Conceptos generales de la Iluminación Por medio de tecnología HID
Ing. Joseph C Rubenak
GGrrááficafica de temperaturas de colorde temperaturas de color(grados kelvin)(grados kelvin)
Luminario: aparato eléctrico que se utiliza para controlar y dirigir el flujo luminoso generado por uno o mas lámparas que se encuentran dentro de el.
Un luminario es un conjunto armonioso que se integra de básicamente de cuatro aspectos
1. mecánico
2. óptico
3. eléctrico
4. estético
2. ÓPTICO
1. MECÁNICO
3. ELÉCTRICO
4. ESTÉTICO
INTERIORES
INCANDESCENTES
FLUORESCENTES
H.I.D.
EXTERIORES H.I.D.
ClasificaciClasificacióón de luminariosn de luminarios
Partes que integran los luminariosPartes que integran los luminarios
Clasificación de NEMA
ClasificaciClasificacióón de los luminarios para interiores n de los luminarios para interiores de acuerdo a su curva de distribucide acuerdo a su curva de distribucióón.n.
ClasificaciClasificacióón de los luminarios de acuerdo a su n de los luminarios de acuerdo a su curva de distribucicurva de distribucióónn
HQL HQI HCI NAV NAPotencia W 50 - 1000 70 - 3500 35 - 150 50 - 1000 18 - 180
Flujo luminoso klm 2 - 58 5.5 - 320 3.4 - 14 3.5 - 130 1.8 - 33
Eficacia (lm/W) 35 - 60 65 - 120 87 - 93 70 - 150 100 - 200
Tono de luz ww, nw ww, nw, tw ww, nw ww -
Temperatura de color K 2900 - 4200 3000 - 6000 3000 - 4200 2000 - 2200 -
Rendimiento cromático
Índice (RA) 45 - 60 80 - 95 85 - 90 20 - 65 -
Datos Técnicos de las lámparas HID
Incandescentes HQL V. Mercurio NAV Sodio A .P. NAV/ Super
Luz del día (D65) HQI/D HQI/NDL HQI/WDL
Curvas de distribución espectral de diferentes lámparas
Vida útil de las lámparas
Eficacia de las lámparas
Eficacia luminosa / Rendimiento cromático / Temperatura de color de las lámparas HID
Lámparas
Incandescentes
Fluorescentes
Alta intensidad de descarga
• foco común• iodo cuarzo• automotríz
• encendido rápido• encendido instantáneo• encendido alta emisión• encendido muy alta emisión• otras
• vapor de mercurio• sodio alta presión• sodio baja presión• aditivos metálicos
Aplicaciones
Aplicaciones
Lámparas de luz mixta HWL
EO: Electrodo de operaciónEE: Electrodo de encendidoRE: Resistencia de encendido
FILAMENTO
FOSFORO
TUBO DE DESCARGA
EO
RE
EE
LUZ BLANCO CALIDO
FOSFORO
TUBO DE DESCARGA
LUZ BLANCO FRIO
FILTRO
B
EA
EA: Electrodo de arranque
B: Balastro
Lampara de vapor de mercurio HQL
100 W3650 lm 70 W 6300 lm6300 lm 125 W
175 W250 W
400 W
1000 W
100 W150 W
250 W
400 W
1000 W
9500 lm
57500 lm
23000 lm
8600 lm
13000 lm 16000 lm
27500 lm
50000 lm
130000 lm
NAV Sodio en A.P.
HQL Mercurio en A.P.
Comparación de flujo luminoso HQL vs NAV
Lámparas de baja presión
100 …. 183 lm/W
Lámparas de alta presión
STANDARDCRI 202000 K70 …. 139 lm/W
Lámparas de alta presión
DE LUXECRI 652200 K55 …. 95 lm/W
Lámparas de alta presión
SUPER DE LUXECRI 802500 K40 …. 80 lm/W
Curvas de distribución espectral de laslámparas de sodio
Lámpara de vapor de sodio en alta presion NAV
Lámpara de vapor de sodio en alta presion
Soldadura de titanio
Electrodo de tungsteno Cerámica-oxido de
aluminio
Tubo de niobio
Soldadura de vidrio Amalgama de sodio
Na + Hg
Arco de descarga
Gas xenón
LAMPARA DE V.S.A.P. DOBLE QUEMADOR
•Lámparas de sodio de alta presión de doble tubo de arco, que aseguran el reencendido inmediato.
•Reencendido instantáneo con aproximadamente el 15% del flujo luminoso total de la lámpara
• 40,000 horas de vida
• Elevada eficacia: de 86 a 127 Lm/W
•Operan en cualquier posición y son compatibles con balastros comerciales de lámparas de sodio standard
Elec
trodo
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tripl
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rolla
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Base
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Bulb
oex
tern
o
Lámpara de sodio de baja presión NA
Lámparas HID
Fabricacion
Bulbo Bases
Atómos de mecurio y aditivos metálicos
Bulbo de vidrio
Radiación UV
Luz visible
Tubo de arco de cuarzo
Electrodos de Tungsteno
Arco eléctrico
Electrodos de Tungsteno
Lámpara de aditivos metálicos
Lámpara de aditivos metálicos
Quemadores horizontales para lámparas HID
•Mismas características que las POWER ARC convencionales•Con bulbo convencional o PAR38•Disponibles desde 50W hasta 1000W•Pueden ser usadas en luminarios abiertos
LÁMPARAS DE ADITIVOS METÁLICOS POWER ARC PRO-TECH
HID Tiempos de Encendido y Reencendido
Curvas de mantenimiento lumínico
ALGUNOS CIRCUITOS DE BALASTROS
PARA LÁMPARAS HID
ALGUNOS CIRCUITOS DE BALASTROS
PARA LÁMPARAS HID
ALGUNOS CIRCUITOS DE BALASTROS
PARA LÁMPARAS HID
El reemplazo de ahorro de energía para la lámpara de 400 Watts de aditivos metálicos.
• Ahorra 40 Watts de consumo comparada contra 400 Watts Metal halide
• Operación base arriba y horizontal
• Opera con balastro estándard de 400 W M59
• Base sin soldadura que permite una temperatura máxima de 250°C, 40°C más alta que la especificación ANSI
• Disponibles en claro y fosforado
Lámparas de aditivos metálicos Super POWER ARC 360 Watts Super Saver
360 Watts Super Saver
El reemplazo de ahorro de energía para la lámpara de 400 Watts de aditivos metálicos
•Ahorra 40 Watts de consumo comparada contra 400 Watts Metal halide
• Operación base arriba y horizontal
• Opera con balastro estándard de 400 W M59
• Base sin soldadura que permite una temperatura máxima de 250°C, 40°C más alta que la especificación ANSI
• Disponibles en claro y fosforado
Lámparas de aditivos metálicos Super POWER ARC
LÁMPARAS DE ADITIVOS METÁLICOS POWER ARC COMPACTA Y SUPER COMPACTA
Mejorada eficiencia gracias a su bulbo exterior de tamaño reducido
•Para luminarios más pequeños y versátiles•Amplia variedad de productos•Rendimiento de color superior•Alta eficacia luminosa•Disponible en posiciones de operación universal•Mayor flexibilidad de diseño•Menores costos de instalación.
TECNOLOGIA PULSE START
Lámpara de aditivos metálicos METALARC SUPER
Lámparas de aditivos metálicos POWER ARC SUPER PULSE START
•Mayor flujo mantenido
•Mayor vida
•Reencendido mas rápido
•Funcionamiento con arrancador externo
Flujo inicial ( Im ) Tiempo paraencendido
Mspulse start 400W 41,000 5 a 7 min.
Metalarc super 400W 41,000 10 a 12 min.
Metalarc 400W 36,000 10 a 12 min.
LÁMPARAS DE ADITIVOS METÁLICOS POWER ARC SUPER PULSE START
Flujo inicial (lm) Tiempo para Vida (horas)reencedido
MS PULSE START 400W 41,000 5 a 7 min. 20,000 a 30,000
METALARC SUPER 400W 41,000 10 a 12 min. 20,000
METALARC 400W 36,000 10 a 12 min. 20,000
•Mayor flujo mantenido•Mayor vida•Reencendido mas rápido•Funcionamiento con arrancador externo
•Excelente estabilidad luminica
•Reencendido en caliente mucho más rápido
•Larga vida útil
Versión de 250W
•50% más vida que las lámparas estándar de 250 Watts
Versión de 320 W
•100 Lm/W iniciales para lámparas claras
•20,000 horas promedio de vida
•Bulbo compacto BT28 permite mayor eficiencia en los luminarios
Versión 320/350W
•Incorpora diseño PRO-TECH para el uso de luminarios abiertos
•La lámpara puede ser operada con balastros 320 o 350 Watts
Versión 350/400W
•Incorpora diseño PRO-TECH para el uso de luminarios abiertos
•La lámpara puede ser operada con balastros 350 o 350 Watts
Versión 400 Watts
•31% mas flujo que la M400/U
•19% mas flujo que la MS400/BU
POWER ARC PULSE START
Quemadores para lámparas HID
EVALUACION COMPARATIVA:SISTEMA PROPUESTO / TECNOLOGIA PULSE
TIPO DE LAMPARA MH400/U MH320/UPOTENCIA DE LA LAMPARA 400 320POTENCIA DEL SISTEMA 458 365LUMENES INICIALES 36,000 33,000LUMENES MANTENIDOS 25,200 (70%) 26,400 (80%)VIDA UTIL 20,000 20,000TIPO DE BALASTRA CWA CWA/PULSE
Flujo luminoso Potencia Tono de luz Reproducción cromática5200 - 300,000 lm 70 - 3500 W D NDL WDL Ra ≥
80
Powerstar® HQI
400 500 600 700 nm
Bulbo exterior
Electrodos
Me1 Me2 Hal MeHalMe
Me*
Me+
Hal
Hal*Hg*
Quemador de cuarzo
ignitor balastro
Mo-Foils
Hg= Mercurio Me= Metales Hal= Halogenuros
Voltaje suplido
Principio de operación de las lámparas de halogenuros metálicos
Power star HQI-TS 70 /150 W
Bulb
oex
terio
r
(Cua
rzo)
Base
de
cont
acto
Plac
a de m
olyb
deno
Arco
de
desc
arga
Tubo
de a
rco
(Cua
rzo)
Refle
ctor
de
calo
r
Plac
a de m
olyb
deno
Base
Alambr
e cond
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r
Elec
trodo
Mercu
rio
Halo
genu
ros
met
alico
s
Gette
r
Lámparas HQI UV-STOP
3500 W
2000 W
1000 W
400 W
250 W
150 W
70 W
Interior
Para instalaciones deportivas y de eventos múltiples
Fábricas
Iluminación industrial
Invernadero
Oficinas, lobbies, sals de exhibición, aparadores, tiendas departamentales, acuarios
Exterior
Estadios
Iluminación industrial
Astilleros, Aeropuertos
Iluminación de tránsito
Areas deportivas
Iluminación general
Iluminación de seguridad
Powerstar® HQI · Aplicación
Power star HQI
Funciones de los metales (Tierras raras: Dy, Ho, Tm, Tl, Na, Sn, Li, In)• Generación de los componentes de la distribución espectral para
alcanzar la alta eficacia luminosa y excelente rendimiento Cromático
Dy, Ho, Tm, Sn
Tl
Na
Li
In
Linea de emisión Multi Espectral
Verde
Amarillo
Rojo
Azul
• Posibilidad de variar la temperatura de color Luz de día D 6000 K Blanco Neutral N 4500 K Blanco cálido WDL 3000 K
Mejor desempeño
Excelente estabilidad de color
Flujo luminoso más alto
Mayor mantenimiento de lúmenes
Reproducción cromática superior, especialmente reproducción del rojoMayor estabilidad mecánica y resistencia a
impactos
Menores fallas por corrosión de cerámica
Más flexibilidad en posición de operación
HCI POWERBALL
QUEMADOR CILÍNDRICO vs. POWERBALL
Zonas suceptibles a rupturas vs.Quemador estable y más resistente a impactos
Depósitos de relleno en las esquinas que impiden reacción y reducen flujo luminoso vs. No depósitos, mayor estabilidad de color, mayor flujo luminoso
Pérdida de luz por diferente grosor de cerámica y por geometría no uniforme vs. Geometría óptima que permite mayortemperatura de operación y por lo tanto mayor flujo luminoso
3600K
3400K
3200K
3000K
2800K
2600K
2400K
1000H 2000H 3000H 4000H 5000H 6000H
HCI
Lámpara convencional
Tonos frios
Tonos cálidos
Curvas de temperaturas de color
Tubo de descarga de Cerámica de la lámpara HCI
Powerstar HCI T y TS 70 y 150W Tecnología de quemador de Cerámica
Panorama general de las series Powerstar (150 W)
Características de color (Estabilidad de color/Uniformidad de color)Características de color (Estabilidad de color/Uniformidad de color)
Eficacia luminosaEficacia luminosa
HQI-T…UVS = 80 lm/WHQI-T…UVS = 80 lm/W
HQI-T PRO = 87 lm/WHQI-T PRO = 87 lm/W
HCI 90 lm/WHCI 90 lm/W
Lámpara de Cerámica Powerstar® HCI-TS 70W, 150W / WDL
Placa de
conta
ctoUv-s
topcu
bierta
exter
ior
(Qua
rzo)
Getter
quem
ador
(cerám
ica)
Condu
ctor e
léctric
oLá
minila
de
molybd
eno
base
Arco el
éctric
o
Halóge
nuros
metálic
osElec
trodo
Electrodo Tubo de descarga Sello
Mercurio
Halogenuros metálicos
Diagrama esquematico del interior de una lámpara HCI
POWERBALL HCI-T 250 W WDL
Ventajas del producto:
En comparación con las POWERSTAR HQI
• Mejor mantenimiento de lúmenes
• Flujo luminoso más alto durante toda la vida de la lámpara
• Excelente estabilidad de color
• Menor dependencia de posición de operación
Aplicación principal:
Iluminación de atrios, galerías, museos, bancos, espacios de techos altos,iluminación indirecta (con espejos)
Mercado meta:
Ingenieros, Arquitectos, Especialistas, Distribuidores, OEM
POWERSTAR® HCI con quemador de cerámica
Lámparas en desarrollo constante: HCI
ABMK 106F291 D 08/98
HCI 35W
70W
150W
Temperatura de color 5000 – 5200 4000– 4200 3000
Tono de luz Luz de día Blanco neutral de Lujo Blanco cálido de Lujo
Reproducción cromática 1A 1B 1B
HQI…UVSRendimiento cromático muy buenoAlta eficaciabulbo exterior UV- STOP
UVSTOP
HQI…PROBuena estabilidad de colorRendimiento cromático muy buenoAlta eficaciaPoca variación de colorBulbo exterior UV-STOP
UVSTOP
HCIExcelente estabilidad de colorRendimiento cromático muy buenoLa más alta eficaciaMuy poca variación de colorBulbo exterior UV-STOP
UVSTOP
buenobuenomejormejor
Lo mejorLo mejor
Lámparas Powerstar ( 250 W )
Identificación ANSI para lámparas HID
Factor de potencia
Factor de Potencia = Potencia Real (W)Vlin x Amps lin (V-A)
• El valor ideal es 1.0
• Valores < 1.0 Producen pérdidas en los sistemas de transmisión
• ES LA RELACIÓN DE LA “POTENCIA REAL”(USADA POR LA CARGA EN W)ENTRE LA POTENCIA APARENTE (UTILIZADA PARA ALIMENTAR LA CARGA EN VA)
Factor de potencia
Para producir 100 kW of “Potencia real”:
Factor de potencia kVA Requerida0.50 200 kVA0.90 111 kVA0.99 101 kVA
En comparación al factor de potencia de 0.99Con Factor de potencia 0.50 se requiere 98% máscapacidad instaladaCon Factor de potencia 0.90 se requiere 10%más capacidad instalada
Efectos que produce un bajo factor de potencia
• INCREMENTO EN LA CORRIENTE TOTAL
•DISMINUCION EN LA CAPACIDAD DELOS EQUIPOS DE GENERACION YDISTRIBUCION
•DAÑO EN LOS CONDUCTORES,SETENDRIAN QUE USAR MAYORES
CALIBRES QUE A SU VEZ SON MAS COSTOSOS
•EXISTEN MAS PERDIDAS POR CALENTAMIENTO
•INCREMENTO EN LA FACTURACION DE LA ENERGIA ELECTRICA $
Factor de potencia
EQUIPOS CON ALTO FACTOR DE POTENCIA EQUIPOS CON BAJO FACTOR DE POTENCIA
ACCIONES CORRECTIVAS
BANCO DE CAPACITORES EQUIPOS CON CORRECCIÓN DE F.P.
Gracias por su atención.
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