יֶדַע

Home/יֶדַע/פרטים

Led High Bay: ניהול תרמי

עבור גופי תאורה תעשייתיים, בפרט המפרצים הגבוהים בסגנון עב"מים שבהם מעגלים ונוריות LED ממוקמות במארז סגור, עיצוב תרמי יעיל הוא קריטי כדי להוריד את טמפרטורת הפעולה של מכשיר אופטו-אלקטרוני כזה תוך שיפור הביצועים והאמינות. העיצוב התרמי מתמקד בדרך כלל בגוף הקירור שהוא בדרך כלל בית גוף תאורה משולב כשמדובר בעיצובים גבוהים. גוף קירור נועד למשוך חום מהצמתים בכל LED ומבית הנהג. גופי קירור כוללים בדרך כלל חומר מוליך חום כגון מתכת, וכוללים סנפירים או תעלות להגדלת פני השטח של גוף הקירור כדי לספק חילופי חום גדולים יותר בהסעה עם האוויר הסביבה. המארז עשוי להכיל תא אוורור תרמי מובנה היצוק לתוך הבית. מוליכות תרמית של דיור במפרץ גבוה נקבעת על פי הרכב החומר ותנאי הסביבה. הסרת פסולת החום על ידי הולכה תרמית בנויה גם על הגיאומטריות של אלמנטים במערכת. ניתן לבנות גופי קירור מכל חומר מוליכות תרמית גבוהה כולל אך לא רק נחושת, אלומיניום או סגסוגות מתכת. למרות שלנחושת יכולה להיות מוליכות תרמית של עד 400 W/mK או יותר. אלומיניום היא המתכת המועדפת ביותר עבור גופי קירור בגלל המוליכות התרמית הגבוהה יחסית וקלות הייצור שלה. כדי לשפר את פיזור החום ועמידות בפני קורוזיה, ניתן ליישם גימורים בציפוי אבקה אקרילי על המשטחים הפנימיים והחיצוניים של בית האלומיניום.


ניתן לייצר את גוף הקירור מאלומיניום בתהליכים שונים עם עלות וביצועים מגוונים. גופי קירור מוטבעים הם הפתרון התרמי בעל העלות הנמוכה ביותר אך פחות יעיל מאשר גופי קירור מוטבעים וגופי חום יצוק. תהליך האקסטרוזיה הוא יתרון בייצור פרופילי סנפיר מורכבים המאפשרים פיזור חום גדול יותר באמצעות שטח פנים מוגדל. גופי קירור מחושלים הם בעלי טוהר אלומיניום גבוה מאוד ובהתאם בעלי מוליכות תרמית מצוינת - בדרך כלל גבוה ב-20 אחוזים מאשר גופי הקירור המוחצים והיצוקים. אלומיניום בטוהר גבוה יכול להיות בעל מוליכות תרמית בטמפרטורת החדר של כ-210 W/mK. ייצור שחול וייצור יציקה כרוך לעתים קרובות באלמנטים מתגזרים לעיבוד קל יותר, אך זיהומים אלה שליליים לתכונות התרמיות. לגוף קירור מאלומיניום שחול או יצוק יש מוליכות תרמית של כ-160-200 W/mK. מכיוון שיחס העלות/ביצועים הוא לעתים קרובות השיקול המרכזי בתכנון המערכת, משתמשים בגוף קירור מזויף בתדירות נמוכה יותר מאשר סוגים אחרים של גופי קירור. יתר על כן, בתי תא אור יצוק גבוה מציעים בנייה מקשה אחת ומבטלים פעולות משניות כגון עיבוד שבבי והרכבה וניתן לעצב אותם עם תכונות רבות כגון סנפירים, תאים, פתחי אוורור או פתחים ייעודיים, או צורות ספציפיות לפיזור חום מקסימלי. מתקנים מודרניים למפרץ עב"מים מעוצבים יותר ויותר עם גורמי צורה יעילים לשיקולים אסתטיים כמו גם ניהול תרמי טוב יותר. בתי גופי תאורה מתוכננים כהלכה, למשל, יכולים למנוע הצטברות אבק בטווח הארוך והמוליכות התרמית של המערכת לא תתדרדר.


ניהול תרמי טוב יותר מאפשר להנעת נוריות LED בעוצמה גבוהה של גוף תאורה גבוה ברמות זרם גבוהות יותר תוך הפחתת ההשפעות השליליות על החיים ותפוקת האור הקשורות בדרך כלל לטמפרטורות סביבה גבוהות. למעצבים יש כמה דרכים לשמור על נוריות ה-LED בעוצמה גבוהה קרירות באמצעות שימוש בטכנולוגיות ניהול תרמי פסיבי אחרות, כגון מכלולים מבוססי צינור חום. מערכת צינורות חום משתמשת בהעברת חום דו-פאזי באמצעות אידוי ועיבוי של נוזל עבודה. פותחו אסטרטגיות ניהול תרמי אחרות שעושות שימוש בהתקני קירור פעילים, כגון מאווררים, כדי להקרין חום מהנוריות. הסעת אוויר מאולצת שנוצרת על ידי מאוורר יכולה להגביר את העברת החום לסביבה.