به دلیل افزایش روشنایی، صرفه جویی در مصرف انرژی و طول عمر بیشتر، لامپ های LED پرقدرت در سیستم های روشنایی معاصر بیشتر و بیشتر رایج می شوند. با این حال، این چراغ ها ممکن است گرمای زیادی تولید کنند که اگر به درستی کنترل نشود، ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی شود. بنابراین، برای حفظ عملکرد، طول عمر و مقررات ایمنی، لامپ های LED پرقدرت به راه حل های اتلاف حرارت قوی و کارآمد نیاز دارند. برای لامپ های ال ای دی پرقدرت، سازندگان تعدادی تکنیک اتلاف گرما مانند سیستم های خنک کننده مایع، سینک های حرارتی و خنک کننده هوای اجباری ایجاد کرده اند.
خنک کننده با استفاده از هوای اجباری
یکی از متداولترین روشهایی که برای حذف گرما از لامپهای LED پرقدرت استفاده میشود، خنککردن هوای اجباری است. به منظور حذف گرما از سیستم، در این روش از یک فن برای دمیدن هوا بر روی منبع گرما استفاده می شود که ممکن است هیت سینک یا تراشه های LED باشد. فن ممکن است قسمتی متمایز باشد که در برخی شرایط بیرون نصب می شود، یا ممکن است در موارد دیگر با لامپ LED همراه باشد. از آنجایی که می تواند به سرعت گرما را از تراشه LED حذف کند و از گرمای بیش از حد جلوگیری کند، خنک کننده هوای اجباری یک تکنیک اتلاف گرما کارآمد است. همچنین یک رویکرد اقتصادی است و سطح صدای فن معمولاً پایین است و برای طیف وسیعی از مصارف روشنایی مناسب است.
خنک کننده هوای اجباری ممکن است معایبی نیز داشته باشد، مانند افزایش مصرف برق به دلیل فن ها و ناسازگاری احتمالی با تنظیمات گرد و غبار یا کثیفی زیاد که ممکن است عملکرد فن را مختل کند.
هیت سینک
هیت سینک روش رایج دیگری است که لامپ های LED پرقدرت گرما را دفع می کنند. هیت سینک یک جسم فلزی است که پس از جذب آن از تراشه LED، گرما را به هوای اطراف آزاد می کند. به منظور تسهیل حرکت گرما از طریق هدایت و همرفت، سطح لامپ های LED را افزایش می دهد. مواد استفاده شده، اندازه هیت سینک و جریان هوای اطراف آن همگی بر عملکرد آن تأثیر میگذارند.
سینک های حرارتی سطح وسیعی را برای انتقال گرما فراهم می کنند و آنها را راهی کارآمد و اقتصادی برای خنک کردن لامپ های LED پرقدرت می کند. آنها یک انتخاب عالی برای کاربردهای مختلف هستند زیرا معمولاً کوچک هستند و برای عملکرد نیازی به نیروی اضافی ندارند.
اندازه هیت سینک ها نیز یک نقطه ضعف است، زیرا استفاده از آنها را در سیستم های روشنایی کوچکتر محدود می کند. علاوه بر این، کارایی هیت سینک به جریان هوا و دمای اطراف بستگی دارد، که ممکن است استفاده از آن را در شرایط گرم و سرد محدود کند.
سیستم خنک کننده مایع
سیستم های خنک کننده مایع سومین تکنیک برای حذف گرما از چراغ های LED پرقدرت است. برای حذف گرما از سیستم، مایعی مانند آب یا گلیکول از طریق لامپ های LED به گردش در می آید. به منظور انتقال موثر گرما به هوای اطراف یا یک مبدل حرارتی، پمپی که در سیستم قرار می گیرد اغلب گردش مایع را تسهیل می کند.
در مقایسه با سینک های حرارتی، سیستم های خنک کننده مایع فشرده تر هستند و در حذف گرما از چراغ های LED پرقدرت بسیار موثر هستند. علاوه بر این، استفاده از سیستم های خنک کننده مایع، آلودگی صوتی را کاهش می دهد و با رفع نیاز به فن، قابلیت اطمینان سیستم را بهبود می بخشد. علاوه بر این، این سیستم یک انتخاب عالی برای انواع کاربردهای روشنایی است زیرا عملکرد آن تحت تأثیر رطوبت یا دمای محیط قرار نمی گیرد.
با این حال، در مقایسه با روشهای جایگزین، سیستمهای خنککننده مایع اغلب گرانتر هستند و برای تضمین سطوح مناسب سیال و جلوگیری از نشت، نیاز به نگهداری بیشتری دارند. آنها همچنین تمایل به پیچیده تر بودن دارند، که ممکن است به این معنی باشد که نصب و نگهداری آنها نیاز به کارکنان واجد شرایط دارد.
به طور خلاصه
چراغ های LED پرقدرت برای حفظ عملکرد، طول عمر و الزامات ایمنی خود به تکنیک های قابل اطمینان و کارآمد اتلاف حرارت نیاز دارند. برای انجام این کار، تولیدکنندگان تکنیکهایی مانند سیستمهای خنککننده مایع، سینکهای حرارتی و خنکسازی اجباری هوا ایجاد کردهاند. هر تکنیکی مزایا و معایبی دارد و اندازه سیستم روشنایی، نیازهای برق و عناصر محیطی برخی از متغیرهایی هستند که تعیین میکنند کدام رویکرد برای یک کاربرد خاص مناسب است.
در نتیجه، از آنجایی که لامپ های LED پرقدرت نسبت به سیستم های روشنایی معمولی کارآمدتر انرژی هستند و طول عمر بیشتری دارند، سیستم های روشنایی معاصر را کاملاً تغییر داده اند. قابلیت اطمینان و الزامات ایمنی آنها با توسعه سیستمهای اتلاف حرارت کارآمد بهبود یافته است، که اکنون آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب میسازد. با توسعه فناوری، احتمالاً تولیدکنندگان به ایجاد راههای قابل اعتمادتر و مقرون به صرفهتر برای پخش گرما از لامپهای LED پرقدرت ادامه خواهند داد.
