Toplotna zasnova v potopnih LED-svetilkah: kam gre toplota

Potopna svetilka deluje v najboljšem in najslabšem razpoložljivem toplotnem okolju hkrati. Voda odvaja toploto veliko učinkoviteje kot zrak, zaprto ohišje pa skoraj ne ponuja nobene poti, da bi toplota prišla do njega. Vsaka odločitev o tem, kako je zgrajena potopna luč, je odločitev o tem protislovju.

Zatesnjeno ohišje je toplotni problem, preden je problem tesnjenja

Tesnjenje in toplotna zasnova vlečeta v nasprotnih smereh. Debelejša stena tesni bolj zanesljivo in poveča odpornost proti pretoku toplote. Masa za zalivanje ščiti elektroniko pred vodo in jo tudi zapakira, tako da mora toplota potovati skozi njo. Odstranljiv pokrov, ki doseže voznika, pomeni kompresijsko tesnilo, kompresijsko tesnilo pa je spoj, ki bo sčasoma najverjetneje puščal.

Posledica tega je, da potopna svetilka ni zaprta luč s toplotnim problemom, ki je privit. Gre za toplotno zasnovo z zahtevo po tesnjenju, iz tega pa izhajajo geometrija ohišja, debelina stene, material in notranji način pritrditve.

Za kupca je to razlog, da se lahko dve napeljavi z enakim številom LED in enako močjo v petih letih obnašata različno. Kocka se obnaša enako. Razlika je v tem, kako hitro ga toplota zapusti.

Toplotna pot, korak za korakom

Toplota LED potuje vzdolž verige in vsak korak v verigi ima toplotni upor. Skupna vrednost je tista, ki odloča o temperaturi spoja.

Spoj na paket, ki ga določi proizvajalec LED

Paket na ploščo, nastavljen s spajkalno spojko in zasnovo blazinice

Plošča na ohišje, določena z materialom vmesnika in kontaktnim tlakom

Skozi steno ohišja, določeno z materialom in njegovo debelino

Od površine ohišja v vodo, določeno s površino in gibanjem vode

V tretjem in četrtem koraku ima proizvajalec največji vpliv, v tretjem koraku pa ceneni dizajni največ oddajo. Kovinska-jedrna plošča, pritrjena na obdelano površino, dobro prenaša toploto. Ista plošča, ki leži na barvani površini brez vmesnega materiala, jo slabo prenaša, razlika pa se pokaže kot višja temperatura spoja pri enaki moči.

Peti korak pripada namestitvi in ​​ne izdelku, zato lahko vpenjalo deluje drugače v dveh umivalnikih enake velikosti. Več o tem spodaj.

Zakaj voda ni le dober odvod toplote

Toplotna prevodnost vode je mnogokrat večja od toplotne prevodnosti zraka in ta primerjava se citira, kot da bi rešila vprašanje. Ne, ker je prevajanje v vodo odvisno od gibanja vode.

Voda v stiku s toplo površino tvori mejno plast, ki jo izolira. V mirni vodi se ta plast zgosti in prenos toplote upade. V premikajoči se vodi jo nenehno odvaja vstran in prenos toplote ostaja visok. Naprava v ribniku brez kroženja in enaka napeljava v bazenu fontane z delujočo črpalko sta dve različni toplotni napravi.

Pri uporabi so pomembni še trije učinki:

Ujeti zrak. Naprava, ki je nameščena pod robom ali s sprednjo stranjo nagnjeno navzdol, lahko zadrži žep zraka ob svoji zgornji površini. Zrak je izolator in žep je nad vodo neviden.

Depoziti. Biofilm, alge in kalcijev kamen imajo nizko toplotno prevodnost. Ohišje z vidnim premazom je ohišje, ki je izgubilo nekaj hlajenja.

Usedlina. Napeljava, napol-zakopana v mulju v bazenu, ki se redko čisti, je izgubila večino površine, za katero je bila zasnovana.

Nič od tega ni proizvodna napaka. To so delovni pogoji in specifikacija, ki predpostavlja premikanje čiste vode, bi morala to navesti, ker je na predpostavki temeljila toplotna zasnova.

Tj, Tc in zakaj je temperatura ohišja tisto, kar lahko merite

Proizvajalci LED objavljajo najvišjo temperaturo spoja, običajno okoli 125 ali 150 stopinj, odvisno od paketa. Spoj je znotraj matrice in ga ni mogoče meriti neposredno v končani svetilki.

Kar je mogoče izmeriti, je temperatura ohišja, proizvajalci pa vzpostavijo razmerje med obema za dano zasnovo. Zato se poročila LM-80 izvajajo pri določenih temperaturah ohišja in ne pri vrednosti okolja: temperatura ohišja je robni pogoj, ki povezuje laboratorijski rezultat z dejanskim izdelkom.

Dve posledici za kupce:

Ko dobavitelj zahteva vrednost vzdrževanja lumnov, vprašajte, pri kateri temperaturi ohišja je bila izmerjena in kako se to primerja s temperaturo ohišja končne svetilke v uporabi.

Ko navedete napeljavo, opišite delovne pogoje in ne le električne zahteve. Razpon temperature vode, pretok in ali je naprava kdaj izpostavljena zraku so vhodni podatki, od katerih je odvisna toplotna zasnova.

Voznik je ponavadi prva stvar, ki ji odpove

Paket LED je robusten in predvidljiv. Napajalnik ni ne eno ne drugo, saj vsebuje elektrolitske kondenzatorje, katerih življenjska doba se prepolovi za približno vsakih deset stopinj dviga temperature.

V potopnih svetilkah voznik sedi na najslabšem razpoložljivem mestu: zaprto, brez pretoka zraka, pogosto v bližini LED diod, ki jih poganja. Gonilnik v tem položaju je obrabni element z življenjsko dobo in ne trajna komponenta.

To je najmočnejši argument za ločevanje obeh. Zasnova z gonilnikom zunaj vode, na suhi strani v prezračevanem ohišju ali tovarniški sobi, premakne najbolj temperaturno{1}}občutljivo komponento iz najslabšega toplotnega okolja in spremeni način odpovedi celotnega sistema.

Če je gonilnik treba integrirati, sta praktična vprašanja, ali je mogoče svetilko odpreti, da bi jo zamenjali, in ali je nadomestni del na zalogi. Zaprta enota z okvarjenim gonilnikom je popolna zamenjava napeljave, pri stroških pa prevladuje dostop.

Suhi tek: kaj se zgodi, ko se črpalka ustavi in ​​luči ostanejo prižgane

Potopna svetilka je zasnovana z vodo na drugi strani ohišja. Odstranite vodo in zadnji korak toplotne poti nadomesti zrak, ki je približno dvajsetkrat slabši kot prevodnik in neskončno slabši brez konvekcije v zaprtem bazenu.

Posledice pridejo v določenem vrstnem redu:

Temperatura ohišja se dvigne, prav tako temperatura spoja

Svetlobna moč pade, ker učinkovitost LED pada, ko se matrica segreje

Barvne premike, ker se kanali premikajo z različnimi hitrostmi

Voznikovi kondenzatorji se starajo hitreje

Toplotna obremenitev ciklično spremeni tesnilo in tesnilo je naslednja okvara

Funkcija, ki sveti, ko je črpalka izklopljena, to počne vsakič. Morda bo preživel prvo sezono. Ne bo dosegel življenjske dobe, opisane v podatkovnem listu, ker je v podatkovnem listu opisano drugačno stanje.

Rešitev je odločitev o nadzoru in ne odločitev o izdelku. Povežite osvetlitev s črpalko, tako da luči ne morejo delovati brez pretoka, ali pa uporabite napeljavo, katere toplotna zasnova dopušča izpostavljenost zraku, in povejte, kaj od obeh velja v specifikaciji. Tretja možnost, brez pretoka in sprejemanje skrajšane življenjske dobe, je legitimna komercialna izbira, dokler vsi v pogovoru vedo, da je to izbira.

Pogoj delovanja navedite v specifikaciji, namesto da bi ga pustili, da se sklepa, in kjer bazen ne more zagotoviti pretoka, zaporo obravnavajte kot del električnega obsega in ne kot navodila za uporabo.

V loncu ali za popravilo: kompromis-z enostavnimi izrazi

Prevladujeta dve gradbeni družini.

Popolnoma lončeno. Elektronika je inkapsulirana v spojino znotraj ohišja. Širjenje toplote je dobro, tesnjenje je najbolj robustno, kar je na voljo, in ni notranjih spojev, ki bi puščali. Prav tako ga ni mogoče popraviti: ko gonilnik odpove, se napeljava zamenja.

Zaprto, vendar ga je mogoče odpreti. Voznik in tesnilo sta dosegljiva. Možni so rezervni deli in dolga življenjska doba, tesnjenje pa je težje, ker je tu kompresijski spoj, ki ga je treba pravilno izdelati in ga po vsakem posegu ponovno -pravilno narediti.

Izbira je običajno odvisna od tega, ali je mogoče vodo izčrpati. Bazen, ki se vsako leto izprazni, lahko sprejme lončeno napeljavo, ker je zamenjava načrtovana in ne moteča. Umivalnik, ki ni nikoli izpraznjen, ali bazen v stalni uporabi govorita o napeljavi, katere potrošne dele je mogoče doseči, ne da bi premaknili kubični meter vode.

Kaj dejansko pokaže toplotni test

Toplotni preizkus potopne svetilke ni ena sama meritev. To je niz meritev, ki se izvajajo, dokler temperature ne prenehajo naraščati, pod pogoji, ki jih je treba navesti, da rezultat karkoli pomeni.

Kaj vam nudi koristno poročilo o preskusu:

Temperatura vode med preskusom in ali je bila konstantna ali je puščena

Ali je voda mirovala ali je krožila in s kakšno hitrostjo, če je to znano

Temperatura ohišja na določeni merilni točki in kje je ta točka

Dejanska moč med preskusom in ne nazivna vrednost

Trajanje in dokaz, da je bilo doseženo stanje dinamičnega ravnovesja

Zadnja postavka je tam, kjer se pokaže pospešeno testiranje. Svetilka z ohišjem iz lite kovine ima precejšnjo toplotno maso, ohišje pa se počasi segreva. Preizkus, ki se ustavi po tridesetih minutah, je izmeril segrevanje ohišja, ne pa stanja, v katerem bo naprava stala šest ur. Če poročilo ne navaja časa namakanja, je temperatura ohišja v njem začasna.

Za kupca je praktična uporaba termičnega poročila primerjava in ne absolutna presoja. Dva dobavitelja, ki testirata enake opisane pogoje, je mogoče primerjati med seboj. Dva dobavitelja, ki navajata temperaturo enega ohišja brez preskusnih pogojev, sploh nista primerljiva.

Kaj navesti

Zapišite jih v specifikacijo in toplotna zasnova bo nekaj preverila:

Razpon temperature vode v obratovanju, vključno s pričakovano najhladnejšo in najtoplejšo

Ne glede na to, ali se voda premika ali je še vedno v položaju vpenjanja, in domnevni pretok

Ali je napeljava sploh mogoče napajati brez vode in če da, kako dolgo

Najvišja temperatura zraka, ko je umivalnik prazen in je napeljava izpostavljena neposrednemu soncu

Ali je gonilnik integriran ali oddaljen, in če je oddaljen, kje je nameščen

Ali mora napeljava ostati uporabna, če se nikoli ne izprazni

Kjer sediva

Izdelujemo potopne svetilke z vgrajenim ali daljinskim gonilnikom in navedemo pogoje delovanja, ki jih predpostavlja toplotna zasnova, namesto da bi jih prepustili sklepanju. Kjer umivalnik poganja svoje luči neodvisno od črpalke, priporočamo zaklep in zagotovimo podrobnosti ožičenja.

Če vaša shema uporablja luči brez zagotovljenega pretoka vode, to povejte na stopnji poizvedbe. Podvodna luč IP68 in a12V lučka za vodnjakso različni toplotni primeri, odgovor pa se spreminja z montažo. Našprofil podjetjapokriva, kako obravnavamo vprašanja glede prijave.

Preverjanje nanosa-suhe ali mirne{1}}vode

Povejte nam razpored črpalke, vrsto bazena in položaj vgradnje, mi pa vam bomo povedali, kateri od naših modelov ustreza aplikaciji in kateri ne.