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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Notbeleuchtungssystems,
ein Notbeleuchtungssystem und eine Notlampe.
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Hintergrund und Stand der
Technik
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Akkugepufferte
Lampen, wie sie beispielsweise zur Notbeleuchtung in Gebäuden, Schiffen, Flugzeugen
etc. Verwendung finden, benötigen
eine permanente Verbindung mit dem Stromnetz, die dafür sorgt,
dass die Akkus der Lampen ständig
geladen gehalten werden, damit sie im Notfall, d. h. bei Ausfall
der Stromversorgung, die Stromversorgung der Lampen übernehmen
können,
und die gleichzeitig den Netzausfall als Signal zum Betrieb der
Lampe mit dem Akku nutzt.
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Bislang
wird hierfür
ein separates Netzkabel verlegt, das unabhängig vom übrigen Lichtnetz dauernd unter
Spannung gehalten wird. Bei nachträglicher Anbringung von akkugepufferten
Notlampen wird damit eine Zusatzverkabelung notwendig. Darüber hinaus
müssen
zusätzliche
Leuchten für
die Notlampen vorgesehen werden, was teilweise nicht oder nur schwer
möglich
und überdies
aufwändig
ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Notbeleuchtung bereitzustellen,
bei dem die Nachteile des Standes der Technik vermieden und insbesondere
auf eine Zusatzverkabelung und Anbringung zusätzlicher Leuchten verzichtet
werden kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Zur
Lösung
der Aufgabe stellt die Erfindung in einem ersten Aspekt ein Verfahren
zum Betrieb eines Notbeleuchtungssystems bereit, wobei mindestens
eine Standardlampe mit einer ersten Mindestbetriebsspannung und
mindestens eine Notlampe mit einer zweiten Mindestbetriebsspannung über mindestens
eine zumindest teilweise gemeinsame elektrische Leitung mit elektrischem
Strom versorgt werden, und wobei bei Betätigung eines Schaltmittels
die mindestens eine Notlampe und die mindestens eine Standardlampe
mit einer Spannung beaufschlagt werden, die unterhalb der ersten
Mindestbetriebsspannung liegt.
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In
einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein Notbeleuchtungssystem
bereit, das eine Spannungsquelle, ein Schaltmittel sowie mindestens
eine Standardlampe mit einer ersten Mindestbetriebsspannung und
mindestens eine Notlampe mit einer zweiten Mindestbetriebsspannung
umfasst, wobei die mindestens eine Standardlampe und die mindestens
eine Notlampe über
mindestens eine zumindest teilweise gemeinsame elektrische Leitung
verbunden sind, und wobei ein Spannungsminderer vorgesehen ist,
der bei Betätigung
des Schaltmittels die Spannung der Spannungsquelle soweit vermindert,
dass die mindestens eine Notlampe und die mindestens eine Standardlampe
mit einer Spannung beaufschlagt werden, die unterhalb der ersten
Mindestbetriebsspannung liegt.
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In
einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Notlampe zum Einsatz
in einem Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung oder einem
Notbeleuchtungssystem nach dem zweiten Aspekt der Erfindung bereit,
wobei die Notlampe mindestens eine Leuchtdiode (LED), einen Fotosensor
und einen mit dem Foto sensor verbundenen Controller umfasst, und
wobei die Notlampe so konstruiert und ausgestaltet ist, dass sie
in eine Standardleuchte einsetzbar ist.
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Begriffe
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Als "Lampe" wird in der vorliegenden
Anmeldung ein beliebiges Leuchtmittel, beispielsweise eine Glühbirne,
eine Leuchtstoffröhre
oder eine Leuchtdiode (LED), bezeichnet. Auch ein Leuchtmittel,
das mindestens ein lichtabgebendes Element, z. B. eine Leuchtdiode
oder dergleichen, sowie weitere elektronische Bauteile zur Steuerung
des mindestens einen lichtabgebenden Elementes umfasst, wird hier
als Lampe bezeichnet. Eine solche Lampe kann beispielsweise auch
ein Netzteil mit einem Spannungsminderer und/oder Spannungswandler
umfassen, das entweder baulich in die Lampe integriert, d. h. in den
Lampenkörper
aufgenommen, oder extern, d. h. außerhalb des eigentlichen Lampenkörpers untergebracht
sein kann. Wenn in der vorliegenden Anmeldung daher in Zusammenhang
mit einer Lampe der Ausdruck "mit
einer Spannung beaufschlagt" oder
ein inhaltlich entsprechender Ausdruck verwendet wird, umfasst dies
auch die Beaufschlagung eines internen oder externen Netzteils einer
Lampe mit Spannung.
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Der
Begriff "Standardlampe" bezieht sich hier
auf eine Lampe, die zum Einsatz kommt, um eine Fläche oder
einen Raum im Normalfall zu beleuchten, wenn beispielsweise eine
möglichst
helle, z. B. dem Tageslicht weitgehend entsprechende Ausleuchtung
erreicht werden soll. Eine Standardlampe ist nicht dafür vorgesehen
und ausgelegt, im Notfall, d. h. bei Stromausfall, Licht zu liefern.
Insbesondere wird unter einer Standardlampe eine Lampe verstanden,
die nicht für
eine Akkupufferung vorgesehen ist bzw. nicht akkugepuffert betrieben
wird.
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Der
Ausdruck "Notlampe" soll hier eine Lampe
bezeichnen, die für
den Notbetrieb vorgesehen ist, d. h. für den Fall eines Stromausfalls
und/oder für Zeiten
oder Räume,
in denen eine Voll-, Standard- bzw. Normalbeleuchtung nicht erforderlich
oder erwünscht
ist, z. B. während
der Nacht oder sonstiger Ruhezeiten, in Kellerräumen, Abstellkammern, Garagen
etc. Insbesondere wird unter einer Notlampe eine akkugepufferte
Lampe verstanden. Eine Notlampe ist häufig so ausgelegt, dass sie
nicht den Energiebedarf einer Standardlampe hat und auch nicht die
Lichtstärke
einer Standardlampe erreicht, sondern nur eine Lichtstärke, die
im Notfall oder in der Dunkelheit Menschen eine visuelle Orientierung
ermöglicht.
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Mit
dem Begriff "Leuchte" wird hier eine Vorrichtung
bezeichnet, die ein Leuchtmittel (eine Lampe) trägt bzw. aufnimmt und die Verbindung
zur elektrischen Stromquelle herstellt. Unter einer "Notleuchte" soll hier insbesondere
eine Leuchte verstanden werden, die eine Notlampe, insbesondere
eine akkugepufferte Lampe, umfasst bzw. aufnimmt. Der Akku kann
dabei in das Leuchtmittel der Notleuchte integriert oder auch außerhalb
der Lampe im Leuchtenkörper
vorgesehen sein. Demgegenüber
soll der Begriff "Standardleuchte" eine Leuchte bezeichnen,
in der eine Standardlampe betreibbar ist bzw. betrieben wird. Insbesondere
wird unter einer "Standardleuchte" eine Leuchte verstanden,
die kein akkugepuffertes Leuchtmittel aufweist.
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Unter
einem "Akkumulator" oder "Akku" wird hier jeder
Speicher für
elektrische Energie, insbesondere jeder wiederauf ladbare Speicher
für elektrische Energie
verstanden. Die Verwendung der Einzahl "Akkumulator" bzw. "Akku" ist
so zu verstehen, dass damit auch die Verwendung mehrerer Akkumulatoren
umfasst sein soll. Umgekehrt soll die Verwendung der Mehrzahl "Akkumulatoren" bzw. "Akkus" nicht dahingehend
verstanden werden, dass damit die Verwendung nur eines Akkus ausgeschlossen sein
soll. Der Begriff "akkugepuffert" bezieht sich darauf,
dass ein Stromverbraucher, hier in der Regel ein Leuchtmittel, mit
einem Akkumulator elektrisch verbunden ist und aus dem Akkumulator
elektrischen Strom bezieht bzw., gegebenenfalls abhängig vom Eintritt
bestimmter Bedingungen wie beispielsweise einem Stromausfall, beziehen
kann.
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Unter
einer "Nennspannung" oder "Nennbetriebsspannung" ist hier der für den Normalbetrieb bzw.
Normalgebrauch eines elektrischen Verbrauchers oder einer Spannungsquelle
vorgesehene Wert der elektrischen Spannung (in Volt) zu verstehen.
Die Nennspannung des in einem Staat üblichen Stromversorgungsnetzes
wird hier auch als "Netzspannung" bezeichnet. Die
Netzspannung beträgt beispielsweise
in Deutschland und den meisten europäischen Staaten 230 Volt. In
den Vereinigten Staaten beträgt
die Netzspanneung 117 Volt.
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Der
Begriff "Betriebsspannung" wird hier für die Spannung
(in Volt) verwendet, mit der eine elektrische oder elektronische
Schaltung oder ein elektrischer Verbraucher, z. B. eine Lampe, beaufschlagt wird. "Mindestbetriebsspannung" ist die Spannung (in
Volt), die zum Betrieb einer elektrischen oder elektronischen Schaltung
oder eines elektrischen Verbrauchers mindestens notwendig ist. Die
Mindestbetriebsspannung einer Lampe ist beispielsweise die Spannung,
die die Lampe zur Abgabe von Licht bzw. zur Abgabe der vorgesehenen
oder gewünschten Lichtmenge
anregt. Im Falle einer akkugepufferten Notlampe soll der Begriff
auch so verstanden werden, dass er eine Mindestspannung umfasst,
die sowohl zur Lichterzeugung als auch zur Ladung bzw. Ladungserhaltung
des bzw. der Akkus ausreicht.
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Wenn
hier der Begriff "Eingangsspannung" oder "Mindesteingangsspannung" verwendet wird, bezieht
sich dies, sofern sich nicht aus dem Zusammenhang etwas anderes
ergibt, regelmäßig auf
die Betriebsspannung bzw. Mindestbetriebsspannung, die am Eingang
eines Spannungsminderers, Spannungswandlers oder dergleichen bzw.
eines Netzteils anliegt bzw. benötigt
wird. Unter einem "Netzteil" wird hier ein eingeständiges elektronisches
Bauteil verstanden, das einen elektrischen Verbraucher mit einer
anderen Spannung und/oder einem anderen Strom versorgt, als am Eingang
des Netzteils bereit gestellt wird.
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Sofern
nicht etwas anderes angegeben ist, sind die Begriffe "Nennspannung", "Nennbetriebsspannung", "Netzspannung", "Betriebsspannung", "Mindestbetriebsspannung", "Eingangsspannung", "Mindesteingangsspannung" etc. so verstehen,
dass sie einen Durchschnittswert oder Mittelwert der Spannung bezeichnen
sollen.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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In
einem ersten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb
eines Notbeleuchtungssystems bereit, wobei mindestens eine Standardlampe
mit einer ersten Mindestbetriebsspannung und mindestens eine Notlampe
mit einer zweiten Mindestbetriebsspannung über mindestens eine zumindest
teilweise gemeinsame elektrische Leitung mit elektrischem Strom
versorgt werden, und wobei bei Betätigung eines Schaltmittels
die mindestens eine Notlampe und die mindestens eine Standardlampe mit
einer Spannung beaufschlagt werden, die unterhalb der ersten Mindestbetriebsspannung
liegt.
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Die
Erfindung macht sich die unterschiedlichen Spannungsbereiche, in
denen Standardlampen, z. B. Leuchtstoffröhren, und Notlampen arbeiten,
zu Nutze. Standardlampen benötigen
regelmäßig eine
deutlich höhere
Betriebsspannung als Notlampen, so dass bei Unterschreiten einer
bestimmten Mindestspannung die Standardlampe erlischt, obwohl sie
noch mit einer Spannung beaufschlagt wird, während eine Notlampe bei dieser
Spannung leuchtet oder zumindest die Akkus der Notlampe weiterhin mit
der nötigen
Spannung versorgt werden. Mit dem Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann ein bestehendes Beleuchtungssystem weitgehend unverändert beibehalten
werden, ohne dass eine Verlegung zusätzlicher Kabel zur Versorgung
von Notlampen erforderlich wird. Es muss lediglich durch geeignete
Maßnahmen
dafür gesorgt
werden, dass die Netzspannung im Bedarfsfall, z. B. durch manuelles oder
automatisches Betätigen
eines Schalters, soweit herabgesetzt wird, dass die Spannung zwar nicht
mehr ausreicht, um die Standardlampen zum Leuchten zu bringen, wohl
aber ausreicht, um die Notlampen zum Leuchten zu bringen bzw. den
nötigen
Akkuladestrom oder Akkuladungserhaltungsstrom zu liefern. Leuchtstoffröhren benötigen beispielsweise
eine Mindestbetriebsspannung von etwas mehr als der halben Nennbetriebsspannung (230
V). Es genügt
also, die Spannung zum Beispiel auf 100 V zu verringern. Diese Spannung
wäre nicht ausreichend,
um die Leuchtstoffröhren
zum Leuchten zu bringen, würde
aber zum Betrieb der Notlampen mehr als genügen.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, wenn eine ausreichende
Differenz zwischen den beiden Mindestbetriebsspannungen vorhanden
ist. Die Differenz sollte wenigstens so groß sein, dass die Toleranzbereiche
der Mindestbetriebsspannungen einander nicht überschneiden. In einer bevorzugten
Ausführungsform
beträgt
die zweite Mindestbetriebsspannung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
höchstens
98%, bevorzugt höchstens 97%,
bevorzugt höchstens
96%, bevorzugt höchstens
95%, bevorzugt höchstens
90%, höchstens 85%,
höchstens
80%, höchstens
70%, höchstens 60%,
höchstens
50%, höchstens
40%, höchstens 30%,
höchstens
20%, höchstens
10% und besonders bevorzugt höchstens
5%, höchstens
4%, höchstens
3%, höchstens
2% oder höchstens
1% der ersten Mindestbetriebsspannung.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird mindestens eine akkugepufferte Notlampe verwendet. Grundsätzlich kann
eine Notlampe auch ohne Akkupufferung betrieben werden, z. B. für den Fall,
dass lediglich dafür
gesorgt werden soll, dass Räume
oder Flächen
eine Mindestbeleuchtung erfahren, ohne dass es darauf ankäme, auch
für einen
Stromausfall eine Beleuchtung vorzusehen. In der Regel werden Notlampen
jedoch eine Akkupufferung aufweisen, um auch für den Fall eines Stromausfalls
gerüstet
zu sein. Bei einer akkugepufferten Notlampe kann das Verfahren so
ausgestaltet sein, dass sowohl die Energie für die Lichterzeugung als auch
die Energie zur Ladung des oder der Akkus bereit gestellt wird (Dauerbetrieb),
oder so ausgestaltet sein, dass nur die Energie zur Ladung des/der
Akkus bzw. zur Ladungserhaltung des/der Akkus bereit gestellt wird
(Bereitschaftsbetrieb).
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Bevorzugt
wird eine vorzugsweise akkugepufferte Notlampe verwendet, die mindestens
eine Leuchtdiode (LED) umfasst. Leuchtdioden sind vergleichsweise
leuchtstark, benötigen
aber verhältnismäßig wenig
Energie. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Notlampe
mehrere LEDs.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die mindestens eine Notlampe und die mindestens eine Standardlampe
mit einer Spannung beaufschlagt, die oberhalb der zweiten Mindestbetriebsspannung,
d. h. der Mindestbetriebsspannung der Notlampe liegt. Bei dieser
Ausführungsform
wird die Notlampe im Dauerbetrieb betrieben. Die verminderte Spannung
reicht zwar nicht mehr aus, um die Standardlampe zum Leuchten zu
bringen, genügt
jedoch, um die Notlampe zum Leuchten zu bringen. Im Falle einer
akkugepufferten Notlampe ist es bevorzugt, dass die Betriebsspannung
so hoch gewählt
wird, dass die Stromversorgung sowohl für die Lichterzeugung, z. B.
durch die LEDs, als auch für
die Ladung bzw. Ladungserhaltung des oder der Akkus ausreicht.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird mindestens eine Notlampe verwendet, die für den Betrieb in einer Standardleuchte
geeignet und ausgelegt ist. Dies hat den Vorteil, dass vorhandene Leuchten,
gegebenenfalls mit geringfügigen
Modifikationen, weiterverwendet werden können. Beispielsweise kann die
Notlampe so konstruiert und ausgelegt sein, dass sie in eine normale
Leuchtstoffröhrenleuchte
eingesetzt und darin auch betrieben werden kann. Bei dieser Ausführungsform
kann ein Beleuchtungssystem einheitlich ausgestaltet werden, beispielsweise
ohne separate Leitungen für
Notlampen und Not leuchten. Die Notlampen können neben oder auch an Stelle
von Standardlampen in Standardleuchten betrieben werden.
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Bevorzugt
wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung
als Standardlampe eine Gasentladungslampe, bevorzugt eine Leuchtstofflampe,
verwendet. Leuchtstofflampen, z. B. Leuchtstoffröhren, sind weit verbreitet
und insbesondere in Büro-,
Behördengebäuden etc.
häufig
als Leuchtmittel anzutreffen. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere dazu
vorgesehen, die Nachrüstung
solcher mit Leuchtstofflampen betriebenen Beleuchtungssysteme mit
Notlampen zu erleichtern bzw. überhaupt
zu ermöglichen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass
die mittlere Helligkeit der mindestens einen Notlampe elektronisch überwacht
und im Wesentlichen konstant gehalten wird. Dies ist besonders dann
nützlich,
wenn zur Lichterzeugung ein oder mehrere LEDs verwendet werden.
LEDs verlieren im Laufe ihres Lebens an Helligkeit. Dies hängt hauptsächlich von
der Betriebstemperatur ab und die wiederum ist von der beaufschlagten
elektrischen Leistung abhängig.
Um dem Helligkeitsverlust insbesondere bei Dauerbetrieb entgegenzuwirken,
kann die Notlampe anfangs mit einer soweit reduzierten Leistung
betrieben werden, dass die Helligkeit gerade noch den gewünschten
Wert aufweist bzw. knapp darüber
liegt, z. B. bei Räumen
die von der entsprechenden Norm geforderte Mindesthelligkeit am
Boden erreicht wird. Beispielsweise kann mit Hilfe eines Fotosensors
die von der Notlampe erzeugte mittlere Helligkeit erfaßt werden.
Beispielsweise kann dann ein in einem Controller vorgesehener Regelkreis,
z. B. durch automatische Nachregelung, dafür sorgen, dass diese Helligkeit
solange er halten bleibt, bis die Lichtabgabefähigkeit der LEDs soweit abgesunken ist,
dass kein Nachregeln mehr möglich
ist. Nachregelungsmöglichkeiten
sind dem Fachmann bekannt und umfassen beispielsweise die Erhöhung der
an den LEDs anliegenden mittleren Spannung, z. B. durch Verbreitern
der Pulse. Auf diese Weise wird die Lebensdauer der Lampe, während der
sie Licht mit der gewünschten
Stärke
abgibt, erheblich verlängert. Dieser
Mechanismus, der es im Übrigen
auch ermöglicht,
gegebenenfalls den vollständigen
Ausfall einer oder mehrerer LEDs zu kompensieren, ist insbesondere
im Dauerbetrieb vorgesehen. Im Notfall ist es dagegen bevorzugt,
dass die Notlampe die volle Helligkeit abgibt. Da der Notfall aber
höchst
selten auftritt, wird die Lebensdauer der LEDs dadurch nicht verkürzt.
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Weiter
bevorzugt wird bei der mindestens einen Notlampe eine automatische
Summenstromüberwachung
durchgeführt.
Mit Hilfe dieser Summenstromüberwachung,
die beispielsweise ebenfalls von dem oben erwähnten Controller vorgenommen werden
kann, kann der Betriebszustand der Notlampe festgestellt werden.
Beispielsweise kann bei Verwendung von LEDs der Ausfall einer oder
mehrerer LEDs festgestellt werden.
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Darüber hinaus
kann auch die Akkukapazität durch
automatische Simulation eines Netzausfalls durch Messung von Akkuspannung
und Lampenhelligkeit kontrolliert werden. Auch hierzu kann der vorerwähnte Controller
eingesetzt werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahens
führt die mindestens
eine Notlampe auf externe Anforderung oder in regelmäßigen Abständen automatisch
einen Selbsttest durch und/oder übermittelt
Betriebsdaten an eine Zentraleinheit. Dadurch wird sichergestellt, dass
die Notlampe zuverlässig
funktioniert. Bevorzugt wird die Übermittlung der Daten dabei
per Funk vorgenommen. Dadurch wird die Verlegung von Kabeln für die Überwachung
der Notlampe vermieden.
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In
einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein Notbeleuchtungssystem
bereit, das eine Spannungsquelle, ein Schaltmittel sowie mindestens
eine Standardlampe mit einer ersten Mindestbetriebsspannung und
mindestens eine Notlampe mit einer zweiten Mindestbetriebsspannung
umfasst, wobei die mindestens eine Standardlampe und die mindestens
eine Notlampe über
mindestens eine zumindest teilweise gemeinsame elektrische Leitung
verbunden sind, und wobei ein Spannungsminderer vorgesehen ist,
der bei Betätigung
des Schaltmittels die Spannung der Spannungsquelle soweit vermindert,
dass die mindestens eine Notlampe und die mindestens eine Standardlampe
mit einer Spannung beaufschlagt werden, die unterhalb der ersten
Mindestbetriebsspannung liegt. Das Schaltmittel kann ein manuelles
oder automatisches Schaltmittel sein.
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Das
erfindungsgemäße Notbeleuchtungssystem
weist insbesondere den Vorteil auf, dass bestehende Beleuchtungssysteme
zu einem Notbeleuchtungssystem umgerüstet bzw. um ein Notbeleuchtungssystem
ergänzt
werden können,
ohne dass es einer Neuverlegung von Kabeln für die Stromversorgung der Leuchten
bedarf. Mit Hilfe eines Spannungsminderers, vorzugsweise eines Transformators
oder eines Spartransformators, der beispielsweise in der Nähe eines
Lichtschalters in die Versorgungsleitung(en) für das Beleuchtungssystem integriert
sein kann, wird bei Betätigung
des Schalters die Spannung soweit herabgesetzt, dass die Notlampe(n)
und die Standardlampe(n) mit einer Spannung beaufschlagt wird(werden),
die unterhalb der ersten Mindestbetriebsspannung der Standardlampe(n)
liegt, was dazu führt,
dass die Notlampen(n) mit einer Spannung versorgt wird(werden),
die ausreicht, um die Notlampe(n) zum Leuchten zu bringen und/oder
ausreicht, den erforderlichen Akkuladestrom oder den Akkuladungserhaltungsstrom
bereit zu stellen.
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Bevorzugt
ist die Differenz zwischen der ersten Mindestbetriebsspannung und
der zweiten Mindestbetriebsspannung mindestens so groß, dass
die Toleranzbereiche der Mindestbetriebsspannungen einander nicht überschneiden.
Besonders bevorzugt beträgt
die zweite Mindestbetriebsspannung höchstens 98%, bevorzugt höchstens
97%, bevorzugt höchstens
96%, bevorzugt höchstens
95%, bevorzugt höchstens
90%, höchstens
85%, höchstens 80%,
höchstens
70%, höchstens
60%, höchstens 50%,
höchstens
40%, höchstens
30%, höchstens 20%,
höchstens
10% und besonders bevorzugt höchstens
5%, höchstens
4%, höchstens
3%, höchstens
2% oder höchstens
1% der ersten Mindestbetriebsspannung.
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Die
Notlampe kann über
ein Netzteil mit einem Spannungsminderer und/oder Spannungswandler
verfügen,
um die an der Notlampe angelegte Spannung gegebenenfalls weiter
herabzusetzen und/oder zu wandeln, z. B. von Wechselspannung zu Gleichspannung.
Die zweite Mindestbetriebsspannung entspricht dann der Mindesteingangsspannung des
Netzteils. Das Netzteil kann in die Notlampe integriert oder extern
vorgesehen sein.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notbeleuchtungssystems
ist die mindestens eine Notlampe eine akkugepufferte Notlampe. Der
Akkumulator, der in die Notlampe selbst integriert oder in der Leuchte vorge sehen
sein kann, kann im Falle eines Ausfalls der Netzversorgung den Strom
für den
Betrieb der Notlampe bereit stellen und so bei Stromausfall für eine Notbeleuchtung
sorgen. Obwohl es bevorzugt ist, dass jede Notlampe einen oder mehrere
Akkus integriert aufweist, kann auch ein externer Akku (z. B. in
der Leuchte) oder auch ein zentraler Akku, an den mehrere Notlampen
angeschlossen sind, vorgesehen sein.
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Vorzugsweise
umfasst die akkugepufferte Notlampe mindestens eine Leuchtdiode
(LED). Das Vorhandensein mehrerer LEDs ist bevorzugt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Notbeleuchtungssystems ist der Spannungsminderer dahingehend
ausgelegt, dass bei Betätigung
des Schaltmittels die Spannung der Spannungsquelle soweit vermindert
wird, dass die mindestens eine Notlampe und die mindestens eine
Standardlampe mit einer Spannung beaufschlagt werden, die oberhalb der
zweiten Mindestbetriebsspannung liegt. Diese Ausführungsform
ist für
den Dauerbetrieb vorgesehen. Die herabgeminderte Spannung ist dabei
im Falle einer Akkupufferung der Notlampe so bemessen, dass sowohl
der für
die Lichterzeugung erforderliche Strom als auch der für die Ladung
bzw. Ladungserhaltung der Akkus benötigte Strom bereit gestellt wird.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Notbeleuchtungssystems
ist die mindestens eine Notlampe für den Betrieb in einer Standardleuchte
geeignet und ausgelegt. Beispielsweise kann die Notlampe so konstruiert
und ausgelegt sein, dass sie an Stelle einer Leuchtstofflampe in
einer üblichen
Leuchtstoffleuchte einsetzbar und betreibbar ist.
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Bevorzugt
ist die Standardlampe eine Gasentladungslampe, besonders bevorzugt
eine Leuchtstofflampe, z. B. eine handelsüblich Leuchtstoffröhre. Ein
solches Notbeleuchtungssystem kann auf einfache Weise auf Basis
eines vorhandenen Standardbeleuchtungssystems hergerichtet werden.
Die bisherigen Leuchtstoffröhren
werden zumindest teilweise durch entsprechend ausgelegte Notlampen
ersetzt. Es ist auch denkbar, sämtliche
Standardlampen, z. B. Leuchtstoffröhren, durch Notlampen zu ersetzen, wenn
die Notlampen so ausgestaltet sind, dass sie eine Standardlampe
integriert enthalten. Dazu könnte
ein Teil des Lampenkörpers
dazu verwendet werden, eine Standardlampe vorzusehen, während ein anderer
Teil desselben Lampenkörpers
dazu verwendet wird, die Notlampe zu bilden bzw. aufzunehmen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Notlampe einen Fotosensor. Besonders bevorzugt umfasst
die Notlampe darüber
hinaus einen mit dem Fotosensor elektrisch verbundenen Controller,
der so ausgelegt ist, dass damit die mittlere Helligkeit der Notlampe
elektronisch überwacht
und/oder im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Wie bereits
oben in Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben,
kann damit das alterungsbedingte Abfallen der Leuchtleistung von beispielsweise
LEDs ausgeglichen und die Lebensdauer der Notlampe verlängert werden.
Darüber
hinaus kann damit gegebenenfalls auch der Ausfall einer oder mehrerer
LEDs ausgeglichen werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist die Notlampe eine elektronische Summenstromüberwachungseinheit
auf. Mit Hilfe eines solchen Summenstromüberwachungseinheit kann z. B.
der Ausfall einer oder mehrerer LEDs der Notlampe festgestellt werden.
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In
einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Notbeleuchtungssystems
umfasst die Notlampe ein Funkmodul, über das beispielsweise Betriebsdaten
und/oder Systemparamater der Notlampe an eine externe Zentraleinheit übermittelt
werden können.
Darüber
hinaus ermöglicht
es das Vorsehen eines solchen Funkmoduls, z. B. Tests von der externen
Zentraleinheit aus auszulösen
oder das Programm der Lampe mit einem Update zu versehen.
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Die
Notlampe kann bei dem Notbeleuchtungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Netzteil umfassen, das bei einer Betriebsspannung (Eingangsspannung)
betrieben werden kann, die vorzugsweise in einem möglichst
weiten Spannungsbereich liegt. Vorzugsweise umfasst der Spannungsbereich
mindestens einen Bereich von der Netzspannung (einschließlich eines
Toleranzbereichs von ±10%)
bis zu einer Spannung von mindestens 70%, mindestens 60%, mindestens
50%, mindestens 40%, mindestens 30%, mindestens 25%, mindestens
20% oder mindestens 15% der Netzspannung. Beispielsweise umfasst
der Eingangsspannungsbereich einen Spannungsbereich von etwa 264
V (Netzspannung 240 V + 10%) bis 66 Volt. Ein bevorzugter Spannungsbereich
ist ein Bereich von 250 V bis 75 V.
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In
einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung auch eine
Notlampe zum Einsatz in einem Verfahren nach dem ersten Anspekt
der Erfindung bzw. in einem Notbeleuchtungssystem nach dem zweiten
Aspekt der Erfindung, wobei die Notlampe mindestens eine Leuchtdiode
(LED), einen Fotosensor und einen mit dem Fotosensor verbundenen
Controller umfasst, und wobei die Notlampe so konstruiert und ausgestaltet
ist, dass sie für
den Betrieb in einer Standardleuchte geeignet und ausgelegt ist.
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Die
erfindungsgemäße Notlampe
ermöglicht die
einfache Umrüstung
bzw. Nachrüstung
bestehender Beleuchtungssysteme zu einem Notbeleuchtungssystem bzw.
zu einem kombinierten Standard-/Notbeleuchtungssystem. Die erfindungsgemäße Notlampe
ist beispielsweise so ausgelegt, dass sie in eine Norm-Leuchtstoffleuchte
eingesetzt und dort betrieben werden kann.
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Die
mindestens eine Leuchtdiode der erfindungsgemäßen Notlampe ist bevorzugt
mit mindestens einem Akkumulator elektrisch verbunden. Der mindestens
eine Akkumulator ist dabei vorzugsweise in den Lampenkörper integriert.
Im Falle eines Ausfalls der Netzversorgung kann so sichergestellt
werden, dass die Notlampe mit Strom versorgt wird, um Licht abstrahlen
zu können.
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Bei
der erfindungsgemäßen Notlampe
ist darüber
hinaus bevorzugt ein Funkmodul vorgesehen. Das Funkmodul, das bevorzugt
in den Lampenkörper
der Notlampe integriert ist, versetzt die Notlampe in die Lage,
mit einer externen Zentraleinheit eine Funkverbindung einzugehen, über die
Daten, z. B. Betriebsdaten, Systemparameter, Fehlermeldungen etc. übertragen
werden könnnen.
Von der Zentraleinheit kann die Notlampe über die Funkverbindung mit
Programmupdates versorgt werden. Darüber hinaus kann beispielsweise
ein Testprogramm ausgelöst
werden. Daraus resultierende Testdaten können wiederum an die Zentraleinheit
gesendet werden. Auf diese Weise wird beispielsweise die Wartung
der Notlampe deutlich erleichtert.
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Bevorzugt
liegt die Mindestbetriebsspannung der Notlampe unterhalb der Mindestbetriebsspannung
einer Standardlampe. Besonders bevorzugt beträgt die Mindestbetriebsspannung
der Notlampe dabei höchstens
98%, bevorzugt höchstens 97%,
bevorzugt höchstens
96%, bevorzugt höchstens
95%, bevorzugt höchstens
90%, höchstens 85%,
höchstens
80%, höchstens
70%, höchstens 60%,
höchstens
50%, höchstens
40%, höchstens 30%,
höchstens
20%, höchstens
10% und besonders bevorzugt höchstens
5%, höchstens
4%, höchstens
3%, höchstens
2% oder höchstens
1% der Mindestbetriebsspannung der Standardlampe.
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In
einer besonders bevorzugten Aufsführungsform der Erfindung ist
der Controller so ausgelegt, dass die mittlere Helligkeit der Notlampe
elektronisch überwacht
und/oder im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Dadurch
kann ein möglicher Ausfall
einer LED oder mehrerer LEDs ebenso kompensiert werden wie der Abfall
der Leuchtstärke durch
Alterung.
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Bevorzugt
ist bei der erfindungsgemäßen Notlampe
eine elektronische Summenstromüberwachungseinheit
vorgesehen. Mittels dieser Summenstromüberwachungseinheit kann beispielsweise der
Ausfall einer oder mehrerer LEDs festgestellt werden. Ein solcher
Ausfall kann z. B. eine Fehlermeldung auslösen, die über das oben erwähnte Funkmodul
an die Zentraleinheit weitergeleitet werden kann.
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Die
Notlampe gemäß der vorliegenden
Erfindung kann ein Netzteil umfassen, das bei einer Betriebsspannung
(Eingangsspannung) betrieben werden kann, die vorzugsweise in einem
möglichst
weiten Spannungsbereich liegt. Vorzugsweise umfasst der Spannungsbereich
mindestens einen Bereich von der Netzspannung (einschließlich eines
Toleranzbereichs von ±10%) bis
zu einer Spannung von mindestens 70%, mindestens 60%, mindestens
50%, mindestens 40%, mindestens 30%, mindestens 25%, mindestens
20% oder mindestens 15% der Netzspannung. Beispielsweise umfasst
der Eingangsspannungsbereich einen Spannungsbereich von etwa 264
V (Netzspannung 240 V + 10%) bis 66 Volt. Ein bevorzugter Spannungsbereich
ist ein Bereich von 250 V bis 75 V.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es
zeigt
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1 eine
stark vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Notbeleuchtungssystems.
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2 eine
erfindungsgemäße Notlampe
in Draufsicht von oben (links) und unten (rechts).
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3 eine
erfindungsgemäße Notlampe
in einer perspektivischen Ansicht.
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1 zeigt
eine sehr stark vereinfachte schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Notbeleuchtungssystems.
Das Notbeleuchtungssystem weist hier eine Standardlampe 1 und
eine Notlampe 2, die hier symbolisch als LED dargestellt
ist, auf. Die Standardlampe 1 und die Notlampe 2 werden über zumindest
teilweise gemeinsame Leitungen 3, 4 durch eine
Spannungsquelle 5 mit der Spannung U1 beaufschlagt,
wenn sich der Schalter 7 in der gepunktet dargestellten
Position (7b) befindet. Darüber hinaus ist ein Transformator 6 vorgesehen, über den die
Spannung U1 auf die Spannung U2 vermindert wird,
wenn der Schalter 7 in die gestrichelt dargestellte Position
(7a) gebracht wird. In diesem Fall erlischt die Standardlampe 1,
weil die Spannung U2 nicht mehr ausreicht,
um sie zum Leuchten zu bringen. Dagegen ist die Spannung U2 ausreichend, um die Notlampe 2 zum
Leuchten zu bringen bzw. den Akkumulator mit ausreichendem Ladungsstrom
bzw. Ladungserhaltungsstrom zu versorgen. Die Notlampe 2 wird,
ebenso wie die Standardlampe 1, in einer Standardleuchte
betrieben. Der Transformator 6 ist in der Nähe des Schalters 7 vorgesehen.
Der Transformator 6 ist auf die Leistung der Notlampe 2 ausgelegt, da
nur die Notlampe 2 hierüber
mit Energie versorgt wird. Die Auslegung des Transformators 6 ist
abhängig
davon, ob die Notlampe 2 im Dauerbetrieb betrieben werden
soll oder nur im Notbetrieb, d. h. bei Stromausfall. Dauerbetrieb
muss zu dem LED-Strom noch der Akkuladestrom bzw. gegebenenfalls
der Akkuladungserhaltungsstrom geliefert werden, im Notbetrieb muss
nur der Akkuladestrom bzw. Akkuladungserhaltungsstrom geliefert
werden, so dass die Leistung des Transformators entsprechend niedriger sein
kann. Der Akkuladestrom beträgt
beispielsweise etwa ein Drittel des LED-Stroms, der Akkuladungserhaltungsstrom,
der z. B. nach einer Ladungszeit von 16 Stunden erreicht wird, lediglich
etwa 1/100 des LED-Stroms.
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Wenn
die Standardlampe beispielsweise eine Leuchtstoffröhre mit
einer Nennbetriebsspannung von 230 V ist, ist die Spannung bei etwa
der halben Nennbetriebsspannung in der Regel nicht mehr ausreichend,
um die Leuchtstoffröhre
zum Leuchten bringen. Die gegebenenfalls mit einem Netzteil versehene
Notlampe arbeitet jedoch in einem sehr weiten Eingangspannungsbereich,
dessen unterer Grenzwert die halbe Nennbetriebsspannung der Leuchtstoffröhre deutlich
unterschreiten kann. Eine Betriebsspannung von 100 V liegt in der
Regel unterhalb der Mindestbetriebsspannung einer Leuchtstoffröhre, jedoch
ober halb der Mindestbetriebsspannung der Notlampe, so dass diese
leuchtet, während
die Leuchtstoffröhre
erlischt bzw. gar nicht erst zu leuchten beginnt.
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2 zeigt
eine erfindungsgemäße Notlampe 2,
die so ausgelegt ist, dass sie in eine Standard-Leuchtstoffleuchte
eingebaut werden kann. Der regelmäßig vorgesehene Glas- oder
Kunststoffkörper
ist nicht dargestellt. Die Notlampe 2 verfügt über ein
integriertes Netzteil 8, eine Sicherung 9 und
Akkus 10. Darüber
hinaus ist eine Platine 11 mit einem Controller 12 und
einem Funkmodul 13 in der Notlampe 2 untergebracht.
Der Controller 12 ist mit einem Fotosensor 18 elektrisch
verbunden. Der Fotosensor 18 ist zwischen zwei LEDs vorgesehen. Über Kontakte 14, 15 kann
die Notlampe 2 in eine Norm-Leuchtstoffleuchte eingesetzt
werden. Eine LED-Leiste 16 ist mit LEDs 17 bestückt, die
mit dem Netzteil 8 und den Akkus 10 verbunden
sind, so dass bei Ausfall der Netzversorgung die Akkus 10 die
nötige
Energie zum Betrieb der LEDs 17 liefern können. Über das
Netzteil 8, ein Schaltnetzteil, werden die LEDs 17 mit
Gleichspannung, z. B. 5 V, versorgt. Das Netzteil 8 ist
in der Lage, eine an die Notlampe angelegte Betriebsspannung (Eingangsspannung)
auf die Versorgungsspannung der LEDs herabzusetzen und gegebenenfalls
die erforderliche Gleichspannung zu erzeugen. Die Helligkeitsregelung
und die Tests, die die Akkukapazität kontrollieren, werden in
regelmäßigen Abständen durch
den Controller 12 vorgenommen. Sie können auch durch manuelle Berührung eines
eingebauten Reedkontakts mit einem Teleskopmagnetstab ausgelöst werden.
Die Anzeige von fehlerhaften Testergebnissen erfolgt pulsbreiten- oder frequenzkodiert über eine
mehrfarbige Status-LED.
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Notlampe 2 aus 2.
Entsprechende oder gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern
gekennzeichnet.