در زندگی روزمره ما، نورپردازی بسیار مهم است زیرا خانه، محل کار، جاده ها و سایر مکان های عمومی ما را روشن می کند. نورپردازی LED (-دیود ساطع کننده نور) به دلیل حداقل تأثیر محیطی، طول عمر طولانی و صرفه جویی در مصرف انرژی، یک گزینه محبوب در دهه های اخیر بوده است. با این وجود، اینکه چراغهای الایدی گرما تولید میکنند و اگر چنین است، چگونه در مقابل فناوریهای روشنایی معمولی قرار میگیرند، یک نگرانی رایج در میان مصرفکنندگان و شرکتها است. عملکرد لامپ های ال ای دی، تولید گرما و مقایسه آنها با سایر انواع روشنایی مانند لامپ های رشته ای، فلورسنت و هالوژن همگی در این مقاله مورد بررسی قرار خواهند گرفت. علاوه بر این، در مورد مزایای کنترل حرارت در چراغ های LED صحبت خواهیم کرد.
1. چراغ های LED چگونه کار می کنند؟
این مهم است که بفهمیم چگونهچراغ های LEDقبل از پرداختن به پیچیدگی های تولید گرما کار کنید.
علم ال ای دی
LED نیمه هادی است که وقتی جریان الکتریکی از آن عبور می کند، نور تولید می کند. الکترولومینسانس، فرآیندی که طی آن الکترون ها از مواد نیمه هادی عبور می کنند و با «سوراخ ها» ترکیب می شوند، انرژی را به شکل فوتون یا نور آزاد می کند. برخلاف لامپ های رشته ای که با گرم کردن یک رشته نور تولید می کنند، LED ها از روش موثرتری استفاده می کنند که انرژی الکتریکی را مستقیماً به نور تبدیل می کند در حالی که گرمای بسیار کمی تولید می کند.
حتی با این افزایش بازده، تمام انرژی الکتریکی به نور تبدیل نمی شود. از آنجایی که تنها درصد کمی از انرژی-تقریباً 20 تا 30 درصد-به گرما تبدیل میشود، کنترل گرما در سیستمهای روشنایی LED بسیار مهم است.
2. LED Light Heat Generation
ویژگی گرما از LED
ال ای دی ها مقداری گرما را بیشتر در تراشه نیمه هادی و مدار راه انداز منتشر می کنند، اما نه به اندازه گزینه های روشنایی جایگزین. الکترونهای الایدی برانگیخته میشوند، زیرا انرژی از طریق آن جریان مییابد و نور تولید میکند، اما بخشی از انرژی نیز به عنوان گرما از دست میرود. پایه لامپ LED یا وسایل روشنایی جایی است که بیشتر این گرما متمرکز می شود.
با این حال، در مقایسه با لامپ های رشته ای یا هالوژن، که گرما را به عنوان بخشی از فرآیند نور مرئی به بیرون آزاد می کنند، گرمای تولید شده توسط LED کمتر آشکار است. به جای گرم شدن بیش از حد،چراغ LEDs برای انتقال گرما به عقب از طریق پره های خنک کننده و هیت سینک ها ساخته شده اند، جایی که به طور موثرتری پراکنده می شود.
به سادگی می توان گفت، برخلاف لامپ های معمولی، LED ها گرما منتشر نمی کنند. از آنجایی که نور را به دور از منبع هدایت میکنند، استفاده از آنها در محیطهای تنگ بسیار ایمنتر و دلپذیرتر هستند.
3. ارزیابی حرارت LED در رابطه با سایر نوآوری های روشنایی
سوزاندن لامپ
بسیاری از مردم با تکنولوژی سنتی و قدیمی روشنایی که به عنوان لامپ های رشته ای شناخته می شوند، آشنا هستند. این لامپ ها از یک رشته نازک تشکیل شده اند که با گرم شدن توسط برق می درخشد. با این حال، از آنجایی که اکثر انرژی به عنوان گرما از بین می رود، این روش ایجاد نور بسیار ناکارآمد است. در واقع، لامپ های رشته ای به جای تولید نور، حدود 90 درصد انرژی خود را به گرما تبدیل می کنند.
از آنجایی که لامپ های رشته ای ممکن است تا 200 تا 250 درجه (392-482 درجه فارنهایت) گرما ساطع کنند، حمل و نقل آنها خطرناک است و می تواند آتش بگیرد، به خصوص اگر نزدیک اجسام قابل احتراق باشند. در مقایسه با چراغ های LED، این درجه حرارت خروجی به مراتب بالاتر است.
لامپ هالوژن
اگرچه لامپهای هالوژن بر روی همان مفهوم لامپهای رشتهای کار میکنند، اما لامپهای هالوژن از یک گاز هالوژن در داخل خود برای افزایش کارایی استفاده میکنند. علیرغم اینکه لامپهای هالوژن نسبت به لامپهای رشتهای معمولی کارآمدتر- انرژی هستند، همچنان انرژی زیادی را به عنوان گرما هدر میدهند. لامپ های هالوژن به طور قابل توجهی گرمتر از لامپ های رشته ای معمولی هستند و دمای سطح آن تا 300 درجه (572 درجه فارنهایت) می رسد.
اگرچه چراغهای هالوژن اغلب در چراغهای جلو و نورافکن خودرو استفاده میشوند، خروجی حرارت بالای آنها میتواند در مناطقی که تهویه مناسبی ندارند، ناراحت کننده باشد. لامپ های هالوژن در مدیریت گرما بسیار کمتر از روشنایی LED موثر هستند.
چراغ های فلورسنت، از جمله CFL ها و لوله ها
در مقایسه با لامپهای رشتهای، لامپهای فلورسنت فشرده (CFL) و چراغهای فلورسنت لوله{0}}شکل انرژی کمتری مصرف میکنند و نور بیشتری ارائه میکنند. اگرچه به اندازه لامپ های هالوژن یا رشته ای نیستند، اما با این وجود گرما تولید می کنند. حتی در حالی که لامپهای فلورسنت معمولاً گرمای قویتری ایجاد میکنند، اما مقداری تشعشع مادون قرمز ساطع میکنند که باعث میشود فضا راحتتر به نظر برسد.
اگرچه لامپهای فلورسنت به اندازه لامپهای الایدی{0}}در حرارت کارآمد نیستند، اما معمولاً نسبت به لامپهای هالوژن و رشتهای سردتر هستند. لامپ های فلورسنت دارای دمای سطحی بین 60 تا 100 درجه (140 و 212 درجه فارنهایت) هستند که نسبت به لامپ های هالوژن و رشته ای کمتر است اما همچنان از لامپ های LED بالاتر است.
روشنایی LED
از سوی دیگر، چراغهای الایدی به دلیل کارآمد بودن-در مصرف انرژی شهرت دارند. معمولاً فقط حدود 10 تا 30 درصد انرژی به عنوان گرما هدر می رود. 70 تا 90 درصد باقی مانده به نور مرئی تبدیل می شود. در مقایسه با لامپ های رشته ای، هالوژن یا حتی فلورسنت، لامپ های LED گرمای بسیار کمی تولید می کنند. بسته به وات و کیفیت آنها،لامپ های ال ای دیمعمولا دمای سطحی بین 40 تا 60 درجه (104 و 140 درجه فارنهایت) دارند.
ال ای دی ها برای استفاده در تعدادی از تنظیمات، از جمله مکان هایی که سطح حرارت بالا ممکن است مشکل ساز باشد، ایمن تر و راحت تر هستند، مانند آشپزخانه ها، یخچال ها یا اتاق های کوچک، زیرا آنها بسیار خنک تر از منابع نور معمولی هستند.
4. اهمیت مدیریت حرارت در روشنایی LED
حتی در حالی که چراغهای LED مقداری گرما تولید میکنند، یکی از دلایلی که آنها بسیار بادوام هستند و{0}}در انرژی کارآمد هستند، ظرفیت آنها برای کنترل و پخش موثر این گرما است. برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و تضمین اینکه LED در طول عمر خود در اوج کارایی خود عمل می کند، مدیریت گرما مناسب بسیار مهم است.
امنیت
گرمای بیش از حد لامپ های سنتی می تواند خطر آتش سوزی باشد، به ویژه در مناطقی که تهویه کمی دارند. چراغهای الایدی بهمراتب کمتر باعث آتشسوزی میشوند، زیرا گرمای کمتری تولید میکنند و سیستمهای خنککننده کارآمد و سینکهای حرارتی دارند. به همین دلیل، استفاده از آنها به طور قابل توجهی ایمن تر است، به خصوص در مکان هایی که سگ ها یا جوانان می توانند با چراغ ها در تماس باشند.
عملکرد و طول عمر
یکی از عوامل اصلی تعیین کننده طول عمر هر لامپ گرما است. لامپهای سنتی به دلیل دمای بالایی که تولید میکنند، در طول زمان با خراب شدن اجزای داخلیشان، با سرعت بیشتری خراب میشوند. در مقابل، الایدیها در مدیریت گرما بسیار ماهر هستند، که به آنها امکان میدهد برای مدت طولانیتری به کارکردن و درخشش خود ادامه دهند.
در حالی که LED ها این مشکلات را ندارند، گرمای بیش از حد لامپ های رشته ای و هالوژن می تواند به سطوح و وسایل مجاور آسیب برساند. اتلاف حرارت عالی و دمای پایین لامپ های ال ای دی طول عمر و کارایی آنها را تا حد زیادی افزایش می دهد.
بهره وری انرژی
بهره وری انرژی برتر LED ها به طور مستقیم به انتشار گرمای کم آنها کمک می کند. ال ای دی ها تبدیل انرژی الکتریکی به نور مرئی را بهینه می کنند، در حالی که لامپ های معمولی مقدار زیادی از الکتریسیته ای را که به عنوان گرما استفاده می کنند هدر می دهند. در نتیجه انرژی کمتری مصرف می شود و هزینه برق کاهش می یابد.
علاوه بر این، از آنجایی که LED ها گرمای کمتری تولید می کنند، به افزایش دمای اتاق کمک نمی کنند، که نیاز به تهویه مطبوع در هوای گرم را کاهش می دهد.
5. کنترل حرارت LED برای بهترین نتایج
مدیریت گرمای موثر برای اطمینان از اینکه چراغ های LED همچنان به طور موثر عمل می کنند و تا زمانی که امکان پذیر باشد، ضروری است. نکات زیر به شما کمک می کند چراغ های LED خود را خنک و کاربردی نگه دارید:
سینک برای گرما
هیت سینکها قطعات فلزی هستند که معمولاً از آلومینیوم ساخته میشوند و در بسیاری از چراغهای LED با کیفیت بالا برای کمک به پخش گرما در هوای اطراف قرار میگیرند. سینک های حرارتی برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و حفظ حداکثر راندمان ضروری هستند.
جریان هوای مناسب
می توان تضمین کرد که هر گرمای تولید شده توسط نور با قرار دادن LED در مناطق با تهویه خوب- از دستگاه حذف می شود. ال ای دی ها نباید در وسایل مهر و موم شده و بدون تهویه استفاده شوند زیرا این امر می تواند گرما را به دام بیندازد و طول عمر نور را کوتاه کند.
دوری از شلوغی
اطمینان حاصل کنید که ال ای دی ها به طور مناسب از هم فاصله دارند تا در هنگام اضافه کردن بیش از یک، جریان هوا جریان یابد. اثربخشی نور LED ممکن است تحت تأثیر ازدحام بیش از حد قرار گیرد که می تواند دمای محیط را افزایش دهد.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/led-bulb-light/led-bulb-e27-light.html
