يركز التصميم التقليدي لمصابيح الشوارع LED بشكل أساسي على عدد وحدات اللومن LED، في حين يتم إيلاء اهتمام أقل لتبديد الحرارة.في الواقع، شمعة المصابيح تتزايد بسرعة.في عام 2009، وصل عدد اللومن لكل واط من مصابيح LED المنتجة بكميات كبيرة إلى 100 لومن، وما زالت هذه القيمة تنمو بسرعة.لقد أصبح نظام نظرية نقل الحرارة المقابل ناضجًا، وطرق نقل الحرارة التي يمكننا استخدامها واضحة بشكل أساسي: التوصيل، والحمل الحراري، والإشعاع، ونقل الحرارة بتغير الطور.ولذلك، فيما يتعلق بنقل الحرارة أو تبديد الحرارة، فإن التدابير التي يمكننا اتخاذها مرئية ومحدودة.
تستخدم تقنية تبديد الحرارة لمصابيح الشوارع LED عمومًا لوحة موصلة للحرارة، وهي عبارة عن لوحة نحاسية بسمك 5 مم، وهي في الواقع لوحة معادلة لدرجة الحرارة، والتي تعادل مصدر الحرارة؛هناك أيضًا مشتتات حرارية لتبديد الحرارة، لكن الوزن كبير جدًا.الوزن مهم جداً في نظام مصابيح الشوارع، لأن ارتفاع مصباح الشارع 9 أمتار، فإذا كان ثقيلاً جداً سيزداد الخطر، خاصة في حالة الأعاصير والزلازل.قد تحدث حوادث.يستخدم المصنعون المحليون أول تقنية لتبديد الحرارة على شكل دبوس في العالم، مشعاع على شكل دبوس. تم تحسين كفاءة تبديد الحرارة للمبرد بشكل كبير من كفاءة المبرد التقليدي على شكل زعنفة، والذي يمكن أن يجعل درجة حرارة الوصل لمصباح LED أكثر من 15 درجة مئوية. أقل من أداء المبرد العادي، وأداء مقاومة الماء أفضل من أداء المبرد الألومنيوم العادي، كما تم تحسين الوزن والحجم..بالإضافة إلى ذلك، فإن المشتت الحراري الجرافيتي الذي تم تطويره لمصابيح LED عالية الطاقة يتمتع أيضًا بأداء جيد في تبديد الحرارة والحرارة.
تشمل طرق تبديد الحرارة بشكل أساسي: تبديد الحرارة بالحمل الطبيعي، وتبديد الحرارة القسري عن طريق إضافة مراوح، وأنابيب الحرارة وأنبوب الحرارة الحلقي، وما إلى ذلك. تتميز طريقة تبديد الحرارة القسري لتركيب المروحة بنظام معقد وموثوقية منخفضة، والحرارة طريقة تبديد أنابيب الحرارة وأنابيب الحرارة الحلقية مكلفة.يتميز مصباح الشارع بمزايا الاستخدام الخارجي ليلاً، ويقع سطح تبديد الحرارة على الجانب، والحجم أقل تقييدًا.إنه مفيد للحمل الحراري الطبيعي وتبديد الحرارة للهواء.لذلك، يوصى باختيار طريقة تبديد الحرارة بالحمل الحراري الطبيعي قدر الإمكان.
المشاكل في تصميم تبديد الحرارة لمصابيح الشوارع LED هي: يتم تعيين منطقة زعانف تبديد الحرارة بشكل عشوائي، وترتيب زعانف تبديد الحرارة غير معقول، وترتيب زعانف تبديد الحرارة للمصابيح لا يأخذ في الاعتبار مراعاة استخدام المصابيح، مما يؤثر على تأثير الزعانف، ويؤكد على توصيل الحرارة.على الرغم من أن العديد من الشركات المصنعة تأخذ في الاعتبار تدابير مختلفة: أنابيب الحرارة، وأنابيب الحرارة الحلقية، وإضافة الشحم الحراري، وما إلى ذلك، إلا أنهم لا يدركون أن الحرارة سوف تتبدد في النهاية عن طريق السطح الخارجي للمصباح.تجاهل توازن نقل الحرارة، إذا كان توزيع درجة حرارة الزعانف غير متساوٍ بشدة، فسوف يتسبب ذلك في عدم تأثير بعض الزعانف أو أن يكون لها تأثير محدود.
تركيبات إضاءة الشوارع LED عالية الطاقة تبديد الحرارة.والغرض منه هو حل مشكلة تبديد الحرارة لمصابيح LED عالية الطاقة واقتراح مصباح شارع LED عالي الطاقة مع تبديد الحرارة بالحمل الحراري للهواء، والذي يتضمن مجموعة رأس المصباح، ومجموعة المشتت الحراري للمصباح، ومجموعة ذيل المصباح.مجموعة المشتت الحراري للمصباح عبارة عن غلاف أسطواني ذو وتر قوسي.، مفتوح من كلا الطرفين، وجانبا السطح الأسطواني القوسي عبارة عن أسطح رأسية، ويتم تزويد السطح الرأسي أيضًا بمجموعة من الثقوب.في التجويف الداخلي للقشرة الأسطوانية للوتر القوسي، هناك 4-10 مرتبة محوريًا ومتوافقة مع السطح الأسطواني القوسي والسطح الأسطواني للوتر.يتم أيضًا توفير الجانبين الرأسيين للوحة التوصيل الحراري الضلعية العمودية وجانبي الغلاف الأسطواني ذي الوتر القوسي من خلال الفتحات.يتم أيضًا توفير لوحة التوصيل الحراري الضلعية الرأسية والجانبين الرأسيين للقشرة الأسطوانية ذات الوتر القوسي من خلال الفتحات.5-11 يتم تشكيل قنوات تبديد الحرارة لتدفق الهواء الساخن في مجموعة المشتت الحراري للمصباح.يتميز نموذج المنفعة بوجود قنوات متعددة لتبديد الحرارة يتدفق من خلالها الهواء الساخن في تجويف جسم تبديد الحرارة، كما تعمل لوحة توصيل الحرارة الضلعية العمودية أيضًا كسطح لتبديد الحرارة، ويتم زيادة سطح التبادل الحراري، و كفاءة التفريغ الحراري عالية.
يعد تبديد الحرارة لمصابيح الشوارع LED أحد المشكلات الرئيسية التي يجب حلها.لا يرتبط ذلك بشكل مباشر فقط بكفاءة الإضاءة لمصابيح LED في العمل الفعلي، ولكن أيضًا لأن مصابيح الشوارع LED تتطلب سطوعًا عاليًا وتوليدًا للحرارة، كما أن البيئة الخارجية قاسية نسبيًا.إذا لم يكن تبديد الحرارة جيدًا، فسيؤدي ذلك مباشرة إلى الشيخوخة السريعة لمصباح LED وانخفاض الاستقرار.نظرًا لأن مصابيح الطريق المستخدمة في الهواء الطلق يجب أن تتمتع بمستوى معين من مقاومة الغبار والماء (IP)، فإن حماية IP الجيدة غالبًا ما تعيق تبديد الحرارة لمصابيح LED.يعد حل هاتين المشكلتين المتناقضتين ولكن كلاهما جانبًا مهمًا يجب الاهتمام به عند تصميم مصابيح الطريق.في هذا الصدد، يعد أيضًا الوضع غير المؤهل وغير المعقول عندما يتم تطبيق LED على مصابيح الطريق في الصين.تشمل المواقف غير المؤهلة وغير المعقولة في الاستخدام المنزلي بشكل أساسي ما يلي:
(1) يتم استخدام المبرد لـ LED، لكن تصميم الجهاز الطرفي والرادياتير الخاص بوصلة LED لا يمكن أن يصل إلى IP45 وما فوق، ولا يمكنه تلبية متطلبات معيار GB7000.5/IEC6598-2-3.
(2) اعتماد غلاف مصباح الطريق العادي، واستخدام مصفوفة LED في سطح المصباح الذي ينبعث منه الضوء.على الرغم من أن هذا التصميم يمكن أن يلبي اختبار IP، إلا أن درجة حرارة التجويف الداخلي للمصباح سترتفع بسبب نقص التهوية في المصباح.عند 50 درجة مئوية إلى 80 درجة مئوية، في ظل ظروف العمل العالية هذه، من غير المرجح أن تكون كفاءة الإضاءة لـ LED عالية، كما سيتم أيضًا تقليل عمر خدمة LED بشكل كبير.في الواقع، هناك وضع غير معقول واضح.
(3) يتم استخدام مروحة الآلة في وحدة الإنارة لتبديد مؤشر LED والمبرد.تم تصميم مدخل الهواء أسفل وحدة الإنارة لمنع دخول مياه الأمطار، وتم تصميم مخرج الهواء حول مصدر ضوء LED المتجه للأسفل.وهذا يمكن أن يمنع بشكل فعال دخول مياه الأمطار.بالإضافة إلى ذلك، فإن الرادياتير وLED (تجويف مصدر الضوء) ليسا في نفس التجويف.إذا تم تنفيذ هذا التصميم بشكل جيد، فيمكن أن يمر بسلاسة وفقًا لمتطلبات اختبار IP للمصباح.هذا الحل لا يحل مشكلة تبديد الحرارة لـ LED فحسب، بل يلبي أيضًا متطلبات مستوى IP.ومع ذلك، من الواضح أن هذا التصميم الذي يبدو جيدًا هو في الواقع غير معقول.لأنه في معظم تطبيقات إضاءة الطرق في بلادنا، تكون كمية الغبار المتطاير في الهواء كبيرة نسبيًا، وتصل أحيانًا إلى كمية كبيرة (مثل العواصف الرملية).يستخدم هذا النوع من الإضاءة لفترة من الوقت في الظروف العادية (حوالي ثلاثة أشهر إلى نصف عام)، ويتم ملء فجوة الرادياتير الداخلي بالغبار، مما يقلل بشكل كبير من تأثير الرادياتير.وأخيرًا، سيتم تقصير عمر خدمة LED بشكل كبير بسبب ارتفاع درجة حرارة التشغيل.عيب هذا المخطط هو أنه لا يمكن استخدامه بشكل جيد ومتسق.
لمراعاة تبديد الحرارة وحماية IP لمصابيح LED في مصابيح الطريق، فإن إرشادات التصميم الأكثر منطقية هي:
أ.استخدم لوحة توصيل الحرارة في موضع تبديد الحرارة الحرج.توجد اللوحة الموصلة للحرارة داخل اللوحة المعدنية مع أنابيب رفيعة لتدفق مادة التبريد موزعة بالتساوي، وتمتلئ الأنابيب الرقيقة بغاز التبريد.عندما يتم تسخين جزء معين من اللوحة الموصلة للحرارة، فإن مادة التبريد الموجودة في الأنابيب الرقيقة سوف تتدفق بسرعة لجعل الحرارة سريعة التوصيل.يمكن أن تصل الموصلية الحرارية للوحة جيدة التوصيل للحرارة إلى 8-12 مرة مقارنة بلوحة نحاسية بنفس السماكة.على الرغم من أن السعر أعلى، إلا أنه إذا تم استخدامه في الأجزاء الرئيسية، فإن تبديد الحرارة لـ LED سيكون أكثر فعالية.
ب.صمم غلاف المصباح على شكل مشعاع.معظم علب مصابيح الطريق مصنوعة من الألومنيوم.إن الاستخدام المباشر للجزء الخارجي من غلاف المصباح كمشع لا يضمن فقط متطلبات مستوى حماية IP، بل يوفر أيضًا مساحة كبيرة لتبديد الحرارة.بالإضافة إلى ذلك، عندما يكون الرادياتير المكون من غلاف المصباح مغبرًا، يمكن غسله بالرياح الطبيعية والمطر لضمان استمرار فعالية الرادياتير.
