Последнее время слышу много вопросов - как сделать правильно, какие светодиоды выбрать, как произвести расчет необходимого количества?

Аквариумисты начинают созревать на приобретениесамостоятельное изготовление светодиодного светильника, и этому есть основания:
- эффективность современного светодиода доступного массовому пользователю достигает 156ЛмВт (для фирменных СД)
- стоимость оптимизированных фирменных СД сиьно приближается к стоимости устаревших китайских продуктов
- направленность излучаемого света делает расход светового потока более оптимальным в сравненнии с ЛЛ, в которых задействовано только 60-70%

Сразу оговоримся - оставляем светодиодные ленты для подсветки баров и витрин (эти светодиодные продукты не поддаются критике и не применимы в аквариумистике) - в теме речь идет только о мощных светодиодах предназначенных для освещения, а не подсветки.

Три вещи которые надо понимать, чтобы сделать светильник грамотно, надежно и долговечно:

- светодиод это токовый элемент, питать его можно исключительно токовыми драйверами (источниками тока), питание от источников напряжения противопоказано, так как при такой схеме возможно превышение допустиго тока выше максимально допустимого. Источник напряжения также не компенсирует отрицательный дрейф внутреннего сопротивления светодиода - с увеличением температуры ток через светодиод увеличивается и запросто может превысить допустимый. А превышение тока для светодиода - это ускоренная деградация кристалла или сокращение срока эксплуатации.

- светодиод требует теплоотвода - именно поэтому светодиодам необходимы радиаторы - ведь превышение температуры выше допустимой, так же влечет ускоренную деградацию. Чем меньше температура светодиода, тем дольше он прослужит.

- светодиод это точечный источник, и это его свойство одновременно является его достоинством (абсолютное большинство светового потока задействуется в аквариуме) и накладывает определенные ограничения на расположение светильника над аквариумом.

Обеспечив два первых требования, вы заставите работать светодиоды вашего светильника в комфортном для них режиме - а значит они прослужат долго.
Правильно разместив светодиоды, просчитав "геометрию" светильника, вы задействуете абсолютную часть светового потока на освещение аквариума (а не пола и стен вокруг), а значит на создание тербуемого уровня освещенности будет уходить меньшее количество Ватт, и, соответственно денюжек из вашего кармана.


Светодиодный светильник можно сделать как на фирменных светодиодах, так и на китайских. Важно понимать что вы получите в итоге и в чем различия?

- китайские СД производятся по устаревшим технологиям, которые имеют следующие недостатки:
* низкая эффективность не более 90ЛмВт у лучших моделей
* высокое тепловое переходное сопротивление от кристалла к теплоотводящей площадке (ему сложнее отводить тепло, а значит его температура выше, что означает что необходимо иметь больший радиатор, потому что биначе обеспечит температуру максимальную кристалла в 65С невозможно)
* невозможность обеспечить длительноый срок эксплуатации ввиду сложности обеспечить кондиционный режим
* низкое качество, большой разброс параметров
* отсутствие подробных, а иногда и полное отсутствие даташитов на прелагаемые продукты
- положительное качество - низкая цена

- фирменные СД обладают более высокими показателями и качеством:
* высокий выход 156ЛмВт
* высокая эксплуатационная температура - последние серии СД проходят биннинг (читать тестирование и измерение) при температуре 85С - для них это нормально и не влечет деградаци - максимальная - 135С.
* минимальный разброс параметров
* наличие исчерпывающей документации
- высокая цена (с оговоркой на то что имеются стабильные тенденции на снижение)


В итоге собираем светодиодный светильник на дешовых китайских СД с эффективностью в 80Лмвт, ведь они дешевле! И задумываемся, а так ли это на самом деле? Ведь если употребить фирменные СД (140ЛмВт), то их необходимо меньшее количество (потому что их эффектисвность заметно выше)! И в конце концов примитивные арифметические операции приводят нас к тому, что дешевизна китайских светодиодов в конечном продукте мнимая. Фирменных светодиодов обеспечивающий заданный световой поток понадобиться меньшее количество, а значит стоимостьбудет сопоставима стоимости китайских СД.
При это важно не забывать, что при одинаковом количестве излучаемых люменов, фирменные светодиоды будут кушать меньше электроэнергии, и, в последствии съэкономят больше денег на счетах за электричество, и прослужат дольше.


СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СД ПРИМЕНИТЕЛЬНО К АКВАРИУМНОЙ ТЕМАТИКЕ

Спектральные кривые современных светодиодов белого свечения (на основе люминофора) от разных производителей, разных моделей имееют приблизительно одинаковые формы - двухгорбую кривую, в зависимости от температуры света имеют преимущественно синий или красный пик.

При наложении на эту кривую - кривой фоточувствительности хлорофиллов, можно сделать определенный вывод о соответствии спектра светодиодов аквариумным нуждам (в основном хорошему росту растючки). А именно - светодиодный спектр достаточно полно содержит все необходимые составляющие.

То есть, в общем, применимы все температурные вариации (и выбор является лишь делом вкуса)

Если же копать глубже, проектировать светодиодный светильник с максимальным КПД (получать с ватта мощности максимальный прирост биомассы), то очевидно, что необходимо сосредоточить основную мощность в области максимальной чувствительности хлорофиллов, как это сделано у plant grow ориентированных ламп. Со светодиодами это сделать не сложно - необходимо лишь подобрать определенную комбинацию. В данном случае очень хорошо подходят светодиоды холодного свечения (6500-10000К), ярко выраженный синий пик (450нм) которых удачно повторяет синий пик чувствительности хлорофиллов. Красный же пик не настолько удачен даже у светодиодов теплого белого свечения, потому как их максимум приходится на 620нм, а на необходимых 660-680нм наблюдается серьезный спад. Однако эта составляющая очень хорошо возмещается применением монохромных красных светодиодов DeepHyper red диапазона 660-680нм.
В итоге сладкая парочка Cool White + Deep Red дает более подстроеный (более эффективно потребляемый растениями) свет. С ватта энергии потребленного таким светильником прирост биомассы будет выше. Кстати его оттенок напоминает оттенки Plant Grow ориентированных ламп - но в этом и нет ничего необычного, ведь их спектры сильно одинаковы.

Уход в сторону Plant Grow ориентированности естественно немного искажает правильность цветовой картины аквариума. И тут главное найти оптимальный для себя варианткомбинацию света для наблюдателя + света для растений.

СОЧНАЯ ЗЕЛЕНЬ В СТИЛЕ ТАКЕШИ АМАНО
Проанализировав спектры СД, можно понять, что зеленая область спектра имеет наименьший вес. То есть по сравнению, со всеми другими цветами в спектре СД зеленый представлен в меньшей степени. Это не надо понимать как, то, что под светодиодным светом будет все скучно и безжизненно - это надо понимать так, что обычными белыми СД сочную зелень, как у Такеши Амано не получить
Эта проблема решается так же как и у ламп фирмы ADA - добавлением в спектр зеленого - у них зеленый пик равноценен со всеми остальными.
Как показали мои собственные эксперименты, добавление 5-10% монохромных зеленых делает зеленый тарвник ничем не хуже, чем под лампами ADA.
Тут важно понимать, что зеленость это свет для наблюдателя, большое его количество снижает КПД светильника - зеленый растючке не нужен она его отражает.

Подвес или ближе к поверхности?
Светодиод точечный источник - испускаемый им световой пучек имеет вид конуса с углом раскрытия заявленным в его характеристиках. Как правило этот угол составляет 100-130 градусов. Чем дальше светодиодо от поверхности - тем больше площадь светового пятна на этой поверхности. Эта особенность, с учетом максимального задействования излученного светового потока в аквариуме, влечет за собой два варианта эксплуатации светодиодов:

Близко раположенный к поверхности воды светильник:
- расстояние до воды не более 8-10см (более 90% света уходит в аквариум)
- все светодиоды без вторичной оптики
- из-за близкого расположения к влажной среде требуют однозначной изоляции порзрачным материалом (лист стекла силикатногоорганического)
- за счет широкого угла происходит происходит очень хорошее смешивание цветовых каналов (разноцветные СД могут быть разнесены на значительные расстояния, без потери равномерности)
- свет такого светильника в большей степени расеяный и напоминает свет линейных ЛЛ

Подвес:
- расстояние до воды более 20см
- все светодиоды со вторичной оптикой (дополнительными линзами) - линзы съедают 3-8% от светопотока
- для недопущения загрязнения линз, в идеале, так же лучше прикрывать прозрачным листом (грязнаяпоцарапаная линза скушает светопотока еще больше)
- угол фокусировки вторичной оптики выбирается в зависимости от высоты расположения светильника над поверхностью воды
- для получения равномерной картины смешивания различных цветов, количество "цветных" СД приходится увеличивать - то есть как бы размазывать по площади светильника ту же мощность, но большим количеством с меньшей мощностью
- результирующий свет такого светильника в большей степени направлен, появляются глубокие тени, тени рыб на дне, чувствуется объемность аквариума

Рекомендации из собственного опыта:
- если аквариум ориентирован на выращивание качественной длинностебельки, большого количества разношерстныхразноуровневых растений в одном аквариуме, для которого важно отсутствие глубоких теневых зон в объеме аквариума - первый вариант предпочтительнее. Рассеяный свет проникнет во все зоны и даст приемлемый свет всем даже самым нижним листьям и растениям.
- если у вас природный аквариум (Nature aquarium) с ориентацией на скейп, и ежедневное созерцание чудо картины, ваш выбор подвес - с пропорцией сдвинутой в сторону направленного света, дающего "глубину" в картине аквариума, делающего ваш фрагмент кусочка природы, ограниченного несколькими стекляными плоскостями, максимально соответствующим реальности.


ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ
- как реагирует растючка на светодиодный свет?
- сколько светодиодов надо на аквариум?
- хватит ли света для почвопокровных растений?

Пусть фото аквариумов (более полугода под СД) со светодиодным солнцем, говорят сами за себя:

Нано-куб 19л - 720Лм



140л - 6300Лм


Для требовательной растючки 40Лмл достаточно.


РАССЧЕТ СВЕТИЛЬНИКА
1) Определиться с необходимой интенсивностью освещения:
- 20..30Лмлитр достаточно для нормального роста валлиснерии, анубиасов, эхинодорусов и прочей нетребовательной растючки
- 40Лмлитр хорошо растет большинство требовательной растений (cuba стелется по дну, отлично растет бликса, людвигия бревипес, дидиплис, эустералис стеллата, лимнофила ароматика)
- 60Лмлитр выше перечисленные растения интенсивно набирают красный окрас (при достаточном уровне микроэлементов)
- >60Лмлитр - для выращивания плотных ковриков из лилеопсиса, парвулы в глубоких аквариумах - в таком случае световой день должен быть разделен на несколько фаз, в которых светильник работает на 100% пару часов и на пониженой мощности остальное время

2) Имея суммарное количество люменов выбираем и таблицу ниже (количество люменов получаемых с одного светодиода) путем деления получаем необходимое количество светодиодов.
XP-E - 0.7A - 208Lm
XP-G - 1A - 348Lm
XT-E - 1..1.5A - 320..420Lm
XM-L - 1.5 .. 2A - 590...742Lm
Здесь следует обратить внимание на некоторые детали:
- серия светодиодов XP-E самая старая из списка, соответственно чуть более худшие чем все остальные параметры. Ее стоит покупать если цена на нее будет достаточно низкой (читай выгодной)
- светодиоды серии XM-L самые мощные (мощные в том смысле что рассчитаны на большу эксплуатационную мощность нежели остальные) поэтому на небольшой травник их количество будет маленьким в результате чего равномерность освещения будет неудовлетворительной. То есть XM-L лучше всего использовать в травниках большого объема и большой глубины
- наиболее продвинутой является серия XT-E (обладает лучшей эффективностью и имеет более комфортно чувствует себя на высоких температурах) на нее и рекомендую ориентироваться. Однако серия XP-G на данный момент в некоторых магазинах имеет наилучшее соотношение Лм$

3) Зная общее количество светодиодов можно выбрать необходимое количество светодиодных драйверов. В технических характеристиках драйвера указано максимальное количество светодиодов, которое можно подключать к нему. Операция деления с округлением до целого в большую сторону даст искомое количество драйверов.



Изменено 25.1.13 автор Moderator

Вернулся домой в 22.00, с начала эксперимента прошло 3 часа, Светодиодный светильник для аквариума: правильно не отключал. Температура по прошествии 3 часов 46.9 С, т.е. не изменилась, те же 47 С.

Для полноты эксперимента установил систему принудительного охлаждения (по-просту положил сверху на радиатор вентилятор), температура застабилизировалась на уровне 24 С! И это при температуре в помещении 19 С. Думаю комментарии излишни, эффективность радиатора определяет его полезная площадь. 50-60кв.см./вт вполне достаточно для практически всех реальных радиаторов общего назначения, как при естественном охлаждении, так и тем более при принудительном. И естественно ни о каких абстрактных грамм/ватт речи идти просто не может!

сообщение Kiraso
... 15-20 кв.см радиатора должно хватать для отведения тепла от 1 ватта (не важно чего) при ОБЯЗАТЕЛЬНОМ принудительном охлаждении....

Кирилл, позволь я и тут "для отведения тепла от 1 ватта (не важно чего)" немного нудно "позуззю".
По сути верно, но тут надо четко разделять, потребляемую (СД, паяльником ...) и рассеиваемую (на радиаторе) мощность. В случае с резистором (утюгом, паяльником, ... ) практически вся потребляемая мощность превращается в рассеиваемую. В случае с СД все несколько иначе, 40% покидает радиатор "не рассеиваясь" на нем, а в виде излучения (светового потока), бОльшая часть которого в конце концов так же превратится в тепловую, но уже вне радиатора, т.е. в случае СД, при потребляемой им мощности 1вт, на радиаторе рассеивается всего 0.6 вт. По тому и площадь радиатора, при равных потребляемых мощностях СД и "утюга" (при равной температуре радиатора) будет разной, для СД потребуется меньшая. Что нам в принципе на руку, о ней собственно сейчас речь!

сообщение SanyaGrek
....я тоже всегда считал что нужна площадь а не вес....

Правильно считал, так оно и есть!


С уважением А.А.

damien Lakovsky

На счет спектральных характиристик... Я правильно понимаю что эти характеристики приведенные. и что на самом деле, для сравнения спектров площадь под характеристиками холодного среднего теплого диода должна быть одинаковой?

AlexAlex
сообщение SanyaGrek
....я тоже всегда считал что нужна площадь а не вес....

Правильно считал, так оно и есть!

А давайте я тут поспорю. Нужно оптимальное соотношение, как и писал Дамиен - масса нужна, причем правильно организованная. Понятно, что 10килограммовый кирпич из металла толком ничего не охладит, теплоемкость большая, а рассеиваемая площадь мала. Также толку не будет, если этот кирпич раскатать в фольгу и сделать из него хоть 20 квадратных метров радиатора. Локальный перегрев над диодами не заставит себя долго ждать, ибо тепло по фольге эффективно не передастся. Думаю, правильный радиатор должен выглядеть так: достаточно толстое основание (по сравнению с ребрами), я бы взял 1см, достаточное количество ребер, с шагом, скажем 5мм, и толщина ребер около 3 мм, и... Пока писал - вспомнил http://www.ligra.nar... вот он, АВ9011, мне нравится.

AlexAlex

А сделайте еще один эксперимент.
1. Как уже делали - кулер просто лежит сверху. Замерили температуру.
2. Закрыть радиатор сверху картоном, отверстие для вентилятора вырезать и замерить температуру в этом случае.
Интересно, воздушный поток, направленный строго вдоль ребер, не будет ли эффективнее?

сообщение AlexAlex
По сути верно, но тут надо четко разделять, потребляемую (СД, паяльником ...) и рассеиваемую (на радиаторе) мощность. В случае с резистором (утюгом, паяльником, ... ) практически вся потребляемая мощность превращается в рассеиваемую. В случае с СД все несколько иначе, 40% покидает радиатор "не рассеиваясь" на нем, а в виде излучения (светового потока), бОльшая часть которого в конце концов так же превратится в тепловую, но уже вне радиатора, т.е. в случае СД, при потребляемой им мощности 1вт, на радиаторе рассеивается всего 0.6 вт.

согласен , писал поздно уже, и не подумал об этом

SanyaGrek

Если бы энергетические составляющие на разных длинах волны были бы одинаковы, то действительно площади, ограниченные кривыми должны были быть одинаковыми. Однако более холодные длины волн имеют более высокую энергию, нежели более теплые.


По поводу радиаторов: 80г/1Вт - радиаторного профиля - это расчет для светильников уличного освещения, с некоторым запасом для пассивного охлаждения. Там ведь важно - есть ветер, нет, светит ли на него прямое солнце или нет. В домашних условиях эту планку все-таки можно снизить.
Однако если у вас система рассчитана на непосредственное участие вентилятора, то разница рабочих температур с ним и без него (вдруг он вышел из строя), может быть фатальной для СД. Поэтому в таких системах лучше устанавливать размыкающие термореле, которые разорвут цепь питания СД (или еще лучше цепь питания драйверов), при превышении температуры радиатора.

Одним из важны параметров эффективного охлаждения является конвекция воздуха. Естественно она тем лучше, чем меньше препятствий на своем пути всретит поток.
Эффективность продолного (вдоль ребер) обдува будет гораздо выше, потому как поток практически линеен (без завихрений) и не имеет практически никаких препятствий (за исключением трения о ребра).
Поток воздуха при стандартной установке вентилятора (ось вращения перпендикулярна плоскости радиатора и продольным направляющим ребрам) сразу же разбивается о дно радиатора, и имея кучу различных завихрений, каким-то образом все-таки выходит за пределфы радиатора. В этом случае имеется много препятствий, большая величина завихрений, снижающая эффективность конвекции.

Конструктивное исполнение первого варианта (с торцевым обдувом) серьезно увеличивает толщину светильника, что мне очень не нравиться, и мало пригодно.
Второй вариант хоть и имеет меньшую эффективность, однако всеровно, как показал в своих опытах AlexAlex, достаточно хорош.

damien Lakovsky
Конструктивное исполнение первого варианта (с торцевым обдувом) серьезно увеличивает толщину светильника, что мне очень не нравиться, и мало пригодно.

А установка вентилятора на торец для продольного продува и не нужна. Как уже писал - достаточно будет закрыть ребра, заглушить один торец и сверху около этого торца установить вентилятор, который по размерам должен быть сопоставим с шириной радиатора. В принципе, системы охлаждения большинства видеокарт так и сделаны. Наверное, не зря? Ну или вентилятор поместить в центр, пусть в стороны выдувает. Кстати, один из знакомых мне светильников так и сделан? Вдув посередине - выдув в стороны?

сообщение accki
А давайте я тут поспорю. Нужно оптимальное соотношение, как и писал Дамиен - масса нужна, причем . ...

Алексей, давай отделим мух от котлет!
И так, масса, инерционность радиатора. Ты что, собираешься включать свой СД светильник на 15 мин, а потом отключать на 30 мин? Типа пока массивный радиатор медленно прогревается, а потом еще меее-едленнее остывает? Нет? Будешь использовать по 8 часов и более? Тогда он по всякому успеет прогреться, и его температура будет определяться только его эффективной поверхностью. Согласен? Тогда при чем здесь его (радиатора) масса? Это азы, эффективность радиатора определяется площадью его поверхности, а масса вторична, исходит из условий (поставленной задачи) и конкретной конструкции. Но никак не наоборот! Т.е. поверхность радиатора (его эффективность и конструктив) определяет массу, а не масса определяет эффективность!

Или что, в том профиле что использован в моих экспериментах масса не "правильно организованная", раз оказалось достаточно меньше 20 гр/вт для пассивного охлаждения, и меньше 10 г для принудительного, что в 4-5 раз ниже рекомендованной? Где логика? Может это 80-100 г/вт как раз для профиля где масса не "правильно организованная"?

Значит при расчетах эффективности надо использовать имено площадь поверхности, и у разных радиаторов, при той же самой площади поверхности, масса будет разной. Сравнивать по массе (рекомендовать какую то массу профиля на 1 вд СД) можно только применительно к одному конкретному профилю, зная его площадь поверхности на единицу массы. Но это масло масляное, в конце концов отправной точкой все равно будет эффективная поверхность радиатора, а не его масса. Естественно для грамотного рассчитанного радиатора потребуется некая масса металла, но это повторюсь вторично, это головная боль разработчика радиатора. А наша, выбор оптимального радиатора по эффективной площади рассеивания.

На счет толщины основания 1 см ты немного загнул, 4 мм, как наглядно показал опыт с моим радиатором выше, даже при локальном источнике тепла более 40 вт вполне достаточно , а для равномерно распределенных СД тем более.

Ну и так, для "развлекухи".


С уважением А.А.



Изменено 6.5.12 автор AlexAlex

AlexAlex

Мы же хотим побольше энергии отвести через ребра? Так? Значит эту энергию к ребрам необходимо доставить. Почему-то мне очень кажется, что ребра будут эффективнее работать при бОльшей толщине основания. Нe не зря же так радиаторы делают, у которых основание толще ребер, никак не наоборот.
Хотя, наверное, в случае равномерного распределения источников нагрева на радиаторе, этот эффект будет менее выражен.
P.S. и вообще, я так подозреваю, что выбора особо-то и нет. Каждый сделает на таком радиаторе, который сможет достать за приемлемую цену...

Изменено 6.5.12 автор accki

сообщение damien Lakovsky
... По поводу радиаторов: 80г/1Вт - радиаторного профиля - это расчет для светильников уличного освещения, с некоторым запасом для пассивного охлаждения. Там ведь важно - есть ветер, нет, светит ли на него прямое солнце или нет. В домашних условиях эту планку все-таки можно снизить....

Видимо речь шла о каком-то конкретном профиле! Уличный светильник, ко всему прочему, должен обладать и достаточной механической прочностью (снег, дождь, стайка ворон мышку на нем подолбить надумала ... ). К тому же он должен имет защиту от влаги (рамки, уплотнители, особенности конструктива) и конструктив для надежного крепления, что так же увеличит его массу. Так что это совсем другой, не наш случай!

И суть не в том, сколько г/вт, 80-100, или 20! Суть в том, что при расчете используется именно площадь эффективной поверхности радиатора, а не его масса. Масса вторична, она конечно не может быть меньше какой-то определенной величины для конкретной задачи, но она вторична, и не она определяет конечную эффективность радиатора. Иначе можно очень легко ошибиться в выборе радиатора, что в одну, что в другую сторону. Именно на это и хотел обратить внимание!

сообщение accki
... Почему-то мне очень кажется, что ребра будут эффективнее работать при бОльшей толщине основания. Нe не зря же так радиаторы делают, у которых основание толще ребер, никак не наоборот....

Все верно, так оно и есть. Например у радиатора в эксперименте толщина основания 4.2 мм, ребра у основания 2 мм, у вершины 1.5мм. Основание (в общем случае, когда охлаждаемый объект имеет площадь поверхность меньше площади основания радиатора) всегда толще ребер, а ребра в идеале имеют боле толстое основание и становятся тоньше к вершине (аналогично и иголки), за счет этого достигается уменьшение массы при бОльшей эффективности (поверхности).

... Каждый сделает на таком радиаторе, который сможет достать за приемлемую цену...

Да, с выбором "правильных" радиаторов для "правильного" СД светильников не густо. В любом случае некий компромис, о нем собственно и речь.

С уважением А.А.

Изменено 6.5.12 автор AlexAlex

провел теоритическое изыскание на тему увеличения площади поверхности ребра методом сверления дырок:
итак, имеем ребро длиной 50 мм, высотой 36 мм, толщиной 2 мм
площадь двух его боковых поверхностей 3600 мм2
12 сквозных отвестий диаметром 2 мм дадут суммарную (боковые ребра + цилиндрические поверхности отверстий) площадь 3675 мм2
35 отверстий 3819 мм2
94 отверстия 4190 мм2
при толщине ребра 3 мм цифры уже будут:
12 - 3751 мм2
35 - 4040 мм2
94 - 4819 мм2
в случае с толщиной ребра 3 мм и большим количеством отверстий имеем увеличение площади поверхности в 33%
Думается для узких толстореберных профилей, вполне можно попробовать.

сообщение monocir
провел теоритическое изыскание на тему увеличения площади поверхности ребра методом сверления дырок:...

Евгений, про отверстия ничего не понял. Как то все сумбурно. ИМХО
Каждое отверстие уменьшает поверхность ребра за счет того, что образуется "дыра", но в то же время прибавляется внутренняя поверхность образовавшегося цилиндра. Т.е. существует четкое соотношение между толщиной пластины и диаметром отверстия, когда площадь остается прежней (можешь посчитать на досуге). Иными словами, слишком большое отверстие уменьшит площадь, а маленькое увеличит. Ну и тут есть "засада". Увеличить общую поверхность, не значит увеличить эффективную! В маленьких отверстиях будут образовываться застойные зоны (плохая конвекция если радиатор для пассивного охлаждения, а для принудительного тем более смысла не вижу), плюс ко всему большое количество отверстий увеличивает тепловое сопротивление самого ребра (почти то же самое что сделать его тоньше). По этому радиаторы с отверстиями малоэффективны и практически не используются.

С уважением А.А.

Изменено 6.5.12 автор AlexAlex

accki

Дак по сути Вы спорите не в пользу массы, а в пользу площади сечения, что определяет массу уже исходя из плотности материала (алюминька, медь, пр.) и поверхности радиатора.
Безусловно бОльшая площадь сечения обеспечит более быстрый теплообмен, но внутри радиатора, а вот теплообмен между окружающей средой и радиатором обеспечивает площадь его поверхности.
И при рассчёте радиатора роль играют оба параметра в равной мере.
Но рассчитываем радиатор не мы (кроме случаев изготовления радиатора из куска металла), а производитель. И на конктретный радиатор он заложил необходимые площади сечения и основания, и пластин/игл. А подбирам мы радиатор под свои цели исходя уже из площади поверхности этого радиатора. Остальные параметры нам не важны в силу того, что они заведомо соблюдены производителем (если последний оказался добросовестным).

Расчёт конструкции в данный момент - больше видятся как для подвеса, то есть на небольшой площади расположить оптимальное количество светодиодов. тот что со всеми вытекающими эффектами-тени, блики и т.д.
если задача будет попроще- просто осветить достаточно для травы, то сответственно диоды будут на большем расстоянии друг от друга и с охлаждением будет полегче?
теоретически... аквариум 30х60х30выс. грубо площадь поверхности 30х60=1800 кв.см. то есть на алюминиевой пластине в чуть меньше размера акваса 30 ватт светодиодов, пусть с небольшим перегревом но они будут работать и без опаски?
то есть на эти грубо 50 литров 30 ватт расположеных близко к поверхности вполне хватит...без обдува то есть.
понимаю что это не радиатор, но тоже плоскость способная к охлаждению...пусть и гораздо хуже в теплообмене.
Изменено 6.5.12 автор Игорь(щучий кошмар)
толщину не оговариваю.

Изменено 6.5.12 автор Игорь(щучий кошмар)

сообщение Игорь(щучий кошмар)
.. аквариум 30х60х30выс. грубо площадь поверхности 30х60=1800 кв.см. то есть на алюминиевой пластине в чуть меньше размера акваса 30 ватт светодиодов, пусть с небольшим перегревом но они будут работать и без опаски?
...
понимаю что это не радиатор, но тоже плоскость способная к охлаждению...пусть и гораздо хуже в теплообмене....

Ну почему не радиатор, вполне нормальный радиатор, при чем очень эффективный (не в смысле цены за вес металла, и не в смысле кв.см./г, а в смысле использования его поверхности). Ты посчитал только одну сторону (что верно, вторая работает менее эффективно, но все равно свою лепту внесет), так что у тебя есть некоторый запас по эффективной площади данного радиатора, т.е. за расчетную площадь вполне можно принять 1800 кв.см. Тогда в при 30 вт СД получается 60 кв.см./вт. Очень хорошо согласуется с практикой. Должно все работать при естественном охлаждении. Толщину пластины рекомендую брать не менее 4 мм.

И еще есть резерв, 30 вт СД для банки 50 литров это для очень разогнанного травника, даже 20-25 вт это не мало, тогда листа "люмяхи" толщиной 4 мм и размерами 30х60=1800 кв.см.(или чуть меньше) должно хватить с хорошим запасом.

С уважением А.А.

Спасибо, Саш! это выходит что эффективность вполне достигается минимальными потерями. В сравнении с лампами ЛЛ, КЛЛ ... не менее чем вдвое выше эффективность.при направленном световом потоке при таком раскладе только один минус(только один!) неравномерное смешивание света(если ставить доп. спектральные : к примеру красные диоды). но это фигня. всегда можно отключить.


кстати как там с ситуацией с закрытым радиатором( под корпусом светильника) ?

если заикнусь жене про светодиоды - она наверное меня убьёт, хоть и вдвое меньше меня...и так уже через силу терпит запуск очередной банки.

сообщение Игорь(щучий кошмар)
... при таком раскладе только один минус(только один!) неравномерное смешивание света(если ставить доп. спектральные : к примеру красные диоды). но это фигня. всегда можно отключить...

Никаких минусов не вижу, располагай равномерно, и будет тебе счастье, отключать ничего не надо! (выше уже был Светодиодный светильник для аквариума: правильно , вернись и внимательно прочитай). С ЛЛ "проблема" смешивания спектров ничуть не меньше.

кстати как там с ситуацией с закрытым радиатором( под корпусом светильника) ?...

Вопрос не совсем понятен, что конкретно интересует? Где исходные параметры расстояния-габариты-объемы-мощности? В чем сомнения-непонятки?
Без вводных данных невозможно дать вразумительный ответ.

С уважением А.А.

кстати как там с ситуацией с закрытым радиатором( под корпусом светильника) ?...

если речь идет о светодиодном свете под классической крышкой-светильником аквариума, то важно обеспечить хороший воздухообмен (вентиляционные отверстия, щели, решетки и т.п. как для поступления холодного воздуха, так и для удаления теплого), ну при мощном ЛЛ светильнике точно такие же проблемы.
также если нет постоянного принудительного воздухообмена под крышкой, то за ночь будет скапливаться конденсат, это также надо учитывать при конструировании светильника: защищать от влаги, электронику по возможности выносить за пределы крышки, короче опять таки все как и везде
можно, имхо, продувать пространство под крышкой постоянно, тогда конденсат будет минимален.

а так толщина обычных крышек в принципе достаточна для установки светильника (правда практически в плотную к водной поверхности)

даже если взять вариант с крышками от АРГ (высотой 44 мм), то используя низкопрофильные радиаторы (~20 мм) и вентиляторы (12 мм). светодиоды без вторичной оптики и защитное стекло (~10 мм)... вода же не под самую крышку налита.

зы: да вот по практической реализации светодиодного света под крышкой, если кто решит попробовать "малой" кровью свой аквариум доработать:
взять тот же АРГ (у других примерно так же)
в сандвич крышку врезаем вентиляторы, устанавливаем решетки (какие у кого есть)
чисто для примера:

далее делаем опору для установки радиаторов со светодиодами, у аргов все просто: можно положить прям на пластикововые съемные держатели ламп свою раму-основу,
к примеру такую:
из П-образного ляминиевого профиля.
либо прикрутить что-то аналогичное к самому светильнику.
а далее просто кладем радиатор(ы) светильника, это если они небольшие и из того что было куплено.

Если же купить профиль нужной длины сразу, то при приемлемом весе и высоте радиатора, можно положить прям на опоры ЛЛ.

psps:
да что касается простой пластины, в тех же ноутбуках производители практикуют обдув вентиляторами пластины (просто пластины), конечно не самый лучший вариант, но когда минимальная толщина очень важна, идут и на такое.

Изменено 7.5.12 автор Kiraso

сообщение accki
...2. Закрыть радиатор сверху картоном, отверстие для вентилятора вырезать и замерить температуру в этом случае.
Интересно, воздушный поток, направленный строго вдоль ребер, не будет ли эффективнее?

Алексей, сделать конечно можно, только смысла особого не вижу. Все опять же будет зависеть от конструкции данного радиатора, размеров и оборотов конкретного вентилятора, конструкции кожуха, ... .
Если на вскидку, то для моего разницы никакой не будет (вентилятор и так перекрывает большую часть радиатора, и поток воздуха с его торцов очень ощутимый). А вот при "длинном" радиаторе (относительно размеров вентилятора), эффект уверен будет.

С уважением А.А.

сообщение Игорь(щучий кошмар)
... это выходит что эффективность вполне достигается минимальными потерями ....

Игорь, прикол хочешь? Давай посчитаем твой "профиль" при толщине листа 5 мм:

60см х 30см х 0.5см = 900 см3. Берем за удельный вес алюминия 2,7 г/cм3. Тогда вес твоего листа 900 см3 х 2,7 г/cм3 = 2430 г. Делим на мощность двоих СД, получам 2430 г / 30 вт = 81 г/вт.
При этом он как раз имеет те необходимые и достаточные для пассивного охлаждения 60 см2/вт !

Вот он "идеальный" профиль 80 г/вт, о котором "так долго говорили большевики" и рекомендуют "лучшие собаководы". И на хрена всякие ребра, иголки, которые лишь превращают "правильный" профиль в абсолютно "не правильный"!






С уважением А.А.

AlexAlex

Я всегда говорил, подчеркиваю, "правильного радиаторного профиля". Естественно "правильный радиаторный профиль" - это подложка с ребрами охлаждения.

Если лист 600*300*5 поставить на ребро, то он будет охлаждать :-) так же эффективно, как и ребристый
Более того более чем уверен, что в незамкнутом пространстве крышки аквариума, при использовании снаружи такой конструкции - 600*300*5мм листа хватит для отвода 30Вт СД распределенных по этому листу.

сообщение damien Lakovsky
.... Я всегда говорил, подчеркиваю, "правильного радиаторного профиля". Естественно "правильный радиаторный профиль" - это подложка с ребрами охлаждения....

Так и я том же, только получается что условию 80 г/вт полностью удовлетворяет совсем "не правильный радиаторный профиль", а обычная пластина алюминия толщиной 5 мм, т.к. она имеет необходимую и достаточную эффективную площадь поверхности 60 см2 как раз при 80 г/вт потребляемой СД (и это только по одной стороне, а с учетом второй еще больше, хотя и не в два раза, но все же процентов 50 думаю добавит). При чем как ее не ставь, хоть вертикально, хоть горизонтально, главное ничем не прикрывать (как и любой другой радиатор при естественном охлаждении).
А вот того профиля который упомянули Вы

"правильный радиаторный профиль" - это подложка с ребрами охлаждения....

потребуется в разы меньше, и все только по тому, что эффективность радиаторов считают не г/вт, а в см2/вт.

Повторюсь, дело не в том 80-100 г/вт или 20г/вт, а в том сколько см2/вт может обеспечить данный профиль (по моим прикидкам достаточно 60 см2/вт), от сюда и ведется "правильный" расчет. А всякие гр/вт, это не правильный подход. Вот!

С уважением А.А.

PS
Думаю Вам уже пора согласится, что рассчитывать эффективность радиаторов необходимо в см2/вт, а рассчитывать в г/вт в корне не верно, что такая рекомендация ошибочна и закончить на том "сиё недоразумение".

AlexAlex

Эффективность вертикальных реберплоскостей выше нежели горизонтального, ввиду особенностей конвекции теплого воздуха.

сообщение damien Lakovsky
.. Эффективность вертикальных реберплоскостей выше нежели горизонтального, ввиду особенностей конвекции теплого воздуха.

Ну и что? Вы этим Америку никому но открыли! И как Вы себе представляете одно единственное "реберплоскостей" размером 30х60х0.5 см расположенное вертикально, применительно к СД светильнику для аквариума? Поставить аквариум на торец?

Каждый радиатор (система охлаждения) проектируется под конкретную задачу! Следовательно надо исходить из поставленной задачи (вертикально или горизонтально). Вышеприведенный "профиль" Игоря справится со своей задачей в любом положении, именно по тому, что обладает достаточной площадью эффективной поверхности (более 60 см2/вт), а не по тому что весит 80 гр/вт! И к чему тогда это Ваше "Эффективность вертикальных реберплоскостей" и прочее пустословие?

damien Lakovsky


С уважением А.А.


Изменено 9.5.12 автор AlexAlex

damien !

плотность алюминия 2,6989 г/см куб;.
грубо 2,7 г/см куб. тогда на 80гр грубо нужно зо см куб;. это болванка чуть больше чем 3х3 х3 см. это 6 сторон по 9см.кв.
6 на 9 = 54 см.кв. вроде площадь та же, да не та.... но этот кубик не способен так охлаждаться как радиатор. Вот попробуйте на таких 80 гр. кубиках самой лучшей термопастой приладить светодиод и думаю что при мизерном температурном сопротивлении между диод/болванка - вы убережете его от смерти ?

пусть часто указывают вес радиатора, но именно площадь играет главенствующее значение.

Изменено 7.5.12 автор Игорь(щучий кошмар)