены наград на международных форумах:
Медаль за разработку “Индукционная УФ-лампа” на III международном Форуме “Оптика2007”, Москва, ВВЦ, 23-26 октября 2007 г.
Серебренная медаль за разработку ультрафиолетовой установки для обеззараживания воды на
VI Международном салоне инноваций и инвестиций, 7–10 февраля 2006 г. Москва, ВВЦ
Золотая медаль за разработку индукционной лампы на III Международном салоне инноваций и
инвестиций, 4–7 февраля 2003 г. Москва, ВВЦ
Заключено лицензионное соглашение с ООО “МЗМ” г. Иваново о промышленном
производстве индукционных ультрафиолетовых и неоновых ламп на основе патента №2156008,
с передачей технологии изготовления индукционных ламп.
Предлагаемые к разработке индукционные люминесцентные лампы, по сути, являются
аналогами разработанных индукционных УФ ламп. Основное отличие заключаются в том, что
для индукционных люминесцентных ламп газоразрядная колба должна быть изготовлена из
стекла с нанесенным внутри покрытием из люминофора. Таким образом, существующий задел
позволит
в
краткие
сроки
создать
опытно-промышленные
образцы
индукционных
люминесцентных ламп.
Оценка потенциала промышленности: производство индукционных люминесцентных ламп
не требует приобретения уникального, дорогостоящего оборудования. Производство этих ламп
может быть налажено на предприятиях РФ, производящих стандартные ЛЛ и КЛЛ.
Имеющиеся проблемы: в настоящее время не существует принципиальных проблем для
организации работ по внедрению технологии индукционных люминесцентных ламп. Весь
вопрос заключается в своевременном финансировании работ в полном объеме.
Программа действий: необходимо выполнить НИР и ОКР по созданию опытнопромышленных образцов индукционных люминесцентных ламп с заявленными ресурсом и
световой отдачей, мощностью от 50 до 500 Ватт; выполнить сертификацию и патентование
разработки.
Оценка необходимых материальных ресурсов: для проведения НИР и ОКР по созданию
опытно-промышленных образцов индукционных люминесцентных ламп необходимо 10 млн.
руб. На организацию производства – 100 млн. руб.