Защита уличных LED-светильников от перегрева: секреты проектирования мощных прожекторов

Светодиоды нагреваются не так сильно, как лампы накаливания или люминесцентные лампы. Однако мощные прожекторы всё равно нужно защищать от перегрева. Секретами проектирования светодиодных светильников для уличного освещения делится команда СОЕР.

Светодиоды во время работы выделяют много тепла. Если оно отводится неэффективно, происходит деградация кристаллов полупроводника. Их элементы быстро изнашиваются и разрушаются. Это приводит к снижению яркости светодиодов. Падение светового потока на 30-50% может произойти всего за пару лет.

Из-за перегрева электроники выходят из строя драйверы, управляющие работой светодиодов. Эти блоки питания обеспечивают равномерное и стабильное освещение и предохраняют диоды. Менять их довольно затратно, особенно в масштабах города или другой большой территории.

Корпус от воздействия высокой температуры может расплавиться. Даже металлические компоненты могут потерять свою структурную целостность. В результате снижается механическая прочность уличных LED светильников.

Меняется и цветовая температура излучаемого света. Он может стать более холодным или приобрести нежелательный оттенок. Восприятие окружающего пространства искажается, а в Москве или Московской области это недопустимо.

Мощные модели от 150 Вт и выше применяют там, где требуется яркое и равномерное освещение больших территорий.

• Автомагистрали и многополосные дороги – 250-400 Вт.

• Стадионы и спортивные площадки – 1000-2000 Вт.

• Промзоны, склады – от 50 до 1 200 Вт.

• Аэропорты –оборудование от 400 до 2000 Вт.

Все они характеризуются высокой светоотдачей до 200 лм/Вт и рассчитаны на долгий срок службы – 50 000–100 000 часов. Без эффективного теплоотвода здесь не обойтись. Особенно в регионах с жарким летом, где температура воздуха поднимается до 40 градусов. В таких условиях отводить тепло ещё сложнее, поэтому риск перегрева повышается.

Метод охлаждения инженеры светотехнической компании СОЕР выбирают в зависимости от конструкции прибора и его мощности.

Для большинства уличных светодиодных LED светильников применяют пассивное охлаждение. Их преимущество – бесшумная работа, поскольку в конструкции нет движущихся элементов.

Самый распространённый метод – интеграция алюминиевых радиаторов. Эти ребристые конструкции увеличивают площадь теплоотдачи для более эффективного рассеивания тепла от светодиодов в окружающую среду.

Иногда вставляют тепловые трубки. Они равномерно распределяют тепло по всей длине устройства, минимизируя риск локального перегрева. Теплоноситель испаряется в зоне нагрева, пар конденсируется в охлаждаемой части, а жидкость возвращается по капиллярной структуре.

В компактных корпусах используют керамические подложки. Благодаря им контактная поверхность с окружающей средой становится больше, поэтому тепло отводится быстрее.

В самых мощных моделях для экстремальных условий используют активное охлаждение с вентиляторами. Например, встроенные кулеры обеспечивают постоянный поток воздуха для отвода избыточного тепла. Вентиляторы оснащены гидродинамическими подшипниками и пылезащитными фильтрами. В некоторых моделях есть датчики контроля скорости вращения.

Реже делают жидкостное охлаждение, но цена таких светодиодных уличных светильников довольно высокая. Их можно встретить на стадионах, аэродромах, фермах. Внутри их корпуса циркулирует специальная жидкость. Она нагревается в отсеке возле светодиодов и уходит в другие места, где охлаждается. Тепловые трубки к ним не относятся, так как у них другой принц работы – жидкость испаряется на горячем конце трубки и конденсируется на холодном.

Существуют гибридные системы. Вентиляторы включаются только когда температура достигает установленного порога перегрева. Так удаётся экономить электроэнергию и увеличивать срок службы устройства.

Таким образом, существуют светильники мощностью до 2000 Вт с гарантированным сроком службы от 10 лет даже в экстремальных условиях. Выбор конкретного решения зависит от условий эксплуатации и экономических факторов.