Análise e melhoria de sistemas de arrefecimento de lâmpadas de LED

Abstract

Neste trabalho foi desenvolvido um modelo para avaliação da transferência de calor num sistema alhetado em convecção natural, usado na dissipação do calor gerado em módulos de lâmpadas LED. Um dos objetivos é encontrar a melhor configuração entre as variáveis que definem a geometria do sistema alhetado, para obter o arrefecimento pretendido com o menor custo e massa de material envolvida possível. Foi criado num software universal (folha de cálculo comum) um programa que permite avaliar o comportamento térmico do sistema alhetado de dissipação de calor, associado ao respetivo módulo LED. Ao examinar um sistema alhetado para arrefecimento do módulo Philips Fortimo LED de 3000 lúmen, conclui-se que o número de alhetas presentes no sistema não deve ultrapassar um determinado valor, pois não introduz melhorias relevantes na transferência de calor, e ainda que o comprimento do sistema alhetado deve ser aproximadamente o dobro da sua largura de modo a requerer a menor massa de material.

In this work, it was developed a model that evaluates the heat transfer processes that occur in a heat sink at natural convection, used to dissipate the heat generated by LED lamp modules. One goal is to find the best setting between variables that define the geometry of the heat sink, to obtain the desired cooling with the lowest material mass and cost possible. It was created in a universal software (common spreadsheet) a program that allows to evaluate the thermal behavior of the heat sink associated with the respective LED module. By examining a heat sink used for cooling the LED module Philips Fortimo of 3000 lumen, it is concluded that the number of fin extensions in the heat sink should not exceed a specific value, because always using more fins does not mean an improvement on the overall heat transfer, and also that the heat sink length should be approximately twice it's width so it requires the least material mass.