Termisk design i nedsænkelige LED-armaturer: Hvor varmen går

Et dyk armatur fungerer i det bedste og værste termiske miljø, der findes på samme tid. Vand transporterer varme væk langt mere effektivt end luft, og et forseglet hus giver næsten ingen vej for varme til at nå det. Enhver beslutning om, hvordan et nedsænket lys er bygget, er en beslutning om denne modsigelse.

Et forseglet hus er et termisk problem, før det er et tætningsproblem

Tætning og termisk design trækker i modsatte retninger. En tykkere væg forsegler mere pålideligt og tilføjer modstand mod varmeflow. Pottemasse beskytter elektronikken mod vand og indkapsler dem også, så varmen skal rejse igennem den. Et aftageligt dæksel for at nå føreren betyder en kompressionsforsegling, og en kompressionsforsegling er den samling, der mest sandsynligt vil lække over tid.

Resultatet er, at et dyklampe ikke er et forseglet lys med et termisk problem boltet på. Det er et termisk design med et tætningskrav, og det kommer husets geometri, vægtykkelsen, materialet og den indvendige fastgørelsesmetode ud af.

For en køber er dette grunden til, at to armaturer med samme LED-antal og samme watt kan opføre sig forskelligt over fem år. Matricen opfører sig identisk. Det der adskiller sig er, hvor hurtigt varmen forlader det.

Varmevejen, trin for trin

Varme fra en LED bevæger sig langs en kæde, og hvert trin i kæden har en termisk modstand. Summen er det, der bestemmer overgangstemperaturen.

Forbindelsen til pakken, fastsat af LED-producenten

Pakken til brættet, sat af loddeforbindelsen og pudens design

Pladen til huset, indstillet af interfacematerialet og kontakttrykket

Gennem husets væg, sat af materialet og dets tykkelse

Fra husets overflade og ud i vandet, indstillet af overfladearealet og vandets bevægelse

Trin tre og fire er, hvor en producent har størst indflydelse, og trin tre er, hvor billige designs giver mest væk. En metal-kerneplade, der er fastspændt til en bearbejdet overflade, overfører varme godt. Det samme bræt, der sidder på en malet overflade uden interfacemateriale, overfører det dårligt, og forskellen viser sig som en højere overgangstemperatur ved samme effekt.

Trin fem hører til installationen frem for produktet, hvorfor et armatur kan fungere forskelligt i to bassiner af samme størrelse. Mere om det nedenfor.

Hvorfor vand ikke bare er en god køleplade

Vands varmeledningsevne er mange gange luftens, og den sammenligning bliver citeret, som om den afgjorde spørgsmålet. Det gør den ikke, fordi ledning til vand afhænger af, at vandet bevæger sig.

Vand i kontakt med en varm overflade danner et grænselag, der isolerer den. I stille vand bliver dette lag tykkere, og varmeoverførslen falder væk. I vand i bevægelse fejes det konstant til side, og varmeoverførslen forbliver høj. Et armatur i en dam uden cirkulation og det samme armatur i et springvandsbassin med en kørende pumpe er to forskellige termiske installationer.

Tre yderligere effekter har betydning i tjenesten:

Indespærret luft. Et armatur monteret under en afsats, eller med dets flade vinklet nedad, kan holde en luftlomme mod dens overside. Luft er en isolator, og lommen er usynlig fra over vandet.

Indskud. Biofilm, alger og kalksten har alle lav varmeledningsevne. Et hus med en synlig belægning er et hus, der har mistet noget af sin afkøling.

Bundfald. Et armatur halvt-begravet i silt i et bassin, der sjældent renses, har mistet det meste af det overfladeareal, det var designet til at bruge.

Ingen af ​​disse er fabrikationsfejl. De er driftsforhold, og en specifikation, der antager, at rent vand bevæger sig, burde sige det, fordi antagelsen er, hvad det termiske design var baseret på.

Tj, Tc, og hvorfor hustemperaturen er det, du kan måle

LED-producenter offentliggør en maksimal krydstemperatur, normalt omkring 125 grader eller 150 grader afhængigt af pakken. Forbindelsen er inde i matricen og kan ikke måles direkte i et færdigt armatur.

Det, der kan måles, er sagstemperaturen, og det, producenterne gør, er at etablere forholdet mellem de to for et givet design. Dette er grunden til, at LM-80-rapporter køres ved specificerede case-temperaturer i stedet for ved et omgivende tal: Case-temperaturen er grænsebetingelsen, der forbinder laboratorieresultatet med det virkelige produkt.

To konsekvenser for købere:

Når en leverandør hævder et tal for lumenvedligeholdelse, så spørg ved hvilken kassetemperatur den blev målt, og hvordan den kan sammenlignes med kabinetemperaturen på det færdige armatur i drift.

Når du angiver et armatur, skal du beskrive driftstilstanden i stedet for kun det elektriske krav. Vandtemperaturområde, flow og om armaturet nogensinde udsættes for luft er de input, det termiske design afhænger af.

Chaufføren er normalt den første ting, der fejler

LED-pakken er robust og forudsigelig. Strømforsyningen er ingen af ​​delene, fordi den indeholder elektrolytiske kondensatorer, hvis levetid halveres for cirka hver tiende graders temperaturstigning.

I et dyklampe sidder føreren på det dårligst tilgængelige sted: forseglet, uden luftstrøm, ofte ved siden af ​​de lysdioder, den kører. En chauffør i den position er en sliddel med en levetid, ikke en permanent komponent.

Dette er det stærkeste argument for at adskille de to. Et design med driveren uden for vandet, på den tørre side i et ventileret kabinet eller et fabrikkum, flytter den mest temperatur-følsomme komponent ud af det værste termiske miljø og ændrer fejltilstanden for hele systemet.

Hvis driveren skal integreres, så er de praktiske spørgsmål, om armaturet kan åbnes for at erstatte det, og om udskiftningen er en lagerført del. En forseglet enhed med en defekt driver er en komplet armaturudskiftning, og omkostningerne ved det er domineret af adgang.

Tørkørsel: hvad sker der, når pumpen stopper, og lyset forbliver tændt

Et dyklampe er designet med vand på den anden side af huset. Fjern vandet, og det sidste trin af varmebanen erstattes af luft, som er cirka tyve gange dårligere som leder og uendeligt dårligere uden konvektion i et lukket bassin.

Konsekvenserne kommer i en defineret rækkefølge:

Hustemperaturen stiger, og det samme gør overgangstemperaturen

Lyseffekten falder, fordi LED-effektiviteten falder, når matricen opvarmes

Farveskift, fordi kanalerne driver med forskellige hastigheder

Førerens kondensatorer ældes hurtigere

Termisk stress cykler forseglingen, og forseglingen er den næste fejl

En funktion, der tænder lyset, mens pumpen er slukket, gør dette hver gang. Det kan overleve den første sæson. Hvad det ikke vil gøre, er at nå den levetid, som databladet beskrev, fordi dataarket beskrev en anden tilstand.

Midlet er en kontrolbeslutning snarere end en produktbeslutning. Sammenlås belysningen med pumpen, så lysene ikke kan køre uden flow, eller brug et armatur, hvis termiske design tåler luftpåvirkning, og fortæl hvilken af ​​de to der gælder i specifikationen. Den tredje mulighed, at køre uden flow og acceptere den forkortede levetid, er et legitimt kommercielt valg, så længe alle i samtalen ved, at det er valget, der træffes.

Angiv driftstilstanden i specifikationen i stedet for at lade det udledes, og hvor bassinet ikke kan garantere flow, skal sikringen behandles som en del af det elektriske skop i stedet for som en betjeningsinstruktion.

Pottet eller brugbart: afvejningen-i almindelige vendinger

To byggefamilier dominerer.

Fuldt pottet. Elektronikken er indkapslet i en blanding inde i huset. Varmespredning er god, tætning er den mest robuste, der findes, og der er ingen indvendige samlinger, der lækker. Det kan heller ikke repareres: Når driveren fejler, udskiftes armaturet.

Forseglet men kan åbnes. Driveren og pakningen kan nås. Reservedele og lang levetid er mulige, og tætningsopgaven er sværere, fordi der er en kompressionsfuge, der skal laves korrekt og gen-fremstilles korrekt efter hvert indgreb.

Valget træffes normalt for dig af, om vandet kan tappes ud. En pool, der tømmes årligt, kan acceptere et pottearmatur, fordi udskiftning er planlagt snarere end forstyrrende. Et bassin, der aldrig bliver drænet, eller en pool i kontinuerlig brug, argumenterer for et armatur, hvis forbrugsdele kan nås uden at flytte en kubikmeter vand.

Hvad en termisk test faktisk viser

En termisk test på et dyklampe er ikke en enkelt måling. Det er et sæt målinger, der tages indtil temperaturerne holder op med at stige, under forhold der skal angives for at resultatet skal betyde noget.

Hvad en nyttig testrapport giver dig:

Vandtemperaturen under testen, og om den blev holdt konstant eller fik lov til at drive

Om vandet stod stille eller cirkulerede, og med hvilken hastighed, hvis det vides

Hustemperaturen ved det definerede målepunkt, og hvor dette punkt er

Den effekt, der faktisk trækkes under testen i stedet for det nominelle tal

Varigheden og beviset for, at steady state blev nået

Det sidste punkt er, hvor fremskyndet test viser. Et armatur med et støbt metalhus har en betydelig termisk masse, og huset varmer langsomt. En test, der stopper efter tredive minutter, har målt husets opvarmning, ikke den tilstand, armaturet vil sidde i i seks timer. Hvis en rapport ikke angiver iblødsætningstiden, er sagstemperaturen i den foreløbig.

For en køber er den praktiske brug af en termisk rapport sammenligning snarere end en absolut bedømmelse. To leverandører, der tester til samme beskrevne tilstand, kan sammenlignes med hinanden. To leverandører, der angiver en enkelt kassetemperatur uden testbetingelser, kan slet ikke sammenlignes.

Hvad skal specificeres

Skriv disse ind i specifikationen, og det termiske design har noget at kontrollere i forhold til:

Vandtemperaturområdet i drift, inklusive det koldeste og varmeste forventede

Hvorvidt vandet bevæger sig eller stadig er i armaturets position, og det forudsatte flow

Om armaturet nogensinde kan tændes uden vand, og i givet fald hvor længe

Den maksimale lufttemperatur, når kummen er tom, og armaturet er i direkte sol

Om driveren er integreret eller ekstern, og hvis den er fjern, hvor den er installeret

Om armaturet skal forblive brugbart, hvis det aldrig tømmes

Hvor vi sidder

Vi bygger dyklamper med driveren enten integreret eller fjernstyret, og vi angiver den driftstilstand, det termiske design forudsætter i stedet for at lade det udledes. Hvor et bassin kører lyset uafhængigt af dets pumpe, anbefaler vi en interlock og vil levere ledningsdetaljerne.

Hvis din ordning kører med lys uden garanteret vandgennemstrømning, så sig det på forespørgselsstadiet. Et IP68 undervandslys og en12V fontænelyser forskellige termiske tilfælde, og svaret ændres med monteringen. Voresvirksomhedsprofildækker, hvordan vi håndterer ansøgningsspørgsmål.

Kontrollerer en påføring med tør- eller stillestående-vand

Fortæl os pumpeplanen, bassintypen og monteringspositionen, så fortæller vi dig, hvilken af ​​vores modeller der passer til applikationen, og hvilke der ikke gør.