У нашому повсякденному житті освітлення має вирішальне значення, оскільки воно освітлює наші будинки, робочі місця, дороги та інші громадські місця. Світлодіодне (-діодне) освітлення було популярним варіантом протягом останніх десятиліть через мінімальний вплив на навколишнє середовище, подовжений термін служби та економію енергії. Тим не менш, чи генерують світлодіодні ліхтарі тепло і, якщо так, то як вони протистоять звичайним технологіям освітлення, викликає поширене занепокоєння як у споживачів, так і у компаній. Робота світлодіодних ліхтарів, їх теплогенерація та їх порівняння з іншими типами освітлення, такими як лампи розжарювання, люмінесцентні та галогенні лампи, будуть розглянуті в цій статті. Крім того, ми обговоримо переваги контролю тепла в світлодіодних світильниках.
1. Як працюють світлодіодні ліхтарі?
Важливо зрозуміти, якСвітлодіодні ліхтаріроботи, перш ніж заглиблюватися в тонкощі виробництва тепла.
Світлодіодна наука
Світлодіод — це напівпровідник, який під час проходження через нього електричного струму генерує світло. Електролюмінесценція, процес, за якого електрони подорожують крізь напівпровідникові матеріали та рекомбінуються з «дірками», вивільняє енергію у формі фотонів або світла. На відміну від ламп розжарювання, які генерують світло шляхом нагрівання нитки, світлодіоди використовують більш ефективний метод, який перетворює електричну енергію прямо на світло, виробляючи дуже мало тепла.
Не вся електрична енергія перетворюється на світло, навіть із такою підвищеною ефективністю. Оскільки лише невеликий відсоток енергії-приблизно 20–30%-перетворюється на тепло, контроль тепла стає вирішальним у системах світлодіодного освітлення.
2. Теплогенерація світлодіодного світла
Характер тепла від світлодіодів
Світлодіоди випромінюють деяку кількість тепла, в основному в напівпровідниковій мікросхемі та схемі драйвера, але не так сильно, як альтернативні варіанти освітлення. Електрони в світлодіоді збуджуються, коли через нього протікає енергія, виробляючи світло, але частина енергії також втрачається у вигляді тепла. Цоколь світлодіодної лампи або освітлювального приладу є місцем, де концентрується більшість цього тепла.
Однак у порівнянні з лампами розжарювання або галогенними лампами, які виділяють тепло назовні в рамках процесу видимого світла, тепло, яке виробляє світлодіод, менш помітне. Замість перегріву,світлодіодне світлоs призначені для передачі тепла назад через ребра охолодження та радіатори, де воно більш ефективно розсіюється.
Простіше кажучи, на відміну від звичайних лампочок, світлодіоди не випромінюють тепло. Вони набагато безпечніші та приємніші для використання в тісних умовах, оскільки вони направляють світло від джерела.
3. Оцінка світлодіодного тепла в порівнянні з іншими освітлювальними інноваціями
Палаючі лампочки
Багато людей знайомі з традиційною, застарілою технологією освітлення, відомою як лампи розжарювання. Ці лампочки складаються з тонкої нитки, яка світиться при нагріванні електрикою. Однак, оскільки більша частина енергії втрачається у вигляді тепла, цей метод створення світла вкрай неефективний. Насправді, замість того, щоб виробляти світло, лампи розжарювання перетворюють близько 90% своєї енергії в тепло.
Оскільки лампи розжарювання можуть випромінювати температуру до 200–250 градусів (392–482 градусів F), поводитися з ними небезпечно та вони можуть спалахнути, особливо якщо вони знаходяться поблизу горючих предметів. Порівняно зі світлодіодними лампами цей ступінь тепловіддачі набагато вищий.
Галогенні лампи
Хоча вони працюють за тією ж концепцією, що й лампи розжарювання, галогенні лампи використовують газ галоген усередині них для підвищення ефективності. Незважаючи на те, що галогенні лампи є більш енергоефективними,-ніж звичайні лампи розжарювання, вони все одно витрачають багато енергії на тепло. Галогенні лампи нагріваються значно вище, ніж звичайні лампи розжарювання, з температурою поверхні до 300 градусів (572 градусів F).
Хоча галогенні лампи часто використовуються в автомобільних фарах і прожекторах, їх висока тепловіддача може бути незручною в погано вентильованих приміщеннях. Галогенні лампи набагато менш ефективні в управлінні теплом, ніж світлодіодне освітлення.
Люмінесцентні лампи, включаючи КЛЛ і лампи
Порівняно з лампами розжарювання компактні люмінесцентні лампи (КЛЛ) і трубчасті люмінесцентні лампи -споживають менше енергії та дають більше світла. Хоча вони не так сильно, як галогенні лампи або лампи розжарювання, вони все ж виділяють тепло. Незважаючи на те, що люмінесцентні лампи зазвичай створюють менше тепла, вони випромінюють інфрачервоне випромінювання, яке робить простір затишнішим.
Хоча вони не так-ефективні, як світлодіоди, люмінесцентні лампи часто холодніші на дотик, ніж галогенні та лампи розжарювання. Люмінесцентні лампи мають температуру поверхні від 60 до 100 градусів (140 і 212 градусів F), що нижче, ніж у галогенних ламп і ламп розжарювання, але все ж вище, ніж у світлодіодів.
Світлодіодне освітлення
З іншого боку, світлодіодні світильники відомі своєю-енергоефективністю. Зазвичай лише приблизно 10–30% енергії витрачається як тепло; решта 70–90% перетворюється у видиме світло. У порівнянні з лампами розжарювання, галогенними або навіть люмінесцентними лампами світлодіодні лампи виробляють дуже мало тепла. Залежно від їх потужності та якості,світлодіодні лампочкизазвичай мають температуру поверхні від 40 до 60 градусів (104 і 140 градусів F).
Світлодіоди безпечніші та зручніші у використанні в багатьох місцях, у тому числі в місцях, де високий рівень тепла може бути проблемою, таких як кухні, холодильники чи крихітні кімнати, оскільки вони набагато холодніші, ніж звичайні джерела світла.
4. Значення керування теплом у світлодіодному освітленні
Незважаючи на те, що світлодіодні ліхтарі випромінюють певну кількість тепла, одна з причин, чому вони настільки довговічні й-ефективні, полягає в їхній здатності контролювати й ефективно розсіювати це тепло. Щоб уникнути перегріву та гарантувати максимальну ефективність роботи світлодіода протягом усього терміну служби, правильне управління теплом має вирішальне значення.
Безпека
Надмірне нагрівання традиційних лампочок може становити небезпеку пожежі, особливо в приміщеннях із слабкою вентиляцією. Світлодіодні ліхтарі набагато рідше спричиняють пожежу, оскільки вони виробляють менше тепла та мають ефективні системи охолодження та радіатори. Через це використання їх є значно безпечнішим, особливо в закладах, де собаки чи діти можуть торкатися світла.
Продуктивність і довговічність
Одним із головних факторів, що визначає довговічність будь-якої лампочки, є тепло. Через високу температуру, яку вони створюють, традиційні лампочки мають тенденцію швидше псуватися з часом, оскільки їхні внутрішні компоненти псуються. Навпаки, світлодіоди набагато вправніше справляються з теплом, що дозволяє їм продовжувати працювати та світити набагато довше.
У той час як зі світлодіодами немає цих проблем, надмірна потужність тепла від ламп розжарювання та галогенних ламп може завдати шкоди поверхням поблизу та світильникам. Чудове розсіювання тепла та низька температура світлодіодних ліхтарів значно підвищують їх довговічність та ефективність.
Енергоефективність
Висока енергоефективність світлодіодів безпосередньо сприяє їх низькому випромінюванню тепла. Світлодіоди оптимізують перетворення електричної енергії у видиме світло, тоді як звичайні лампочки витрачають велику кількість електроенергії, яку вони використовують як тепло. В результаті споживається менше енергії та зменшуються витрати на електроенергію.
Крім того, оскільки світлодіоди виробляють менше тепла, вони не сприяють підвищенню температури в кімнаті, що зменшує потребу в кондиціонуванні повітря в жарку погоду.
5. Контроль світлодіодного тепла для найкращих результатів
Ефективне керування теплом має важливе значення для того, щоб світлодіодні лампи продовжували ефективно функціонувати та служили якомога довше. Наступні поради допоможуть вам зберегти світлодіодні ліхтарі холодними та працездатними:
Раковини для тепла
Радіатори – це металеві частини, зазвичай виготовлені з алюмінію, які входять до багатьох високоякісних світлодіодних ламп, щоб допомогти розсіювати тепло в навколишньому повітрі. Радіатори необхідні для запобігання перегріву та збереження максимальної ефективності.
Відповідний потік повітря
Розмістивши світлодіоди в добре-провітрюваних місцях, можна гарантувати, що будь-яке тепло, яке виділяється світлом, відводиться від світильника. Світлодіоди не слід використовувати в герметичних світильниках без вентиляції, оскільки це може затримувати тепло та скорочувати термін служби світильника.
Тримайтеся подалі від людних людей
Переконайтеся, що світлодіоди розташовані на належній відстані один від одного, щоб забезпечити потік повітря, якщо додаєте більше одного. На ефективність світлодіодного освітлення може вплинути перенаселеність, що може підвищити температуру навколишнього середовища.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/led-bulb-light/led-bulb-e27-light.html
