V našem každodenním životě je osvětlení zásadní, protože osvětluje naše domovy, místa zaměstnání, silnice a další veřejné prostory. LED (light-emitting diode) osvětlení bylo v posledních desetiletích oblíbenou možností díky minimálnímu vlivu na životní prostředí, prodloužené životnosti a úsporám energie. Nicméně to, zda LED světla generují teplo, a pokud ano, jak si stojí v porovnání s konvenčními technologiemi osvětlení, vzbuzuje mezi spotřebiteli i společnostmi převládající obavy. Provoz LED světel, jejich vytváření tepla a jejich srovnání s jinými typy osvětlení, jako jsou žárovky, zářivky a halogenové žárovky, to vše bude popsáno v tomto článku. Kromě toho probereme výhody regulace tepla v LED světlech.
1. Jak fungují LED světla?
Je důležité pochopit, jakLED světlapráce, než se ponoříte do složitosti výroby tepla.
LED věda
LED je polovodič, který, když jím prochází elektrický proud, generuje světlo. Elektroluminiscence, proces, při kterém elektrony procházejí polovodičovými materiály a rekombinují se s „dírami“, uvolňuje energii ve formě fotonů nebo světla. Na rozdíl od klasických žárovek, které generují světlo zahříváním vlákna, využívají LED efektivnější metodu, která přeměňuje elektrickou energii přímo na světlo a přitom produkuje velmi málo tepla.
Ne všechna elektrická energie se přemění na světlo, a to ani při této zvýšené účinnosti. Vzhledem k tomu, že pouze nepatrné procento energie-zhruba 20–30 %- se přeměňuje na teplo, je regulace tepla v systémech LED osvětlení klíčová.
2. LED světlo generování tepla
Charakter tepla z LED
LED diody vydávají určité teplo, většinou v polovodičovém čipu a obvodech ovladače, ale zdaleka ne tolik jako alternativní možnosti osvětlení. Elektrony v LED jsou buzeny, když přes ni proudí energie, produkují světlo, ale část energie se také ztrácí jako teplo. Základna LED žárovky nebo svítidla je místem, kde je soustředěna většina tohoto tepla.
Avšak ve srovnání s žárovkami nebo halogenovými žárovkami, které uvolňují teplo ven jako součást procesu viditelného světla, je teplo produkované LED méně zřejmé. Spíše než přehřátí,LED světlos jsou vyrobeny pro přenos tepla zpět přes chladicí žebra a chladiče, kde je efektivněji rozptýleno.
Jednoduše řečeno, na rozdíl od klasických žárovek LED nevyzařují teplo. Jsou mnohem bezpečnější a příjemnější pro použití v těsném prostředí, protože odvádějí světlo od zdroje.
3. Hodnocení LED tepla ve vztahu k dalším inovacím v oblasti osvětlení
Hořící žárovky
Mnoho lidí zná tradiční, zastaralou technologii osvětlení známou jako žárovky. Tyto žárovky se skládají z tenkého vlákna, které při zahřívání elektřinou svítí. Protože se však většina energie ztrácí jako teplo, je tento způsob vytváření světla extrémně neefektivní. Ve skutečnosti, spíše než aby produkovaly světlo, přeměňují žárovky asi 90 % své energie na teplo.
Vzhledem k tomu, že žárovky mohou vydávat teplo až na 200–250 stupňů (392–482 stupňů F), je nebezpečné s nimi manipulovat a mohly by se vznítit, zvláště pokud jsou v blízkosti hořlavých předmětů. Ve srovnání s LED světly je tento stupeň tepelného výkonu daleko vyšší.
Halogenové žárovky
Přestože fungují na stejném principu jako klasické žárovky, halogenové žárovky v sobě používají halogenový plyn pro zvýšení účinnosti. Přestože jsou halogenové žárovky energeticky-účinnější než konvenční žárovky, utrácejí stále mnoho energie jako teplo. Halogenové žárovky jsou výrazně teplejší než běžné žárovky, s povrchovou teplotou až 300 stupňů (572 stupňů F).
Přestože se halogenová světla často používají ve světlometech a reflektorech automobilů, jejich vysoký tepelný výkon může být ve špatně větraných prostorách nepříjemný. Halogenové žárovky jsou mnohem méně účinné při řízení tepla než LED osvětlení.
Zářivky, včetně CFL a trubic
Ve srovnání s klasickými žárovkami spotřebovávají kompaktní zářivky (CFL) a zářivky-trubkového tvaru méně energie a poskytují více světla. I když ne tolik jako halogenová nebo žárovková světla, přesto vytvářejí teplo. I když zářivky obvykle vytvářejí méně silné teplo, vyzařují určité infračervené záření, díky čemuž se prostor zdá útulnější.
Přestože zářivky nejsou tak tepelně-účinné jako LED, jsou na dotek často chladnější než halogenové a klasické žárovky. Zářivky mají povrchovou teplotu mezi 60 a 100 stupni (140 a 212 stupňů F), což je nižší než u halogenových a klasických žárovek, ale stále vyšší než u LED.
LED osvětlení
Na druhou stranu LED světla jsou známá svou energetickou-účinností. Obvykle je pouze přibližně 10–30 % energie promarněno jako teplo; zbývajících 70–90 % se přemění na viditelné světlo. Ve srovnání s klasickými, halogenovými nebo dokonce zářivkovými žárovkami produkují LED světla velmi málo tepla. V závislosti na jejich výkonu a kvalitěLED žárovkymají obvykle povrchovou teplotu mezi 40 a 60 stupni (104 a 140 stupňů F).
LED diody jsou bezpečnější a pohodlnější pro použití v řadě nastavení, včetně míst, kde může být problémem vysoká úroveň tepla, jako jsou kuchyně, ledničky nebo malé místnosti, protože jsou mnohem chladnější než běžné zdroje světla.
4. Význam tepelného managementu v LED osvětlení
I když světla LED produkují určité množství tepla, jedním z důvodů, proč jsou tak odolná a energeticky-účinná, je jejich schopnost toto teplo efektivně ovládat a rozptylovat. Aby nedošlo k přehřátí a aby bylo zaručeno, že LED bude po celou dobu své životnosti pracovat s maximální účinností, je zásadní správné řízení tepla.
Zabezpečení
Nadměrné teplo tradičních žárovek může představovat nebezpečí požáru, zejména v prostorách s malým větráním. LED světla mnohem méně pravděpodobně způsobí požár, protože produkují méně tepla a mají účinné chladicí systémy a chladiče. Díky tomu je jejich používání výrazně bezpečnější, zejména v provozovnách, kde by se psi nebo mladí lidé mohli dostat do kontaktu se světly.
Výkon a životnost
Jedním z hlavních determinantů životnosti každé žárovky je teplo. Vzhledem k vysokým teplotám, které generují, mají tradiční žárovky tendenci se časem rychleji kazit, protože se zhoršují jejich vnitřní součásti. Naproti tomu LED diody jsou mnohem zběhlejší v řízení tepla, což jim umožňuje pokračovat v provozu a svítit mnohem déle.
Zatímco LED diody tyto problémy nemají, nadměrný tepelný výkon žárovek a halogenových žárovek může poškodit blízké povrchy a svítidla. Vynikající odvod tepla LED světel a nižší teplota výrazně zvyšují jejich životnost a účinnost.
Energetická účinnost
Vynikající energetická účinnost LED přímo přispívá k jejich nízkému vyzařování tepla. LED diody optimalizují přeměnu elektrické energie na viditelné světlo, zatímco konvenční žárovky plýtvají velkým množstvím elektřiny, kterou využívají jako teplo. V důsledku toho se spotřebuje méně energie a sníží se náklady na energii.
Navíc, protože LED produkují méně tepla, nepomáhají zvyšovat teplotu v místnosti, což snižuje potřebu klimatizace v horkém počasí.
5. Ovládání teploty LED pro dosažení nejlepších výsledků
Efektivní řízení tepla je nezbytné pro zajištění toho, aby LED světla i nadále efektivně fungovala a vydržela tak dlouho, jak je to možné. Následující tipy vám pomohou udržet vaše LED světla chladná a funkční:
Umyvadla pro teplo
Chladiče jsou kovové části, obvykle vyrobené z hliníku, které jsou součástí mnoha-kvalitních LED světel a pomáhají rozptýlit teplo do okolního vzduchu. Chladiče jsou nezbytné pro zamezení přehřívání a zachování špičkové účinnosti.
Vhodné proudění vzduchu
Je možné zaručit, že veškeré teplo produkované světlem bude odváděno ze svítidla umístěním LED do dobře-větraných oblastí. LED diody by neměly být používány v uzavřených svítidlech bez ventilace, protože to může zachytit teplo a zkrátit životnost světla.
Vyhýbejte se přeplněným místům
Ujistěte se, že jsou LED diody vhodně rozmístěny, aby bylo umožněno proudění vzduchu při přidávání více než jedné. Účinnost LED osvětlení může být ovlivněna přeplněností, která může zvýšit okolní teplotu.
https://www.benweilight.com/lighting-trubice-žárovka/led-žárovka-světlo/led-žárovka-e27-light.html
