КОРПУС-РАДИАТОР СВЕТОДИОДНОГО СВЕТИЛЬНИКА

Полезная модель относится к светотехнике, в частности к радиаторам для светодиодных светильников, которые могут быть использованы для уличного освещения, освещения дорог, автомобильных парковок, спортивных площадок и т.д. Использование полезной модели позволяет увеличить срок службы светодиодного светильника за счет снижения нагрева источника питания расположенного внутри корпуса светильника. При этом повышается надежность работы светильника, что важно с точки зрения обслуживания особенно в труднодоступных и удаленных местах.
К основным требованиям к корпусам-радиаторам светодиодных светильников следует отнести технологичность, предполагающую изготовление профиля методом экструзии без дополнительной механической обработки или с минимальными механическими операциями, такими как распиловка и очистка торцевых поверхностей от заусенцев, а также эффективность отведения тепла. В последнем случае можно выделить два момента. Во-первых, эффективный теплообмен радиатора с окружающей средой, т.е. сброс тепловой энергии, полученной при работе светодиодных элементов. Во-вторых, обеспечение сброса тепла источника питания, расположенного внутри корпуса-радиатора. Использование встроенного источника питания является преимуществом с точки зрения эргономики, компактности осветительного прибора, удобства его монтажа и повышения степени защиты (IP). Однако, как правило, при разработке светодиодных светильников, корпуса которых выполнены в виде оребренного алюминиевого профиля, обеспечению тепловых режимов источника питания не уделяется внимание. Таким образом, даже при температуре окружающей среды 25°С, источник питания, расположенный внутри герметично закрытого корпуса, нагревается за счет собственной работы и подвержен дополнительному нагреву от радиатора, нагреваемого светодиодными элементами. В результате источник питания может нагреваться до температур близких к критическим для некоторых компонентов, таких как, например, электролитические конденсаторы, входящие в состав фильтра. Это, в свою очередь, снижает ресурс работы источника питания.
Недостатком известных технических решений является то, что технические введения, направленные на повышение технологичности, не обеспечивают приемлемый теплообмен как с окружающей средой, так и со встроенным источником питания. С другой стороны, есть решения, которые имеют хороший теплообмен даже при условии повышенной загрязненности среды, но вместе с тем требуют дополнительной механической обработки при изготовлении. При этом проблема эффективного сброса тепла встроенного источника питания не решена. К такому решению можно отнести профиль-радиатор, описанный в [Радиатор для светодиодного светильника, патент на полезную модель №125303], принятый за прототип. Данная конструкция радиатора препятствует загрязнению пространства между ребрами взвешенными частицами пыли и грязи, находящимися в воздухе, и способствует самоочищению оребрения или очищению естественными осадками при использовании радиатора вне помещений. При этом пропилы в оребрении вертикальные по отношению продольной оси корпуса требуют дополнительной затратной механической обработки. Профиль имеет внутреннюю полость, в которой предполагается размещать плату с электронными компонентами источника питания. При этом линия, вдоль которой располагается линейка светодиодов, проходит по центру нижней стенки корпуса. В этом месте происходит максимальный нагрев. Таким образом, существенная часть тепловой мощности передается не стенкам радиатора, а воздуху, заключенному внутри полости, где располагается источник питания.
Решение задачи, на которое направлена заявляемая полезная модель, предлагает повысить технологичность производства корпуса радиатора для светодиодного светильника без существенного ухудшения его теплообменных характеристик при работе в условиях загрязнения взвешенными частицами и обеспечить лучшие тепловые режимы работы встроенного источника питания.
Техническим результатом является снижение нагрева встроенного источника питания от нагрева светодиодов, повышение технологичности при изготовлении корпуса-радиатора, а также улучшение передачи тепла от светодиодов оребрению.
Технический результат достигается за счет того, что радиатор охлаждения для светодиодного светильника содержит корпус с продольно ориентированными ребрами, расположенными веерным способом. Ребра корпуса светильника имеют коническое сечение и расположены веерным принципом с углом между ребрами в пределах от 17° до 40°. Кроме того, верхнее ребро и боковая стенка корпуса имеют ребристую поверхность для улучшения теплоотдачи. Основания ребер расположены максимально близко друг к другу и к области приложения источника тепла, т.е. светодиодной линейки. Профиль имеет две замкнутые полости, большая из которых предназначена для размещения в ней источника питания, печатная плата которого вставляется в соответствующие пазы. Малая полость остается открытой для естественной конвекции. Таким образом, между источником нагрева и полостью, где располагается источник питания, находится еще одна воздушная камера. При этом основная часть теплового потока будет направлена по сечению ребер, и в первую очередь по внешней поверхности отражателя, который также для улучшения конвекции имеет ребристую поверхность тыльной стороны.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами:
Фиг. 1 - радиатор в поперечном разрезе, где:
1, 12 - элементы сцепления с другими светильниками из такого же профиля;
2, 10 - пазы для защитной прозрачной пластины из поликарбоната;
3 - паз для светодиодной ленты на алюминиевой подложке;
4, 5 - пазы для фиксации печатной платы источника питания;
6 - малая полость;
7 - отражатель;
8 - паз для крепления светильника;
9 - большая полость для размещения источника питания;
11 - отверстия для винтового крепления боковых крышек.
Фиг. 2 - общий вид радиатора.
С торцов светильника могут быть установлены боковые крышки, которые фиксируются, например, с помощью винтов, для которых предусмотрены специальные отверстия. При этом крышки должны быть изготовлены так, чтобы малая полость не была закрыта.
В процессе эксплуатации на радиатор светильника может оседать пыль и другие загрязняющие вещества, которые под действием воздушных потоков и естественных осадков (при использовании на открытых площадках) легко удаляются с поверхности ребер радиатора, т.к. пространство между ребрами достаточно велико и расширяется к краю ребер. Таким образом, частицы пыли и грязи не могут прочно удерживаться толстым слоем между ребрами. Возможное частичное скопление грязи у основания ребер повлияют на теплообмен несущественно, т.к. основной поток тепла проходит по сечению ребра. Так же предполагается, что светильник продольной стороной расположен под углом к линии горизонта на фонарном столбе. Это, в свою очередь, способствует длительному сохранению эффективности теплообмена между радиатором и окружающим пространством. Пыль и прочие загрязнения могут так же оседать и в малой полости, однако это не сможет существенно снизить теплообмен, т.к. ее назначение - это теплоизоляция полости, в которой находится источник питания от области нагрева светодиодной линейки.