تقليديمصباح شارع LEDيركز التصميم بشكل رئيسي على عدد لومن LED، بينما يبرز اهتمام أقل لتبديد الحرارة. في الواقع، تزداد لومن مصابيح LED بسرعة. بلغ عدد اللومن لكل واط من مصابيح LED المنتجة بكميات كبيرة في عام 2019 إلى 160 لومن، ولا تزال هذه القيمة تنمو بسرعة. النظام النظري المقابل لنقل الحرارة قد نضج، وطرق نقل الحرارة التي يمكننا استخدامها واضحة أساسا: التوصيل، الحمل الحراري، الإشعاع، وانتقال الحرارة بتغير الطور. لذلك، من حيث انتقال الحرارة أو تبديد الحرارة، فإن الإجراءات التي يمكننا اتخاذها مرئية ومحدودة.

تستخدم تقنية تبديد الحرارة في مصابيح الشوارع LED عموما صفيحة موصلة للحرارة، وهي صفيحة نحاسية بسماكة 5 ملم، وهي في الواقع صفيحة معادلة درجة الحرارة تعادل درجة حرارة مصدر الحرارة. هناك أيضا مشتتات حرارية لتبدد الحرارة، لكن الوزن كبير جدا. الوزن مهم جدا في نظام أعمدة الإنارة في الشوارع، لأن ارتفاع المصباح يبلغ 9 أمتار، وإذا كان ثقيلا جدا، فيزيد من المخاطر، خاصة في حالات الأعاصير والزلازل. قد تحدث حوادث. يستخدم المصنعون المحليون أول تقنية تبديد حرارة على شكل إبرة في العالم، وهي المشعاع على شكل إبرة. كفاءة تبديد الحرارة للراديتر تحسنت بشكل كبير مقارنة بالمشعاع التقليدي ذو الزعانف، الذي يجعل درجة حرارة التوصيل في LED أقل بأكثر من 15°م مقارنة بالمشعاع العادي، كما أن الأداء المقاوم للماء أفضل من المشعاع الألمنيوم العادي. وفي الوقت نفسه، يتحسن الوزن والحجم. بالإضافة إلى ذلك، فإن مشتت الحرارة الجرافيت المطور لمصابيح LED عالية الطاقة يتمتع أيضا بأداء جيد في توصيل الحرارة وتبديد الحرارة.

الطرق الرئيسية لتبديد الحرارة هي: تبديد الحرارة بالحمل الحراري الطبيعي، تبديد الحرارة القسري بإضافة مراوح، تبديد الحرارة بأنابيب الحرارة وأنابيب الحرارة الحلقية، وغيرها. طريقة تبديد الحرارة القسري لتركيب المروحة لها نظام معقد وموثوقية منخفضة، كما أن طريقة تبديد الحرارة في أنابيب الحرارة وأنابيب الحرارة الحلقية مكلفة. يتميز مصباح الشارع بمزايا الاستخدام الليلي في الهواء الطلق، حيث يقع سطح تبديد الحرارة على الجانب، وشكل الجسم أقل تقييدا. وهو مفيد للحمل الحراري الطبيعي وتبديد الحرارة في الهواء. لذلك، ينصح باختيار طريقة تبديد الحرارة بالحمل الحراري الطبيعي قدر الإمكان.

المشاكل في تصميم إضاءات الشوارع LED لتبديد الحرارة هي: مساحة زعانف تبديد الحرارة مضبوطة حسب الرغبة، وترتيب زعانف تبديد الحرارة غير معقول، وترتيب زعانف تبديد الحرارة في المصابيح لا يأخذ في الاعتبار استخدام المصابيح، مما يؤثر على تأثير الزعانف. ويؤكد على التوصيل الحراري. تجاهل الحمل الحراري وتبدد الحرارة. على الرغم من أن العديد من المصنعين يفكرون في اتخاذ تدابير مختلفة: أنابيب الحرارة، أنابيب التدفئة الحلقية، إضافة الشحم الحراري، وغيرها، إلا أنهم لا يدركون أن الحرارة ستتبدد في النهاية بواسطة السطح الخارجي للمصباح. تجاهل توازن انتقال الحرارة، إذا كان توزيع درجات الحرارة في الزعانف غير متساو بشدة، فهذا سيجعل بعض الزعانف بلا تأثير أو تأثير محدود.

الطاقة العالية التي تبتتد الحرارةمصابيح LED في الشوارع. الغرض منه هو حل مشكلة تبديد الحرارة في مصابيح LED عالية الطاقة، واقتراح مصباح شارع LED عالي الطاقة مع تبديد حرارة بالهواء، والذي يشمل مجموعة رأس المصباح، ومجموعة مشتت حرارة للمصباح، ومجموعة ذيل للمصباح. مجموعة مشتت الحرارة للمصباح عبارة عن غلاف أسطواني على شكل وتر قوسي، مفتوح من كلا الطرفين، وكلا جانبي سطح القوس الأسطواني أسطح عمودية، كما أن السطح الرأسي مزود أيضا بمجموعة من الثقوب العبورة. في التجويف الداخلي للقشرة الأسطوانية ذات الحبل القوسي، هناك 4-10 مرتبة محوريا ومحاذية مع سطح القوس الأسطواني وسطح الأسطوانة الحبلية. كما أن الجانبين الرأسيين للوحة توصيل الحرارة للضلع الرأسي ولوح توصيل الحرارة الضلعي الرأسي والغلاف الأسطواني القوسي مزود أيضا بفتحات من خلال مصفوفة عبر الضلع. يتم تشكيل لوحة توصيل الحرارة الرأسية للضلع والضلعين الرأسيين على جانبي الغلاف الأسطواني الأسطواني 5-11 لتدفق الهواء الساخن في تجميع المشعاع للمصباح. يتميز نموذج المنفعة بوجود قنوات متعددة لتبدد الحرارة يمر من خلالها الهواء الساخن داخل تجويف جسم تبديد الحرارة، كما أن لوحة توصيل الحرارة ذات الأضلاع الرأسية تعمل أيضا كسطح لتبديد الحرارة، ويزيد سطح التبادل الحراري، وكفاءة تفريغ الحرارة عالية.

تبديد الحرارة في مصابيح الشوارع LED هو أحد المشاكل الرئيسية التي يجب حلها. ليس فقط ارتباطا مباشرا بكفاءة إضاءة LED في العمل الفعلي، بل أيضا لأن مصباح الشارع LED له متطلبات سطوع عالية وتوليد حرارة كبير، والبيئة الخارجية قاسية نسبيا، فإذا لم يكن تبديد الحرارة جيدا فسيؤدي ذلك مباشرة إلى شيخوخة LED بسرعة وانخفاض الاستقرار. نظرا لأن مصابيح الطرق المستخدمة في الهواء الطلق يجب أن تكون ذات مقاومة معينة للغبار والماء (IP)، فإن الحماية الجيدة من IP، غالبا ما تعيق تبديد الحرارة في مصابيح LED. حل هاتين المشكلتين المتناقضيتين اللتين يجب حلهما هو جانب مهم يجب الانتباه إليه عند تصميم مصابيح الطريق. ومن هذه الناحية، يعد هذا أيضا الوضع الأكثر عدم تحفظا وعدم معقولية عندما يتم تطبيق LED على مصابيح الطرق في الصين. الحالات غير المؤهلة وغير المعقولة في الاستخدام المنزلي تشمل بشكل أساسي:

(1) يستخدم مشعاع لإضاءة LED، لكن تصميم الطرف ومشعاع اتصال LED لا يمكن أن يصل إلى IP45 وما فوق، ولا يمكنه تلبية متطلبات معيار GB7000.5/IEC6598-2-3.

(2) باستخدام غلاف مصابيح الطريق العادية، يستخدم مصباح LED المصفوفي في سطح الضوء الباعث. على الرغم من أن هذا التصميم يمكنه تحقيق اختبار IP، إلا أن درجة حرارة التجويف الداخلي للمصباح سترتفع بسبب نقص التهوية في المصباح. عند 50°C~80°C، وتحت ظروف عمل عالية كهذه، من غير المرجح أن تكون كفاءة إضاءة LED عالية، كما أن عمر الخدمة للLED سيقلل بشكل كبير. في الواقع، هناك وضع واضح وغير معقول.

(3) تستخدم مروحة الآلات في المصباح لتبديد LED والمبرد. تم تصميم مدخل الهواء تحت المصباح لمنع دخول مياه الأمطار، ومخرج الهواء مصمم حول مصدر ضوء LED العائد للأسفل. وهذا يمكن أن يمنع أيضا دخول مياه الأمطار بشكل فعال. بالإضافة إلى ذلك، المشعاع وLED (تجويف مصدر الضوء) ليسا في نفس التجويف. إذا تم تنفيذ هذا التصميم بشكل جيد، يمكن أن يمر بسلاسة وفقا لمتطلبات اختبار IP للمصباح. هذا الحل لا يحل فقط مشكلة تبديد الحرارة في LED، بل يلبي أيضا متطلبات مستوى IP. لكن هذا التصميم الجيد الظاهر في الواقع غير معقول بوضوح. لأن في معظم تطبيقات إضاءة الطرق في بلدنا، تكون كمية غبار الذباب في الهواء كبيرة نسبيا، وأحيانا تصل إلى كميات كبيرة (مثل العواصف الرملية). يستخدم هذا النوع من الإضاءة لفترة زمنية في الظروف العادية (حوالي ثلاثة أشهر إلى نصف سنة)، حيث يتم ملء فجوة المشعاع الداخلي بالغبار، مما يقلل بشكل كبير من تأثير المبرد. وأخيرا، سيتم تقليل عمر خدمة LED بشكل كبير بسبب درجة حرارة التشغيل المرتفعة جدا. العيب في هذا النظام هو أنه لا يمكن استخدامه بشكل متسق وبشكل جيد.

لأخذ تبدد الحرارة وحماية IP في مصابيح الطريق، هناك إرشادات تصميم أكثر منطقية هي:

a. استخدم صفيحة موصلة حرارية في الموضع الحرج لتبدد الحرارة. لوحة التوصيل الحراري تقع داخل الصفيحة المعدنية. الأنابيب الرقيقة لتدفق المبرد موزعة بشكل متساو. الأنابيب الرقيقة مملوءة بمادة التبريد. عندما يتم تسخين جزء معين من صفيحة توصيل الحرارة، يتدفق سائل التبريد في الأنابيب الرقيقة بسرعة وتصبح الحرارة سريعة. توصيل الأرض. يمكن أن تصل الموصلية الحرارية للصفيحة الموصلة الحرارية الجيدة إلى 8-12 ضعف الموصلية الحرارية للوحة نحاسية ذات نفس السمك. على الرغم من أن السعر أعلى، إلا أنه إذا استخدم في أجزاء رئيسية، فسيلعب دورا مزدوجا في تبديد حرارة LED.

b. صمم غلاف المصباح على شكل مشعاع. معظم أغلفة مصابيح الطرق مصنوعة من الألمنيوم. استخدام الجزء الخارجي من غلاف المصباح مباشرة كمشعاع لا يضمن فقط متطلبات مستوى حماية IP، بل يحصل أيضا على مساحة كبيرة لتبديد الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، عندما يكون المبرد المكون من غلاف المصباح مغبارا، يمكن غسله عبر الرياح الطبيعية والمطر، لضمان فعالية المبرد المستمرة.