Thermomanagement bei LED Leuchten
Auch bei LED Leuchten entsteht Wärme (durch emittierende Photonen). Sie wirkt sich negativ auf die Lebensdauer der Leuchtmittel aus. Deshalb ist das Thermomanagement – konstruktive Maßnahmen, um die Wärme abzuleiten – ein wichtiges Qualitätskriterium für einen langen und stabilen Betrieb von LED-Leuchten. Die Ableitung erfolgt bspw. über das Leuchtengehäuse oder über einen Kühlkörper.
Wärmeentwicklung bei LEDs – wie heiß werden LED Lampen?
LEDs haben zwar eine höhere Effizienz als Glühlampen oder Leuchtstoffröhren, ein Großteil der elektrischen Energie wird aber trotzdem in Wärme umgewandelt. Durch die fehlenden Infrarotanteile wird diese Wärme aber nicht über das Licht abgegeben, sondern in Richtung der LED-Platine abgeleitet. Das wirkt sich wiederum auf die Effizienz der Leuchte aus, sprich: Je kühler die LED, desto effizienter und langlebiger ist sie. Doch auch die Gleichmäßigkeit der Wärmeverteilung spielt eine große Rolle.
Wichtig ist das Thermomanagement bei LED vor allem bei einem hohen Betriebsstrom. Außerdem wirkt sich die Temperatur der Umgebung aus. Daher sind in den Merkmalen der Leuchtmittel auch die zulässigen Umgebungstemperaturen vermerkt.
Wie funktioniert das Thermomanagement bei LEDs?
Hersteller von LED-Leuchten setzen unterschiedliche Verfahren und Materialien eine, um zu verhindern, dass sich die Wärmeentwicklung der Leuchtmittel negativ auf deren Lebensdauer auswirkt:
LED Thermomanagement mittels Temperaturüberwachung von LED-Modul und Treiber
Das ist die einfachste Version des Thermomanagements bei LEDs. Die Überwachung erfolgt mit einem NTC-Widerstand oder einem Heißleiter. Wird die zulässige Temperatur überschritten, kann die Leuchte durch Dimmen geschützt werden. Das kann allerdings problematisch werden: Viele öffentliche Bereiche oder Arbeitsbereiche erfordern ein bestimmtes Beleuchtungsniveau, um die Sicherheit zu gewährleisten. Das würde mit einer gedimmten Leuchte nicht mehr oder nur unzureichend erfüllt werden. In den meisten gewerblichen, kommunalen und industriellen Bereichen ist das LED Thermomanagement mittels Überwachung von Modul und Treiber daher ungeeignet.
Passive Kühlung über Leuchtengehäuse
Die Wärme wird über die Platine und anschließend über das Leuchtengehäuse abgeführt. Wichtig für ein optimales passives Thermomanagement sind die Verarbeitung, die Form und das Material des Gehäuses, über das die Wärme abgeführt wird. Hier werden je nach Hersteller Wärmeleitfolien, wärmeleitfähige Stoffe (Kunststoffe, Metalle oder Keramiken) oder Wärmeleitpasten eingesetzt. Sehr gute wärmeableitende Fähigkeiten liefert bspw. Aluminium. Konstruktive Lösungen bieten zudem Lampen mit vergrößerten Kühlrippen.
Aktive Kühlung mit Luft oder Wasser
Das LED Thermomanagement mittels aktiver Kühlung hat den Vorteil, dass kompaktere Leuchten und Leuchtmittel eingesetzt werden können. Nachteilig ist jedoch die Geräusch- und Vibrationsentwicklung durch die Lüfter. Außerdem erfordern aktive Kühlsysteme einen erhöhten Installations- und Kostenaufwand. Fällt der Kühler aus, hat das sofort negative Auswirkungen auf die Beleuchtung. Für Bereiche mit hohem Staubaufkommen sind die aktiven Kühlungsvarianten oft ungeeignet, da sie hohe Kosten für die Wartung mit sich bringen.