Розробка та дослідження енергозберігаючої світлодіодної люстри з тепловими трубами для внутрішнього освітлення приміщень

На освітлення в Україні витрачається до 30 % електроенергії, що виробляється, тому проблема енергозбереження в освітленні стоїть дуже гостро. Впровадження енергозберігаючих технологій в системи внутрішнього освітлення приміщень дозволить забезпечити значну економію електроенергії та покращити екологічний стан за рахунок зменшення викідів теплових електростанцій в навколишне середовище.

Забезпечити енергозбереження в освітленні можна шляхом впровадження світлодіодних джерел світла, світлова віддача яких в 10 разів перевищує світловіддачу ламп розжарювання та в 2 рази - компактних люмінесцентних ламп, що містять ртуть.
Основною проблемою при створенні енергозберігаючих освітлювальних систем для внутрішнього освітлення приміщень за допомогою використання в існуючих люстрах світлодіодних ламп прямої заміни є недостатня ефективність відведення теплоти від світлодіодів лампи, що обмежує їхню потужність на рівні 8-12 Вт, а, відповідно, обмежує і світловий потік. Тому можливості їх використання в традиційних люстрах замість ламп розжарювання для освітлення сучасних приміщень є обмеженими і стримуються невирішеністю проблеми тепловідведення.

В даній науково-дослідній роботі вперше у світі запропоновано та реалізовано принципово новий підхід до побудови потужних энергоэфективных світлодіодних люстр для внутрішнього освітлення приміщень, що полягає у виконанні елементів декоративного каркасу люстри у вигляді високоефективних теплопередавальних пристроїв - теплових труб і використанні як джерела світла світлодіодних модулів. Завдяки цьому потужність світлодіодних модулів (24 Вт) і випромінюваний ними світловий потік збільшені в 2-3 рази, у порівнянні із використанням в люстрах світлодіодних ламп прямої заміни потужністю 8-12 Вт. Це дозволяє в 2-3 рази зменшити кількість люстр, необхідних для внутрішнього освітлення приміщень. При випромінювання однакового світлового потоку споживання електроенергії (120 Вт) в розробленій 5 рожковій люстрі в 5-10 разів менше, ніж при використанні в люстрі ламп розжарювання (600-1200 Вт). За рахунок зменшення енергоспоживання досягається зменшення обсягів шкідливих викидів теплових електростанцій та зниження рівня забруднення навколишнього середовища.

Виготовлено діючий макет світлодіодної люстри з тепловими трубами. Експериментально отримано: нові залежності температури світлодіодних модулів від теплового потоку в умовах вільної та вимушеної конвекції; значення максимального теплового потоку, який може передати система тепловідведення від світлодіодних модулів; значення коефіцієнтів теплообміну в зонах нагріву та конденсації теплових труб; вплив орієнтації теплових труб на теплові характеристики; значення контактного термічного опору між світлодіодним модулем та тепловою трубою.

Розроблено ескізну конструкторську документацію на макет люстри та методику інженерного розрахунку теплових характеристик люстри.