Brève réponse
Le refroidissement passif ne comporte aucune pièce susceptible de s'user. Dans la poussière, l'humidité et la chaleur, cela pèse plus lourd qu'une capacité de refroidissement supplémentaire.
La différence entre le refroidissement actif et passif dans les luminaires LED réside dans la manière dont la chaleur est dissipée. Le refroidissement passif utilise le corps du luminaire lui-même, souvent pourvu d'aillets de refroidissement, pour diffuser la chaleur de manière naturelle. Le refroidissement actif ajoute un élément mécanique, tel qu'un ventilateur ou un système de refroidissement liquide, afin d'accélérer l'évacuation de la chaleur. La méthode la plus appropriée dépend fortement de l'environnement et de la charge thermique de l'installation.
+50 °C
limite supérieure d'un luminaire industriel standard
+120 °C
en continu avec la gamme HT, driver hors de la zone chaude
51.400 heures
L90B05 à +120 °C, près de six ans de fonctionnement continu
Valeurs de la gamme HT de JEL en version AC. La version DC va jusqu'à +110 °C.
Dans cet article, nous répondons aux questions les plus fréquentes concernant le refroidissement des luminaires LED, afin de vous permettre de faire un choix éclairé pour votre situation industrielle.
Comment la chaleur influence-t-elle la durée de vie d'un luminaire LED ?
La chaleur est le principal ennemi d'une source lumineuse LED. Plus la température de la puce LED est élevée, plus le flux lumineux diminue rapidement et plus la durée de vie est courte. Ce phénomène est connu sous le nom de maintien du flux lumineux, et il évolue de manière exponentielle : une augmentation relativement faible de la température de jonction peut réduire la durée de vie de plusieurs dizaines de pour cent.
Les diodes électroluminescentes (LED) convertissent une partie de l'énergie électrique en lumière, mais une proportion significative se transforme en chaleur. Cette chaleur doit être dissipée. Si la gestion thermique d'un luminaire à LED est insuffisante, la température de jonction augmente, ce qui entraîne un décalage des couleurs, une réduction du flux lumineux et, en fin de compte, une défaillance prématurée de la source lumineuse.
Ce phénomène est particulièrement prononcé dans les environnements industriels. Pensons aux ateliers de production, aux aciéries ou aux sites extérieurs en plein soleil. La température ambiante y est déjà élevée, ce qui oblige le luminaire LED à redoubler d'efforts pour maintenir sa température interne à un niveau gérable. gestion thermique à haute température ce n'est dès lors pas un luxe, mais une nécessité technique.
Comment fonctionne le refroidissement passif dans un luminaire LED ?
Le refroidissement passif utilise la conduction et la convection sans pièces mobiles. La chaleur produite par la puce LED est évacuée vers la surface du boîtier par l'intermédiaire d'un circuit imprimé thermoconducteur et du corps du luminaire. Des ailettes de refroidissement augmentent la surface et favorisent le transfert thermique vers l'air ambiant.
Le principal avantage de ce système réside dans sa simplicité. Il ne comporte aucune pièce en mouvement, aucun composant sujet à l'usure et ne nécessite aucun entretien du système de refroidissement proprement dit. Cela confère aux luminaires à refroidissement passif une fiabilité particulièrement élevée dans les environnements où la maintenance est difficile ou coûteuse, tels que les zones de haute altitude, les espaces confinés ou les exploitations fonctionnant 24 h/24 et 7 j/7.
L'efficacité du refroidissement passif dépend du matériau du boîtier, de la géométrie des ailettes de refroidissement et de la circulation d'air autour du luminaire. L'aluminium est largement utilisé en raison de sa haute conductivité thermique et de sa légèreté. S'il est correctement conçu, le refroidissement passif s'avère amplement suffisant pour la plupart des applications industrielles standard.
Comment fonctionne le refroidissement actif dans un luminaire LED ?
En ce qui concerne le refroidissement actif, un système mécanique est mis en œuvre pour accélérer l'évacuation de la chaleur. La forme la plus courante consiste en un ventilateur intégré qui insuffle de l'air le long des puces LED et du dissipateur thermique. Dans des applications plus avancées ou extrêmes, un refroidissement liquide peut également être employé, par lequel un liquide de refroidissement dissipe la chaleur via un circuit fermé.
Les systèmes actifs peuvent dissiper considérablement plus de chaleur par unité de temps que les systèmes passifs. Cela les rend adaptés aux situations où un flux lumineux élevé est requis dans un luminaire compact, ou lorsque la température ambiante est si élevée que le refroidissement passif est insuffisant.
L'inconvénient réside dans la complexité accrue. Les ventilateurs s'usent, peuvent s'obstruer en raison de la poussière ou des saletés et nécessitent un entretien périodique. Dans des environnements très poussiéreux, humides ou contenant des substances agressives, le ventilateur doit être adéquatement protégé, ce qui renforce les exigences de conception du boîtier. Le refroidissement actif requiert par conséquent une évaluation minutieuse entre les performances et les charges de maintenance.
Quels sont les avantages et les inconvénients du refroidissement actif par rapport au refroidissement passif ?
Le choix entre le refroidissement actif et passif dans les luminaires LED implique un arbitrage entre performance thermique, fiabilité et facilité de maintenance. Les principaux avantages et inconvénients sont présentés ci-dessous.
Avantages et inconvénients côte à côte
Refroidissement passif :
- Aucune pièce en mouvement, par conséquent aucune usure mécanique.
- Système de refroidissement sans entretien
- Convient aux installations difficilement accessibles
- Fonctionnement silencieux
- Capacité de refroidissement limitée en cas de températures ambiantes très élevées ou de puissances élevées.
Refroidissement actif :
- Capacité de refroidissement accrue, adaptée aux charges thermiques extrêmes
- Conceptions de luminaires plus compactes possibles à haute puissance
- Pièces mobiles sujettes à l'usure et nécessitant un entretien
- Plus sensible à la poussière, à l'humidité et aux environnements agressifs
- Coûts de maintenance plus élevés sur la durée de vie
Pour la plupart des applications industrielles, le refroidissement passif est privilégié en raison de sa plus grande fiabilité. Le refroidissement actif s'avère pertinent lorsque les exigences thermiques l'exigent réellement.
Quand le refroidissement actif est-il nécessaire dans l'éclairage industriel ?
Un refroidissement actif est nécessaire lorsque la combinaison d'un flux lumineux élevé et d'une température ambiante élevée dépasse les limites du refroidissement passif. Cela se produit dans des situations industrielles spécifiques où la chaleur produite par les puces LED ne peut pas être dissipée assez rapidement par le corps du luminaire seul.
Veuillez considérer les situations suivantes :
- Aciéries et fonderies où la chaleur radiative du métal incandescent élève extrêmement la température ambiante
- Tunnels et espaces industriels confinée à circulation d'air limitée et à forte accumulation de chaleur
- Luminaires compacts à haute puissance où la surface est insuffisante pour le refroidissement passif
- installations de traitement où des luminaires sont montés à proximité de sources de chaleur
- Enceintes climatiques à cycles de haute température le luminaire lui-même constituant également une source de chaleur
Dans ces cas, le choix du refroidissement actif relève d'une nécessité technique et non d'une préférence. Toutefois, lors de la conception, il convient de veiller à la protection des ouvertures de ventilation contre la poussière et l'humidité, ainsi qu'à l'accessibilité en vue d'un entretien périodique.
Comment JEL le résout
La gamme HT fonctionne jusqu'à +120 °C sans ventilateur
Les situations ci-dessus sont précisément les positions pour lesquelles la gamme HT a été développée : au-dessus des fours, des laminoirs et des sécheries, et dans les aciéries. Aucun ventilateur n'y intervient ; la chaleur est maîtrisée par la conception de l'ensemble du système.
Côté process, un réflecteur doré renvoie 96 à 99,9 % du rayonnement infrarouge entre 800 et 2 500 nm, de sorte que la chaleur rayonnée n'échauffe pas le luminaire. Le boîtier évacue passivement la chaleur de la LED. Le driver, le composant qui vieillit le premier, est placé dans un boîtier driver DRB, à un endroit où la température ne dépasse pas +50 °C.
En fonctionnement continu de 8 760 heures par an, 51 400 heures représentent près de six ans. À +85 °C de température ambiante, c'est 103 000 heures.
La gamme HT
Quelle méthode de refroidissement est la plus adaptée à votre environnement industriel ?
Le choix approprié dépend de trois facteurs : la température ambiante, la puissance d'éclairage requise et la fréquence de maintenance réalisable dans votre situation. Dans la plupart des environnements industriels aux températures normales ou élevées, le refroidissement passif offre la meilleure combinaison de fiabilité et de faibles coûts de maintenance.
Veuillez tenir compte des questions suivantes lors de votre choix. Quelle est la température ambiante sur le lieu d'installation ? Quel est le wattage requis par luminaire ? Le site est-il facilement accessible pour la maintenance ? Y a-t-il présence de substances agressives, de poussière abondante ou d'humidité ? Quel est le degré de criticité de la continuité de l'éclairage pour l'exploitation ?
Si la température ambiante dépasse structurellement 50 degrés Celsius, ou si la puissance en watts par luminaire est très élevée dans un boîtier compact, le refroidissement actif constitue une option sérieuse. Dans tous les autres cas, le refroidissement passif est à privilégier. Pour plus de contexte technique, veuillez également consulter le Conseils d'éclairage Cela aide à prendre la bonne décision.
Soumettre votre position
Nous déterminons si le standard suffit ou si la gamme HT est nécessaire
Indiquez-nous la température à hauteur de montage, le process en dessous et la distance à la source de chaleur. En dessous de +50 °C, la gamme standard suffit et une version HT n'apporte rien. Au-delà, nous calculons la position et vous indiquons la version HT et l'emplacement du driver adaptés.
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Exemple pratique : Rockwool Croatie
Projet · Industrie lourde
Éclairage résistant à la chaleur dans l'usine Rockwool en Croatie
Barracuda HT, Snapper HT et Linear HT dans une usine où la température ambiante dépasse 110 °C, avec un rayonnement infrarouge issu du process. Les drivers sont placés hors de la zone chaude, où ils ne doivent pas dépasser 50 °C.
>110 °C
température ambiante au niveau des luminaires
>100 lux
au poste de travail, conformément à l'EN 12464-1
5 ans
de garantie, y compris dans cet environnement
Dans l'usine Rockwool de Zajci, en Croatie, les températures ambiantes en production dépassent 110 °C, auxquelles s'ajoute le rayonnement infrarouge du processus. L'éclairage LED standard, et même de nombreuses versions résistantes à la chaleur, échouent dans ces conditions. JEL Products a assuré la conception d'éclairage, l'ingénierie, la conception de l'installation et la fourniture de plus de 50 Barracuda HT, plus de 20 Snapper HT et plus de 30 Linear HT, qui atteignent ensemble plus de 100 lux au sol de l'atelier. Les drivers LED ne doivent pas dépasser 50 °C, alors qu'à l'extérieur la température approche déjà 40 °C en été. Leur positionnement et leur refroidissement ont donc été conçus et testés séparément, à l'écart des zones de production chaudes.
Dans un tel environnement, un ventilateur deviendrait lui-même le composant le plus vulnérable. Les luminaires HT restent froids grâce au choix des matériaux et à leur conception thermique, et l'électronique sensible à la chaleur est placée là où la température reste maîtrisable. Le refroidissement devient ainsi une question de conception du système, dans laquelle luminaire, position du driver et environnement sont considérés ensemble, plutôt qu'un composant mécanique supplémentaire nécessitant de l'entretien.
Pour aller plus loin
Comment JEL Products aide au refroidissement des luminaires LED industriels
JEL Products conçoit et fabrique des luminaires à LED adaptés à la réalité thermique des environnements industriels difficiles. Cela commence dès la conception : chaque luminaire est développé en tenant compte de la température ambiante spécifique, de la puissance d'éclairage requise et des conditions de maintenance sur le site d'installation.
Concrètement, JEL Products apporte son soutien dans les domaines suivants :
- Conseil technique concernant la méthode de refroidissement appropriée pour votre environnement spécifique
- Luminaires dotés d'un design de refroidissement passif optimisé pour la plupart des applications industrielles
- Luminaires spécialisés pour hautes températures adaptés aux environnements extrêmes tels que les aciéries et les fonderies
- Conception d'éclairage intégrant la gestion thermique et les conditions environnementales dans les calculs.
- Accompagnement de l'ensemble du processus : du conseil et de l'ingénierie jusqu'à l'installation et la mise en service
Avez-vous une situation spécifique pour laquelle vous doutez de la solution de refroidissement adaptée à vos luminaires LED ? Veuillez alors nous contacter via le Page de contact de JEL Products pour un entretien avec un spécialiste technique.
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