So sánh hiệu suất phát quang của đèn compact huỳnh quang và đèn sợi đốt

I. Định nghĩa đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang

Bóng sợi đốt còn được gọi là đèn dây tóc, cơ chế hoạt động dựa trên sự đốt nóng của dây tóc. Đây là bộ phận chính giúp đèn có thể phát ra ánh sáng. Phần thủy tinh bao bên ngoài được rút hết không khí và bơm vào các trợ khí để bóng đèn có thể hoạt động. Cụ thể quy trình phát sáng như sau: khi bóng đèn được lắp vào đuôi đèn, dòng điện sẽ đi qua lớp kim loại nằm trên đuôi đèn , từ đó làm nóng bộ phận dây tóc với cường độ cao, đủ để phát sáng.

Đèn huỳnh quang là loại đèn được phát minh sau đèn sợi đốt do đó hình dáng cũng như cơ chế hoạt động hoàn toàn khác. Đèn có dạng hình ống tuýp điện cực. Vỏ đèn phủ một lớp bột huỳnh quang, chủ yếu chứa hợp chất phospho [P]. Lớp thủy tinh bao bọc bên ngoài cũng được rút hết không khí và bơm khí trợ cũng như hơi thủy ngân. Để có thể tạo ra ánh sáng, đèn huỳnh quang cần lắp thêm hai bộ phận quan trọng là chấn lưu và tắc ke.

II. Bóng đèn sợi đốt

1. Cấu tạo:

-Gồm ba bộ phận chính: Bóng thủy tinh, sợi đốt, đuôi đèn.

a. Sợi đốt:

- Sợi đốt là phần tử quan trọng của bóng đèn, ở đó điện năng được biến đổi thành quang năng.

+ Có dạng lò xo xoắn.

+ Làm bằng vonfram.

+ Biến đổi điện năng thành quang năng.

b. Bóng thủy tinh:

-Bóng đèn làm bằng thủy tinh chịu nhiệt.

-Người ta rút hết không khí và bơm khí trơ [khí acgon, khí kripton] vào trong bóng để làm tăng tuổi thọ của sợi đốt.

c. Đuôi đèn:

-Đuôi đèn làm bằng đồng hoặc sắt tráng kẽm và được gắn chặt với bóng thủy tinh. Trên đuôi có hai cực tiếp xúc.

-Khi sử dụng đuôi đèn được nối với đui đèn phù hợp để nối với mạng điện cung cấp điện cho đèn

-Có hai kiểu: Đuôi xoáy và đuôi ngạnh.

2. Nguyên lý làm việc

-Khi đóng điện, dòng điện chạy trong dây tóc đèn làm dây tóc nóng lên đến nhiệt độ cao, dây tóc phát sáng.

3. Đặc điểm của đèn sợi đốt

-Đèn sợi đốt có 3 đặc điểm chính:

+ Đèn phát sáng liên tục.

+ Hiệu suất phát quang thấp. Khi làm việc, chỉ 4% đến 5% điện năng chuyển thành quang năng, phần còn lại toả nhiệt.

+ Tuổi thọ thấp,chỉ khoảng 1000 giờ.

4. Phân loại

Có 2 loại: đènsợi đốt dây tóc và đèn sợi đốt halogen

Đèn sợi đốt dây tóc

Đèn sợi đốt dây tóc hoạt động bằng cách dùng dòng điện xoay chiều để đốt nóng sợi vonfram cho tới khi nó phát sáng.

* Ưu điểm:

-Ưu điểm duy nhất của đèn sợi đốt có chỉ số CRI [độ hoàn màu – trung thực màu] gần bằng 100 – mức độ cao nhất. Màu sắc của các vật sẽ rõ nét, trung thực hơn.

* Nhược điểm:

-Tiêu tốn rất nhiều điện năng: chỉ có 6-7% điện năng được chuyển thành quang năng, tiêu hao 93-94% cho phát nhiệt.

-Bóng đèn bị nóng nhiều khi sử dụng do nhiệt phát ra quá lớn, ngồi gần gây cảm giác khó chịu, nhức mắt.

-Ở môi trường lạnh đèn không hoạt động tốt, do cơ chế hoạt động là đốt nóng dây tóc để phát sáng.

-Tuổi thọ thấp [Khoảng 1000 giờ], dễ bị đứt dây tóc trong bóng đèn.

-Phát ra nhiều khí thải CO2, độc hại với môi trường

-Khi hoạt động tạo ra một lượng đáng kể tia cực tím và bức xạ hồng ngoại gây hại cho da.

-Công suất vừa và nhỏ, chỉ thích hợp chiếu sáng trong không gian nhỏ.

Đèn sợi đốt halogen

Đèn sợi đốt halogen tương tự như đèn sợi đốt thông thường, có thêm một lượng khí halogen được thêm vào, bao bọc sợi dây tóc vonfram. Hoạt động bằng cách dùng điện để đốt nóng sợi vonfram cho tới khi nó phát sáng.

* Ưu điểm:

-Độ hoàn màu CRI [độ trung thực màu] gần bằng 100, nên nhìn màu sắc của các vật trung thực rõ nét.

* Nhược điểm:

-Tốn kém điện năng: Tuy đèn halogen có hiệu suất là việc cao hơn đèn sợi đốt dây tóc thông thường. Tuy nhiên vẫn hoạt động dựa trên việc đốt nóng sợi dây vonfram để phát sáng. Nên việc tiêu hao năng lượng là cực lớn.

-Bóng đèn bị nóng nhiều khi sử dụng, do nhiệt phát ra quá lớn, ngồi gần gây khó chịu, nhức mắt.

-Không hoạt động tốt ở môi trường lạnh, do cơ chế hoạt động là đốt nóng dây tóc để phát sáng.

-Tuổi thọ cao hơn so với đèn sợi đốt thường, tuy nhiên vẫn ở mức thấp [Khoảng 2000 giờ]. Dễ bị đứt dây tóc trong bóng đèn.

-Phát ra nhiều khí thải CO2, độc hại với môi trường

-Khi hoạt động tạo ra một lượng đáng kể tia cực tím và bức xạ hồng ngoại gây hại cho da.

-Công suất vừa và nhỏ, chỉ thích hợp chiếu sáng trong không gian nhỏ.

Vào ngày 01/09/2018 đèn sợi đốt và đèn halogen đã bị cấm sử dụng tại Châu Âu. Nhằm bảo vệ sức khỏe cho người tiêu dùng, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.

Tổng quan về đèn sợi đốt

Muốn so sánh ưu nhược điểm của đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang thì cần đi vào tìm hiểu khái quát về loại đèn này.

Đèn sợi đốt là gì?

Đèn sợi đốt hay còn được gọi là đèn dây tóc hoạt động dựa trên cơ chế đốt nóng của dây tóc. Bộ phận chính giúp đèn phát ra ánh sáng cũng chính là dây tóc. Còn phần thủy tinh bao bọc bên ngoài sẽ được rút hết không khí và bơm vào những trợ khí để đèn có thể hoạt động.

Quy trình phát sáng có thể hiểu như sau: Khi bóng đèn lắp vào đuôi đèn thì sẽ có dòng điện đi qua kim loại tại đuôi đèn. Sau đó, nó sẽ làm nóng bộ phận dây tóc có cường độ cao và đủ để phát sáng.

Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Cấu tạo

Đèn sợi đốt sẽ gồm 3 bộ phận chính:

• Sợi đốt: Một phần quan trọng của bóng đèn, nơi điện năng biến đổi thành quang năng. Chúng sẽ có dạng lò xo xoắn làm từ vonfram.
• Bóng thủy tinh: Đương nhiên vật liệu tạo thành sẽ phải là thủy tinh chịu nhiệt. Người thợ sẽ rút hết đi không khí và bơm vào trong bóng các khí trơ. Điều này góp phần làm tăng tuổi thọ của sợi đốt cao hơn.
• Đuôi đèn: Phần đuôi sẽ được làm bằng đồng hoặc sắt được tráng kẽm. Tiếp đó sẽ gắn chặt với bóng thủy tinh, ở trên có tiếp xúc 2 cực. Khi sử dụng đuôi đèn sẽ nối với đui đèn một cách phù hợp. Và cũng phải nối với mạng điện cung cấp cho đèn mới được. Thường có hai kiểu là đuôi xoáy và đuôi ngạnh.

Nguyên lý làm việc

Bóng đèn sẽ phát sáng khi đóng điện. Dòng điện sẽ chạy trong dây tóc đèn khiến chúng nóng lên đến nhiệt độ cao làm cho dây tóc phát sáng.

Điểm nổi bật ở đèn sợi đốt

Có thể kể đến 3 điểm nổi bật sau đây của đèn sợi đốt:

• Phát ra ánh sáng liên tục
• Hiệu suất phát quang thấp và làm việc chỉ tiêu tốn 4 – 5% điện năng chuyển hóa thành quang năng. Đương nhiên phần còn lại tỏa nhiệt.

• Tuổi thọ không cao chỉ khoảng 1000 giờ.

Các loại đèn sợi đốt

Hiện nay chỉ ưu tiên sử dụng 2 loại đèn sợi đốt dưới đây.

Đèn sợi đốt dây tóc

Loại đèn này sẽ hoạt động bằng cách sử dụng dòng điện xoay chiều. Khi đó sẽ đốt nóng sợi dây vonfram cho đến khi nào phát sáng thì thôi.

Đèn sợi đốt halogen

Loại đèn này tương tự như đèn sợi đốt thông thường mà thôi. Tuy nhiên đã được thêm vào một lượng khí halogen nhất định. Nó sẽ bao bọc lấy sợi dây tóc vonfram. Đèn sẽ vận hành bằng cách dùng điện đốt nóng sợi vonfram đến khi nào nó phát sáng.

1. So sánh nhiệt độ màu của đèn led, đèn huỳnh quang và đèn sợi đốt

Khi phát sáng đèn led có dải nhiệt độ màu từ CCT từ 2.700K – 10.000K , nhiệt độ màu đèn huỳnh quang 2.700K -6.5000K và đèn sợi đốt có nhiệt độ màu 2.200K.

Từ đó cho thấy ánh sáng phát ra từ đèn led có dải màu đa dạng, đèn huỳnh quang cho giải màu khá tốt và có thể phát ra ánh sáng trắng tự nhiên. Bóng đèn sợi đốt chỉ phát ra ánh sáng màu vàng.

Như vậy phần thắng về nhiệt độ màu [dải màu sắc ánh sáng] thuộc về đèn Led.

2. Chỉ số hoàn màu đèn Led, đèn huỳnh quang và đèn sợi đốt

Đèn led có chỉ số hoàn màu CRI từ 65-95 Ra.

Đèn huỳnh quang có chỉ số hoàn màu CRI từ 62-80 Ra

Đèn sợi đốt có chỉ số hoàn màu CRI từ 95-100 Ra

Như vậy, về trải nghiệm ánh sáng chân thật thì đèn sợi đốt là tốt nhất, đèn led cũng có trải nghiệm ánh sáng khá tốt.

3. Hiệu suất phát quang của đèn led, đèn huỳnh quang và đèn sợi đốt

Đèn Led có hiệu suất phát quang vào khoảng 80-150 Lm/w

Đèn huỳnh quang có hiệu suất phát quang vào khoảng 40-50 Lm/w

Đèn sợi đốt có hiệu suất phát quang khá khiêm tốn chỉ 10-20 Lm/w

Như vậy, Hiệu suất phát quang hay khả năng chuyển hóa điện năng thành quang năng của đèn Led là tốt nhất. Đây cũng là lý do mọi người chuyển qua sử dụng đèn Led để chiếu sáng ngày càng rộng rãi.

Xem thêm: Tại Sao Đèn Led Tiết Kiệm Điện?

4. Tuổi thọ đèn Led, đèn huỳnh quang và đèn sợi đốt

Đèn led có tuổi thọ lên tới 50.000h – 80.000h

Đèn huỳnh quang có tuổi thọ trung bình khoảng 8.000h-10.000h

Đèn sợi đốt có tuổi thọ trung bình khoảng 1.000h -1.200h

Có thể thấy, Đèn Led có tuổi thọ rất tốt và bền bỉ theo thời gian. Tính theo năm thì đèn Led có thể chiếu sáng lên tới 10-15 năm.

5. Về độ an toàn của đèn Led, đèn huỳnh quang và đèn sợi đốt

Đèn Led khi phát sáng không tạo ra tia hồng ngoại, tia tử ngoại, không tạo ra khí thải và không chứa các chất độc như thủy ngân.

Đèn huỳnh quang khi phát sáng có tạo ra tia tử ngoại. Bên trong bóng đèn huỳnh quang chứa các chất độc như thủy ngân nên sau khi sử dụng sẽ tác động tới môi trường.

Đèn sợi đốt khi phát sáng chỉ tạo ra tia hồng ngoại, nhiệt độ cao xung quanh

Như vậy, Phần thắng về độ an toàn một lần nữa thuộc về đèn Led

Kết luận: Từ bảng đánh giá trên ta có thể đưa ra 1 kết luận chung nhất đó là đèn led hiện nay đã trở thành công nghệ thay thế hầu như toàn bộ cho các bóng đèn huỳnh quang hay bóng sợi đốt trước đây. Liệt kê một vài ưu điểm nhất:

• Hiệu suất năng lượng cao 100-120 lumen / watt và lên tới 200 lm / watt theo nghiên cứu đang được tiến hành.
• Không có độ trễ khởi động và bắt đầu ngay lập tức mà không nhấp nháy,
• Thường xuyên bật và tắt không làm giảm tuổi thọ.
• Thay thế bằng cách sử dụng các phụ kiện hiện có.
• Chip LED được phát triển để khắc phục nhược điểm của góc chùm.
• Khả năng thích ứng cho dao động điện áp trong phạm vi dài từ 160 đến 280 V.

Quý khách hàng có thể tham khảo những mẫu đèn năng lượng mặt trời công nghệ chiếu sáng mới nhất thay thế bóng đèn LED thông thường, phù hợp lắp đặt cổng, sân, vườn, đường làng,…Chiếu sáng suốt đêm mà không tốn tiền điện.

Bài viết cùng chủ đề:

• Lux là gì? Lux, Lumen và Cadenla khác nhau như thế nào?
• Hiệu suất phát quang là gì? 5 điều cần biết về hiệu suất phát sáng
• Độ chói là gì? Công thức tính độ chói
• Nhiệt độ màu Kelvin là gì? Ý nghĩa của nhiệt độ màu trong đời sống
• Nên sử dụng đèn ánh sáng trắng hay đèn ánh sáng vàng?
• Đèn Led năng lượng mặt trời giải – Giải pháp tiết kiệm điện cho các hộ gia đình

Xem thêm:

• Lux là gì? Lux, Lumen và Cadenla khác nhau như thế nào?
• Hiệu suất phát quang là gì? 5 điều cần biết về hiệu suất phát sáng
• Độ chói là gì? Công thức tính độ chói

Kingsolar Việt Nam