Როგორ ავხსნათ მაღალი სიმძლავრის LED ქუჩის სინათლის ტემპერატურის დაკლების პრობლემა?

Რატომ გადახრება თქვენი მაღალი სიმძლავრის LED ქუჩის სინათლე — და რომელი გაცივების დიზაინი ამოხსნის ამ პრობლემას

120 ვატიანი LED ქალაქის სინათლე მოხმარებული ელექტროენერგიის დაახლოებით 35–40 % იღებს სინათლედ და 60–65 % — თბოენერგიად, რაც დაახლოებით 72–78 ვატი შეადგენს. ეს თბოენერგია უნდა გადაიცემოს მუდმივად LED-ის კვანძიდან გარე ჰაერში ყოველ ღამე 12 საათის განმავლობაში, წელიწადში 365 ღამე და 10 წლის განმავლობაში. თუ თბო კვანძში იგროვება სინათლის სახურავის გათბობის უნარზე სწრაფლად, კვანძის ტემპერატურა აჭარბებს კრიტიკულ 85 °C-ს — ამ წერტილში LED-ის სინათლის დაკლება აჩქარდება: 10 000 საათში 3–5 %-იანი ნელი დაკლებიდან იგი გადადის იგივე ხანგრძლივობაში კატასტროფულ 20–30 %-იან დაკლებაზე, ხოლო 50 000 საათის L70 რეიტინგის მქონე LED ქალაქის სინათლე მიაღწევს L70-ს 20 000 საათში და არ 50 000 საათში.

LED ქალაქის სინათლის გამოყენების სისტემაში სითბოს გადაცემის ჯაჭვს ოთხი ელემენტი აქვს, რომელთა შორის ყველაზე სუსტი ელემენტი განსაზღვრავს კრისტალის შეერთების ტემპერატურას. ელემენტი 1: LED კრისტალსა და მეტალის ძირის პეჩატული საწყისი დაფას (MCPCB) შორის სითბოს გადაცემის საშუალება — სადენის შეერთება ან სითბოს გადამცემი კომპოზიტური ფენა, რომლის სისტავე 50–100 მიკრონია და რომელიც სითბოს უნდა გადააცემოს მინიმალური სითბოს წინააღმდეგობით (მაღალი სიმძლავრის გამოყენების შემთხვევაში 1,5°C/W-ზე ნაკლები). ელემენტი 2: MCPCB-სა და ალუმინის სითბოს გამომყოფს შორის საზღვარი — ჩვეულებრივ სითბოს გადამცემი ჟელე ან სითბოს გადამცემი პადი, რომელიც ავსებს მიკროსკოპულ ჰაერის ცხრილებს ორივე ზედაპირს შორის, რადგან ჰაერი ალუმინზე 10 000-ჯერ უარესი სითბოს გამტარია. ელემენტი 3: ალუმინის სითბოს გამომყოფი საკუთარად — დამალებული სახურავი ინტეგრირებული ფინებით, რომელიც ამავე ფართობის ბრტყელი ზედაპირის შედარებით 10–20-ჯერ ამაღლებს გარე ჰაერთან შეხების ზედაპირის ფართობს. ელემენტი 4: პასიური კონვექცია — სითბოს გამომყოფის ფინებზე ბუნებრივი ჰაერის მოძრაობა, რომელსაც ცხელი ფინის ზედაპირსა და გრილ გარე ჰაერს შორის ტემპერატურული სხვაობა იწვევს. არ გამოიყენება ვენტილატორები და არ გამოიყენება პუმპები — LED ქალაქის სინათლის გამოყენების სისტემას უნდა გამოყოს 78 ვატი სითბო უხმოვანად და მოძრავი ნაკრების გარეშე, რადგან ნებისმიერი მექანიკური გაგრილების მოწყობილობა შეიძლება დაინგრეს ადრე, ვიდრე საერთოდ გამოიყენება სამუშაო სიცოცხლის განმავლობაში LED-ები.

HAIROLUX — ეროვნული ჰაიტექ საწარმო, რომელიც 13 წელზე მეტი ხანია აწარმოებს LED გარე გამოსაკეთებლებს. კომპანია აპროექტავს LED ქუჩის სინათლების კორპუსებს დიე-კასტირებული ალუმინისგან, რომელთა ფინების გეომეტრია განსაკუთრებით გამოთვლილია — ფინების შორის მანძილი, სიმაღლე და სისქე გამოთვლილია კონკრეტული ვატის დიაპაზონის მიხედვით (30 ვტ–120 ვტ სოლარული LED ქუჩის სინათლებისთვის და მაქსიმუმ 150 ვტ ქსელზე მომარაგებული LED ქუჩის სინათლებისთვის), რათა დაიცვას თბოსაწინააღმდეგო მოქმედების, სტრუქტურული მტკიცების, წონის და ბოძების წინააღმდეგ წინააღმდეგობის ბალანსი სვეტზე.

Დიზაინის ელემენტები, რომლებიც განსაზღვრავენ გაგრილების ეფექტურობას

LED-ის ქუჩის ლამპის კორპუსზე მოთავსებული ფინების გეომეტრია საჭიროებს სამი ერთმანეთს შემოწყვეტავი მოთხოვნილების ბალანსირებას. ფინებს შორის უფრო დიდი მანძილი (8–12 მმ) აუმჯობესებს პასიურ კონვექციას, რადგან ჰაერი უფრო თავისუფლად იმოძრავებს ფინებს შორის, მაგრამ ამცირებს სითბოს გადაცემისთვის ხელმისაწვდომ საერთო ფინის ზედაპირს. უფრო პატარა მანძილი (4–6 მმ) ზრდის ზედაპირს, მაგრამ შეზღუდავს ჰაერის მოძრაობას, ხოლო ამ ვიწრო არხებში წარმოიქმნელი სითბოს დაგროვება შეიძლება ფაქტობრივად გაზარდოს საერთო ტემპერატურას — უცნაური შედეგი, რომელიც დადასტურდა სითბოს სიმულაციით. HAIROLUX-ის დამალებული ალუმინის LED-ის ქუჩის ლამპის კორპუსები იყენებენ თითოეული პროდუქტის ვატის დიაპაზონის მიხედვით სითბოს სიმულაციით დამტკიცებულ ფინებს შორის მოპტიმიზებულ მანძილს, ხოლო კორპუსი ერთდროულად ასრულებს სტრუქტურული გარსის (IP65/IP66 სიმკაცით სითხეების წინააღმდეგ) და ძირითადი სითბოს გამომყოფის ფუნქციას — ორმაგი ფუნქციის დიზაინი, რომელიც არიდებს ცალკე სითბოს გამომყოფისა და კორპუსის შორის სითბოს გადაცემის ინტერფეისს, რომელიც სითბოს წინააღმდეგობას დაამატებდა.

Რეალური გამოყენება: შუა აღმოსავლეთის გზასავალში სითბოს მიმართ მდგრადობის ტესტი

Საუდის არაბეთში განხორციელებული გზასავალსავალის განათების პროექტის მოთხოვნილებაში განსაკუთრებით მითითებული იყო 150 ვტ-იანი LED ქუჩის სანათავები 12 მეტრის სიმაღლის ბოძებზე, რომლებიც მდებარეობენ უდაბნოს გზასავალში, სადაც ზაფხულში გარე ტემპერატურა დღეს ხშირად აღემატება 45°C-ს, ხოლო ღამით — 35°C-ს. ამ პირობებში LED ქუჩის სანათავების პასიური კონვექციური გაგრილების ეფექტი მკვეთრად იკლებს, რადგან სითბოს გამომყოფი პლასტინისა და გარე ჰაერის ტემპერატურებს შორის სხვაობა შემცირდება დაახლოებით 50°C-დან (25°C გარე ტემპერატურაში) 25°C-მდე (45°C გარე ტემპერატურაში). პროექტის საწყის ეტაპზე დამონტაჟდა მიმწოდებლის LED ქუჩის სანათავები, რომლებიც არ ჰქონდა სითბოს მიმართ მაღალტემპერატურული ექსპლუატაციის ვალიდაცია; 18 თვის შემდეგ სინათლის გამოსახულება შემცირდა 25–30%-ით და გადავიდა გზასავალის მინიმალური განათების სტანდარტების ქვევით.

Ავტორიტეტმა ჩაანაცვლა გაუმარჯვებელი LED ქუჩის ფარანები HAIROLUX-ის მოდელებით, რომლებიც სპეციალურად შეიმუშავდა მაღალი გარემოს ტემპერატურის პირობებში მუშაობისთვის: გაზრდილი ფინების ზედაპირის ფართობი (სიღრმის გაზრდილი ფინები, გასაგრძელებელი კორპუსის სიგრძე), გამოსადეგი სითბოგამტარობის მასალა MCPCB-სა და სითბოგამტარს შორის, ასევე LED მძრავები, რომლებიც დასაშვები 70°C გარემოს ტემპერატურის პირობებში მუშაობისთვის არის სერტიფიცირებული, ხოლო სტანდარტული მნიშვნელობა 50°C-ია. იგივე უდაბნოს პირობებში 3 წლის მუშაობის შემდეგ გაზომილი ლუმენების დაკლება 8% იყო — ეს შეესატყოვნება 50 000+ საათის პროგნოზირებულ L70 ტრაექტორიას. HAIROLUX-ის LED ქუჩის ფარანების სითბოგამტარობის დიზაინი დაამტკიცა, რომ მაღალი გარემოს ტემპერატურის პირობებში მუშაობა ინჟინერული ამოხსნებით შეიძლება და არ არის LED ტექნოლოგიის შინაგანი შეზღუდვა.

Ხშირად დასმული კითხვები

Რა არის მაქსიმალური უსაფრთხო LED შეერთების ტემპერატურა?

85°C არის საინდუსტრიო სტანდარტი მაქსიმალური გადაცემის ტემპერატურისთვის LED ქუჩის ფარანების გრძელვადიანი ექსპლუატაციისთვის. 85°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე სინათლის შემცირება აჩქარებულად ხდება არ წრფივად. 105°C-ზე, 50 000 საათის L70 რეიტინგის მქონე LED შეიძლება მიაღწიოს L70-ს უკვე 15 000 საათში. HAIROLUX აპროექტავს LED ქუჩის ფარანების თერმულ სისტემებს ისე, რომ გადაცემის ტემპერატურა ყველაზე ცუდი გარემოს პირობებში 80°C-ზე დაბალი იყოს.

Რატომ გამოიყენება ალუმინი LED ქუჩის ფარანების კორპუსების მასალად?

Ალუმინის თერმული გამტარობა დაახლოებით 200 ვტ/მ·კ არის — მისი მნიშვნელობა დაახლოებით 800-ჯერ მეტია პლასტმასზე (0,25 ვტ/მ·კ) და 5-ჯერ მეტია ფოლადზე (40 ვტ/მ·კ). დაჭერილი ალუმინი ასევე უზრუნველყოფს სტრუქტურულ სიმტკიცეს, კოროზიის წინააღმდეგ მედეგობას და სრულ გადამუშავებადობას. HAIROLUX-ის LED ქუჩის ფარანების კორპუსები დაჭერილი ალუმინისგან არის და მათ ინტეგრირებული სითბოს გამოყოფის ფინები აქვთ.

Შეიძლება თუ არა აქტიური გაგრილება (ვენტილატორები) გაზარდოს LED ქუჩის ფარანების სიცოცხლის ხანგრძლივობა?

Აქტიური გაგრილება მოკლევადიანად ამცირებს გადასასვლელის ტემპერატურას, მაგრამ მოიცავს ვენტილატორს, რომლის საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა 30 000–50 000 საათია — მოკლე ვიდრე LED ქუჩის სინათლის 50 000+ საათი. როდესაც ვენტილატორი ფუნქციონირებას წყვეტს, LED გადასასვლელის ტემპერატურა მკვეთრად იზრდება და LED-ები სწრაფად დეგრადირდებიან. პასიური გაგრილება (თბოგამტარი + ბუნებრივი კონვექცია) არ შეიცავს მოძრავ ნაკეთობებს და არ აქვს შესაძლო უარყოფითი რეჟიმები — ეს არის სასურველი დიზაინი LED ქუჩის სინათლების ხანგრძლივობის გასაზრდად.

Როგორ ახდენს მოქმედებას მტვერის დაგროვება LED ქუჩის სინათლების გაგრილებაზე?

Მტვერი თბოგამტარის ფინებზე სახელდება როგორც დამცავი ფენა და ამცირებს სითბოს გადაცემას გარე ჰაერში 5–15%-ით, მიხედვად მტვერის დაგროვების სისქის. თავისთვის გასუფთავებადი ფინების დიზაინი — ფინები, რომლებიც ქვევით არის დახრილი და გლუვი ზედაპირით არის დაფარული — მტვერის დაგროვებას ამცირებს ჰორიზონტალური ზედაპირების შედარებით. HAIROLUX-ის ფინების გეომეტრია აღიარებს როგორც სითბოს გადაცემის ეფექტურობას, ასევე დაბინძურების წინააღმდეგ მექანიკურ მედეგობას.

LED ქუჩის სინათლის IP რეიტინგი ახდენს მოქმედებას გაგრილებაზე?

Უფრო მაღალი IP რეიტინგები (IP66 IP65-ს შედარებით) უკეთეს დაცვას აძლევს სიტხეებისა და მტვრის წინააღმდეგ, მაგრამ შეიძლება შეაზღუდონ შიგნით ჰაერის მოძრაობა, რაც სითბოს დაჭერის დახურულ კორპუსში. საუკეთესო დიზაინი აკეთებს კომპრომისს დახურვას (გარემოს დასაცავად) და სითბოს გადაცემის გზებს შორის, რომლებიც ავლენენ დახურულ სივრცეს — სითბო გადაეცემა კორპუსის კედლით გამტარობით, არ კი დახურული ჰაერის სივრცით კონვექციით. HAIROLUX-ის IP65/IP66 LED ქუჩის სინათლები იყენებენ ამ გამტარობის გზის მიდგომას.

Როგორ შემიძლია შევამოწმო LED ქუჩის სინათლის სითბური მოსახერხებლობა?

Მოუთხოვეთ წარმოებლის სითბური სიმულაციის ანგარიში, რომელშიც მითითებულია გადაბირების ტემპერატურა პროექტის მაქსიმალური გარემოს ტემპერატურის პირობებში, არ კი 25°C-ის ლაბორატორიული პირობებში. მოუთხოვეთ LM-80 ტესტის მონაცემები გამოყენებული LED მოდელის შესახებ და TM-21 პროგნოზები, რომლებიც ითვალისწინებენ სინათლის ფაქტიურ მუშაობის პირობებში გადაბირების ტემპერატურას (არ კი LED წარმოებლის იდეალური პირობების ტემპერატურას). HAIROLUX ამოწმებს სითბურ დოკუმენტაციას პროექტის საფასურის შეთავაზებებთან ერთად.