材質(zhì)Q235熱鍍鋅鋼材法蘭盤400*400mm燈桿壁厚3mm-8mm防護(hù)等級(jí)IP65名稱6米80WLED路燈功率50W-250W
成本對(duì)比
假設(shè)某城市有三段道路長(zhǎng)度分別為3公里、5公里、10公里,鋪設(shè)路燈以每隔30米一盞,每邊一盞計(jì)算,這三段路所需的路燈總數(shù)分別為202盞、334盞、668盞,傳統(tǒng)路燈以功率為250W 的高壓鈉燈為準(zhǔn),LED路燈以功率為50W為準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。
傳統(tǒng)路燈單價(jià)為1000元/盞,LED路燈單價(jià)為3000/盞,那鋪設(shè)傳統(tǒng)路燈三種長(zhǎng)度的道路所需光源成本分別為:202*1000=20.2萬元,334*1000=33.4萬元,668*1000=66.8萬元,鋪設(shè)LED路燈三種長(zhǎng)度的道路所需的光源成本分別為:202*3000=60.6萬元,334*3000=100.2萬元,668*3000=200.4萬元。
我們來分析三段長(zhǎng)度的道路兩種光源鋪設(shè)電纜的成本,3公里道路傳統(tǒng)路燈主干線電纜負(fù)載流量I=P/U=202*250/220=230A,它需橫截面積為60mm2的銅芯電纜,其單價(jià)為120元/米,則其電纜成本為120*3000=36萬元,LED路燈干線電纜負(fù)載流量l=P/U=202*50/220=44A,它需橫截面積為1Omm2的銅芯電纜,它需橫截面12mm2的銅芯電纜,單價(jià)為12元/米,電纜成本為12*300=3.6萬元,5公里道路傳統(tǒng)路燈主干線電纜負(fù)載流量I=P/U=333*250/220=377A,它需橫截面為90mm2的銅芯電纜,單價(jià)為180元/ 米,電纜成本為980*5000=90萬元,LED路燈主干線電纜負(fù)載流量I=P/U=333*50/220=73A,它需橫截面為20mm2的銅芯電纜,單價(jià)為25元/條成本為25*5000=12.5萬元,10公里道路傳統(tǒng)路燈主干線電纜流量I=P/U=666*250/220=680A,它需橫截面為400m2的銅芯電纜,單價(jià)為360元/米,電纜成本為360*10000=360萬元,LED路燈主干線電纜負(fù)載流量I=P/U= 666*50220=146A, 它需橫截面為42mm2銅芯電纜,單價(jià)為60元/米,成本為60萬元。

技術(shù)原理
傳統(tǒng)LED路燈設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)在LED的流明數(shù)上,而對(duì)的散熱則的關(guān)注較少。實(shí)際上,LED的流明數(shù)正在迅速的增加。2009年量產(chǎn)LED的單瓦流明數(shù)已經(jīng)達(dá)到100流明,而且這一數(shù)值還在快速地增長(zhǎng)。與之對(duì)應(yīng)的傳熱學(xué)理論體系已經(jīng)成熟,我們可以使用的傳熱手段也基本明確:傳導(dǎo)、對(duì)流、和相變傳熱。因此,在傳熱或者說散熱問題上,我們可以采取的措施是可見的、有限的。
LED路燈散熱技術(shù),一般使用多為導(dǎo)熱板方式,是一片5mm厚的銅板,實(shí)際上算是均溫板,把熱源均溫掉;也有加裝散熱片來散熱,但是重量太大。重量在路燈系統(tǒng)上十分重要,因?yàn)槁窡舾哂?米,若太重危險(xiǎn)性就增加,尤其遇到臺(tái)風(fēng)、地震都可能產(chǎn)生意外.國內(nèi)有廠家采用全球創(chuàng)的針狀散熱技術(shù),針狀散熱器的散熱效率要比傳統(tǒng)片狀散熱器有很大幅度提高,能使LED結(jié)溫比普通散熱器低15℃以上,并且防水性能比普通鋁型材散熱器要好,同時(shí)在重量和體積上也有所改進(jìn)。另外,針對(duì)大功率LED燈具開發(fā)的石墨散熱片也具有良好的導(dǎo)熱和散熱性能。
散熱方式主要有:自然對(duì)流散熱、加裝風(fēng)扇強(qiáng)制散熱、熱管和回路熱管散熱等。加裝風(fēng)扇強(qiáng)制散熱方式系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性低,熱管和回路熱管散熱方式成本高。而路燈具有戶外夜間使用、散熱面位于側(cè)上面以及體型受限制較小等有利于空氣自然對(duì)流散熱的優(yōu)點(diǎn),所以LED路燈建議盡可能選擇自然對(duì)流散熱方式。
LED路燈散熱設(shè)計(jì)中存在的問題有:散熱翅片面積隨意設(shè)定,散熱翅片布置方式不合理,燈具散熱翅片的布置沒有考慮到燈具的使用方式,影響到翅片效果的發(fā)揮,強(qiáng)調(diào)熱傳導(dǎo)環(huán)節(jié)、忽視對(duì)流散熱環(huán)節(jié),盡管眾多的廠家考慮了各種各樣的措施:熱管、回路熱管、加導(dǎo)熱硅脂等等,卻沒有認(rèn)識(shí)到熱量終還是要依靠燈具的外表面積散走,.忽視傳熱的均衡性,如果翅片的溫度分布嚴(yán)重不均勻,將會(huì)導(dǎo)致其中一部分的翅片沒有發(fā)揮作用或作用很有限。
散熱式大功率LED路燈燈具。其目的是解決大功率LED燈具散熱問題,提出一種空氣對(duì)流散熱式大功率LED路燈燈具,它包括有燈頭組件、燈具散熱體組件和燈尾組件,燈具散熱體組件為弧弦柱形殼體,兩端開口,其弧柱面兩側(cè)面為立面,立面也開有陣列通孔,在弧弦柱形殼體內(nèi)腔設(shè)有4~10條軸向排列的并與弧柱面柱面固接立筋導(dǎo)熱板,立筋導(dǎo)熱板和弧弦柱形殼體兩側(cè)的兩個(gè)立面也都開有陣列通孔,立筋導(dǎo)熱板和弧弦柱形殼體兩側(cè)的兩個(gè)立面在燈具散熱體組件內(nèi)形成5~11條熱空氣流動(dòng)的散熱通道。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是散熱體內(nèi)腔有多條熱空氣流動(dòng)的散熱通道,立筋導(dǎo)熱板也都充當(dāng)散熱面,熱交換面增加,熱排放。

解決方法
要解決這些既存問題,建議路燈廠商從基本材料上著手,從根本由內(nèi)而外的解決高功率LED熱源問題。舉例來說在發(fā)光組件與鋁基板的黏合時(shí),導(dǎo)熱膠就扮演關(guān)鍵角色,有些廠商以為導(dǎo)熱膠膜或?qū)崮z墊的導(dǎo)熱系數(shù)要好,膜厚要越厚越好,卻沒想熱阻問題。導(dǎo)熱系數(shù)再好,碰到膜厚的熱阻也沒用。更何況導(dǎo)熱膠膜或軟質(zhì)導(dǎo)熱墊片,并不能真正的與基板密合,貼合面其實(shí)存在著許多孔隙。這些孔隙在電子顯微鏡下觀看,就像是空洞的氣穴,也就是另一種形式的熱阻質(zhì)。在這么多干擾熱傳導(dǎo)的熱阻存在之下,散熱導(dǎo)熱的效率無形中就被降低了。
熱阻要低要用對(duì)導(dǎo)熱膠,推薦網(wǎng)印施工的軟陶瓷導(dǎo)熱膠。網(wǎng)印施工的軟陶瓷導(dǎo)熱膠不同于傳統(tǒng)的貼合式導(dǎo)熱膠膜,軟陶瓷導(dǎo)熱膠是軟質(zhì)半液態(tài),在網(wǎng)印機(jī)刮刀涂布于鋁基板時(shí),導(dǎo)熱粒子會(huì)滲入基板表面的孔隙并予填補(bǔ)到滿。這樣就會(huì)形成一個(gè)完全平整沒有孔隙的平面,與LED磊晶載板黏合時(shí)會(huì)完全的密合。這樣一來就把熱阻減少到程度,熱度就能迅速的被傳導(dǎo)出去,自然就降低了LED晶粒的環(huán)境溫度,也延長(zhǎng)磊晶的壽命以及大幅延緩光衰的發(fā)生。此外由于網(wǎng)印施工的軟陶瓷導(dǎo)熱漆具有延展性,在高溫烘烤或回焊時(shí),會(huì)隨著鋁基板的熱脹冷縮一起變化,應(yīng)力非常小,不會(huì)造成鋁基板彎翹,更不會(huì)爆板。
在LED燈具的外部保護(hù)推薦采用LED燈具軟陶瓷散熱漆。這種噴涂式軟陶瓷散熱漆可直接噴涂于LED燈具外部,施工操作簡(jiǎn)便,可適應(yīng)各種形狀的散熱結(jié)構(gòu),也可調(diào)整成不同色彩,因應(yīng)景觀設(shè)計(jì)的需求。噴涂式散熱漆內(nèi)的軟陶瓷粒子,是經(jīng)過奈米化處理,粒子細(xì)微不僅易于噴操作,也讓同一涂布面積上的導(dǎo)熱粒子又多又密集,讓溫度揮發(fā)透散的面積也變大,讓LED燈具的熱能迅速的傳導(dǎo)出去。軟陶瓷散熱漆屬于熱固型材料,符合RoHS環(huán)保安全規(guī)范,施工程序簡(jiǎn)便也無需任何機(jī)具,經(jīng)過烘烤后熱固,可長(zhǎng)時(shí)間承受LED的高溫不會(huì)有質(zhì)變問題。在戶外使用的LED路燈、LED景觀燈、或是LED廣告廣告牌、也都會(huì)面臨風(fēng)吹雨打、酸雨鳥糞、空氣粉塵、黑煙排放hELlip;等等的酸堿侵害。所以這種噴涂式軟陶瓷散熱漆一定要具備抗酸堿的特性,的抗酸堿值幅度在PH3~11,可以有效保護(hù)LED戶外燈具外觀不被侵蝕。
LED燈具的成本結(jié)構(gòu)隨著封裝技術(shù)、載板設(shè)計(jì)、散熱模塊結(jié)構(gòu)的精進(jìn)發(fā)展,質(zhì)量不斷的提升,成本也隨著技術(shù)發(fā)展及市場(chǎng)需求而下降。但是投入在材料改進(jìn)的廠商還不多,這主要是跟臺(tái)灣工商發(fā)展的歷程與習(xí)性相關(guān)。臺(tái)灣廠商長(zhǎng)于制程與設(shè)計(jì),在材料基礎(chǔ)研發(fā)上著墨較少。所以在解決技術(shù)問題或降低成本等議題上,比較偏向采購思維或是生管思維。但是美日廠商在時(shí)間點(diǎn),會(huì)從應(yīng)用材料上去思考,從創(chuàng)新的角度去降低成本,提升質(zhì)量及增加獲利。