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節(jié)能燈燈泡的工作原理

來源:
2023-02-24
類別:基礎(chǔ)知識
eye 22
文章創(chuàng)建人 拍明芯城

  由: 威廉·哈里斯

  

緊湊的熒光燈泡有望取代愛迪生最著名的發(fā)明,成為構(gòu)思的標(biāo)志。查看更多綠色科學(xué)圖片。


  緊湊的熒光燈泡有望取代愛迪生最著名的發(fā)明,成為構(gòu)思的標(biāo)志。查看更多 綠色科學(xué)圖片.

  ? ISTOCKPHOTO.COM/ 棱鏡作為創(chuàng)新的象征,白熾燈泡并不是很創(chuàng)新。自托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)于1879年推出以來,它沒有太大變化。即使在今天,它仍然通過加熱鎢絲直到達(dá)到4,172華氏度(2,300攝氏度)并發(fā)出白熱光來發(fā)光。不幸的是,所有這些白光都不是很綠。大量的電力 - 來自負(fù)責(zé)向大氣中排放溫室氣體的燃煤發(fā)電廠的電力 - 需要使白熾燈泡明亮燃燒。只有10%的果汁用于制造光。其余的作為熱量浪費(fèi)。

  幸運(yùn)的是我們的一氧化碳2-浸泡的星球,有一種新型燈泡有望取代愛迪生最著名的發(fā)明,成為構(gòu)思的標(biāo)志。它被稱為緊湊型熒光燈泡或CFL,它的照明方式非常不同。節(jié)能燈不是發(fā)光的燈絲,而是含有安裝在螺旋形管內(nèi)的氬氣和汞蒸氣。它們還有一個集成的鎮(zhèn)流器,產(chǎn)生電流通過蒸汽混合物,激發(fā)氣體分子。在較舊的節(jié)能燈中,鎮(zhèn)流器需要幾秒鐘才能產(chǎn)生足夠的電力來增加勵磁。較新的節(jié)能燈具有更高效的鎮(zhèn)流器,并且需要更短的預(yù)熱時間。無論哪種方式,當(dāng)氣體被激發(fā)時,它都會產(chǎn)生紫外線。反過來,紫外線, 刺激涂在管內(nèi)側(cè)的熒光涂層。當(dāng)這種涂層吸收能量時,它會發(fā)出可見光。

  信不信由你,CFL是光劍形熒光燈泡的后代,這些燈泡仍然在世界各地的車庫和車間中閃爍。但這些不是你父親的熒光燈。盡管它們的傳統(tǒng)和與白熾燈泡的相似之處 - 它們都需要電力,它們有玻璃蓋,它們有一個螺紋底座 - 自蠟燭以來,CFL正在成為室內(nèi)照明中最大的東西。

  本文將解釋所有大驚小怪的內(nèi)容。它將檢查CFL的好,壞和丑陋,以便您可以放心使用它們。讓我們從好處開始 - 使用緊湊型熒光燈帶來的許多好處。

  節(jié)能燈燈泡的優(yōu)點(diǎn)

  在過去的兩到三年里,節(jié)能燈的好處一直占據(jù)著頭條新聞。事實(shí)上,如果您只關(guān)注圍繞節(jié)能燈的嗡嗡聲,您可能會認(rèn)為更換白熾燈泡以支持它們的螺旋表親將是完全不費(fèi)吹灰之力的。正如我們稍后將看到的,CFL確實(shí)存在一些挑戰(zhàn)和擔(dān)憂。但它們的好處遠(yuǎn)不止于此。

  首先,節(jié)能燈使用的能源要少得多,比白熾燈泡少75%。這意味著節(jié)能燈需要更少的瓦數(shù)來產(chǎn)生等量的光。例如,您可以使用 20 瓦 CFL 并享受與 75 瓦白熾燈相同的光量。如果美國的每個家庭都進(jìn)行一次這樣的交換,那么一年內(nèi)將節(jié)省足夠的能源來照亮300多萬戶家庭[來源: 能源之星].

  當(dāng)然,如果您使用更少的能源,您的能源成本就會下降。用 60 瓦 CFL 替換標(biāo)準(zhǔn)的 13 瓦燈泡可以在燈泡的整個生命周期內(nèi)為單個家庭節(jié)省 30 美元的能源成本 [來源: 通用電氣].即使CFL的價格更高 - 您將為CFL支付2至4美元,而典型的白熾燈泡為30至40美分 - 它們?nèi)匀粸槟″X。那是因?yàn)楣?jié)能燈的使用壽命很長。在一些測試中,它們明亮地燃燒了10,000小時,而標(biāo)準(zhǔn)燈泡只燃燒了800到1,500小時[來源: 約翰生].

  環(huán)境也走在了前面。來自燃煤發(fā)電廠的大量電力被引導(dǎo)到您房屋內(nèi)的燈具和燈具。如果您通過使用節(jié)能燈來節(jié)省能源,那么您從電網(wǎng)中提取的電力就會減少。這減少了必須燃燒的煤炭量,從而減少了溫室氣體的排放。在一年內(nèi),在白熾燈泡上使用節(jié)能燈消除了相當(dāng)于減少200萬輛汽車上路的溫室氣體污染[來源: 能源之星].

  如果節(jié)能燈表現(xiàn)不佳或不能在許多應(yīng)用中使用,這些好處將是可疑的,但事實(shí)上,它們用途廣泛。一些制造商生產(chǎn)緊湊型熒光燈泡,可與調(diào)光開關(guān)和三向燈一起使用。許多節(jié)能燈燈泡只要封閉在戶外就可以使用。最重要的是,它們會發(fā)出良好的光線。在《大眾機(jī)械》雜志2007年進(jìn)行的一項(xiàng)研究中,節(jié)能燈燃燒的亮度幾乎與75瓦白熾燈泡一樣亮,產(chǎn)生的光質(zhì)量更好[來源:Masamitsu]。

  然而,節(jié)能燈并非無憂無慮。接下來,我們將看看最大的問題 - 對生物有毒的元素。

  現(xiàn)在壞事:節(jié)能燈燈泡的缺點(diǎn)

  緊湊型熒光燈泡可能是多功能的,但它們確實(shí)存在一些讓人們望而卻步的問題。首先,它們在放置 15 分鐘或更長時間時可提供最佳效果。打開和關(guān)閉CFL會縮短其壽命并可能降低其效率,主要是因?yàn)闅怏w和熒光涂層的激發(fā)需要暴露于電流以達(dá)到最佳水平。節(jié)能燈在封閉的嵌入式固定裝置(太熱)和車庫門開啟器的固定裝置(振動太大)中效率低下。最后,在極少數(shù)情況下,節(jié)能燈會干擾電子設(shè)備。這種干擾是由紅外(IR)光引起的,CFL產(chǎn)生紅外(IR)光,紅外閱讀器可以將其解釋為信號。

  節(jié)能燈燈泡和汞

  如果說節(jié)能燈燈泡有一個丑陋的真相,那就是它們在玻璃罩內(nèi)含有的汞。汞是一種持久性和劇毒化學(xué)品。大多數(shù)人通過食用被甲基汞污染的魚而接觸毒藥。然而,也可以吸入元素汞蒸氣,就像緊湊型熒光燈泡中使用的那種。

  那么為什么它在那里,為什么CFL制造商不使用其他東西呢?正如我們前面提到的,需要汞蒸氣將電能轉(zhuǎn)換為輻射能。當(dāng)受到電流刺激時,CFL內(nèi)的汞蒸氣會產(chǎn)生紫外線,當(dāng)它撞擊熒光化合物時,紫外線會重新輻射為可見光,稱為 磷,涂在燈泡內(nèi)側(cè)。在這個過程中,沒有其他元素被證明是有效的,因此,即使燈泡中使用的汞量隨著時間的推移而減少,節(jié)能燈仍然需要少量的汞才能正常工作。

  重要的是要正確看待這一點(diǎn)。一個節(jié)能燈燈泡通常需要大約 0.000176 盎司(5 毫克)汞。較舊的家用溫度計(jì)含有100倍的量(0.0176盎司或500毫克),許多手動恒溫器含有600倍的量(0.106盎司或3,000毫克)[來源: GE消費(fèi)與工業(yè)照明].因此,單個節(jié)能燈燈泡的汞含量非常低。只要燈泡保持完整,就不會釋放任何化學(xué)物質(zhì)。

  然而,破碎的節(jié)能燈燈泡會使人暴露在汞蒸氣中。也可以釋放少量的固體汞粉。由于這些原因,清理損壞的 CFL 時應(yīng)格外小心。美國環(huán)境保護(hù)署 (EPA) 建議執(zhí)行以下四個簡單步驟:

  首先,關(guān)閉中央供暖或制冷系統(tǒng),以免煙霧從一個房間移動到另一個房間。然后打開窗戶,讓房間通風(fēng)15分鐘。

  接下來,是時候清理壞掉的燈泡了。戴上手套,確保不要接觸任何汞粉。用一塊紙板舀起大塊玻璃。切換到膠帶以拾取小碎片和碎片。不要使用真空吸塵器,并確保所有破碎的碎片、膠帶和紙板都放在塑料袋中。

  最后,用濕紙巾擦拭該區(qū)域,并將用過的毛巾也放入塑料袋中。

  密封袋子并立即扔掉。

  這應(yīng)該處理壞掉的燈泡。接下來,我們將看看如何處理燒壞的CFL燈泡。

  快銀襯里

  好消息是,節(jié)能燈雖然含有汞,但實(shí)際上有助于消除環(huán)境中的汞。這是因?yàn)槊褐幸埠泄H紵禾繒⒍舅蒯尫诺江h(huán)境中。能源之星估計(jì),燃煤發(fā)電廠產(chǎn)生13.6毫克汞來為一個60瓦的白熾燈泡供電,但為等效的CFL燈泡供電只能產(chǎn)生3.3毫克汞。

  回收節(jié)能燈燈泡

  

宜家和家得寶都提供免費(fèi)處理和回收用過的節(jié)能燈燈泡。


  宜家和家得寶都提供免費(fèi)處理和回收用過的節(jié)能燈燈泡。

  ? ISTOCKPHOTO.COM/ 二十一點(diǎn)3D那么,如果燒壞的節(jié)能燈燈泡含有汞,你會怎么處理呢?首先,您應(yīng)該意識到緊湊型熒光燈被認(rèn)為是危險的家用物品,這一類別還包括油漆、電池和恒溫器。您必須妥善處理此類物品,這意味著您不能簡單地將它們?nèi)舆M(jìn)家庭垃圾中。

  要找出您的選擇,請先致電您當(dāng)?shù)氐膹U物管理機(jī)構(gòu)。您也可以致電 1-800-CLEANUP,這是 Earth911 提供的一項(xiàng)服務(wù),允許任何有電話接入的人在該組織的數(shù)據(jù)庫中搜索 100,000 個回收和危險廢物收集地點(diǎn),以查找 170 多種不同的材料。越來越多的零售商正在加緊幫助CFL燈泡回收。宜家是第一家免費(fèi)處理和回收廢舊節(jié)能燈的零售商。家得寶于2008年加入宜家,在其近2,000個地點(diǎn)啟動了全國性的店內(nèi)消費(fèi)者CFL燈泡回收計(jì)劃。一些Ace和True Value商店提供類似的計(jì)劃。

  隨著回收變得更加容易,節(jié)能燈革命只會獲得動力。許多人認(rèn)為螺旋形燈泡將是朝著更高效的發(fā)光二極管(LED)燈泡邁出的短暫進(jìn)化步驟。1.3瓦LED燈泡比9瓦CFL耗電量少,可持續(xù)使用長達(dá)11年[來源: 彼得森].更好的是,它不含汞原子。

  但即使是LED燈泡也有其權(quán)衡取舍。它們不是很亮,而且價格昂貴。在制造商克服這兩個問題之前,節(jié)能燈燈泡可能會成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。


責(zé)任編輯:David

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