Thiết kế tản nhiệt trong bộ đèn LED chìm: Nhiệt đi đến đâu

Đèn chiếu sáng chìm hoạt động trong môi trường nhiệt tốt nhất và kém nhất hiện có cùng một lúc. Nước mang nhiệt đi xa hiệu quả hơn nhiều so với không khí và vỏ kín hầu như không có đường dẫn nhiệt đến được. Mọi quyết định về cách chế tạo đèn chìm đều là quyết định về sự mâu thuẫn đó.

Vỏ kín là vấn đề về nhiệt trước khi là vấn đề về kín

Niêm phong và thiết kế nhiệt kéo theo hướng ngược nhau. Một bức tường dày hơn bịt kín đáng tin cậy hơn và tăng thêm khả năng chống lại dòng nhiệt. Hợp chất làm bầu bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi nước và cũng bao bọc chúng nên nhiệt phải truyền qua nó. Một nắp có thể tháo rời để tiếp cận bộ điều khiển có nghĩa là một con dấu nén, và một con dấu nén là khớp có nhiều khả năng bị rò rỉ nhất theo thời gian.

Kết quả là đèn chiếu sáng chìm không phải là đèn kín có vấn đề về nhiệt được cố định. Đây là một thiết kế tản nhiệt với yêu cầu bịt kín và hình dạng vỏ, độ dày thành, vật liệu và phương pháp cố định bên trong đều xuất phát từ đó.

Đối với người mua, đây là lý do tại sao hai thiết bị chiếu sáng có cùng số lượng đèn LED và cùng công suất có thể hoạt động khác nhau trong vòng 5 năm. Cái chết hoạt động giống hệt nhau. Điều khác biệt là tốc độ tỏa nhiệt của nó.

Con đường nhiệt, từng bước

Nhiệt từ đèn LED truyền dọc theo dây chuyền và mỗi bước trong dây chuyền đều có điện trở nhiệt. Tổng số là yếu tố quyết định nhiệt độ đường giao nhau.

Điểm nối với gói, được cố định bởi nhà sản xuất đèn LED

Gói vào bo mạch, được đặt bằng mối hàn và thiết kế miếng đệm

Bảng mạch vào vỏ, được đặt theo vật liệu giao diện và áp suất tiếp xúc

Xuyên qua tường nhà, được thiết lập bởi vật liệu và độ dày của nó

Từ bề mặt vỏ vào trong nước, do diện tích bề mặt và chuyển động của nước quyết định

Bước ba và bốn là nơi nhà sản xuất có ảnh hưởng lớn nhất và bước ba là nơi các thiết kế giá rẻ thể hiện nhiều nhất. Bảng lõi kim loại-được kẹp vào mặt gia công sẽ truyền nhiệt tốt. Cùng một bảng mạch đặt trên một bề mặt được sơn không có vật liệu giao diện sẽ truyền nó kém và sự khác biệt thể hiện ở nhiệt độ tiếp giáp cao hơn ở cùng một công suất.

Bước năm thuộc về quá trình lắp đặt chứ không phải sản phẩm, đó là lý do tại sao một thiết bị cố định có thể hoạt động khác nhau trong hai chậu có cùng kích thước. Thêm về điều đó dưới đây.

Tại sao nước không chỉ đơn giản là một tản nhiệt tốt

Độ dẫn nhiệt của nước gấp nhiều lần độ dẫn nhiệt của không khí và sự so sánh đó được trích dẫn như thể nó giải quyết được câu hỏi. Không phải vậy, vì sự dẫn vào nước phụ thuộc vào chuyển động của nước.

Nước tiếp xúc với bề mặt ấm tạo thành một lớp ranh giới cách nhiệt. Trong nước tĩnh, lớp đó dày lên và sự truyền nhiệt mất đi. Trong nước chuyển động, nó liên tục bị cuốn sang một bên và khả năng truyền nhiệt vẫn ở mức cao. Một thiết bị cố định trong ao không có sự tuần hoàn và một thiết bị tương tự trong lưu vực đài phun nước có máy bơm đang chạy là hai cách lắp đặt nhiệt khác nhau.

Ba tác dụng nữa quan trọng trong phụng sự:

Không khí bị mắc kẹt. Một vật cố định được gắn dưới gờ hoặc với mặt nghiêng xuống có thể giữ một túi không khí trên bề mặt phía trên của nó. Không khí là chất cách điện và túi không thể nhìn thấy được từ trên mặt nước.

Tiền gửi. Màng sinh học, tảo và cặn canxi đều có độ dẫn nhiệt thấp. Vỏ có lớp phủ nhìn thấy được là vỏ đã mất đi một phần khả năng làm mát.

Trầm tích. Một thiết bị cố định-được chôn một nửa trong phù sa trong một cái chậu hiếm khi được làm sạch đã mất phần lớn diện tích bề mặt mà nó được thiết kế để sử dụng.

Không ai trong số này là lỗi sản xuất. Chúng là các điều kiện vận hành và thông số kỹ thuật giả định nước sạch di chuyển sẽ nói như vậy, bởi vì giả định này chính là nền tảng của thiết kế tản nhiệt.

Tj, Tc và tại sao bạn có thể đo được nhiệt độ vỏ máy

Các nhà sản xuất đèn LED công bố nhiệt độ tiếp giáp tối đa, thường là khoảng 125 độ hoặc 150 độ tùy theo gói. Điểm nối nằm bên trong khuôn và không thể đo trực tiếp trong bộ đèn đã hoàn thiện.

Những gì có thể đo được là nhiệt độ vỏ máy và những gì nhà sản xuất làm là thiết lập mối quan hệ giữa hai yếu tố này đối với một thiết kế nhất định. Đây là lý do tại sao báo cáo LM-80 được chạy ở nhiệt độ trường hợp cụ thể thay vì ở nhiệt độ môi trường xung quanh: nhiệt độ trường hợp là điều kiện biên liên kết kết quả phòng thí nghiệm với sản phẩm thực.

Hai hậu quả đối với người mua:

Khi nhà cung cấp công bố số liệu duy trì quang thông, hãy hỏi nhiệt độ đo được ở trường hợp nào và so sánh nhiệt độ đó với nhiệt độ trường hợp của bộ đèn hoàn thiện đang vận hành như thế nào.

Khi bạn chỉ định một thiết bị cố định, hãy mô tả điều kiện hoạt động thay vì chỉ yêu cầu về điện. Phạm vi nhiệt độ nước, lưu lượng và liệu thiết bị cố định có tiếp xúc với không khí hay không là những yếu tố đầu vào mà thiết kế nhiệt phụ thuộc vào.

Người lái xe thường là người thất bại đầu tiên

Gói đèn LED mạnh mẽ và có thể dự đoán được. Bộ nguồn cũng không như vậy vì nó chứa các tụ điện có tuổi thọ giảm một nửa khi nhiệt độ tăng khoảng 10 độ.

Trong bộ đèn chìm, bộ điều khiển ngồi ở vị trí tồi tệ nhất: bịt kín, không có luồng khí lưu thông, thường ở gần các đèn LED mà nó đang điều khiển. Bộ dẫn động ở vị trí đó là một bộ phận bị hao mòn có tuổi thọ sử dụng chứ không phải bộ phận cố định.

Đây là lý lẽ mạnh mẽ nhất để tách biệt hai điều này. Thiết kế có bộ điều khiển bên ngoài mặt nước, ở phía khô ráo trong khu vực thông gió hoặc phòng trồng cây, sẽ di chuyển bộ phận-nhạy cảm với nhiệt độ nhất ra khỏi môi trường nhiệt tệ nhất và thay đổi chế độ lỗi của toàn bộ hệ thống.

Nếu bộ điều khiển phải được tích hợp thì câu hỏi thực tế là liệu bộ đèn có thể mở ra để thay thế hay không và liệu bộ phận thay thế có phải là bộ phận có sẵn hay không. Một thiết bị kín có trình điều khiển bị lỗi là một thiết bị thay thế hoàn chỉnh cho thiết bị cố định và chi phí của thiết bị đó chủ yếu là quyền truy cập.

Chạy khô: điều gì xảy ra khi máy bơm dừng và đèn vẫn sáng

Đèn chiếu sáng chìm được thiết kế có nước ở phía bên kia của vỏ. Loại bỏ nước và bước cuối cùng của đường dẫn nhiệt được thay thế bằng không khí, chất này kém hơn khoảng hai mươi lần so với vai trò dẫn điện và tệ hơn rất nhiều nếu không có đối lưu trong một bể kín.

Hậu quả xảy ra theo một thứ tự xác định:

Nhiệt độ vỏ tăng và nhiệt độ tiếp giáp cũng tăng

Sản lượng ánh sáng giảm do hiệu suất đèn LED giảm khi khuôn nóng lên

Màu sắc thay đổi do các kênh trôi đi với tốc độ khác nhau

Tụ điện của trình điều khiển già đi nhanh hơn

Ứng suất nhiệt làm quay vòng phốt và phốt là hỏng hóc tiếp theo

Một tính năng chạy đèn khi máy bơm tắt luôn thực hiện việc này. Nó có thể tồn tại trong mùa đầu tiên. Điều nó sẽ không làm là đạt được tuổi thọ sử dụng như bảng dữ liệu được mô tả, vì bảng dữ liệu mô tả một tình trạng khác.

Biện pháp khắc phục là một quyết định kiểm soát hơn là một quyết định về sản phẩm. Khóa liên động hệ thống chiếu sáng với máy bơm để đèn không thể chạy mà không có dòng chảy hoặc sử dụng thiết bị cố định có thiết kế nhiệt chịu được tiếp xúc với không khí và cho biết điều nào trong hai điều này áp dụng trong thông số kỹ thuật. Lựa chọn thứ ba, chạy không có dòng chảy và chấp nhận thời gian rút ngắn, là một lựa chọn thương mại hợp pháp miễn là mọi người trong cuộc trò chuyện đều biết đó là lựa chọn được đưa ra.

Hãy đưa điều kiện vận hành vào thông số kỹ thuật thay vì để nó được suy luận và trong trường hợp lưu vực không thể đảm bảo dòng chảy, hãy coi khóa liên động như một phần của phạm vi điện thay vì là hướng dẫn vận hành.

Trồng trong chậu hoặc có thể sử dụng được: sự cân bằng-trong điều kiện đơn giản

Hai gia đình xây dựng chiếm ưu thế.

Đã trồng đầy đủ trong chậu. Các thiết bị điện tử được gói gọn trong một hợp chất bên trong vỏ. Khả năng tản nhiệt tốt, độ kín tốt nhất hiện có và không có mối nối bên trong nào bị rò rỉ. Nó cũng không thể sửa chữa được: khi trình điều khiển bị lỗi, thiết bị cố định sẽ được thay thế.

Bịt kín nhưng có thể mở được. Trình điều khiển và miếng đệm có thể đạt được. Có thể sử dụng phụ tùng và tuổi thọ lâu dài, đồng thời nhiệm vụ bịt kín khó hơn vì có một khớp nén phải được chế tạo chính xác và-làm lại chính xác sau mỗi lần can thiệp.

Sự lựa chọn thường được đưa ra cho bạn bằng việc liệu nước có thể thoát được hay không. Một hồ bơi được dọn sạch hàng năm có thể chấp nhận một vật cố định trong chậu vì việc thay thế được lên kế hoạch chứ không phải gây gián đoạn. Một cái chậu không bao giờ cạn nước, hoặc một cái hồ bơi được sử dụng liên tục, được coi là một thiết bị cố định có thể tiếp cận các bộ phận tiêu hao mà không cần di chuyển một mét khối nước.

Thử nghiệm nhiệt thực sự cho thấy điều gì

Thử nghiệm nhiệt trên đèn điện chìm không phải là một phép đo đơn lẻ. Đó là một tập hợp các phép đo được thực hiện cho đến khi nhiệt độ ngừng tăng, trong những điều kiện phải được nêu rõ để kết quả có ý nghĩa gì đó.

Thật là một báo cáo thử nghiệm hữu ích mang lại cho bạn:

Nhiệt độ nước trong quá trình thử nghiệm và liệu nó được giữ không đổi hay để trôi

Nước đứng yên hay đang tuần hoàn, và nếu biết được tốc độ đó là bao nhiêu

Nhiệt độ trường hợp tại điểm đo được xác định và điểm đó ở đâu

Công suất thực tế tiêu thụ trong quá trình thử nghiệm chứ không phải con số danh nghĩa

Khoảng thời gian và bằng chứng cho thấy đã đạt được trạng thái ổn định

Mục cuối cùng là nơi thử nghiệm cấp tốc cho thấy. Một bộ đèn có vỏ bằng kim loại đúc có khối lượng nhiệt đáng kể và vỏ ấm lên từ từ. Quá trình kiểm tra dừng sau ba mươi phút đã đo được độ nóng lên của vỏ, chứ không phải tình trạng thiết bị sẽ hoạt động trong sáu giờ. Nếu báo cáo không nêu rõ thời gian ngâm thì nhiệt độ thùng trong đó chỉ là tạm thời.

Đối với người mua, việc sử dụng báo cáo nhiệt trong thực tế là so sánh hơn là phán đoán tuyệt đối. Hai nhà cung cấp đang thử nghiệm cùng một điều kiện được mô tả có thể được so sánh với nhau. Hai nhà cung cấp báo giá cùng một trường hợp nhiệt độ mà không có điều kiện thử nghiệm thì không thể so sánh được.

Những gì cần chỉ định

Viết những điều này vào thông số kỹ thuật và thiết kế tản nhiệt có nội dung nào đó cần được kiểm tra:

Phạm vi nhiệt độ nước đang sử dụng, bao gồm cả nhiệt độ lạnh nhất và ấm nhất dự kiến

Nước đang chuyển động hay đứng yên ở vị trí cố định và dòng chảy giả định

Liệu thiết bị có thể được cấp điện mà không cần nước hay không và nếu có thì trong bao lâu

Nhiệt độ không khí tối đa khi chậu trống và thiết bị đặt dưới ánh nắng trực tiếp

Driver tích hợp hay remote, nếu remote thì cài đặt ở đâu

Liệu thiết bị cố định có còn sử dụng được nếu nó không bao giờ bị cạn nước hay không

Nơi chúng tôi ngồi

Chúng tôi chế tạo các bộ đèn chìm có bộ điều khiển tích hợp hoặc từ xa và chúng tôi nêu rõ điều kiện hoạt động mà thiết kế tản nhiệt giả định thay vì để nó được suy luận. Trong trường hợp bể chạy đèn độc lập với máy bơm, chúng tôi khuyên dùng khóa liên động và sẽ cung cấp chi tiết nối dây.

Nếu kế hoạch của bạn chạy đèn mà không đảm bảo lưu lượng nước, hãy nói như vậy ở giai đoạn tìm hiểu. Đèn dưới nước IP68 vàđèn đài phun nước 12Vlà các trường hợp tản nhiệt khác nhau và câu trả lời sẽ thay đổi khi lắp đặt. Của chúng tôihồ sơ công tybao gồm cách chúng tôi xử lý các câu hỏi ứng dụng.

Kiểm tra ứng dụng nước khô-chạy hoặc nước tĩnh-

Hãy cho chúng tôi biết lịch trình máy bơm, loại lưu vực và vị trí lắp đặt, chúng tôi sẽ cho bạn biết mẫu nào của chúng tôi phù hợp với ứng dụng và mẫu nào không.