New Cooling Design and Analysis for Park-Garden Lighting Fixtures

Abstract

New lighting technologies make life easier and promise to better lighting conditions. However, when luminaires aren't planned properly, the lifetime of the luminaire can be shorter than expected. Increasing efficiency of LED technology helped LED's to having more space in our lives with lighting. LED manufacturers say that their LED's have 50.000-60.000 hours lifespan with test reports. But, these tests were performed under specific temperature conditions. Therefore, when designing luminaires and LED modules, LED heatsink must provide these conditions. In this study, a new generation LED based park-garden lighting fixture cooler body was designed. This design (LED luminaire) can replace compact fluorecent lamp based fixtures operate on principle of direct lighting up to 100W and 70, 100, 150W metal halide based fixtures which operate on indirect lighting principle. Also this new design and LED based luminaire will save 40-60% energy.

Keywords

• Luminaire,LED,Light,Thermal,Heatsink

Park-Bahçe Aydınlatma Armatürleri için Yeni Bir Soğutucu Gövde Tasarımı ve Analizi

Abstract

Yeni aydınlatma teknolojileri hayatı kolaylaştırır ve daha iyi aydınlatma koşulları vaat eder. Ancak doğru planlanmadığında aydınlatma elemanlarının kullanım ömürleri beklenenden daha kısa olabilir. LED teknolojinde artan verim, aydınlatma ile birlikte hayatımızda daha çok yer edinmeye başlamasına yardımcı olmuştur. LED teknolojisinde LED üreticileri 50.000-60.000 saate kadar kullanım ömrü olduğunu testlerle belgeler. Ancak bu testler belirli sıcaklık koşullarında gerçekleştirilmiştir. Bu sebeple armatür tasarlanırken soğutucu gövde bu koşulları LED modül ve LED’e sağlamalıdır. Bu çalışmada hali hazırda park-bahçe aydınlatmalarında kullanılan doğrudan aydınlatma prensibinden çalışan, çoğunlukla düşük verim 100 W’a kadar kompakt floresan lambalı ve endirekt aydınlatma prensibinde çalışan 70, 100, 150 W metal halide ışık kaynaklı armatürlerin yerine geçebilecek ve bu ürünlere göre %40-60 enerji tasarrufu sağlayacak yeni nesil LED ışık kaynaklı bir park-bahçe armatürünün soğutucu gövdesi tasarlanmıştır. 

Keywords

• Aydınlatma Armatürü,LED,Işık,Termal,Soğutucu

References

1. [1] Yung K.C., Liem H., Choy H.S., Cai Z.X. Thermal investigation of a high brightness LED array package assembly for various placement algorithms. Department of Industrial and Systems Engineering, The Hong Kong Polytechnic University, 2013.
2. [2] İnternet: Yıldırım A., Elmas N., Rezazad H., Karaismail E. LED Aydınlatma Armatürü Termal Analiz Çalışmaları. Grup İmaj & Figes A.Ş., 2016, http://www.aydinlatma.gen.tr/led-aydinlatmaarmaturu-termal-analiz-calismalari.html. Erişim tarihi: 12.02.2016
3. [3] İnternet: DSM Engineering Plastics, Press Release, Singapur,2014, http://www.dsm.com/content/dam/dsm/cworld/en_U S/documents/2014-10-23-osram-led-downlightskeep-cool-with-thermally-conductive-stanyl-tcpolyamide-46-from-dsm.pdf, Erişim tarihi: 14.08.2016
4. [4] Marc M., Bosse M., Maurer R., Hippert A. Metal Replacement with Specialty Thermoplastic Solutions in Heat-Sensitive Applications. SPE Antec, 2014, 5-6.
5. [5] Domke K. Thermal testing of road luminaires with sodium and LED lamps. Przeglad Elektrotechniczny. 2013, 89 (2b): 292-294.
6. [6] El-Zein N. The LED Lighting Revolution, LED Light Energy LLC, 2014, Chicago, IL, USA.
7. [7] İnternet: CREE, Solder-Point Temperature Measurement Application Note, CLD-AP157 rev 1B, http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/LED%20Components%20and%20Modules/XLamp/XLamp%20Application%20Notes/Solder_Point_Temp.pdf, Erişim tarihi: 22.08.2016
8. [8] İnternet: Ortiz C. Material Pricing, Mechanics Of Materials, 2003 http://web.mit.edu/course/3/3.11/www/modules/props.pdf. Erişim tarihi: 22.08.2016

9. [9] Cheng H.H., Huang D., Lin M. Heat dissipation design and analysis of high power LED array using the finite element method. Microelectronics Reliability. 2012, 5: 905-911.
10. [10] Wang R.T., Wang J.C. Analyzing the structural designs and thermal performance of nonmetal lighting devices of LED bulbs. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2016, 99: 750-761.