Светодиодный светильник с водяным охлаждением

Введение

Светодиодные светильники прочно вошли в нашу жизнь, их можно встретить почти в каждом доме, на предприятиях, в различных учреждениях, на улице. Они способствуют экономии электроэнергии, надежны, обладают продолжительным сроком эксплуатации, а также целым набором технических характеристик, обеспечивающих этим светильникам преимущество перед осветительными приборами предыдущих поколений.

Светодиодные светильники выделяют меньше тепла, чем большинство светильников с другими источниками света. Но, тем не менее, во время работы устройства происходит естественный нагрев светодиодов. При плохом теплоотводе температура светодиодов может быть выше допустимой для их нормальной работы. Если повышенная температура светодиодов будет сохраняться постоянно, через некоторое время произойдет деградация люминофора, изменится цветовая температура диодов. А так же снизится световой поток, при том что энергопотребление останется прежним, то есть снизится энергоэффективность, и заметно уменьшится продолжительность срока эксплуатации светильника.

Лучший премиальный корпус: ASUS ROG Strix Helios GX601

Поддержка материнской платы	Е-АТХ/АТХ/М-АТХ/ITX
Цветовые палитры	Черное серебро
Габаритные размеры	250 х 565 х 591 мм
Дисковые отсеки	4 х 2,5″, 2 х 2,5″/3,5″
Поддержка радиатора	Спереди: до 420 ммСверху: до 360 ммСзади: до 140 мм
Поддержка фанатов	Спереди: до 3 x 140 ммСверху: до 2 x 140 ммСзади: до 1 x 140 мм
Зазор графического процессора	до 450 мм
Зазор процессорного кулера	до 190 мм
Передняя панель	4 x USB 3.11 x USB 3.1 Gen2 Type-C1 x наушники1 x микрофон1 x светодиодная кнопка управления1 x кнопка управления вентилятором

• Премиальный дизайн и эстетика
• Рама из полированного алюминия
• Передняя подсветка Aura Sync RGB
• Поддерживает до трех радиаторов AIO
• Поддерживает вертикальную установку графического процессора

• Хлипкая пластина материнской платы
• Комплектные вентиляторы не поддерживают ШИМ

Если вы, как и мы, любите премиальные бренды, то ASUS ROG Strix Helios GX601 вам понравится. Это один из самых привлекательных корпусов для ПК премиум-класса, специально оптимизированный для водяного охлаждения, который может похвастаться потрясающим дизайном, эстетикой и высококачественными материалами. Helios GX601 оснащен тремя панелями из закаленного стекла, рамой из полированного алюминия и встроенной передней подсветкой Aura Sync RGB. Это невероятно чистый и аккуратный корпус для ПК не только потому, что он оснащен многофункциональной крышкой с держателем видеокарты, но и потому, что он имеет заднюю крышку кабеля для удобного управления кабелями.

У Helios GX601 также довольно просторный корпус. Он поддерживает материнские платы E-ATX и может вмещать графические процессоры длиной до 450 мм. Корпус также поддерживает вертикальную установку графического процессора и поставляется в комплекте со специальным кронштейном для графического процессора. Говоря об охлаждении, этот корпус предлагает отличные возможности охлаждения. Внутри него можно разместить до трех радиаторов жидкостного охлаждения длиной от 140 мм до 420 мм. Корпус также оснащен удобной ручкой и передней панелью с RGB-подсветкой. Мы только хотим, чтобы корпус был немного прочнее, чем он есть, и чтобы комплектные вентиляторы поддерживали ШИМ. Помимо этого, ASUS ROG Strix Helios GX601 — довольно удивительный корпус, который отлично смотрится в вашей гостиной.

Решаем проблему охлаждения

Маломощные светодиоды, например: 3528, 5050 и им подобные отдают тепло за счёт своих контактов, да и мощность у таких экземпляров гораздо меньше. Когда мощность прибора возрастает, появляется вопрос отвода лишнего тепла. Для этого применяют системы пассивного или активного охлаждения.

Пассивное охлаждение – это обычный радиатор, выполненный из меди или алюминия. О преимуществах материалов для охлаждения ходят споры. Достоинством такого типа охлаждение является – отсутствие шума и практически полное отсутствие необходимости его обслуживания.

Установка LED с пассивным охлаждением в точечный светильник

Активная система охлаждения – это способ охлаждения с применением внешней силы для улучшения отвода тепла. В качестве простейшей системы можно рассмотреть связку радиатор + кулер. Преимуществом является то, что такая система может быть значительно компактнее чем пассивная, до 10 раз. Недостатком — шум от кулера и необходимость его смазки.

Настало время монтажа.

Конечно, далеко не только после тестирования светильника я начал думать о том, как я его размещу. Но это все было концептуально. Теперь же практика внесла свои существенные коррективы. Нужно было решить, как учесть вновь выявившиеся нюансы. 

Размышляя на тему размещения радиатора, я искал для него такое место, где движение воздуха было бы не затруднено, но с другой стороны, хотелось его максимально скрыть. Все же я аквариум делаю, а не авангардную инсталляцию. Идея пришла, тогда, когда я отвлекся на разработку САМПа. Любая тумба должна иметь технологическое отверстие для отведения влажного воздуха. И конечно, отвод приходится осуществлять принудительно, т.е. используя вентилятор. Обычно его роль играет компьютерный кулер.

Я решил просто вставить радиатор в это отверстие. Таким образом, сам радиатор спрятался в стенке тумбы, а его обдувом занялся кулер для принудительной вентиляции. С внешней стороны радиатор я закрыл вентиляционной решеткой. Получилось вполне прилично. 

Помпу я разместил тоже в тумбе. Хоть она и супертихая, но все же пусть будет там. Для удобного обслуживания я разместил ее непосредственно перед дверью.

Помпу, как и кулер принудительной вентиляции, я включил в специально подготовленные для этого розетки 12В.

Блок драйверов занял свое место на внешней стенке тумбы. Так и тепла меньше он будет выдавать в САМП и вероятность промокнуть у него будет значительно меньше. 

Конструкция светильника, как ей и подобало, заняла свое место в крышке. 

Уже на месте, я провел испытания трансформации моего светильника.

Эта цель была полностью достигнута, хотя и с нюансами – на фото хорошо видно как коса проводов делает процесс сворачивания светильника затруднительным.

Ну, ничего. Следующая доработка, я уверен, все недочеты устранит.

Эксплуатация светильника в течение недели показала высокую эффективность теплоотвода. Температура жидкости поднималась всего на пару градусов выше комнатной. 
Я доволен итогом. 

Дьявол кроется в мелочах… Франко-немецкий фольклор.

Да! Совсем забыл! Запуск СВО! В общем, не сложная штука. Выполняется всего один раз. Но этот процесс может доставить неприятности, если не знать нюансы. В частности:

Ссылки:

http://www.reefll.com

http://www.aqua-computer.ru/

http://www.fish-street.com/

http://www.medsilikon.ru/

http://www.newlaser.ru/

Специально для ReefCentral.ru

Если вы увидели этот материал на другом сайте — значит, он был украден.

Просим сообщать о замеченных фактах на [email protected]

Типы радиаторов

Некоторые соображения относительно пассивных тепловых конструкций, т.е радиаторов для светодиодов, для обеспечения хорошего управления температурой при работе светодиодов высокой мощности включают в себя:

Клей

Клей обычно используется для склеивания светодиодов и платы, а также платы и радиаторов. Использование теплопроводящего клея может дополнительно оптимизировать тепловые характеристики.

Радиатор

Радиаторы обеспечивают путь для прохождения тепла от светодиодного источника к внешней среде. Радиаторы могут рассеивать энергию тремя способами: проводимость (передача тепла от одного тела к другому), конвекция (передача тепла от твердого тела к движущейся жидкости, которая для большинства применений СИД будет воздухом) или излучение (передача тепла от двух тел различных температур поверхности через тепловое излучение ).

• Материал – Теплопроводность материала, из которого сделан радиатор, напрямую влияет на эффективность рассеивания за счет теплопроводности. Обычно это алюминий , хотя медь может использоваться с преимуществом для плоских радиаторов. Новые материалы включают термопласты, которые используются, когда требования к теплоотдаче ниже, чем нормальные, или сложная форма получит преимущество от литья под давлением, а также решения из натурального графита, которые обеспечивают лучшую теплопередачу, чем медь, с меньшим весом, чем алюминий, плюс возможность формования в комплекс. двумерные фигуры. Графит считается экзотическим решением для охлаждения и имеет более высокую стоимость производства.
• Форма – Термический перенос происходит на поверхности радиатора. Поэтому радиаторы должны иметь большую площадь поверхности. Эта цель может быть достигнута путем использования большого количества мелких ребер или увеличения размера самого радиатора.

Зависимость теплопроводности радиатора для светодиодов от формы

Хотя большая площадь поверхности приводит к лучшей эффективности охлаждения, между ребрами должно быть достаточно места, чтобы создать значительную разницу температур между ребром и окружающим воздухом. Когда ребра стоят слишком близко друг к другу, воздух между ними может стать почти такой же температуры, как ребра, так что передача тепла не произойдет. Следовательно, большее количество ребер не обязательно приводит к лучшей производительности охлаждения.

• Отделка поверхности – тепловое излучение радиаторов является функцией отделки поверхности, особенно при более высоких температурах. Окрашенная поверхность будет иметь большую излучательную способность, чем яркая, неокрашенная. Эффект наиболее заметен в плоских радиаторах, где около трети тепла рассеивается излучением. Кроме того, идеально плоская область контакта позволяет использовать более тонкий слой термопласта, что уменьшит тепловое сопротивление между радиатором и светодиодным источником. С другой стороны, анодирование или травление поверхности контакта также уменьшает тепловое сопротивление.
• Способ монтажа – крепления радиатора с помощью винтов или пружин часто лучше, чем обычные зажимы, теплопроводящий клей или клейкая лента.

Для теплообмена между светодиодными источниками мощностью более 15 Вт и радиатором рекомендуется использовать материал теплопроводности интерфейса с высокой теплопроводностью (TIM), который создаст тепловое сопротивление на границе раздела ниже 0,2 К / Вт. В настоящее время наиболее распространенным решением является и материал с фазовым переходом , который наносится в виде твердой прокладки при комнатной температуре, но затем превращается в густую желатиновую жидкость, когда она поднимается выше 45 ° C.

Как рассчитать площадь?

Применяют 2 способа вычисления параметра:

• проектный, при котором определяют геометрические размеры конструкции при требуемом температурном режиме;
• проверочный, предполагающий выполнение расчетов в обратной последовательности (при данных размерах радиатора вычисляют количество тепла, которое конструкция способна рассеивать).

Точный расчет

Около 70% потребляемой мощности преобразуется в тепло. При расчете параметров радиатора нужно знать количество рассеиваемой энергии.

Для его вычисления применяют формулу Т=k*UПР*IПР, где:

• PТ – преобразующаяся в тепло мощность (Вт);
• UПР – снижение напряжения при прохождении номинального тока по светодиоду (В);
• k – процент энергии, превращающейся в тепло (для мощных приборов составляет 0,7-0,8);
• IПР – номинальный ток (А).

На следующем этапе рассчитывают количество препятствий, находящихся на пути теплового потока. Каждый из таких объектов является сопротивлением, обозначаемым символами Rθ.

Систему охлаждения представляют как схему из параллельно-последовательного включения Rθja= Rθjc+ Rθcs+ Rθsa, где:

• Rθjc – сопротивление корпус-переход;
• Rθsa – радиатор-воздух;
• Rθcs – корпус-теплоотвод.

Если диод монтируется на печатную плату с использованием термопасты, их сопротивления также учитывают. Для вычисления значения Rθsa последовательно используют несколько формул.

Сначала – Rθja=(Tj-Ta)/Pт, где

• Rθja – сопротивление переход-воздух;
• Tj – наибольшая температура (справочное значение);
• Ta – показатель нагрева расположенных возле радиатора областей.

На втором этапе применяют формулу Rθsa= Rθja-Rθjc-Rθcs, где Rθjc и Rθcs – справочные величины. По рассчитанному Rθsa выбирают радиатор. Заявленный производителем параметр должен быть меньше полученного.

Приблизительный

Некоторые домашние мастера применяют радиаторы, извлеченные из старых электронных устройств. Для подсчета рассеиваемой такими деталями энергии используют формулу, не отличающуюся высокой точностью вычислений: Rθsa=50/√S, где S – площадь поверхности радиатора. Подставляя значение, полученное с учетом ребер и боковых граней, рассчитывают тепловое сопротивление.

Максимальную мощность вычисляют по формуле Pт=(Tj-Ta)/Rja. При расчете не учитывают множество факторов, отражающихся на работе системы охлаждения, – температурный режим светодиодов, направление ребер радиатора. Поэтому полученное значение умножают на 0,7.

Особенности охлаждения мощных светодиодов

Как указывалось ранее, обеспечить эффективный отвод тепла от светодиода можно при помощи организации пассивного или активного охлаждения. Светодиоды мощностью потребления до 10 вт целесообразно устанавливать на алюминиевые (медные) радиаторы, так как их массогабаритные показатели будут иметь приемлемые значения.

Применение пассивного охлаждения для светодиодных матриц мощностью 50 Вт и более становится затруднительным; размеры радиатора составят десятки сантиметров, а масса возрастёт до 200-500 грамм. В этом случае стоит задуматься о применении компактного радиатора вместе с небольшим вентилятором. Этот тандем позволит снизить массу и размеры системы охлаждения, но создаст дополнительные трудности. Вентилятор необходимо обеспечить соответствующим напряжением питания, а также позаботиться о защитном отключении светодиодного светильника в случае поломки кулера.

Существует ещё один способ охлаждения мощных светодиодных матриц. Он состоит в применении готового модуля SynJet, который внешне напоминает кулер для видеокарты средней производительности. Модуль SynJet отличается высокой производительностью, тепловым сопротивлением не больше 2 °C/Вт и массой до 150 г. Его точные размеры и вес зависят от конкретной модели. К недостаткам стоит отнести необходимость в источнике питания и высокую стоимость. В результате получается, что светодиодную матрицу в 50 Вт нужно крепить либо на громоздкий, но дешёвый радиатор, либо на маленький радиатор с вентилятором, блоком питания и системой защиты.

Каким бы ни был радиатор, он способен обеспечить хороший, но не самый лучший тепловой контакт с подложкой светодиода. Для снижения теплового сопротивления на контактируемую поверхность наносят теплопроводящую пасту. Эффективность её воздействия доказана повсеместным применением в системах охлаждения компьютерных процессоров. Качественная термопаста устойчива к затвердеванию и обладает низкой вязкостью. При нанесении на радиатор (подложку) достаточно одного тонкого ровного слоя на всей площади соприкосновения. После прижима и фиксации толщина слоя составит около 0,1 мм.

Считаем площадь

Допустим мы имеем светильник мощностью 3Вт. Площадь радиатора для светодиода 3Вт, согласно описанному выше правилу будет равна 70-100см2. С первого взгляда может показаться большой.

Но рассмотрим расчет площади радиатора для светодиода. Для плоского пластинчатого радиатора площадь считается:

a * b * 2 = S

Где a, b – длины сторон пластины, S – полная площадь радиатора.

Откуда взялся коэффициент 2? Дело в том, что у такого радиатора две стороны и они равносильно отдают тепло окружающей среде, поэтому полная полезная площадь радиатора равна площади каждой из его сторон. Т.е. в нашем случае нужна пластина с размерами сторон 5*10см.

Для ребристого радиатора полная площадь равна – площади основания и площадям каждого из рёбер.

Замена вентиляторов охлаждения

Эта процедура уже посложнее и требует хотя бы минимальных знаний по сборке компьютеров. В нулевые годы массовые видеокарты имели довольно низкое энергопотребление и комплектовались маленьким радиатором со смешным вентилятором размера 40 мм. Эти вентиляторы не отличались качеством и начинали трещать через несколько месяцев работы.

Самым простым способом ремонта была замена маленького вентилятора на полноценный, размером 80 или 92 мм с приличными оборотами. Питание такого вентилятора обычно подключали к разъему “молекс” блока питания, и он крутился на постоянных оборотах без регулирования.

Более опытные пользователи подключали вентилятор через реобас и прибавляли обороты на время игры. Но, назвать удобным такой метод конечно нельзя. Зато ему не откажешь в эффективности, такой вентилятор обычно решал и проблему с перегревом.

В 2020 году, после майнинг бума, количество видеокарт, задействованных в майнинге, было огромным. И первое, что стало ломаться на видеокартах, работающих круглые сутки — это вентиляторы. Они выходили из строя массово и в интернете стал очень популярным способ, когда на видеокарту ставился один или два вентилятора 92-120 мм на стяжки.

Это очень эффективный метод, который решал проблему и шума и нагрева. Вентиляторы 120 мм создавали приличный воздушный поток и даже на постоянных 1000 оборотах в минуту их было достаточно. Я применял такой способ на GeForce GTX 660 с затрещавшим вентилятором (без майнинга) и остался очень им доволен.

Сделать своими руками

Радиолюбители редко берутся за изготовление радиаторов, поскольку этот элемент – вещь ответственная, напрямую влияющая на долговечность светодиода. Но в жизни бывают разные ситуации, когда приходится мастерить теплоотводчик из подручных средств.

Вариант 1

Самая простая конструкция самодельного радиатора – круг, вырезанный из листа алюминия с выполненными на нем надрезами. Полученные сектора немного отгибаются (получается нечто, похожее на крыльчатку вентилятора).

По осям радиатора отгибаются 4 усика для крепления конструкции к корпусу лампы. Светодиод можно закрепить через термопасту саморезами.

Вариант 1 – самодельный радиатор из алюминия

Вариант 2

Радиатор для светодиода можно изготовить своими руками из куска трубы прямоугольного сечения и алюминиевого профиля.

Необходимые материалы:

• труба 30х15х1,5;
• пресс-шайба диаметром 16 мм;
• термоклей;
• термопаста КТП 8;
• профиль 265 (Ш-образный);
• саморезы.

В трубе для улучшения конвекции сверлятся три отверстия диаметром 8 мм, а в профиле – отверстия диаметром 3,8 мм – для его крепления саморезами.

В местах соединения деталей радиатора наносится слой термопасты КТП 8. Затем производится сборка конструкции с помощью саморезов с пресс шайбой.

Способы крепления светодиодов к радиатору

Светодиоды прикрепляют к радиаторам двумя способами:

• механическим;
• приклеиванием.

Приклеить светодиод можно на термоклей. Для этого на металлическую поверхность наносится капелька клеящей массы, затем на нее садится светодиод.

Однако большинство радиолюбителей предпочитают механическое крепление светодиодов. Сейчас выпускаются специальные панели, с помощью которых можно быстро и надежно смонтировать светодиод.

В некоторых моделях предусмотрены зажимы для вторичной оптики. Монтаж выполняется просто: на радиатор устанавливается светодиод, на него – панелька, которая крепится к основанию саморезами.

Но не только радиаторы для светодиода можно изготовить самостоятельно. Любителям заниматься растениями рекомендуем ознакомиться со светодиодной .

Качественное охлаждение светодиода является залогом долговечности светодиода. Поэтому к подбору радиатора следует подходить со всей серьезностью. Лучше всего использовать готовые теплообменники: они продаются в магазинах радиотоваров. Стоят радиаторы недешево, зато легко монтируются и светодиод защищает от избытка тепла надежнее.

Светодиоды считаются одним из наиболее эффективных источников света, их световой поток доходит до фантастических значений, порядка 100 Лм/Вт. Люминесцентные лампы выдают в два раза меньше, а именно 50-70 Лм/Вт. Однако для долгой работы светодиода нужно выдерживать их тепловые режимы. Для этого применяются фирменные или самодельные радиаторы для светодиодов.

Что такое автономное охлаждение и как оно используется?

Принцип работы автономной охлаждающей системы базируется на том, что жидкость-охладитель подается в холодильник из небольшой ёмкости объемом 5л с использованием насоса. В результате в холодильнике происходит конденсирование спиртовых паров. Нагретая вода из холодильника поступает к нижнему патрубку радиатора, где она охлаждается вентилятором. Затем охлажденная жидкость вновь попадает в ёмкость из верхнего патрубка радиатора. Данная установка изображена на схеме ниже:

1 — Перегонный куб. 2 — Холодильник. 3 — Радиатор с вентилятором. 4 — Канистра с водой. 5 — Водяной насос.

Подобная система имеет следующие преимущества:

1. Минимальный расход жидкости. Систему достаточно 1 раз наполнить водой. Менять жидкость нужно лишь после 1-2 перегонок.
2. Вода в системе подвергается давлению, поэтому ее уровень в шлангах не будет резко изменяться.
3. Самогонный агрегат можно установить независимо от близости источника воды — в подвале, гараже, на лоджии и т.д.
4. Нет проблемы, связанной с утилизацией жидкости.
5. При отсутствии водоснабжения система автономного типа станет оптимальным решением.
6. Зимой автономный самогонный аппарат можно поставить на свежий воздух, не используя вентилятор.

Из минусов можно выделить лишь шумную работу, необходимость в электроэнергии и затраты на приобретение всех необходимых деталей.

Преимущества и недостатки СВО для компьютера – справка редакции Zuzako

Открытая (кастомная) и закрытая СВО является альтернативой стандартным кулерам. Такой охладитель оснащается насосом, который способствует циркуляции жидкости через водоблок, присоединённый к процессору ПК. Последний нагревается во время работы и отдаёт своё тепло воде. Далее жидкость поступает в специальный радиатор, который охлаждает её и возвращает в систему. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет отключено питание ПК. Простота конструкции и понятный принцип работы устройства являются далеко не единственными достоинствами СВО.

Преимущества системы водяного охлаждения:

Высокая эффективность. СВО хорошо отводит и рассеивает тепло. Это объясняется тем, что теплопроводность воды достигает более высоких показателей, чем у воздуха, используемого в стандартных системах охлаждения. Всё это положительно сказывается на работе процессора и повышает его срок эксплуатации.

Низкий уровень шума. Все проводимые тесты показывают, что СВО работает намного тише, чем кулер

Издаваемый ею шум не мешает пользователю концентрировать своё внимание на выполнении различных задач, предусматривающих использование ПК.

Универсальность. С помощью СВО можно охладить не только процессор, но и многие другие компьютерные комплектующие (например, видеокарта, жёсткий диск, блок питания и др.).

Красивый внешний вид

Системы водяного охлаждения часто оснащают светодиодной подсветкой, которая всегда выглядит эффектно и даёт возможность пользователю выделить свой компьютер на фоне других ПК.

Компактность. СВО занимают мало места в системном блоке. Благодаря этому пользователь может использовать более узкие корпуса и экономить место на компьютерном столе.

Главные недостатки:

1. Высокая цена. Большинство систем водяного охлаждения стоят дорого. Особенно высокой становится цена, если сравнивать её со стоимостью обыкновенных кулеров.
2. Сложности при монтаже. Далеко не все пользователи смогут успешно установить СВО в системный блок своего компьютера. Из-за этого им придётся прибегать к помощи специалистов и нести дополнительные финансовые потери.
3. Вероятность утечки жидкости. Износ системы и различные механические воздействия могут привести к утечке воды. Такая неисправность чревата серьёзными последствиями, вплоть до полной поломки компьютера.
4. Необходимость регулярного обслуживания. СВО не будет эффективно работать, если за ней тщательно не ухаживать. Поэтому пользователю придётся периодически сливать и очищать жидкость, а также пополнять запасы постепенно испаряющейся воды.

КАК РАССЧИТАТЬ РАДИАТОР ДЛЯ СВЕТОДИОДА

Расчет радиатора для светодиода осуществляется не по площади поверхности, а по полезной площади рассеивания. Чем она больше, тем интенсивнее устройство будет передавать тепло воздуху. Еще необходимо учитывать подводимую мощность. Если светодиод будет использоваться на полную мощность, то и в охлаждении он будет нуждаться сильнее

Не менее важно учитывать, где устройство будет расположено: на улице или в помещении

Методика профессионального расчета учитывает несколько важных факторов:

• показатели окружающего воздуха;
• модификация радиатора;
• материал теплоотводчика;
• площадь рассеивания.

Но такие характеристики учитываются обычно проектировщиками, которые разрабатывают теплоотвод. В бытовых условиях можно воспользоваться более простой формулой. Она предполагает вычисление максимальной рассеиваемой мощности теплообменника.

Ф = а · S · (Т1 – Т2),

где Ф – величина теплового потока, S – площадь поверхности радиатора (всех теплоотводящих поверхностей), Т1 и Т2 – температура среды, отводящей тепло, и температура нагретой поверхности соответственно, а – коэффициент теплоотдачи (условно принимается 6-8 Вт/м2·К).

При расчете площади поверхности теплоотводчика нужно учитывать следующее:

• У пластинчатых и ребристых радиаторов есть 2 поверхности для отвода тепла, поэтому в формуле это будет не S, а 2S.
• У игольчатых радиаторов площадь поверхности теплоотвода определяется как длина окружности (π · D), которую умножили на высоту (H).

Есть более простая формула расчета площади радиатора для светодиода, которая популярна среди пользователей интернета как экспериментальная. Она применима для алюминиевых радиаторов и выглядит следующим образом:

Sох = (22 – (М · 1,5) · W,

где Sох – площадь охладителя, М – не задействованная мощность светодиода (Вт), W – подведенная мощность (Вт). Получаемой по формуле площади достаточно для естественного охлаждения светодиода без применения кулера. Применяя формулу для расчета медного радиатора, площадь необходимо уменьшить в 2 раза.

Можно не производить расчет радиатора охлаждения светодиода, а воспользоваться усредненными данными, которые отражают зависимость площади от мощности. Для алюминиевых радиаторов актуальны следующие значения:

• 1 Вт – 10-15 см2;
• 3 Вт – 30-50 см2;
• 10 Вт – 1000 см2;
• 60 Вт – 7000-7300 см2.

Указанная площадь радиатора светодиода имеет достаточно большой разброс, поэтому данные считаются приблизительными, что нужно учитывать при выборе подходящего устройства

Как установить водяное охлаждение на процессор?

Самостоятельный монтаж готовой СВО на бытовой компьютер является реальной задачей для рядового пользователя. Процесс установки выполняется по следующей схеме:

1. Распаковать водяное охлаждение.
2. Проверить комплектующие элементы на наличие дефектов.
3. Желательно предварительно подключить помпу и проверить СВО на протечки перед установкой в корпусе.
4. Примерить шланги и водоблок по месту.
5. Шланги нужно крепить без перегибов, а фитинги установить с зазором от узлов ПК,
6. Радиатор располагать лучше на верхней или передней панели.
7. Подготовить элементы крепежа в соответствии с инструкцией.
8. Монтировать вентиляторы на радиатор СВО.
9. Направление воздушного потока должно соответствовать маркировке.
10. Установить радиатор.
11. Нанести термопасту и прикрепить водоблок.
12. Подключить помпу и подсветку в соответствии со схемой, учитывая разновидность имеющихся разъемов.
13. Подключить вентиляторы.
14. Модели помпы с подключением по USB имеют ПО, которое помогает точно настроить работу агрегата. В простых моделях управление осуществлять путем изменения напряжения на разъемах.
15. Настройку вентиляторов осуществлять с помощью утилиты или через BIOS.
16. Протестировать работу СВО с устранением возникших дефектов.

Материалы для изготовления

Радиаторы для охлаждения светодиодов различаются по конструкции и материалу.

Окружающий воздух может принять не более 5-10 Вт с единичной поверхности

При выборе материала для изготовления радиатора следует принять во внимание выполнение следующего условия: теплопроводность его должна быть не менее 5-10 Вт. Материалы с меньшим параметром не смогут обеспечить передачу всего тепла, которое может принять воздух

Для изготовления радиаторов традиционно используют алюминий, медь или керамику. В последнее время появились изделия, выполненные из теплорассеивающих пластмасс.

Рекомендуем Вам также более подробно прочитать про импульсный блок питания своими руками.

Алюминиевые

Основным недостатком алюминиевого радиатора является многослойность конструкции. Это неизбежно приводит к возникновению переходных тепловых сопротивлений, преодолевать которые приходится с помощью применения дополнительных теплопроводящих материалов:

• клейких веществ;
• изолирующих пластин;
• материалов, заполняющих воздушные промежутки и пр.

Алюминиевые радиаторы для светодиодов 1 вт

Медные

Медь обладает большей теплопроводностью, чем алюминий, поэтому в некоторых случаях ее использование для изготовления радиаторов оправдано. В целом же данный материал уступает алюминию в плане легкости конструкции и технологичности (медь – менее податливый металл).

Изготовление медного радиатора методом прессования – наиболее экономичным – невозможно. А обработка резанием дает большой процент отходов дорогостоящего материала.

Медные радиаторы

Керамические

Одним из наиболее удачных вариантов теплоотводчика является керамическая подложка, на которую предварительно наносятся токоведущие трассы. Непосредственно к ним и подпаиваются светодиоды. Такая конструкция позволяет отвести в два раза больше тепла по сравнению с металлическими радиаторами.

Лампочка с керамическим радиатором

Пластмассы теплорассеивающие

Все чаще появляется информация о перспективах замены металла и керамики на терморассеивающую пластмассу. Интерес к этому материалу понятен: стоит пластмасса намного дешевле алюминия, а ее технологичность намного выше. Однако теплопроводность обычной пластмассы не превышает 0,1-0,2 Вт/м.К. Добиться приемлемой теплопроводности пластмассы удается за счет применения различных наполнителей.

При замене алюминиевого радиатора на пластмассовый (равной величины) температура в зоне подвода температур возрастает всего на 4-5%. Учитывая, что теплопроводность теплорассеивающей пластмассы намного меньше алюминия (8 Вт/м.К против 220-180 Вт/м.К), можно сделать вывод: пластический материал вполне конкурентоспособен.

Лампочка с радиатором из термопластика

Таблица – Сравнение теплопроводности различных материалов

Материал	Теплопроводность, Вт/м.К
Алюминий	120-240
Медь	401
Керамика	15-40; 100-200
Теплорассеивающие пластмассы	1 – 40
Термопаста	0,1 – 10

Причины поломок

Обычно ремонт автомобильных радиаторов необходим или из-за банальной человеческой халатности (невыполнения правил ТО) или из-за несчастного случая (аварии, ДТП). В случае аварии страдает, как правило, фронтальная часть авто, и радиатор, являясь относительно хрупкой конструкцией, получает чрезмерные нагрузки. Однако если же потек радиатор охлаждения после того, как вы воду зимой забыли слить, значит, во время мороза лед сделал свое страшное дело. Или, например, недобросовестный автолюбитель заправлял в систему охлаждения не дистиллированную воду, а водопроводную или колодезную. В таком случае при нагреве на внутренних стенках трубопроводов и сот радиатора осели остатки солей и прочих шлаков, которые, в конечном счете, снизили эффективность системы охлаждения и привели к поломке.

Правда, если вы умеете обращаться с промышленным паяльником, то сможете попробовать отремонтировать радиатор охлаждения собственноручно. Однако контроль качества пропаянных швов, как и общую герметичность, нужно обеспечить на наивысшем уровне.