كيف تعمل تجهيزات إنارة الشوارع على تبديد الحرارة؟

مصابيح الطريق بتقنية LEDتُستخدم مصابيح الشوارع الآن على نطاق واسع، وتشجع المزيد من الطرق على استخدامها كبديل للمصابيح المتوهجة التقليدية ومصابيح الصوديوم عالية الضغط. مع ذلك، ترتفع درجات حرارة الصيف سنويًا، وتواجه مصابيح الشوارع تحديًا مستمرًا في تبديد الحرارة. ماذا يحدث إذا لم يُبدد مصدر حرارة مصباح الشارع الحرارة بشكل صحيح؟

مصباح تيانشيانغيتميز هذا المصباح بهيكل توصيل حراري مباشر ينقل الحرارة المتولدة من مصدر ضوء LED مباشرةً إلى المشتت الحراري، مما يقلل من تراكم الحرارة الداخلية. حتى في أشد أيام الصيف حرارة، يحافظ مصباح الشارع على سطوعه المُصنّف، متجنبًا مشاكل مثل الانخفاض المفاجئ في السطوع والوميض الناتج عن ارتفاع درجات الحرارة. وهذا يحقق بالفعل "استقرارًا عاليًا على مدار العام" ويوفر حماية موثوقة لإضاءة شوارع المدن.

1. قصر العمر الافتراضي

يُعدّ تبديد الحرارة في مصابيح إنارة الشوارع ذا أهمية قصوى. فضعف تبديد الحرارة قد يُؤثر سلبًا على أداء المصباح. على سبيل المثال، تُحوّل مصابيح LED الطاقة الكهربائية إلى ضوء، ولكن لا تتحول كل الطاقة الكهربائية إلى ضوء بسبب قانون حفظ الطاقة. إذ يُمكن أن يتحول الفائض من الطاقة الكهربائية إلى حرارة. إذا لم يُصمّم هيكل تبديد الحرارة في مصباح LED بشكل صحيح، فلن يتمكن من تبديد الحرارة الزائدة بسرعة، مما يُؤدي إلى تراكم الحرارة الزائدة في مصباح إنارة الشارع وتقصير عمره الافتراضي.

2. تدهور جودة المواد

إذا ارتفعت درجة حرارة مصدر إضاءة الشارع ولم يتمكن من تبديد هذه الحرارة، فإن المواد ستتأكسد بشكل متكرر بسبب درجات الحرارة العالية، مما يؤدي إلى تدهور جودة مصدر ضوء LED.

3. عطل في المكونات الإلكترونية

مع ارتفاع درجة حرارة مصدر إضاءة مصابيح الشوارع تدريجياً، تزداد المقاومة التي يواجهها، مما يؤدي إلى زيادة التيار وبالتالي زيادة الحرارة. وقد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تلف المكونات الإلكترونية، مما يتسبب في تعطلها.

4. تشوه مواد المصباح

في الواقع، كثيراً ما نصادف هذا في حياتنا اليومية. على سبيل المثال، عندما يتعرض جسم ما لحرارة شديدة، فإنه يتشوه قليلاً. وينطبق الأمر نفسه على مصادر إضاءة الشوارع.

تتكون مصادر إضاءة LED من مواد متعددة. عند ارتفاع درجة الحرارة، تتمدد أجزاؤها المختلفة وتنكمش بشكل متفاوت. قد يؤدي ذلك إلى تقارب مكونين بشكل مفرط، مما يتسبب في احتكاكهما ببعضهما البعض، وبالتالي تشوههما وتلفهما. إذا أرادت الشركات إنتاج تجهيزات إنارة شوارع عالية الجودة، فعليها أولاً إيلاء الأولوية لتصميم نظام تبديد الحرارة في المصباح. يضمن حل مشكلة تبديد الحرارة هذه عمرًا أطول لتجهيزات إنارة الشوارع. لذا، يُعد تبديد الحرارة مسألة أساسية يجب على تجهيزات إنارة الشوارع عالية الجودة التغلب عليها.

يوجد حاليًا طريقتان أساسيتان لتبديد الحرارة في تجهيزات إنارة الشوارع: تبديد الحرارة السلبي وتبديد الحرارة النشط.

1. تبديد الحرارة السلبي: تُبدد الحرارة المتولدة من مصباح إنارة الشارع عن طريق الحمل الحراري الطبيعي بين سطح المصباح والهواء. تتميز هذه الطريقة بسهولة تصميمها وتكاملها مع التصميم الميكانيكي للمصباح، مما يلبي مستوى الحماية المطلوب له، كما أنها منخفضة التكلفة نسبيًا. وهي حاليًا الطريقة الأكثر شيوعًا لتبديد الحرارة.

تنتقل الحرارة أولاً عبر طبقة اللحام إلى الركيزة الألومنيومية لوحدة إنارة الشارع. ثم ينقل اللاصق الموصل للحرارة الموجود على الركيزة الألومنيومية الحرارة إلى غلاف المصباح. بعد ذلك، ينقل غلاف المصباح الحرارة إلى مشتتات الحرارة المختلفة. وأخيراً، تعمل تيارات الحمل الحراري بين مشتتات الحرارة والهواء على تبديد الحرارة المتولدة من وحدة إنارة الشارع. هذه الطريقة بسيطة في تركيبها، لكن كفاءتها في تبديد الحرارة منخفضة نسبياً.

2. يعتمد تبديد الحرارة النشط بشكل أساسي على التبريد المائي والمراوح لزيادة تدفق الهواء فوق سطح المبرد لإزالة الحرارة من المشتت الحراري، مما يحسن كفاءة تبديد الحرارة. تتميز هذه الطريقة بكفاءة عالية نسبيًا في تبديد الحرارة، ولكنها تتطلب استهلاكًا إضافيًا للطاقة. كما أنها تقلل من كفاءة النظام.تجهيزات إنارة الشوارعويصعب تصميمه للغاية.