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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(Neó

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Argó

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Sopo

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tubo

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arga

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

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Plac

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olyb

deno

Base

Alambr

e cond

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Elec

trodo

Mercu

rio

Halo

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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.