Разработка светодиодного осветительного прибора из полимерных материалов и без использования радиатора
ART 96063
В.
В. БерезинБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Березин
В.
В.,
Акбиров
З.
Р.,
Смолкин
Р.
М.,
Фатхиева
Р.
А. Разработка светодиодного осветительного прибора из полимерных материалов и без использования радиатора // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2016. – Т. 15. – С.
756–760. – URL:
http://e-koncept.ru/2016/96063.htm.
Аннотация. В данной работе исследуется возможность создания светодиодных осветителей без использования алюминиевого радиатора. Уменьшение веса осветительного прибора достигается за счет отказа от использования алюминиевого радиатора. Светодиодный осветительный прибор предназначен для освещения промышленно-производственных помещений, ангаров.
Ключевые слова:
свет, радиатор, интенсификация теплообмена, прожектор, светодиодное освещение, полимеры
Похожие статьи
Текст статьи
Березин Вадим Вячеславович,студент Казанского национального исследовательского технического университетаКАИ им. Туполева, Казаньberezinvadim23@yandex.ru
Акбиров Зиннур Рашидович,студент Казанского национального исследовательского технического университетаКАИ им. Туполева, Казань
Смолкин Роман Михайлович,студент Казанского национального исследовательского технического университетаКАИ им. Туполева, Казань
Фатхиева Розалия Альбертовна,студент Казанского национального исследовательского технического университетаКАИ им. Туполева, Казань
Разработка светодиодного осветительного прибора из полимерных материалов и без использования радиатора
Аннотация.В данной работе исследуется возможность создания светодиодных осветителей без использования алюминиевого радиатора. Уменьшение веса осветительного прибора достигается за счет отказа от использования алюминиевого радиатора. Светодиодный осветительный прибор предназначен для освещения промышленнопроизводственных помещений, ангаров.Ключевые слова:светодиодное освещение, интенсификация теплообмена, радиатор, полимеры, свет, 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 жедля 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.
Акбиров Зиннур Рашидович,студент Казанского национального исследовательского технического университетаКАИ им. Туполева, Казань
Смолкин Роман Михайлович,студент Казанского национального исследовательского технического университетаКАИ им. Туполева, Казань
Фатхиева Розалия Альбертовна,студент Казанского национального исследовательского технического университетаКАИ им. Туполева, Казань
Разработка светодиодного осветительного прибора из полимерных материалов и без использования радиатора
Аннотация.В данной работе исследуется возможность создания светодиодных осветителей без использования алюминиевого радиатора. Уменьшение веса осветительного прибора достигается за счет отказа от использования алюминиевого радиатора. Светодиодный осветительный прибор предназначен для освещения промышленнопроизводственных помещений, ангаров.Ключевые слова:светодиодное освещение, интенсификация теплообмена, радиатор, полимеры, свет, 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 жедля 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.
