לדים וחום - למה חשוב להבין את זה + אזהרה

המיתוס – תאורת LED לא מחממת.

הפרכת המיתוס – זה לא נכון.

תאורת LED בהחלט מחממת, היא פשוט מחממת הרבה פחות מטכנולוגיות מיושנות אותן הלדים מחליפים. ובשונה מטכנולוגיות אחרות בתאורת LED החום והאור מוקרנים לכיוונים הפוכים.

ייקח עוד זמן עד שנגיע למצב שתאורה לא מחממת, בינתיים דעו לכם שלדים כן מחממים, פשוט מעט יחסית למה שהתרגלנו. אם יש לכם גוף תאורת LED איכותי, על כל וואט חשמל שהוא ייצרוך הוא יצליח להמיר 30% לאור ו-70% מהחשמל לחום, ואם המוצר איתו אתם עובדים הוא באיכות מאוד מאוד גבוהה הוא ימיר 40% לאור ו-60% לחום. בתאורת LED צריכת החשמל נמוכה יחסית, מלכתחילה פחות חשמל מגיע לגוף התאורה ולכן גם פליטת החום נמוכה.

אבל לעניין החום משמעויות אדירות בכל מה שקשור ל-LED.

והנה נזכרתי בעוד מיתוס, “לדים מחזיקים 50,000 שעות”. 

חשוב לזכור שהרכיב הבסיסי של תאורת ה-LED, הדיודה עצמה (LED=Light Emitting Diode), הוא רכיב רגיש מאוד לחום. אם לא נדע מה לעשות עם החום שמיוצר בגוף התאורה, ה-LED שלנו לא יחזיק גם 200 שעות.
עוד חשוב לזכור שכמעט בכל מערכת תאורת LED יש גם דרייבר, ואם הדרייבר הוא לא כזה שיודע לעבוד בצורה אמינה ולהחזיק את אורך החיים המוצהר של הדיודה, התוצאה תהיה שגוף התאורה יפסיק לעבוד אחרי פחות ממספר השעות המוצהר.

במקרה הזה לא נפריך את המיתוס, רק נדייק אותו.

אז כן, תאורת LED שבנויה מרכיבים איכותיים ומתוכננת נכון תחזיק 50,000 שעות ואף יותר.

הצומת שבה מתחבר ה-LED למעגל החשמלי היא הנקודה הקריטית ממנה עלינו לפזר את החום. כל יצרן LED מכובד שמספק נתונים על הדיודות שהוא מייצר, ישים סייג שהנתונים רלוונטיים בתנאי שהטמפרטורה בצומת הזו לא עוברת סף מסוים.

טמפרטורת הצומת תשפיע על אורך החיים של הרכיב, על קצב דעיכת האור, על היציבות של גוון האור או הספקטרום שלו ועל הנצילות האורית שלו (כמה יחידות אור הוא מוציא על כל יחידת חשמל שהוא צורך).

זו נקודת התורפה של LED וכמעט בכל גוף תאורה או נורת LED שראיתם ותראו, יש מערכת שאמורה לפתור את העניין הזה.

1. קירור פאסיבי

השיטה הנפוצה ביותר.    
 
על רוב תאורות ה-LED שאנחנו מכירים מורכבת מערכת של צלעות אלומיניום, מעין רדיאטור. כל המטרה של המערכת הזאת היא לספוג את החום שנוצר בנקודת חיבור ה-LED למעגל האלקטרוני ולהוליך אותו משם מהר וביעילות ככל שניתן. בחינה של מערכת קירור כזאת תתייחס לאיכות האלומיניום ולתכונת הולכת הטמפרטורה שלו, עובי החומר, הממשק בין צלעות הקירור למעגל האלקטרוני, עיצוב הצלעות, צורת החיבור ועוד. השיטה מתאימה כמעט לכל סוג התקנה או יישום, כשהמגבלה תהיה הספק המוצר ואופן השימוש בו. הכוונה שגם גוף תאורת LED בהספק 1000W, שמייצר המון חום אבל מותקן בחוץ, יעבוד עם מערכת קירור פאסיבית בצורה טובה, כל עוד היא איכותית. אם את אותו המוצר נתקין כתאורת פנים, בחלל עם תנועת אוויר מוגבלת והצטברות של חום בחלק הגבוה של החדר, יכול להיות מצב שבו החום שגוף התאורה ייצר יורגש ויעיק על הפעילות באותו החלל, וכמובן שיכול להיות גם שהמערכת לא תצליח להרחיק את החום בצורה יעילה מספיק, מה שישפיע על תפקוד המוצר ואורך החיים שלו.

2. קירור אקטיבי

שיטה שלא נתקלים בה הרבה ועובדת טוב יותר מהקירור הפאסיבי.

הקירור האקטיבי נעזר במאווררים כדי לפנות את החום מגוף התאורה. זו מערכת שיכולה גם לעבוד יחד עם קירור הפאסיבי. היא למעשה מניעה את האוויר שירחיק את החום מהנקודות הבעייתיות בצורה מהירה יותר.

אולם, אליה וקוץ בה, כלקוחות שקונים תאורת LED, מעבר לציפייה לצניחה בחשבון החשמל, אנחנו גם מצפים שהמוצרים יתפקדו כמובטח למשך זמן רב. אפילו שהקפדנו לבחור LED איכותי, ודרייבר בעל אישור ייצרן לאורך חיים ארוך במיוחד, אם המאוורר שלנו יפסיק לעבוד או לא יתפקד טוב אחרי שנתיים, שלוש, עומס החום במערכת יכריע וה-LED יקרוס. מערכת תאורה שכזאת מתוכננת לעמוד בעומס מסוים ולוקחת בחשבון את יכולת פיזור החום של המאוורר. אם המאוורר הפסיק לעבוד בצורה תקינה, עומס החום עולה מעל לפרמטר לפיו חישבו את תפקוד המערכת לאורך זמן והיא לא תתפקד כמו שמוגדר בדף הנתונים.

מאוורר הוא רכיב דינאמי, ובעיניי, במרכיבים דינמיים יש יותר בעיות של אורך חיים לאורך זמן. לכן גם אם החלטתם לבחור בשיטה זו, שימו דגש על איכות ואישור בדיקה של אורך חיי המאוורר, אחרת אתם עלולים להתאכזב.

קירור אקטיבי לא מתאים לכל מקום. דמיינו לדוגמא משרד עם גופי תאורה שבכל אחד מהם יש מאוורר כמו של מחשב. עכשיו תיזכרו רגע כמה גופי תאורה יש לכם מעל הראש במשרד, ותחשבו איך הייתם מרגישים אם כל היום הייתם צריכים לשבת תחת זמזום של כל המאווררים האלה. זה לא כמו מחשב שיש אחד וזהו, הרעש המאווררים יפריע לסביבת העבודה.

זו שיטה שעובדת טוב מאוד אם מקפידים על רכיבים איכותיים, ומתאימה לדעתי בעיקר לחללים בהם הרעש לא יהיה רלוונטי, והעוצמות הדרושות גבוהות, כמו אולמות ייצור, סככות חיצוניות, האנגרים גבוהים, חדרי גידול, תאורת חוץ וכו'.

3. קירור בנוזל

לא שיטה נפוצה במיוחד.

יצא לי לראות יישום של הרעיון במערכת עצמאית לכל גוף תאורה, ובמערכות שמשרתות מערך תאורה שלם.

מדובר במערכת מים סגורה, שהצינורות שלה עוברים בתוך גוף התאורה. בצינורות אלו מזרימים מים, שבסוף המעגל עוברים דרך צ'ילר שמקרר אותם. המים יודעים להוליך את החום ביעילות גבוהה מגוף התאורה עד לצ'ילר, וכתוצאה מכך התפקוד של גוף התאורה משתפר פלאים. נקבל אורך חיים של עד 100,000 שעות, עם נצילות אורית מאוד גבוהה, דעיכת אור איטית מאוד ויציבות גבוהה של הספקטרום לאורך זמן.

אבל, למקרה שלא שמתם לב זה אבל גדול, למערכת הזאת יתרון נוסף אדיר בשימוש בחדרי גידול.

יתרון שלא קשור כמעט לתאורה אבל חוסך המון כסף ומשפיע בצורה דרמטית על סביבת הגידול.

אמרנו שמוצר איכותי ימיר 60-70% מהחשמל לחום, ואנחנו עושים כל שביכולתנו כדי להרחיק את החום מהמוצר, אבל כשאנחנו מרחיקים אותו, לאן הוא הולך? בשיטות הקודמות שהצגתי הפוקוס הוא על הרחקת החום מגוף התאורה, החום מורחק ביעילות ונפלט לחלל.

בחדר גידול צרכנית אנרגיה מאוד משמעותית היא מערכת האקלים/קירור. היתרון האדיר של המערכת שמשרתת מערך שלם של תאורה, מניעה מים במעגל סגור ומוליכה את החום לאן שנבחר או נמקם את הצ'ילר, הוא שניתן למקם את הצ'ילר מחוץ לחלל הגידול.

לא רק שאנחנו משפרים את תפקוד גוף התאורה, אנחנו לוקחים את החום שכל מערך התאורה מייצר ומוציאים אותו מהחדר.

במערכות שלנו, אנחנו מצליחים להגיע עד רמה של 85% פינוי חום התאורה מהחדר, העומס על מערכת האקלים יורד פלאים, צריכת האנרגיה יורדת, טביעת הרגל הפחמנית של המתקן מצטמצמת והכסף נשאר בכיס של בעל המערכת. שליטה בטמפרטורה של החלל היא קריטית ליישום פרוטוקול גידול אופטימאלי והמערכת מקלה בצורה משמעותית. במדינות קרות ניתן לתכנן את המערכת כך שתזרים את המים החוזרים/חמים לאזור או נקודות מסוימות בחדר כדי שתגביר טמפרטורה איפה שצריך. יש כאן חיסכון על חיסכון על חיסכון וזה מאוד מאוד משמעותי בצריכת האנרגיה והתשלום עליה.