Wiedza

Home/Wiedza/Szczegóły

Led High Bay: zarządzanie ciepłem

W przypadku przemysłowych opraw oświetleniowych, w szczególności wysokich zatok w stylu UFO, w których obwody i diody LED są umieszczone w zamkniętej obudowie, wydajna konstrukcja termiczna ma kluczowe znaczenie dla obniżenia temperatury roboczej takiego urządzenia optoelektronicznego przy jednoczesnej poprawie wydajności i niezawodności. Projekt termiczny zwykle koncentruje się na radiatorze, który jest zazwyczaj zintegrowaną obudową oprawy, jeśli chodzi o projekty typu high-bay. Radiator ma za zadanie odprowadzać ciepło ze złączy na każdej diodzie LED oraz z obudowy sterownika. Radiatory zwykle składają się z materiału przewodzącego ciepło, takiego jak metal, i zawierają żeberka lub kanały zwiększające powierzchnię radiatora, aby zapewnić większą konwekcyjną wymianę ciepła z otaczającym powietrzem. Obudowa może zawierać wbudowaną termiczną komorę odpowietrzającą odlaną w obudowie. Przewodność cieplna obudowy wysokiego składowania zależy od składu materiału i warunków środowiskowych. Odprowadzanie ciepła odpadowego poprzez przewodzenie ciepła jest również ustrukturyzowane na podstawie geometrii elementów systemu. Radiatory mogą być wykonane z dowolnego materiału o wysokiej przewodności cieplnej, w tym między innymi z miedzi, aluminium lub stopów metali. Chociaż miedź może mieć przewodność cieplną nawet 400 W/mK lub więcej. Aluminium jest najbardziej preferowanym metalem na radiatory ze względu na stosunkowo wysoką przewodność cieplną i łatwość produkcji. Aby poprawić odprowadzanie ciepła i odporność na korozję, akrylowe powłoki proszkowe można nakładać zarówno na wewnętrzne, jak i zewnętrzne powierzchnie aluminiowej obudowy.


Aluminiowy radiator może być wytwarzany w różnych procesach o różnych kosztach i wydajnościach. Tłoczone radiatory są najtańszym rozwiązaniem termicznym, ale mniej wydajnym niż wytłaczane radiatory i odlewane ciśnieniowo radiatory. Proces wytłaczania jest korzystny przy wytwarzaniu złożonych profili żeber, które umożliwiają większe rozpraszanie ciepła przez zwiększoną powierzchnię. Kute radiatory mają bardzo wysoką czystość aluminium iw związku z tym mają doskonałą przewodność cieplną - zwykle o 20 procent wyższą niż radiatory wytłaczane i odlewane ciśnieniowo. Aluminium o wysokiej czystości może mieć przewodność cieplną w temperaturze pokojowej około 210 W/mK. Wytłaczanie i odlewanie ciśnieniowe często obejmuje pierwiastki stopowe w celu ułatwienia przetwarzania, ale te zanieczyszczenia mają negatywny wpływ na właściwości termiczne. Radiator z wytłaczanego lub odlewanego ciśnieniowo aluminium ma przewodność cieplną około 160-200 W/mK. Ponieważ stosunek kosztów do wydajności jest często kluczowym czynnikiem przy projektowaniu systemu, kute radiatory są używane rzadziej niż inne typy radiatorów. Co więcej, odlewane ciśnieniowo obudowy świateł typu high-bay oferują jednoczęściową konstrukcję i eliminują dodatkowe operacje, takie jak obróbka skrawaniem i montaż, i mogą być formowane z wieloma cechami, takimi jak żeberka, komory, dedykowane otwory wentylacyjne lub otwory lub określone kształty w celu maksymalnego rozpraszania ciepła. Nowoczesne oprawy UFO typu high-bay są coraz częściej projektowane z opływowymi kształtami ze względów estetycznych, a także lepszego zarządzania ciepłem. Przykładowo, odpowiednio zaprojektowane obudowy opraw mogą na dłuższą metę zapobiegać gromadzeniu się kurzu, a przewodność cieplna systemu nie ulegnie pogorszeniu.


Lepsze odprowadzanie ciepła pozwala zasilać diody LED dużej mocy opraw oświetleniowych typu high-bay przy wyższych poziomach prądu, jednocześnie łagodząc negatywny wpływ na żywotność i moc świetlną, zwykle związany z wysokimi temperaturami otoczenia. Projektanci mają kilka sposobów na utrzymanie niskiej temperatury diod LED dużej mocy poprzez zastosowanie innych pasywnych technologii zarządzania termicznego, takich jak zespoły oparte na rurkach cieplnych. System rur grzewczych wykorzystuje dwufazowy transfer ciepła poprzez odparowanie i skraplanie płynu roboczego. Opracowano inne strategie zarządzania ciepłem, które wykorzystują aktywne urządzenia chłodzące, takie jak wentylatory, do odprowadzania ciepła z diod LED. Wymuszona konwekcja powietrza generowana przez wentylator może zwiększyć przenoszenie ciepła do otoczenia.