Ինչպես լուծել բարձր հզորության LED փողոցային լուսավորության ջերմության ցրման խնդիրը

Ինչու է ձեր բարձր հզորության LED փողոցային լուսավորությունը տաքանում — և ինչ սառեցման դիզայնն է այն լուծում

120 Վտ հզորությամբ LED փողոցային լուսավորությունը մոտավորապես 35–40 % մուտքային էլեկտրական էներգիան վերածում է լույսի, իսկ 60–65 %-ը՝ ջերմության, այսինքն՝ մոտավորապես 72–78 Վտ ջերմային էներգիա, որը պետք է անընդհատ տեղափոխվի LED-ի միացման կետից շրջակա օդին՝ ամեն գիշեր 12 ժամ ամբողջությամբ, տարվա 365 գիշեր ամբողջությամբ, տասը տարի շարունակ: Եթե ջերմությունը կուտակվում է LED-ի միացման կետում ավելի արագ, քան լուսավորության կապսուլը կարող է այն ցրել, ապա միացման կետի ջերմաստիճանը բարձրանում է կրիտիկական 85 °C սահմանից վերև՝ այն կետից, որտեղ LED-ի լյումենների նվազումը արագանում է 3–5 %-ից 10 000 ժամում մինչև կատաստրոֆիկ 20–30 % նույն ժամանակահատվածում, և LED փողոցային լուսավորությունը, որը նախատեսված էր 50 000 ժամ L70 աշխատանքային ժամանակի համար, հասնում է L70-ի 20 000 ժամում:

LED փողոցային լուսավորության ջերմության ցրման շղթան ունի չորս օղակ, և ամենաթույլ օղակն է որոշում միացման ջերմաստիճանը: Օղակ 1՝ LED մատրիցի և մետաղային հիմքով տպագրված շղթայի (MCPCB) միջև ջերմային ինտերֆեյսը՝ 50–100 մկմ հաստությամբ սոլդատային միացում կամ ջերմային սեղման շերտ, որը պետք է ջերմությունը փոխանցի նվազագույն ջերմային դիմադրությամբ (բարձր հզորության կիրառումների համար՝ 1,5°C/W-ից ցածր): Օղակ 2՝ MCPCB-ի և ալյումինե ջերմահաղորդիչի միջև ինտերֆեյսը՝ սովորաբար ջերմային ճարպ կամ ջերմային պատվաստաթիթեղ, որը լցնում է երկու մակերևույթների միջև միկրոսկոպիկ օդային ճեղքերը, քանի որ օդը ջերմահաղորդականությամբ 10.000 անգամ վատ է ալյումինից: Օղակ 3՝ ալյումինե ջերմահաղորդիչը ինքնուրույն՝ լիարժեք ձուլված կապսուլը ինտեգրված թերթիկներով, որոնք միևնույն հիմքի համար մակերևույթի մակերեսը 10–20 անգամ մեծացնում են համեմատած հարթ մակերևույթի հետ: Օղակ 4՝ պասիվ կոնվեկցիա՝ ջերմահաղորդիչի թերթիկների վրայով բնական օդային հոսանքը, որը առաջանում է տաք թերթիկի մակերևույթի և ավելի սառը շրջակա օդի ջերմաստիճանային տարբերության հետևանքով: Որևէ օդափոխիչ կամ պոմպ չկա՝ LED փողոցային լուսավորության համար 78 վատտ ջերմությունը պետք է ցրվի առանց ձայնի և շարժվող մասերի, քանի որ ցանկացած մեխանիկական սառեցման սարք ստեղծում է անվտանգության վտանգի կետ, որը ձախողվում է մինչև LED-ների ձախողումը:

HAIROLUX-ը ազգային բարձր տեխնոլոգիական ձեռնարկություն է, որն ավելի քան 13 տարի է արտադրում LED արտաքին լուսավորության սարքեր: Ընկերությունը LED փողոցային լամպերի կապսուլները նախագծում է լիցքավորված ալյումինից՝ օպտիմալացված ջերմահաղորդման թերթիկներով. թերթիկների միջև եղած հեռավորությունը, բարձրությունը և հաստությունը հաշվարկված են հատուկ վատտային միջակայքի համար (30 Վտ–120 Վտ՝ արեւային LED փողոցային լամպերի համար, մինչեւ 150 Վտ՝ ցանցից սնվող LED փողոցային լամպերի համար), որպեսզի հավասարակշռվեն ջերմային արդյունավետությունը, կառուցվածքային կայունությունը, քաշը և սյունի վրա առաջացող քամու բեռնվածության դիմացկունությունը:

Նախագծման տարրեր, որոնք որոշում են սառեցման արդյունավետության հաջողությունը կամ ձախողումը

LED փողկապի փողկերի երկրաչափությունը պետք է հավասարակշռի երեք մրցակցային պահանջներ: Ավելի լայն փողկերի միջև հեռավորությունը (8–12 մմ) բարելավում է պասիվ կոնվեկցիան, քանի որ օդը ազատ է շարժվում փողկերի միջև, սակայն նվազեցնում է ջերմության փոխանակման համար հասանելի ընդհանուր մակերեսը: Ավելի նեղ հեռավորությունը (4–6 մմ) մեծացնում է մակերեսը, սակայն սահմանափակում է օդի հոսքը, իսկ նեղ անցուղիներում առաջացած ջերմության կուտակումը կարող է իրականում մեծացնել միացման ջերմաստիճանը՝ չնայած մեծ մակերեսին, որը հակաինտուիտիվ արդյունք է, հաստատված ջերմային մոդելավորմամբ: HAIROLUX-ի լիցքավորված ալյումինե LED փողկապների մարմինները օգտագործում են ջերմային մոդելավորմամբ ստուգված օպտիմալ փողկերի միջև հեռավորություն՝ յուրաքանչյուր արտադրանքի վատտային տիրույթի համար, որտեղ մարմինը ծառայում է որպես կառուցվածքային պաշտպանական կապույտ (IP65/IP66՝ խոնավությունից պաշտպանված) և որպես հիմնական ջերմահաղորդիչ՝ երկակի գործառույթ ունեցող ձևավորում, որը վերացնում է առանձին ջերմահաղորդիչի և մարմնի միջև ջերմային միջերեսը, որն ավելացներ ջերմային դիմադրություն:

Իրական աշխարհում կիրառման փորձարկում. Միջին Արեւելքի մայրուղու ջերմային գոյատեւման փորձարկում

Սաուդյան Արաբիայում ավտոմայրուղիների լուսավորման նախագիծը սահմանել է 150W LED փողոցային լամպերի լարեր 12-մետրանոց բարձունքների վրա անապատային մայրուղու երկայնքով, որտեղ ամառային շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը օրն առօրյա պարբերաբար գեր Նախագիծը սկզբում տեղադրվել է LED փողոցային լամպեր մատակարարից առանց ջերմային հավաստման բարձր միջավայրում գործելու համար: 18 ամսվա ընթացքում լումենային արտադրանքը նվազել է 25-30%-ով, ընկնելով մայրուղու նվազագույն լուսավորության ստանդարտից:

Իշխանությունը ձախողված LED փողոցային լուսավորության սարքերը փոխարինեց HAIROLUX սարքավորումներով, որոնք հատուկ մշակված էին բարձր շրջակա ջերմաստիճանների համար. մեծացված սառեցման պլաստինների մակերես (ավելի խորը պլաստիններ, երկարացված կապսուլի երկարություն), MCPCB-ի և սառեցման պլաստինի միջև բարձր կատարողականության ջերմային ինտերֆեյսային նյութ, ինչպես նաև LED վարիչներ, որոնք հաշվարկված են 70°C շրջակա ջերմաստիճանի համար՝ ստանդարտ 50°C-ի փոխարեն: Նույն անապատային պայմաններում 3 տարվա շահագործման ընթացքում լյումենների անկումը չափվեց 8%-ով՝ համապատասխանելով 50 000+ ժամ աշխատաժամի L70 կանխատեսված գծին: HAIROLUX LED փողոցային լուսավորության սարքի ջերմային դիզայնը ցույց տվեց, որ բարձր շրջակա ջերմաստիճանում աշխատելը լուծելի է ինժեներական միջոցներով, իսկ ոչ թե LED տեխնոլոգիայի ներքին սահմանափակում:

Հաճախակի տրվող հարցեր

Ի՞նչն է LED-ի միացման մաքսիմալ անվտանգ ջերմաստիճանը:

85°C-ը երկար ծառայության ժամանակահատվածի համար ստանդարտ է լեդային փողոցային լուսավորության սարքերի համար: 85°C-ից բարձր ջերմաստիճանների դեպքում լյումենների նվազումը արագանում է ոչ գծային կերպով: 105°C-ի դեպքում 50.000 ժամ աշխատանքային ժամանակ ունեցող L70 լեդային սարքը կարող է հասնել L70 մակարդակին ընդամենը 15.000 ժամ աշխատանքից հետո: HAIROLUX-ը նախագծում է լեդային փողոցային լուսավորության սարքերի ջերմային համակարգերը այնպես, որ ամենավատ մթնոլորտային պայմաններում էլ սարքի միացման կետի ջերմաստիճանը մնա 80°C-ից ցածր:

Ինչու՞ է ալյումինը օգտագործվում լեդային փողոցային լուսավորության սարքերի կապսուլներում:

Ալյումինի ջերմահաղորդականությունը մոտավորապես 200 Վտ/մ·Կ է՝ մոտավորապես 800 անգամ ավելի բարձր, քան պլաստմասսայի ջերմահաղորդականությունը (0,25 Վտ/մ·Կ), և 5 անգամ ավելի բարձր, քան պողպատի ջերմահաղորդականությունը (40 Վտ/մ·Կ): Դարբնահարված ալյումինը նաև ապահովում է կառուցվածքային ամրություն, կոռոզիայի դեմ դիմացկունություն և լիարժեք վերամշակելիություն: HAIROLUX-ի լեդային փողոցային լուսավորության սարքերի կապսուլները պատրաստված են դարբնահարված ալյումինից և ունեն ինտեգրված ջերմությունը рассеять ապահովող թերթիկներ:

Կարո՞ղ է ակտիվ սառեցումը (օդափոխիչները) երկարացնել լեդային փողոցային լուսավորության սարքերի ծառայության ժամանակահատվածը:

Ակտիվ սառեցումը կարճ ժամանակով իջեցնում է միացման ջերմաստիճանը, սակայն ներմուծում է օդափոխիչ, որի սովորական աշխատանքային ժամանակը 30.000–50.000 ժամ է՝ կարճ լինելով LED փողոցային լուսավորության 50.000+ ժամ տևողության ցուցանիշից: Երբ օդափոխիչը ձախողվում է, LED-ի միացման ջերմաստիճանը սուր աճում է, և LED-ները արագ վատանում են: Պասսիվ սառեցումը (ջերմահաղորդիչ + բնական կոնվեկցիա) չունի շարժվող մասեր և ձախողման որևէ ռեժիմ՝ LED փողոցային լուսավորության երկարատևության համար նախընտրելի դիզայն:

Ինչպե՞ս է փոշու կուտակումը ազդում LED փողոցային լուսավորության սառեցման վրա:

Ջերմահաղորդիչի եզրերի վրա գտնվող փոշին գործում է որպես մեկուսացնող շերտ և 5–15%-ով նվազեցնում է ջերմության փոխանցումը շրջակա օդին՝ կախված կուտակման հաստությունից: Ինքնամաքրվող եզրերի դիզայնը՝ սահուն մակերևույթով ներքև թեքված եզրերը՝ փոշու կապման նվազեցման համար ավելի արդյունավետ է, քան հորիզոնական մակերևույթները: HAIROLUX-ի եզրերի երկրաչափությունը հաշվի է առնում ինչպես ջերմային արդյունավետությունը, այնպես էլ աղտոտման դիմացկունությունը:

LED փողոցային լուսավորության IP դասակարգը ազդում է սառեցման վրա՞

Բարձր IP դասակարգումները (IP66՝ IP65-ի համեմատ) ապահովում են լավագույն խոնավության և փոշու դեմ պաշտպանություն, սակայն կարող են սահմանափակել ներքին օդի շրջանառությունը՝ ջերմությունը կուտակելով կնքված կապսուլի ներսում: Իրականացված օպտիմալ դիզայնը հավասարակշռում է կնքումը (շրջակա միջավայրի պաշտպանության համար) և ջերմային հաղորդականության ճանապարհները, որոնք շրջանցում են կնքված ծավալը. ջերմությունը հաղորդվում է միջոցով լուսավորիչի պատի՝ հաղորդականության միջոցով, ոչ թե կնքված օդային տարածքի միջոցով՝ կոնվեկցիայի միջոցով: HAIROLUX-ի IP65/IP66 LED փողոցային լուսավորիչների դիզայները օգտագործում են այս հաղորդականության ճանապարհի մոտեցումը:

Ինչպե՞ս կարող եմ ստուգել LED փողոցային լուսավորիչի ջերմային կատարողականությունը:

Պահանջեք արտադրողի ջերմային սիմուլյացիայի զեկույցը, որտեղ նշված է միացման ջերմաստիճանը նախագծի առավելագույն շրջակա ջերմաստիճանում, ոչ թե 25°C լաբորատորային պայմաններում: Պահանջեք LM-80 փորձարկման տվյալները օգտագործվող կոնկրետ LED մոդելի համար և TM-21 կանխատեսումները, որոնք ներառում են լուսավորիչի իրական տեղադրման պայմաններում միացման ջերմաստիճանը (ոչ թե LED արտադրողի իդեալական պայմաններում սահմանված ջերմաստիճանը): HAIROLUX-ը նախագծի գնային առաջարկների հետ մեկտեղ տրամադրում է ջերմային փաստաթղթեր: