Kühlung von LEDs in geschlossenen Leuchten

  • Hi, ich möchte eine Deckenlampe auf LEDs umrüsten. Ist ein normales Modell mit abnehmbarem Glas. Wenn das Glas aufgesetzt ist ist der Innenraum so gut wie dicht.


    Kann man da drin ohne Bedenken LEDs betreiben, ohne das sie auch im Dauerbetrieb überhitzen? Die Größe des Kühlkörpers selbst sollte ja eine untergeordnete Rolle spielen. Es sollte also egal sein, ob der KK "normal" dimensioniert oder völlig überdimensioniert ist. Es dauert nur etwas länger, bis der KK die Wärme aufgenommen hat.


    Es sollen etwa 6-8W LED Leistung eingebaut werden und die Lampe ist etwa 21x21x8cm groß

  • Es kommt halt darauf an, was du für Erwartungen hast.
    Um es mal überspitzt auszudrücken: Mit aktiver Superkühlung kannst du wahrscheinlich die Chiptemperatur bei etwa Raumtemperatur halten. Du hast dann ein System bei dem du das Optimum an Lm/W rausquetschtst wenn man mal den Verbrauch der Kühlung außen vor lässt und und aich die Lebensdauer der LED sollte beim Maximum liegen.
    Das andere Extrem wäre dann die LED einfach ins Lampengehäuse zu setzen. mit der Blechrückwand hast du dann schon mal eine Basiskühlung und die LED wird sich vielleicht bei ca. 100°C Chiptemperatur einpendeln. Du hast von der Effizienz vielleicht ein 20-30% schlechteres lm/W Verhälnis und die LED wird nach vielleicht 10.000h auch schon mess- und sichtbar dunkler sein. Dafür sparst du immensen Aufwand an der Kühlung.


    Irgendwo zwischen diesen beiden Beispielen wirst du rauskommen.


    Jetzt ist halt die Frage was du willst.
    Klar ist es für LEDs besser je kälter sie betrieben werden können. Andererseits dauern auch 10k h verdammt lange wenn die Leuchte nur ein paar Stunden pro Tag an ist und die Entwicklung geht bei den LEDs im Moment ja noch zügig weiter. Oder anders ausgedrückt, es dauert bis man wieder basteln darf ^^


    Ich habe im Kellerflur eine ähnliche Leuchte mit Bewegungsmelder. Eine Glühbirne hielt dort durchschnittlich ca. 6 Monate. Eine Energiesparbirne ungefähr 3 Monate.


    Ich habe nun seit fast einem Jahr ein 9W Achriche Modul auf einem 50x50 Chipsatzkühler in der Lampe. Ich habe die Temperatur nie gemessen und sie ist mir auch relativ Egal. Aber es hält nun schon doppelt so lange wie die Glühbirne und vier mal so lange wie die ESL. Die Stromersparnis zur ELS ist gleich null, zur Birne sinds 51W. Dafür ist es nun heller und merklich schneller hell. Dagegen steht der Preis für den Nachkauf der Leuchtmittel. Ok in meinem Fall ist das etwas unfair - das Achriche Modul war ein Muster :thumbsup:

  • Es ist meiner Meinung nach eigentlich relativ egal, ob ich da ein Alu Blech oder eine 200€ teure CPU Wasserkühlung einbaue. So lang die Wärme nicht aus der Lampe kommt wird die LED irgendwann in beiden Fällen auf ein vergleichbares Temperaturniveau kommen.


    In der Lampe ist oben eine Presspappe oder sowas ähnliches. Darunter bin ich mir nicht sicher, ob da Metall oder Kunststoff ist. Ich möchte ein Alu Profil oder Blech einbauen, das groß genug ist, um unter normalen Bedingungen die doppelte Leistung problemlos zu kühlen. Das Alu würde dann kaum mehr als handwarm. Die Frage ist, ob die Wärmeabgabe durch das Glas ausreicht, um die erzeugte Wärme der 8W LED Leistung schnell genug nach außen zu leiten um eine Überhitzung zu vermeiden.

  • Hey,


    ich habe vor kurzem auch Tests mit einem geschlossenenm Lampengehäuse durchgeführt.


    Bei mir kam dabei raus, wenn ich den Aufbau ( 4W Leistung) einmal 12h ohne und anschließend 12h mit geschlossenem Gehäuse betrieben habe ergab sich eine Temperatur differenz von ca +8-10 °C.
    Wobei sich am Ende zwischen sagen wir 10-12h sogut wie garnichts mehr an der Temperatur geändert hatte. Bei mir waren es mid-power Leds.


    Wenn du also einen Kühlkörper verwendest, der ein wenig größer dimensioniert ist, als im Freiraum sollte dieses vorhaben durchaus realistsch sein. Würde es aber auf jedenfall vorher mal betreut testen. :rolleyes:


    Gruß Freaky

  • 6-8W LED Leistung eingebaut werden und die Lampe ist etwa 21x21x8cm groß

    Hallo,
    unabhängig was du im Inneren an Kühlfläche (Kühlkörper) hast, kann dieser ja nur auf das Niveau herunter kühlen, welches sich innerhalb den Lampenvolumens einstellt.
    Die Wärme wird bei geschlossenen Volumen nur über die Oberflächen abgegeben.
    Dabei ist regelmäßig der Wärmedurchgang durch dünne Wandungen vernachlässigbar. Der größere Anteil an Wärmewiderstand entsteht an den Übergängen Festkörper -Luft.
    Der ist dann 2 mal zu berücksichtigen (als Reihenschaltung - innen Luft-Festkörper und außen Festkörper-Luft). Diese Wärmeübergänge sind stark von der Strömungsgeschw. abhängig.
    Eine Faustformel lautet für einen Übergang: P = (5,6 + 4*v) W/(grd m²) mit v in m/s (bis ca. 6m/s).


    Bei der Lampengröße hat man rundherum über 0,1m² Oberfläche.
    Bei WorstCase (keine Luftbewegung) dürfte man mit angenommen 10grd Temperaturdiff ca. P = 0,5 * 6W/(grd*m²) *0,1m² *10grd = ca. 3W einbauen.
    Praktisch wird es etwas mehr sein, weil die Luft sich durch Konvektion doch etwas bewegt und das Gehäuse sicher nicht hermetisch dicht ist
    und außerdem wird auch Wärme nach oben an die Deckenfläche abgeleitet.
    Ich würde also eher ca. 5...6W pro 10K annehmen.
    Bei 6...8W wird die Temperatur in der Lampe also nur um max. ca. 10...15grd. ansteigen. Das ist sicher akzeptabel, selbst wenn es ca. 15K werden sollten.
    Gruß Helles Licht