Kunnskap

Home/Kunnskap/Detaljer

Led High Bay: Termisk styring

For industrielle belysningsarmaturer, spesielt høyrom i UFO-stil der kretser og lysdioder er plassert i et lukket hus, er en effektiv termisk design avgjørende for å redusere driftstemperaturen til en slik optoelektronisk enhet samtidig som ytelsen og påliteligheten forbedres. Den termiske designen er vanligvis fokusert på kjøleribben som typisk er et integrert armaturhus når det kommer til design med høy bukt. En kjøleribbe er designet for å trekke varmen bort fra kryssene på hver LED og fra driverhuset. Varmeavledere omfatter typisk et varmeledende materiale som et metall, og inkluderer finner eller kanaler for å øke kjøleribbens overflate for å gi større konveksjonsvarmeveksling med omgivelsesluften. Huset kan inneholde et innebygd termisk ventilasjonskammer støpt inn i huset. Termisk ledningsevne til et hus med høy bukt bestemmes av materialsammensetning og miljøforhold. Fjerning av spillvarme ved termisk ledning er også strukturert på geometriene til systemelementene. Varmeavledere kan konstrueres av hvilket som helst materiale med høy varmeledningsevne, inkludert men ikke begrenset til kobber, aluminium eller metallegeringer. Selv om kobber kan ha en varmeledningsevne så høy som 400 W/mK eller mer. Aluminium er det mest foretrukne metallet for kjøleribber på grunn av dets relativt høye varmeledningsevne og enkle produksjon. For å forbedre varmeavledning og motstand mot korrosjon, kan en akrylpulverlakk påføres både på innsiden og utsiden av aluminiumshuset.


Aluminiumskjøleribben kan produseres i forskjellige prosesser med varierte kostnader og ytelser. Stemplede kjøleribber er den billigste termiske løsningen, men mindre effektiv enn ekstruderte kjøleribber og støpt kjøleribber. Ekstruderingsprosessen er fordelaktig ved fremstilling av komplekse finneprofiler som tillater større varmespredning gjennom økt overflateareal. Smidde kjøleribber har en meget høy aluminiumrenhet og har følgelig en utmerket varmeledningsevne - vanligvis 20 prosent høyere enn de ekstruderte og støpte kjøleribbene. Høyrent aluminium kan ha en termisk ledningsevne ved romtemperatur på ca. 210 W/mK. Ekstrudert og støpt produksjon involverer ofte legeringselementer for enklere bearbeiding, men disse urenhetene er negative for de termiske egenskapene. En varmeavleder i ekstrudert eller støpt aluminium har en termisk ledningsevne på omtrent 160-200 W/mK. Siden kostnad/ytelse-forholdet ofte er nøkkelen i systemdesign, brukes smidde kjøleribber sjeldnere enn andre typer kjøleribber. Videre tilbyr støpte høyroms lyshus en konstruksjon i ett stykke og eliminerer sekundære operasjoner som maskinering og montering og kan støpes med mange funksjoner som finner, kamre, dedikerte ventiler eller åpninger, eller spesifikke former for maksimal varmeavledning. Moderne UFO high bay-armaturer utformes i økende grad med strømlinjeformede formfaktorer for estetiske hensyn samt bedre termisk styring. Riktig utformede armaturhus kan for eksempel unngå støvakkumulering i det lange løp, og systemets varmeledningsevne vil ikke forringes.


Bedre termisk styring gjør at høyeffekts-LED-ene til en armatur med høy bukt kan drives ved høyere strømnivåer samtidig som de reduserer de negative effektene på levetid og lyseffekt som vanligvis er forbundet med høye omgivelsestemperaturer. Designere har et par måter å holde lysdiodene med høy effekt kjølige gjennom bruk av andre passive termiske styringsteknologier, for eksempel varmerørbaserte enheter. Et varmerørsystem utnytter to-fase varmeoverføring gjennom fordampning og kondensering av en arbeidsvæske. Andre termiske styringsstrategier er utviklet som gjør bruk av aktive kjøleenheter, for eksempel vifter, for å utstråle varme fra LED-ene. Tvunget luftkonveksjon generert av en vifte kan øke varmeoverføringen til omgivelsene.