Инновационное решение по созданию светодиодного осветительного прожектора из полимерных материалов без алюминиевого радиатора
ART 86406
Б.
Е. БайгалиевБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Байгалиев
Б.
Е.,
Березин
В.
В.,
Кошелев
Д.
В.,
Акимов
А.
В. Инновационное решение по созданию светодиодного осветительного прожектора из полимерных материалов без алюминиевого радиатора // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2016. – Т. 11. – С.
1896–1900. – URL:
http://e-koncept.ru/2016/86406.htm.
Аннотация. В данной статье исследуется возможность создания светодиодного осветителя из более легкого, дешевого и технологичного материала. Уменьшение веса осветительного прибора достигается за счет применения полимерных материалов и интенсификации процессов теплообмена при охлаждении светодиодов без использования алюминиевого радиатора. Светодиодный осветительный прибор предназначен для освещения промышленно-производственных помещений, ангаров.
Похожие статьи
Текст статьи
Байгалиев Борис Ергазовичд.т.н., профессор КНИТУКАИ им. А.Н.Туполева, г. Казань
Березин Вадим ВячеславовичСтудент КНИТУКАИ им. А.Н.Туполева, г. Казань
berezinvadim23@yandex.ru
Кошелев ДанисВячеславовичМагистрант КНИТУКАИ им. А.Н.Туполева, г. Казань
Акимов Альфред ВалерьевичСтудент КНИТУКАИ им. А.Н.Туполева, г. Казань
Инновационное решение по созданиюсветодиодного осветительного прожектора из полимерных материалов без алюминиевого радиатора
Аннотация.В данной статье исследуется возможность создания светодиодного осветителя из более легкого, дешевого и технологичного материала. Уменьшение веса осветительного прибора достигается за счет применения полимерных материалов и интенсификации процессов теплообмена при охлаждении светодиодов без использования алюминиевого радиатора. Светодиодный осветительный прибор предназначен для освещения промышленнопроизводственных помещений, ангаров.Ключевые слова: светодиод, радиатор, интенсификация теплообмена, прожектор.
Светодиодное освещение—одно из перспективных направлений технологий
искусственного освещения, основанное на использованиисветодиодовв качестве источника света. Развитие светодиодного освещения непосредственно связано сдостижениями в технологиибелых светодиодов. Разработаны так называемые сверхяркие светодиоды, специально предназначенные для искусственного освещения.В настоящее время в целях экономии энергии на освещение, широкое применение получили светодиоды,из которых изготавливают осветительные приборы. Светодиод —это прибор на основе полупроводника, который излучает свет при пропускании через него электрического тока. Светодиодные осветительные приборы значительно выгоднее ламп накаливания или ртутных ламп. В условиях общего сокращения расходов,разработки новых стандартов, зеленых инициатив и принятия законодательных актов, направленных на защиту окружающей среды, создаются большие возможности для использования светодиодного освещения, как на национальном, так и на международном уровне.Светодиодные осветительные приборы сравнительно новое изобретение. Но,не смотря на это, они в большинстве случаев превосходят традиционные источники света по энергетической эффективности, качеству света, рентабельности и экологичности. Светодиодные осветительные приборы превосходят лампы накаливания практически во всех областях применениях, а разрядные лампы высокого давления –в областях, требующих использования цветного света.В данной работе предлагается использовать два технологических новшества:1)выполнить корпус осветительного прибора из полимерных материалов;2)убрать из конструкции светодиодного осветительного прибора радиатор.Представим ниже элементысветодиодного осветительного прибора:1. Пластина с отверстиями 2 шт.: верхняя и нижняя,Предназначенныедля крепления и расположения светодиодов, а так же для отвода теплого воздуха от диодов через отверстия.
2. Сетка диодов,предназначеннаядля преобразования электрической энергии в энергию светоизлучения.
3.Прижимные кольца 2 шт., предназначенныедля скрепления 2ух пластин с отверстиями, диодов и платы.
4. Отражатель,предназначенныйдля защиты диодов, концентрирования и направления светового потока.
5. Воздухоотвод,предназначенныйдля расположения драйверов и отвода горячего воздуха. Поступающего через отверстии пластин (1), а так же для охлаждения драйверов.
6. Блок драйвер, предназначенныйдля управления режимом света, а так же является выпрямителем.
Элементы светодиодного осветительного прибора выполненыиз полимерного материала. Он является легким, дешевым и простым в работе.Светодиоды не излучаюттепла в потоке света (т.е. обладают холодными пучками света), но онивсе равно вырабатывают тепло. Тепловая энергиязависит от потребляемой мощности и эффективности системы. Для нормальной работы осветителя,необходимо создать рабочую среду для светодиодов.Так как изза сильного нагрева снижается световой поток светодиодов и система может выйти из строя (перегреться или сгореть). Для нормальной работы светодиодного прибора необходимо отводить генерируемое в нем тепло. В светодиодномпрожектореэтуфункцию выполняютспециальныерадиаторы(как правило,изготовленныеиз алюминия). Радиатор–
это устройство для охлаждения нагревающихся при работе элементов конструкции светодиодного осветительного прибора. Использование в конструкции светодиодного осветительного прибора радиатора,значительно увеличивает его вес и стоимость. Чтобыинтенсивностьотвода теплабыла необходимой для нормальной работы прожектора, необходимо увеличить коэффициент теплоотдачи. Увеличение коэффициента теплоотдачи обеспечивается за счет организации системы отверстий около каждого светодиода. Охлаждение осуществляется окружающим воздушным потоком. Скорость потока увеличивается за счет применения конусообразного отражателя, который защищает светодиоды, и конусообразного воздуховода. Так же в конусообразномвоздуховодерасполагаются драйвера. В случае перегрева светодиодов,возможно применении вентилятора, установленного в конусообразном воздуховоде. Установка вентилятора увеличивает скорость потока воздуха, что увеличивает коэффициент теплоотдачи и тем самым увеличивает количество отводимо теплаот светодиодов. В различные времена года мощность, потребляемая вентилятором, будет различна (в теплое время года больше, в холодное меньше). Светодиодные осветительные приборы, стоящие сегодня на производстве, имеют массу 6,5 кг. При замене металлических деталей осветителя, на детали изготовленных из полимерных материалов, и отказе от использования алюминиевого радиатора для отвода энергии, мы можем добиться уменьшение массы конструкции до 2 кг. И что не менее важно, мы значительно сокращаем стоимость прибора.Создание деталей из полимерных материалов значительно упрощает и удешевляет процесс изготовления, по сравнению с деталями из металла. Ресурс изделия из полимерных материалов больше чем металлических.
Ссылки на источники1.Джонатан Вейнерт –справочник «Светодиодное освещение– принципы работы,преимущества и область применения», г.2010, стр.156;2.Шуберт Ф.Е. –«Светодиоды», г.2008, стр. 496;3.Г.А. Мухачев, В.К. Щукин –«Термодинамика и теплопередача», г.1991, стр. 480.
Березин Вадим ВячеславовичСтудент КНИТУКАИ им. А.Н.Туполева, г. Казань
berezinvadim23@yandex.ru
Кошелев ДанисВячеславовичМагистрант КНИТУКАИ им. А.Н.Туполева, г. Казань
Акимов Альфред ВалерьевичСтудент КНИТУКАИ им. А.Н.Туполева, г. Казань
Инновационное решение по созданиюсветодиодного осветительного прожектора из полимерных материалов без алюминиевого радиатора
Аннотация.В данной статье исследуется возможность создания светодиодного осветителя из более легкого, дешевого и технологичного материала. Уменьшение веса осветительного прибора достигается за счет применения полимерных материалов и интенсификации процессов теплообмена при охлаждении светодиодов без использования алюминиевого радиатора. Светодиодный осветительный прибор предназначен для освещения промышленнопроизводственных помещений, ангаров.Ключевые слова: светодиод, радиатор, интенсификация теплообмена, прожектор.
Светодиодное освещение—одно из перспективных направлений технологий
искусственного освещения, основанное на использованиисветодиодовв качестве источника света. Развитие светодиодного освещения непосредственно связано сдостижениями в технологиибелых светодиодов. Разработаны так называемые сверхяркие светодиоды, специально предназначенные для искусственного освещения.В настоящее время в целях экономии энергии на освещение, широкое применение получили светодиоды,из которых изготавливают осветительные приборы. Светодиод —это прибор на основе полупроводника, который излучает свет при пропускании через него электрического тока. Светодиодные осветительные приборы значительно выгоднее ламп накаливания или ртутных ламп. В условиях общего сокращения расходов,разработки новых стандартов, зеленых инициатив и принятия законодательных актов, направленных на защиту окружающей среды, создаются большие возможности для использования светодиодного освещения, как на национальном, так и на международном уровне.Светодиодные осветительные приборы сравнительно новое изобретение. Но,не смотря на это, они в большинстве случаев превосходят традиционные источники света по энергетической эффективности, качеству света, рентабельности и экологичности. Светодиодные осветительные приборы превосходят лампы накаливания практически во всех областях применениях, а разрядные лампы высокого давления –в областях, требующих использования цветного света.В данной работе предлагается использовать два технологических новшества:1)выполнить корпус осветительного прибора из полимерных материалов;2)убрать из конструкции светодиодного осветительного прибора радиатор.Представим ниже элементысветодиодного осветительного прибора:1. Пластина с отверстиями 2 шт.: верхняя и нижняя,Предназначенныедля крепления и расположения светодиодов, а так же для отвода теплого воздуха от диодов через отверстия.
2. Сетка диодов,предназначеннаядля преобразования электрической энергии в энергию светоизлучения.
3.Прижимные кольца 2 шт., предназначенныедля скрепления 2ух пластин с отверстиями, диодов и платы.
4. Отражатель,предназначенныйдля защиты диодов, концентрирования и направления светового потока.
5. Воздухоотвод,предназначенныйдля расположения драйверов и отвода горячего воздуха. Поступающего через отверстии пластин (1), а так же для охлаждения драйверов.
6. Блок драйвер, предназначенныйдля управления режимом света, а так же является выпрямителем.
Элементы светодиодного осветительного прибора выполненыиз полимерного материала. Он является легким, дешевым и простым в работе.Светодиоды не излучаюттепла в потоке света (т.е. обладают холодными пучками света), но онивсе равно вырабатывают тепло. Тепловая энергиязависит от потребляемой мощности и эффективности системы. Для нормальной работы осветителя,необходимо создать рабочую среду для светодиодов.Так как изза сильного нагрева снижается световой поток светодиодов и система может выйти из строя (перегреться или сгореть). Для нормальной работы светодиодного прибора необходимо отводить генерируемое в нем тепло. В светодиодномпрожектореэтуфункцию выполняютспециальныерадиаторы(как правило,изготовленныеиз алюминия). Радиатор–
это устройство для охлаждения нагревающихся при работе элементов конструкции светодиодного осветительного прибора. Использование в конструкции светодиодного осветительного прибора радиатора,значительно увеличивает его вес и стоимость. Чтобыинтенсивностьотвода теплабыла необходимой для нормальной работы прожектора, необходимо увеличить коэффициент теплоотдачи. Увеличение коэффициента теплоотдачи обеспечивается за счет организации системы отверстий около каждого светодиода. Охлаждение осуществляется окружающим воздушным потоком. Скорость потока увеличивается за счет применения конусообразного отражателя, который защищает светодиоды, и конусообразного воздуховода. Так же в конусообразномвоздуховодерасполагаются драйвера. В случае перегрева светодиодов,возможно применении вентилятора, установленного в конусообразном воздуховоде. Установка вентилятора увеличивает скорость потока воздуха, что увеличивает коэффициент теплоотдачи и тем самым увеличивает количество отводимо теплаот светодиодов. В различные времена года мощность, потребляемая вентилятором, будет различна (в теплое время года больше, в холодное меньше). Светодиодные осветительные приборы, стоящие сегодня на производстве, имеют массу 6,5 кг. При замене металлических деталей осветителя, на детали изготовленных из полимерных материалов, и отказе от использования алюминиевого радиатора для отвода энергии, мы можем добиться уменьшение массы конструкции до 2 кг. И что не менее важно, мы значительно сокращаем стоимость прибора.Создание деталей из полимерных материалов значительно упрощает и удешевляет процесс изготовления, по сравнению с деталями из металла. Ресурс изделия из полимерных материалов больше чем металлических.
Ссылки на источники1.Джонатан Вейнерт –справочник «Светодиодное освещение– принципы работы,преимущества и область применения», г.2010, стр.156;2.Шуберт Ф.Е. –«Светодиоды», г.2008, стр. 496;3.Г.А. Мухачев, В.К. Щукин –«Термодинамика и теплопередача», г.1991, стр. 480.
