lampen

Verlengen van de levensduur van gloeilampen

In dit stukje laat ik zien hoe je de levensduur van gloeilampen zeker met een factor 10 kan verlengen. Dit is interessant omdat de gloeilampen goedkoop zijn, een uitstekende licht én warmtebron zijn, maar helaas nog maar sporadisch verkrijgbaar zijn. Met de hieronder beschreven methode om de levensduur te verlengen brandt op dit moment een gloeilamp ongeveer 13.000 uur (!), dat is ruim 13 keer langer dan normaal.

korte versie op Youtube

Het volgende is eerder gepubliceerd in Trionyx 2012 10(3): 94-97

Sinds 2009 worden gloeilampen gefaseerd uit de handel genomen, afgelopen september waren de 60 W lampen aan de beurt. Dit jaar worden alle “normale” gloeilampen in de ban gedaan. Voor speciale gloeilampen, bijvoorbeeld warmtelampen voor terraria, is een uitzondering gemaakt en zullen verkrijgbaar blijven. Maar ik vind het erg jammer dat de gewone gloeilamp verdwijnt. Het is een goedkope warmte- en lichtbron voor het schildpaddenterrarium. Ik heb dan ook een voorraadje gloeilampen ingeslagen, maar ook daar komt eens een eind aan. In dit artikel zal ik drie methoden beschrijven hoe je langer met de gloeilamp kunt doen.

Al lang is bekend dat gloeilampen veel langer meegaan wanneer ze op een lagere spanning (lager voltage) branden. Dit zou natuurlijk een goede oplossing zijn omdat je dan veel langer met de aangelegde voorraad gloeilampen doet. Eerder had ik van vijf gloeilampen bijgehouden hoelang ik er mee deed als ik ze gewoon op 230 V liet branden. Gemiddeld brandden de lampen 1245 uur, dit komt aardig overeen met het gemiddelde van 1000 branduren dat voor gloeilampen wordt opgegeven.

Twee lampen in serie:

Wanneer twee gloeilampen in serie met elkaar verbonden worden zal de spanning (230 V) zich gelijk over beide lampen verdelen. Het “nieuwe vermogen” per lamp kan berekend worden door het vermogen dat op de lamp vermeld staat te vermenigvuldigen met 0,33. Het vermogen voor twee 75 W in serie geschakelde lampen wordt dus ongeveer 25 W per lamp.

Voordeel: Gemakkelijk te maken, goedkoop en de lamp gaat veel langer mee, waarschijnlijk vele jaren. Nadeel: Niet elk wattage kan gekozen worden en de lamp geeft aanzienlijk minder licht.

Dimmer:

Met behulp van een dimmer is de spanning eenvoudig in te stellen. In de tegenwoordige dimmers zit een zogenaamde triac. Deze schakelt de spanning heel snel aan en uit (ongeveer 100 keer per seconde) waardoor een deel van de sinus-golf afgekapt wordt en de (effectieve) spanning daalt.

Voor dit experiment heb ik een dimmer gebruikt die ik nog in de schuur had liggen. Ik heb de dimmer op een spanning van 175 V ingesteld. De spanning kan gemeten worden met een eenvoudige analoge multimeter met wijzer, deze zijn verkrijgbaar vanaf €5,=. Om dit goed te kunnen instellen moet de dimmer belast worden, in mijn geval met een lamp van 75 W. De aangesloten 75 W gloeilamp brandt iets minder fel maar dit is nauwelijks zichtbaar. Natuurlijk geeft de lamp ook minder warmte af. Uit de tabel kan het vermogen (wattage) afgelezen worden. Voor de 75W lamp die ik op 175 V had ingesteld wordt het vermogen ongeveer 48 W. De lamp gedimd met de dimmer ging na ruim 8 maanden stuk. Omgerekend komt dit neer op zo'n 3570 branduren, bijna drie keer langer dan de gemiddelde levensduur.

Helaas werkt niet elke dimmer even goed. Eerder had ik een stekkerdimmer van het merk Elro uitgeprobeerd die geschikt is voor een vermogen van 40 tot 300 W. Een 75 W lamp aangesloten op deze dimmer was na 390 uur al doorgebrand. Wat opviel was dat de lamp niet op een constant niveau brandde, af en toe zwak dan weer fel. Een meting met de spanningsmeter liet hetzelfde onrustige beeld zien, blijkbaar heb je ook nog kwaliteitsverschil in dimmers, of ik had gewoon een maandagochtend exemplaar.

Voordeel: Gemakkelijk, elk gewenst vermogen is in te stellen. Nadeel: niet elke dimmer werkt even goed zeker niet bij een geringe belasting.

Voorschakelapparaat voor TL-armatuur:

Toen ik mijn broer vertelde van mijn bevindingen, kwam hij met een andere oplossing. De spanning kan ook verlaagd worden door een voorschakelapparaat (VSA) voor TL-armatuur in serie te zetten met een gloeilamp. Door weer de spanning over de gloeilamp te meten kan het nieuwe vermogen (wattage) afgelezen worden uit de tabel. Verder wordt in de tabel de stroom vermeld bij verschillende spanningen. Dit is belangrijk omdat het VSA niet te zwaar belast mag worden, de stroom mag namelijk niet hoger zijn dan de aangegeven waarde op het VSA. De voorschakelapparaten die ik nog had liggen zijn geschikt voor 20 of 40 W TL buizen en zijn te gebruiken tot een stroom van 380 tot 430 mA. Bij een 20 W VSA in serie met een gloeilamp van 75 W komt er een spanning van 170 V over de lamp te staan. Uit de tabel is af te lezen dat er een stroom gaat lopen van 272 mA. Bij dezelfde 75 W lamp in combinatie met een 40 W VSA komt en een spanning van 180 V over de lamp te staan; nu gaat er een stroom van 281 mA lopen. In beide gevallen blijven we dus ruim binnen de veiligheidsmarge.

Tabel: Vermogen (P) en stroom (I) bij verschillende voltages (U) voor een 25, 40, 60 en 100 W gloeilamp. Het vermogen is berekend met de volgende formule P=P(lamp)*(Voltage/230)^1,6.

	25 W lamp		40 W lamp		60 W lamp		75 W lamp		100 W lamp
U, V	P, W	I, mA	P, W	I, mA	P, W	I, mA	P, W	I, mA	P, W	I, mA
10	0,2	17	0,3	27	0,4	40	0,5	50	0,7	66
20	0,5	25	0,8	40	1,2	60	1,5	75	2,0	100
30	1,0	32	1,5	51	2,3	77	2,9	96	3,8	128
40	1,5	38	2,4	61	3,7	91	4,6	114	6,1	152
50	2,2	44	3,5	70	5,2	104	6,5	131	8,7	174
60	2,9	49	4,7	78	7,0	116	8,7	146	11,6	194
70	3,7	53	6,0	85	8,9	128	11,2	160	14,9	213
80	4,6	58	7,4	92	11,1	138	13,8	173	18,5	231
90	5,6	62	8,9	99	13,4	149	16,7	186	22,3	248
100	6,6	66	10,6	106	15,8	158	19,8	198	26,4	264
110	7,7	70	12,3	112	18,4	168	23,0	209	30,7	279
120	8,8	74	14,1	118	21,2	177	26,5	221	35,3	294
130	10,0	77	16,1	123	24,1	185	30,1	232	40,1	309
140	11,3	81	18,1	129	27,1	194	33,9	242	45,2	323
150	12,6	84	20,2	135	30,3	202	37,8	252	50,5	336
160	14,0	87	22,4	140	33,6	210	42,0	262	56,0	350
170	15,4	91	24,7	145	37,0	218	46,2	272	61,7	363
180	16,9	94	27,0	150	40,5	225	50,7	281	67,6	375
190	18,4	97	29,5	155	44,2	233	55,2	291	73,7	388
200	20,0	100	32,0	160	48,0	240	60,0	300	80,0	400
210	21,6	103	34,6	165	51,9	247	64,8	309	86,5	412
220	23,3	106	37,3	169	55,9	254	69,9	318	93,1	423
230	25,0	109	40,0	174	60,0	261	75,0	326	100,0	435

Het VSA wordt warm, ongeveer 40°C. Deze warmte kan eventueel benut worden door het VSA onder het terrarium aan te brengen. Bij normaal gebruik wordt een VSA warm maar mag niet gloeiend heet worden.

Een VSA is een spoel en heeft daarom nog een extra voordeel. Normaal gesproken gaat er bij het aanzetten van een gloeilamp even een hoge stroom lopen omdat de gloeidraad dan nog koud is en een lage weerstand heeft. De gloeidraad brandt daarom vaak door bij het aanzetten. Deze inschakel-stroompiek wordt nu beperkt door de spoel van het VSA, hierdoor zal de lamp minder belast worden bij het aanzetten. Bij het uitschakelen van de lamp kan er, net als bij ouderwetse TL-armaturen, een klein vonkje in de schakelaar ontstaan. Hierdoor zullen de contactpunten van de schakelaar of schakelklok op dun duur inbranden. Dit is eenvoudig te verhelpen door een ontstoringscondensator (100 Ω, 0,1 µF) over de 230V te zetten (zie figuur).

Figuur: Serie schakeling van gloeilamp met voorschakelapparaat (VSA). Inbranden van de contacten van een schakelaar kan eventueel voorkomen worden door een ontstoringscondensator (in stippellijn) over de 230 V te zetten.

Op dit moment brandt de gloeilamp 13000 uur, dat is ruim 13 keer langen dan normaal.

Voordeel: De gloeilamp brandt constant en gaat waarschijnlijk lang mee, hoewel dit nog in de praktijk bewezen moet worden. Het nadelige effect van de hoge inschakelstroom wordt verminderd. Nadeel: Niet elk vermogen kan ingesteld worden, geen kant-en-klaar oplossing, energieverlies in het VSA (kan eventueel benut worden).