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Postby Spartaner » 04 Nov 2014 21:29
Hallo

Nunja ich halte nicht fest daran , ich werde sie zurück geben , und mir eine neue art der kühlung überlegen Danke

mfg Stefan
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Postby Spartaner » 05 Nov 2014 11:24
Hallo

So ich mache jetzt eine Wasserkühlung

Ich leite ca 200 L pro stunde durch ein 20x20x1.5 Alu 4 Kantrohr das sollte doch reichen oder

die Speerschichttemperatur sollte 32 kelvin über 25 grad Kühlkörper Temperatur liegen das wären dan 57 Grad oder ???

mfg
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Postby Wuestenrose » 05 Nov 2014 13:27
Servus…

Bei den weißen XM-L gehen Pi-mal-Daumen 30 % der aufgenommenen elektrischen Leistung wieder als Licht weg. Also bleiben wird sich das durchfließende Wasser um
36 × 3,3 V × 1,4 A × 0,7 x 3600 s / (4180 Ws/kg/K × 200 l) = 0,5 K
erwärmen.

Dein Aquarium (wenn Du mit Aquarienwasser kühlst) muß während der Beleuchtungsperiode tagsüber die Abwärme der LEDs aufnehmen. Meine Aquarien waren im Sommer eher zu warm als zu kalt, ich musste eher kühlen als heizen.

Zudem musst Du den Kühlkreislauf überwachen um die LEDs abzuschalten, wenn die Kühlung ausfällt. Ich halte von Wasserkühlung am Aquarium nicht viel.

Grüße
Robert
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Postby Spartaner » 05 Nov 2014 14:36
Hallo da gebe ich dir recht

am Anfang hatte ich auch eine LED Beleuchtung mit 24 x 10 Watt Leistung , nur waren es die billigen China Leds mit 90 Lumen pro Watt ,
Nebenbei habe ich noch 3x 80 Liter Aquarien mit passiver LED Kühlung , also ganz unerfahren bin ich nicht

Nur fällt mir keine passive Kühlung ein die ausreichen würde ohne gleich mehrere 100 Teuros kosten würde , und die LED auf unter 40 Grad halten würde bzw max 50 Grad ,

Warum meine 240 Watt Beleuchtung den Geist aufgab ist das das die Förderpumpe aus viel , zwar würden sie nicht so heiß aber man konnte nachher erkennen das es wesentlich weniger licht war

mfg
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Postby Spartaner » 06 Nov 2014 00:43
Hallo
Entschuldigt bitte meine frage
Aber wie sehe es mit 12 Leds a 4,2 Watt auf ein Aluminium Formrohr mit 50x30 x3 mm auf eine länge von 1500 mm aus ( Das ganze halt dann 3 mal ) die leds haben einen absatand von 10 cm , eine leiste hat eine oberfläche von 0.438 Quadratmetern

mfg Stefan
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Postby omega » 06 Nov 2014 00:45
Hi Stefan,

Spartaner wrote:Nur fällt mir keine passive Kühlung ein die ausreichen würde ohne gleich mehrere 100 Teuros kosten würde , und die LED auf unter 40 Grad halten würde bzw max 50 Grad ,

eine High Power LED auf unter 40°C halten zu wollen, ist absoluter Blödsinn. Auch max. 50°C ist Schwachfug.

Ich betreibe hier 11,4W Nichia COBs (NSBLL066A, 32.5V, 350mA) jeweils auf einem Mechatronix ModuLED 9950-B. Dieser Kühlkörper ist für bis zu 37.3W rein thermische LED-Power ausgelegt, also um die 50W eff.

Tc (case temperature, siehe Datenblatt) des COBs liegt bei 28-35°C1) über Umgebungstemperatur, abhängig von der Lage des Kühlkörpers (mag wer raten, welche Temp. bei welcher Lage?), bei 25°C Umgebungstemperatur also bei 53-60°C. Und das ist noch ziemlich kalt für eine LED. Der Kühlkörper ist stark überdimensioniert.

Tj (junction temperature) liegt bei Tc=60°C noch sehr viel höher. Tj kann aber kaum jemand / niemand messen. Tc dagegen schon. Als absloutes Maximum gibt z.B. Bridgelux für eine Vero 13 Tc=105°C an. Typical Flux gibt Bridgelux bei Tc=25°C (Theorie) und Tc=85°C (Praxis) an. 85°C Case Temperature darf eine LED also schon erreichen. Bei LED auf Star nur wieder kaum messbar, da es dort keine definierte Tc gibt.

1) Tc wurde mit einem Typ K Thermoelement -65 bis +400°C unter Verwendung von Wärmeleitpaste gemessen

Grüße, Markus
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Postby Wuestenrose » 06 Nov 2014 09:45
Hallo Markus…

Ich stimme Dir zu, daß es sinnlos ist, eine LED auf Biegen und Brechen zu kühlen. Aufwand und Nutzen sollen in einem vernünftigen Verhältnis zueinander stehen.

Es gibt allerdings einen gewichtigen Unterschied zwischen Stefans Cree XM-L hier im Thread und Chip-on-board- (COB-) Modulen vom Schlage beispielsweise einer Bridgelux Vero.

Eine XM-L ist bei einer Sperrschichttemperatur (TJunction) von 25 °C spezifiziert. Zwischen Kühlkörper und der Sperrschicht einer auf Star-Platine montierten XM-L liegen folgende Wärmeübergangswiderstände: 1) Kühlkörper → Star-Platine, 2) Star-Platine → LED-Gehäuse, 3) LED-Gehäuse → Sperrschicht. 1) kann man bei ordentlicher Montage vernachlässigen. 2) und 3) zusammen hat mal jemand recht trickreich zu etwa 7 Kelvin pro Watt bestimmt. Eine mit 1,4 A bestromte XM-L wird sich daher auf 32 Grad über Kühlkörpertemperatur erwärmen - habe ich ja weiter vorne im Thread schon mal erwähnt.

Bridgelux spezifiziert ihre Vero bei einer Gehäusetemperatur (TCase) von 85 °C. Zwischen Kühlkörper und Gehäuse liegt nur ein einziger, zudem vernachlässigbarer, Wärmeübergangswiderstand. Die notwendige Kühlung festzulegen ist daher bei COBs deutlich einfacher. Man sollte bei der Kühlungsabschätzung schon zwischen "normalen" LEDs und COBs differenzieren.

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Postby Spartaner » 06 Nov 2014 22:47
Hallo eine frage kommt meine Berechnung hin

bei einem Aluminiumprofil von 50x30 x3 mm und 12 Leds auf 160 cm
Habe ich eine Speerschichttemperatur von 72 Grad ausgerechnet ,
Zusättlich will ich einen Lüfter in das Aluprofil blasen lassen ,
Das sollte doch reichen oder ??

mfg
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Postby Wuestenrose » 07 Nov 2014 09:22
Hallo…

Spartaner wrote:Hallo eine frage kommt meine Berechnung hin

Wie hast Du was berechnet?

Grüße
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Postby Spartaner » 07 Nov 2014 11:39
Hallo also

Oberfläche ( 390cm2 ) mit dem habe ich die Grad pro watt ausgerrechnet mit Hilfe deiner Kühlkörperberrechnungsseite dabei kam raus 2.9 K/W , + die Umgebungstemperatur + speerschichterwämung 32 Grad ( 4.2 x 8 k/w )
( bin nach der Oberfläche gegangen )

Das ergibt alles zusammengerechnet 75 Grad

4,2 Watt x 2,9 K/W = 12.18
Raumtemperatur max 30 Grad ( Sommer )
Sperrschichttemperatur 32 ( 8k/W x 4,2 Watt )


Und Dazu kommt dann noch ein Lüfter mit 5000 Litern pro stunde , weis aber nicht wie ich das noch einkalkulieren kann
mfg
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Postby omega » 08 Nov 2014 00:11
Hallo Robert,

Wuestenrose wrote:Die notwendige Kühlung festzulegen ist daher bei COBs deutlich einfacher. Man sollte bei der Kühlungsabschätzung schon zwischen "normalen" LEDs und COBs differenzieren.

mir gings darum zu zeigen, daß 40°C LED-Temperatur mit herkömmlichen Mitteln überhaupt nicht machbar ist. Nichtmal mit COBs und stark überdimensioniertem Kühlkörper.

Grüße, Markus
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Postby Wuestenrose » 08 Nov 2014 09:43
Servus…

omega wrote:mir gings darum zu zeigen, daß 40°C LED-Temperatur mit herkömmlichen Mitteln überhaupt nicht machbar ist.

Oh, das geht durchaus mit vertretbarem Aufwand, wenn man nicht gerde COBs im Hektowattbereich verbaut. Nehmen wir ein 30-Watt-COB und nehmen wir vereinfacht an, daß die gesamte elektrische Leistung als Wärme abgeführt werden muß. Die Umgebungstemperatur betrage 30 °C, also muß der Kühlkörper einen Wärmewiderstand von 10 K/30 W = 0,33 K/W besitzen.

Das schafft beispielsweise ein nur 9,8 x 9,8 x 4,5 cm³ großer (oder besser, kleiner) Fischer ICK S 98 x 98 x 45, den man mit 5 m/s überbläst. Ein Luftstrom mit 5 m/s auf einer Fläche von 9,8 x 9,8 cm² macht einen Volumenstrom von 180 m³/h. Das geht beispielsweise mit einem ebmpapst 3212 JH3. Der ist zwar kein Leisetreter mehr, aber Geräuscharmut war jetzt auch nicht das Designziel :wink:.

Grüße
Robert
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Postby Spartaner » 08 Nov 2014 11:05
Hallo
Also ich nehme an das meine Rechnung nicht stimmt , da ich die Fläche ausgerrechnet habe und dann beim Kühlkörperrechner mit den maßen herumgespielt habe damit ich die Fläche zusammenkriege oder

mfg Stefan
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Postby Wuestenrose » 08 Nov 2014 13:15
Hallo…

So ganz klar komme ich mit Deiner Rechnung immer noch nicht. Zäumen wir das Pferd doch mal von hinten auf.

Die Sperrschicht einer mit 1,4 A bestromten XM-L wird sich, wie gezeigt, auf 32 Grad über Kühlkörpertemperatur erwärmen. Lassen wir eine Sperrschichttemperatur von 85 °C zu. Erstens besteht da meines Erachtens ein guter Kompromiß zwischen Lichtausbeute und Lebensdauer der LED und Kühlaufwand, und zweitens gehen die Hersteller immer mehr dazu über, ihre LEDs bei praxisgerechten 85 °C zu spezifizieren anstatt wie früher bei praxisfernen 25 °C. Die Umgebungstemperatur nehmen wir zu maximal 30 °C an. Falls es bei Dir wärmer wird, musst Du den Wert halt anpassen.

Um eine einzelne LED zu kühlen, darf das Kühlblech also einen Wärmewiderstand von maximal
Rth = (85 °C - 32 K - 30 °C) / (3,3 V × 1,4 A × 0,7);
besitzen. Den Faktor "0,7" habe ich eingeführt, weil ein Teil der zugeführten elektrischen Leistung als Licht wieder weg geht. Bei weißen LEDs fährt man mit diesem Faktor ganz gut, bei farbigen kann er auch deutlich größer oder deutlich kleiner sein.

Wenn Du mehrere LEDs auf einem Kühlblech verteilt montierst, teilst Den erhaltenen Wert noch durch 1,5, das ist der Sicherheitsfaktor für die gegenseitige Beeinflussung der Kühlblechabschnitte. Damit gehst Du nun in den Kühlblechrechner und läßt Dir die passende Größe ausrechnen. Bei mehreren LEDs multiplizierst Du die errechnete Größe mit der Anzahl der LEDs. Wenn Du kein Blech, sondern ein Vierkantrohr verwendest, musst Du die Größe verdoppeln, weil nur die Außenfläche des Rohrs zur Kühlung beiträgt.

War das einigermaßen verständlich?

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Postby Spartaner » 14 Nov 2014 11:58
Hallo

Ja danke war verständlich und kühlung passt jetzt ,

Nur fazinierender weise

Jetzt habe ich 12 in reihe verlötet , und es leuchten keine Leds bzw nur 2 , oder 7 aber nie alle gleichzeitig , die lötstellen passen alle kann mir einer sagen warum ???

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