Kasdieniame mūsų gyvenime apšvietimas yra labai svarbus, nes jis apšviečia mūsų namus, darbo vietas, kelius ir kitas viešąsias vietas. LED (šviesos{1}}diodų) apšvietimas pastaraisiais dešimtmečiais buvo populiarus dėl minimalaus poveikio aplinkai, ilgesnės eksploatavimo trukmės ir energijos taupymo. Nepaisant to, ar LED lemputės generuoja šilumą ir, jei taip, kaip jos atsilieka nuo įprastų apšvietimo technologijų, kelia didelį nerimą tiek vartotojams, tiek įmonėms. Šiame straipsnyje bus aptartas LED šviestuvų veikimas, jų šilumos generavimas ir palyginimas su kitais apšvietimo tipais, pvz., kaitrinėmis, fluorescencinėmis ir halogeninėmis lemputėmis. Be to, aptarsime LED lempučių šilumos valdymo privalumus.
1. Kaip veikia LED lemputės?
Labai svarbu suprasti, kaipLED lemputėspadirbėti prieš gilinantis į šilumos gamybos subtilybes.
LED mokslas
Šviesos diodas yra puslaidininkis, kuris, tekant elektros srovei, sukuria šviesą. Elektroliuminescencija, procesas, kurio metu elektronai keliauja per puslaidininkines medžiagas ir rekombinuojasi su „skylėmis“, išskiria energiją fotonų arba šviesos pavidalu. Priešingai nei kaitrinės lemputės, kurios generuoja šviesą kaitindamos kaitinimo siūlą, šviesos diodai naudoja efektyvesnį metodą, kuris elektros energiją paverčia tiesiai šviesa, tuo pačiu gaminant labai mažai šilumos.
Net ir padidinus efektyvumą, ne visa elektros energija paverčiama šviesa. Kadangi tik nedidelė dalis energijos-maždaug 20–30 %-paverčiama šiluma, šilumos reguliavimas tampa itin svarbus LED apšvietimo sistemose.
2. LED šviesos šilumos generavimas
Šviesos diodų šilumos pobūdis
Šviesos diodai išskiria šiek tiek šilumos, daugiausia puslaidininkinėje lustoje ir tvarkyklės grandinėje, bet ne tiek daug, kiek alternatyvių apšvietimo variantų. Šviesos diodo elektronai sužadinami, kai pro jį teka energija, gamindama šviesą, tačiau dalis energijos taip pat prarandama kaip šiluma. LED lemputės arba šviestuvo pagrindas yra ten, kur sutelkiama didžioji šilumos dalis.
Tačiau, palyginti su kaitrinėmis arba halogeninėmis lemputėmis, kurios išskiria šilumą į išorę kaip matomos šviesos proceso dalį, šviesos diodo skleidžiama šiluma nėra tokia akivaizdi. Užuot perkaitęs,LED šviesas yra skirti šilumą perduoti atgal per aušinimo briaunas ir aušintuvus, kur ji efektyviau paskirstoma.
Paprasčiau tariant, skirtingai nei įprastos lemputės, šviesos diodai neskleidžia šilumos. Jie yra daug saugesni ir malonesni naudoti esant siauroms sąlygoms, nes nukreipia šviesą nuo šaltinio.
3. LED šilumos įvertinimas, atsižvelgiant į kitas apšvietimo naujoves
Degančios lemputės
Daugelis žmonių yra susipažinę su tradicine, pasenusia apšvietimo technologija, vadinama kaitrinėmis lemputėmis. Šios lemputės sudarytos iš plono kaitinamojo siūlelio, kuris šviečia kaitinant elektra. Tačiau kadangi didžioji dalis energijos prarandama kaip šiluma, šis šviesos kūrimo būdas yra itin neefektyvus. Tiesą sakant, užuot gaminusios šviesą, kaitinamosios lemputės paverčia apie 90 % energijos į šilumą.
Kadangi kaitrinės lemputės gali skleisti šilumą iki 200–250 laipsnių (392–482 laipsnių F), jas naudoti pavojinga ir jos gali užsidegti, ypač jei jos yra šalia degių objektų. Palyginti su LED lemputėmis, šis šilumos išėjimo laipsnis yra daug didesnis.
Halogeninės lemputės
Nors jos veikia pagal tą pačią koncepciją kaip ir kaitrinės lemputės, halogeninėse lemputėse naudojamos halogeninės dujos, kad padidintų efektyvumą. Nepaisant to, kad halogeninės lempos yra ekonomiškesnės- nei įprastos kaitrinės lempos, jos vis tiek daug energijos iššvaisto kaip šilumą. Halogeninės lemputės yra žymiai karštesnės nei įprastos kaitrinės lemputės, jų paviršiaus temperatūra siekia iki 300 laipsnių (572 laipsnių F).
Nors halogeninės lemputės dažnai naudojamos automobilių priekiniuose ir prožektoriuose, jų didelis šilumos srautas gali būti nepatogus prastai vėdinamose vietose. Halogeninės lempos kur kas mažiau efektyviai valdo šilumą nei LED apšvietimas.
Liuminescencinės lempos, įskaitant CFL ir vamzdžius
Palyginti su kaitrinėmis lemputėmis, kompaktinės fluorescencinės lempos (CFL) ir vamzdžio{0}}formos fluorescencinės lempos sunaudoja mažiau energijos ir suteikia daugiau šviesos. Nors ne tiek daug, kiek halogeninės ar kaitrinės lempos, jos vis tiek sukuria šilumą. Nors fluorescencinės lemputės paprastai sukuria mažiau stiprią šilumą, jos skleidžia infraraudonąją spinduliuotę, todėl erdvė atrodo jaukesnė.
Nors fluorescencinės lempos nėra tokios šilumos{0}}efektyvios kaip šviesos diodai, fluorescencinės lempos dažnai yra vėsesnės už halogenines ir kaitrines lemputes. Liuminescencinių lempų paviršiaus temperatūra yra nuo 60 iki 100 laipsnių (140 ir 212 laipsnių F), o tai yra žemesnė nei halogeninių ir kaitinamųjų lempučių, bet vis tiek aukštesnė nei šviesos diodų.
LED apšvietimas
Kita vertus, LED lemputės yra žinomos kaip efektyvios{0}} energiją. Paprastai tik apie 10–30 % energijos iššvaistoma kaip šiluma; likę 70–90% paverčiama matoma šviesa. Palyginti su kaitrinėmis, halogeninėmis ar net fluorescencinėmis lemputėmis, LED lemputės skleidžia labai mažai šilumos. Priklausomai nuo jų galios ir kokybės,LED lemputėspaprastai paviršiaus temperatūra yra nuo 40 iki 60 laipsnių (104 ir 140 laipsnių F).
Šviesos diodai yra saugesni ir patogesni naudoti įvairiose vietose, įskaitant vietas, kur gali kilti didelis šilumos lygis, pavyzdžiui, virtuvėse, šaldytuvuose ar mažose patalpose, nes jie yra daug vėsesni nei įprasti šviesos šaltiniai.
4. Šilumos valdymo reikšmė LED apšvietime
Nors LED lemputės skleidžia šiek tiek šilumos, viena iš priežasčių, kodėl jos yra tokios patvarios ir efektyvios energijos, yra jų gebėjimas efektyviai valdyti ir paskirstyti šią šilumą. Norint išvengti perkaitimo ir užtikrinti, kad šviesos diodas veiktų maksimaliai efektyviai visą savo eksploatavimo laiką, labai svarbu tinkamai valdyti šilumą.
Saugumas
Per didelis tradicinių lempučių karštis gali kelti gaisro pavojų, ypač tose vietose, kur mažai vėdinama. Šviesos diodų lemputės daug rečiau sukelia gaisrą, nes gamina mažiau šilumos ir turi efektyvias aušinimo sistemas bei šilumos kriaukles. Dėl šios priežasties jų naudojimas yra žymiai saugesnis, ypač įstaigose, kur šunys ar jaunuoliai gali liestis su šviesomis.
Našumas ir ilgaamžiškumas
Vienas iš pagrindinių kiekvienos lemputės ilgaamžiškumą lemiančių veiksnių yra šiluma. Dėl aukštų temperatūrų, kurias jos sukuria, tradicinės lemputės laikui bėgant genda greičiau, nes blogėja jų vidiniai komponentai. Priešingai, šviesos diodai daug geriau valdo šilumą, todėl jie gali veikti ir šviesti daug ilgiau.
Nors šviesos diodai neturi šių problemų, kaitinamųjų ir halogeninių lempų per didelis šilumos kiekis gali pakenkti netoliese esantiems paviršiams ir šviestuvams. Aukštos kokybės LED šviestuvų šilumos išsklaidymas ir žemesnė temperatūra labai padidina jų ilgaamžiškumą ir efektyvumą.
Energijos efektyvumas
Didelis šviesos diodų energijos vartojimo efektyvumas tiesiogiai prisideda prie mažos šilumos emisijos. Šviesos diodai optimizuoja elektros energijos pavertimą matoma šviesa, o įprastos lemputės iššvaisto daug elektros energijos, kurią sunaudoja kaip šilumą. Dėl to sunaudojama mažiau energijos ir sumažėja energijos sąnaudos.
Be to, kadangi šviesos diodai gamina mažiau šilumos, jie nepadeda pakelti kambario temperatūros, o tai sumažina oro kondicionavimo poreikį karštu oru.
5. LED šilumos kontrolė siekiant geriausių rezultatų
Veiksmingas šilumos valdymas yra būtinas norint užtikrinti, kad LED lemputės toliau veiktų efektyviai ir tarnautų kuo ilgiau. Šie patarimai padės išlaikyti jūsų LED lemputes vėsias ir veikiančias:
Kriauklės šilumai
Aušinimo kriauklės yra metalinės dalys, dažniausiai pagamintos iš aliuminio, kurios yra įtrauktos į daugelį aukštos kokybės{0}}LED lempučių, padedančių paskirstyti šilumą į aplinkinį orą. Aušintuvai yra būtini norint išvengti perkaitimo ir išlaikyti didžiausią efektyvumą.
Tinkamas oro srautas
Galima garantuoti, kad bet kokia šviesos skleidžiama šiluma bus pašalinta iš šviestuvo, patalpinus šviesos diodus gerai{0}}vėdinamose vietose. Šviesos diodai neturėtų būti naudojami sandariuose šviestuvuose, kuriuose nėra ventiliacijos, nes tai gali sulaikyti šilumą ir sutrumpinti šviesos tarnavimo laiką.
Venkite perpildytų žmonių
Įsitikinkite, kad šviesos diodai yra tinkamai išdėstyti vienas nuo kito, kad būtų galima oro srautą, kai pridedate daugiau nei vieną. LED apšvietimo efektyvumą gali paveikti perpildymas, dėl kurio gali pakilti aplinkos temperatūra.
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/led-bulb-light/led-bulb-e27-light.html
