Розробка та дослідження енергозберігаючої світлодіодної люстри з тепловими трубами для внутрішнього освітлення приміщень

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorНіколаєнко, Юрій Єгорович
dc.contributor.advisorNikolaenko, Yu. E.
dc.contributor.advisorНиколаенко, Юрий Егорович
dc.contributor.degreedepartmentатомних електричних станцій і інженерної теплофізикиuk
dc.contributor.degreefacultyтеплоенергетичнийuk
dc.contributor.researchgrantorНаціональний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"uk
dc.date.accessioned2016-07-12T10:21:02Z
dc.date.available2016-07-12T10:21:02Z
dc.date.issued2015
dc.description.abstractenUp to 30% of the produced electricity is being spent on the lighting in Ukraine. Therefore, the problem of energy saving in lighting stands very seriously. Introduction of energy-saving technologies in the internal lighting systems will provide significant energy savings and improve the ecological condition by reducing atmospheric discharges of thermal power plants. It is possible to achieve energy saving in lighting by introducing LED-based light sources, the luminous efficiency of which is 10 times the light output of incandescent lamps and 2 times – the compact fluorescent lamps, which contain mercury. The main problem in creating energy-efficient lighting systems for indoor lighting by using LED lamps of direct replacement in existing chandeliers is the insufficiency of heat removal from LEDs of the lamp, which limits their power to 8–12 Watts, and restricts the luminous flux accordingly. Therefore, the possibilities of the use of direct replacement lamps instead of incandescent ones in traditional chandeliers as the lighting facilities for modern premises are limited and hampered by the unresolved problem of heat removal. In this research work the world's first new approach is proposed and implemented for building a strongly energy-efficient LED chandelier for indoor lighting of premises. The approach consists in the implementation of elements of the decorative frame of the chandelier in the form of high-performance heat transfer devices - heat pipes, and using LED modules as a light source. As a result, the LED modules power (24 W) and their emitted light output is increased by 2-3 times as compared to the case when 8-12 Watts direct replacement LED bulbs are used in the same chandeliers. This allows reducing the number of chandeliers required for indoor lighting by 2 to 3 times. At the same luminous radiation flux the power consumption (120 W) of the developed 5-jar chandelier is 5-10 times less than the consumption of the chandelier with incandescent bulbs (600-1200 watts). By reducing the power consumption, a reduction of the volume of harmful emissions on thermal power stations is achieved as well as the reduction of environmental pollution. A model LED chandelier with heat pipes was produced. The following results were obtained experimentally: new dependencies of the LED modules temperature on the heat flux in a free and forced convection regimes; the value of the maximum heat flux, which can be transmitted from the LED modules by the heat removal system; the coefficients of heat transfer in the heating and condensation zones of heat pipes; the influence of the heat pipe orientation on the thermal characteristics; the value of the contact thermal resistance between the LED module and the heat pipe. Sketching design documentation was developed for the layout of chandeliers and engineering methods for calculation of the chandelier thermal characteristics.uk
dc.description.abstractruНа освещение в Украине тратится до 30 % электроэнергии, которая вырабатывается, поэтому проблема энергосбережения в освещении стоит очень остро. Внедрение энергосберегающих технологий в системы внутреннего освещения помещений позволит обеспечить значительную экономию электроэнергии и улучшить экологическое состояние за счет уменьшения выбросов тепловых электростанций в окружающую среду. Обеспечить энергосбережение в освещении можно путем внедрения светодиодных источников света, световая отдача которых в 10 раз превышает светоотдачу ламп накаливания и в 2 раза - компактных люминесцентных ламп, содержащих ртуть. Основной проблемой при создании энергосберегающих осветительных систем для внутреннего освещения помещений с помощью использования в существующих люстрах светодиодных ламп прямой замены является недостаточная эффективность отвода теплоты от светодиодов лампы, что ограничивает их мощность на уровне 8-12 Вт, а, соответственно, ограничивает и световой поток. Поэтому возможности их использования в традиционных люстрах вместо ламп накаливания для освещения современных помещений являются ограниченными и сдерживаются нерешенностью проблемы отвода теплоты. В данной научно-исследовательской работе впервые в мире предложен и реализован принципиально новый подход к построению мощных энергоэффективных светодиодных люстр для внутреннего освещения помещений, который состоит в выполнении элементов декоративного каркаса люстры в виде высокоэффективных теплопередающих устройств - тепловых труб и использовании как источника света светодиодных модулей. Благодаря этому мощность светодиодных модулей (24 Вт) и излучаемый ими световой поток увеличены в 2-3 раза, по сравнению с использованием в люстрах светодиодных ламп прямой замены мощностью 8-12 Вт. Это позволяет в 2-3 раза уменьшить количество люстр, необходимых для внутреннего освещения помещений. При излучении одинакового светового потока потребления электроэнергии (120 Вт) в разработанной 5 рожковой люстре в 5-10 раз меньше, чем при использовании в люстре ламп накаливания (600-1200 Вт). За счет уменьшения энергопотребления достигается уменьшения объемов вредных выбросов тепловых электростанций и снижение уровня загрязнения окружающей среды. Изготовлен действующий макет светодиодной люстры с тепловыми трубами. Экспериментально получены: новые зависимости температуры светодиодных модулей от теплового потока в условиях свободной и вынужденной конвекции; значение максимального теплового потока, который может передать система теплоотвода от светодиодных модулей; значения коэффициентов теплообмена в зонах нагрева и конденсации тепловых труб; влияние ориентации тепловых труб на тепловые характеристики; значение контактного термического сопротивления между светодиодным модулем и тепловой трубой. Разработана эскизная конструкторская документация на макет люстры и методика инженерного расчета тепловых характеристик люстры.uk
dc.description.abstractukНа освітлення в Україні витрачається до 30 % електроенергії, що виробляється, тому проблема енергозбереження в освітленні стоїть дуже гостро. Впровадження енергозберігаючих технологій в системи внутрішнього освітлення приміщень дозволить забезпечити значну економію електроенергії та покращити екологічний стан за рахунок зменшення викідів теплових електростанцій в навколишне середовище. Забезпечити енергозбереження в освітленні можна шляхом впровадження світлодіодних джерел світла, світлова віддача яких в 10 разів перевищує світловіддачу ламп розжарювання та в 2 рази - компактних люмінесцентних ламп, що містять ртуть. Основною проблемою при створенні енергозберігаючих освітлювальних систем для внутрішнього освітлення приміщень за допомогою використання в існуючих люстрах світлодіодних ламп прямої заміни є недостатня ефективність відведення теплоти від світлодіодів лампи, що обмежує їхню потужність на рівні 8-12 Вт, а, відповідно, обмежує і світловий потік. Тому можливості їх використання в традиційних люстрах замість ламп розжарювання для освітлення сучасних приміщень є обмеженими і стримуються невирішеністю проблеми тепловідведення. В даній науково-дослідній роботі вперше у світі запропоновано та реалізовано принципово новий підхід до побудови потужних энергоэфективных світлодіодних люстр для внутрішнього освітлення приміщень, що полягає у виконанні елементів декоративного каркасу люстри у вигляді високоефективних теплопередавальних пристроїв - теплових труб і використанні як джерела світла світлодіодних модулів. Завдяки цьому потужність світлодіодних модулів (24 Вт) і випромінюваний ними світловий потік збільшені в 2-3 рази, у порівнянні із використанням в люстрах світлодіодних ламп прямої заміни потужністю 8-12 Вт. Це дозволяє в 2-3 рази зменшити кількість люстр, необхідних для внутрішнього освітлення приміщень. При випромінювання однакового світлового потоку споживання електроенергії (120 Вт) в розробленій 5 рожковій люстрі в 5-10 разів менше, ніж при використанні в люстрі ламп розжарювання (600-1200 Вт). За рахунок зменшення енергоспоживання досягається зменшення обсягів шкідливих викидів теплових електростанцій та зниження рівня забруднення навколишнього середовища. Виготовлено діючий макет світлодіодної люстри з тепловими трубами. Експериментально отримано: нові залежності температури світлодіодних модулів від теплового потоку в умовах вільної та вимушеної конвекції; значення максимального теплового потоку, який може передати система тепловідведення від світлодіодних модулів; значення коефіцієнтів теплообміну в зонах нагріву та конденсації теплових труб; вплив орієнтації теплових труб на теплові характеристики; значення контактного термічного опору між світлодіодним модулем та тепловою трубою. Розроблено ескізну конструкторську документацію на макет люстри та методику інженерного розрахунку теплових характеристик люстри.uk
dc.format.page9 с.uk
dc.identifier2720-п
dc.identifier.govdoc0114U001525
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/16985
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ "КПІ"uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectосвітлення приміщеньuk
dc.subjectосвітлювальний приладuk
dc.subjectлюстраuk
dc.subjectсвітлодіодuk
dc.subjectсвітлодіодний модульuk
dc.subjectтеплова трубаuk
dc.subjectтеплообмінuk
dc.subjectтепловий потікuk
dc.subjectтермічний опірuk
dc.titleРозробка та дослідження енергозберігаючої світлодіодної люстри з тепловими трубами для внутрішнього освітлення приміщеньuk
dc.title.alternativeDevelopment and research of energy-saving LED chandeliers with heat pipes for indoor lighting
dc.title.alternativeРазработка и исследование энергосберегающей светодиодной люстры с тепловыми трубами для внутреннего освещения помещений
dc.typeTechnical Reportuk
thesis.degree.level-uk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
2720-п.pdf
Розмір:
702.63 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Анотовані описи звітів про НДР (АЕ)
Анотовані описи завершених науково-дослідних робіт КПІ ім. Ігоря Сікорського