Охолодження світлодіодних модулів тепловими акумуляторами на основі фазоперехідних матеріалів
DOI:
https://doi.org/10.63527/1607-8829-2026-1-67-75Ключові слова:
світлодіодний модуль, світловий потік, тепловий акумулятор, фазоперехідні матеріали, тепловий опір, термостабілізація, тепловмістАнотація
Метою роботи є розрахунок та створення безшумної, пасивної системи охолодження на основі фазоперехідних матеріалів здатної підтримувати температуру світлодіодних матриць в оптимальному діапазоні протягом тривалого часу. Принцип роботи системи базується на використанні прихованої теплоти плавлення робочої речовини і дозволяє досить жорстко зафіксувати температуру напівпровідникового джерела світла. Основною умовою її нормального функціонування є умова не перевищення температурою плавлення робочої речовини максимально допустимої температури світлодіодного елемента. В залежності від гранично допустимої температури охолоджуваних елементів в якості робочих речовин можуть використовуватися віск, парафін, гідрати солей, та ін. Недоліком фазоперехідних матеріалів є їх великий тепловий опір, який перешкоджає швидкому заряджанню і розряджанню теплового акумулятора. Для зменшення загального теплового опору робочої речовини ТА передбачена модульна конструкція, при якій акумулятор складається з кількох модулів, заповнених ФПМ з різною температурою плавлення. Визначальною особливістю системи стабілізації температури є незмінність температури робочої речовини в процесі плавлення, що призводить до незмінності температури активної зони СДМ. Системи термостабілізації на базі акумуляторів тепла мають важливу перевагу, зокрема, вони є автономними та незалежними від мінливих зовнішніх умов.
Посилання
1. Yurtseven M.B., Mete S., Onaygil S. (2015). The effects of temperature and driving current on the key parameters of commercially available, high-power, white LEDs. Lighting Res. Technol, 48(8), 943–965.
2. Nazarenko L.A., Kolesnik A.I. (2021). Physics and technology of LEDs: a textbook. O.M.Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv (NUUE).
3. Wu Y., Tang Y., Li Z. et al. (2016). Experimental investigation of a PCM-HP heat sink on its thermal performance and antithermal-shock capacity for high-power LEDs. Appl. Therm. Eng., 108, 192–203.
4. Zakordonets V.S., Kutuzova N.V. (2018). Calculation of the LED cooling system based on a heat pipe. J.Thermoelectricity, 4, 60–67.
5. Levenberg V.D., Tkach M.R., Golstrem V.A. (1991). Heat accumulation. Kyiv: Tekhnika.
6. A 3D numerical analysis using phase change material for cooling circular light emitting diode (2023). M.B.B. Hamida, K. Hajlaoui, M.A. Almeshaal – Case Studies in Thermal, Elsevier.
7. Zakordonets V.S., Kutuzova N.V. (2018). Calculation of thermoelectric LED cooling system. J.Thermoelectricity, 5, 41–51
8. Iten М., Liu S. (2014). A work procedure of utilising PCMs as thermal storage systems based on air-TES systems. Energy Conversion and Management, 77, 608–627. doi: 10.1016/j.enconman.2013.10.012
9. Bahiraei F., Fartaj A., Nazri G.A. (2017). Experimental and numerical investigation on the performance of carbonbased nanoenhanced phase change materials for thermal management applications. Energy Conversion and Management, 153, 115–128. doi: 10.1016/j.enconman.2017.09.065
10. Li G., Hwang Y. (2012). Radermacher R. Review of cold storage materials for air conditioning application. International Journal of Refrigeration, 35 (8), 2053–2077.
11. Veerakumar C., Sreekumar A. (2016). Phase change material based cold thermal energy storage: materials, techniques and applications – A review. International Journal of Refrigeration, 67, 271–289. doi: 10.1016/j.ijrefrig.2015.12.005
12. Zalordonets V.S., Kopcha O.Ya. (2024). System for stabilizing the temperature of LED arrays using thermal accumulators. Proc. of Ⅶ International Scientific and Technical Conference of TNTU ” Lighting and electrical energy: history, problems, prospects“ p. 26–27.
13. Anatychuk L.I. (1979). Thermoelements and thermoelectric devices. Kyiv: Naukova Dumka.
##submission.downloads##
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Автор
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
