Тепловий аналіз систем охолодження на основі двофазних теплопередавальних пристроїв

Lighting devices are critical tools for the emergency rescue operations at the dark as well for the other urgent actions directly in the area of emergency situations, since it is necessary to ensure a high level of illumination with constant intensity during the entire time of work. The current stat...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2025
Автори:	Khairnasov, Sergii, Kozak, Dmytro
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2025
Теми:	вітлодіодний освітлювальний пристрій система охолодження природна конвекція радіатор теплова труба термосифон тепловий аналіз теплообмін температурне поле
Онлайн доступ:	https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2025.1-2.64
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Technology and design in electronic equipment

Репозитарії

Technology and design in electronic equipment

id	oai:tkea.com.ua:article-384
record_format	ojs
spelling	oai:tkea.com.ua:article-3842025-11-07T20:01:31Z Thermal analysis of cooling systems based on two-phase heat transfer devices Тепловий аналіз систем охолодження на основі двофазних теплопередавальних пристроїв Khairnasov, Sergii Kozak, Dmytro LED lighting device, cooling system, natural convection, heat sink, heat pipe, thermosyphon, thermal analysis, heat transfer, temperature filed вітлодіодний освітлювальний пристрій система охолодження природна конвекція радіатор теплова труба термосифон тепловий аналіз теплообмін температурне поле Lighting devices are critical tools for the emergency rescue operations at the dark as well for the other urgent actions directly in the area of emergency situations, since it is necessary to ensure a high level of illumination with constant intensity during the entire time of work. The current status of semiconductor technologies allows to create highly efficient high-power light sources, which allows to develop of a number of lighting systems based on LED sources (COB — chip-on-board — modules). But one of shortcoming of LED technology is a significant part of the electrical power is converted into the heat. So, such devices require special thermal management systems to ensure thermal requirements, which is determined primarily by the optical efficiency of COB modules and, accordingly, the total amount of electrical energy converted into heat. Today the heatsink based on passive two-phase heat transfer devices, such as heat pipes or vapor chambers, are widely used in the electronics and high-power LED lighting devices. In this case the thermal analysis of high-power LED lighting devices with such cooling systems at the early development stage is very important. So, in this work the thermal analysis of the three variants of high-power LED lighting device thermal management system with electrical power not less than 500 W was performed. The cooling systems designs based on aluminium heat sink with different two-phase heat transfer devices: heat pipes (copper powder heat pipes and aluminium grooved heat pipes), thermosyphons, pulsating heat pipes and vapor chamber were considered. The results of thermal simulation and their analysis of the above-mentioned cooling system variants options are shown in the paper. Based on thermal analysis of the cooling system design has been proposed and it has been shown that copper thermosyphons application with diameter 12 mm and with working fluid pentane in the aliminium heatsink increases its efficiency and ensures the heat dissipation at least 360 W by natural air convection into the environment at a maximum temperature of the LED COB module case of 100°C. Проведено тепловий аналіз трьох варіантів системи охолодження (СО) на основі двофазних теплопередавальних пристроїв, за результатами якого було запропоновано конструкцію СО світлодіодного освітлювального пристрою з електричною потужністю не менш ніж 500 Вт. Наведено результати розрахунку теплотехнічних характеристик СО (температурного поля, максимального теплового потоку). Показано, що використання термосифонів, вбудованих у радіатор системи охолодження, підвищує її ефективність та забезпечує розсіювання теплового потоку не менше ніж 360 Вт природною конвекцією повітря у навколишнє середовище при максимальній температурі корпусу світлодіодної матриці 100°С. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2025-06-30 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2025.1-2.64 10.15222/TKEA2025.1-2.64 Technology and design in electronic equipment; No. 1–2 (2025): Technology and design in electronic equipment; 64-72 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 1–2 (2025): Технологія та конструювання в електронній апаратурі; 64-72 3083-6549 3083-6530 10.15222/TKEA2025.1-2 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2025.1-2.64/341 Copyright (c) 2025 Sergii Khairnasov, Dmytro Kozak http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
institution	Technology and design in electronic equipment
baseUrl_str
datestamp_date	2025-11-07T20:01:31Z
collection	OJS
language	Ukrainian
topic	вітлодіодний освітлювальний пристрій система охолодження природна конвекція радіатор теплова труба термосифон тепловий аналіз теплообмін температурне поле
spellingShingle	вітлодіодний освітлювальний пристрій система охолодження природна конвекція радіатор теплова труба термосифон тепловий аналіз теплообмін температурне поле Khairnasov, Sergii Kozak, Dmytro Тепловий аналіз систем охолодження на основі двофазних теплопередавальних пристроїв
topic_facet	LED lighting device cooling system natural convection heat sink heat pipe thermosyphon thermal analysis heat transfer temperature filed вітлодіодний освітлювальний пристрій система охолодження природна конвекція радіатор теплова труба термосифон тепловий аналіз теплообмін температурне поле
format	Article
author	Khairnasov, Sergii Kozak, Dmytro
author_facet	Khairnasov, Sergii Kozak, Dmytro
author_sort	Khairnasov, Sergii
title	Тепловий аналіз систем охолодження на основі двофазних теплопередавальних пристроїв
title_short	Тепловий аналіз систем охолодження на основі двофазних теплопередавальних пристроїв
title_full	Тепловий аналіз систем охолодження на основі двофазних теплопередавальних пристроїв
title_fullStr	Тепловий аналіз систем охолодження на основі двофазних теплопередавальних пристроїв
title_full_unstemmed	Тепловий аналіз систем охолодження на основі двофазних теплопередавальних пристроїв
title_sort	тепловий аналіз систем охолодження на основі двофазних теплопередавальних пристроїв
title_alt	Thermal analysis of cooling systems based on two-phase heat transfer devices
description	Lighting devices are critical tools for the emergency rescue operations at the dark as well for the other urgent actions directly in the area of emergency situations, since it is necessary to ensure a high level of illumination with constant intensity during the entire time of work. The current status of semiconductor technologies allows to create highly efficient high-power light sources, which allows to develop of a number of lighting systems based on LED sources (COB — chip-on-board — modules). But one of shortcoming of LED technology is a significant part of the electrical power is converted into the heat. So, such devices require special thermal management systems to ensure thermal requirements, which is determined primarily by the optical efficiency of COB modules and, accordingly, the total amount of electrical energy converted into heat. Today the heatsink based on passive two-phase heat transfer devices, such as heat pipes or vapor chambers, are widely used in the electronics and high-power LED lighting devices. In this case the thermal analysis of high-power LED lighting devices with such cooling systems at the early development stage is very important. So, in this work the thermal analysis of the three variants of high-power LED lighting device thermal management system with electrical power not less than 500 W was performed. The cooling systems designs based on aluminium heat sink with different two-phase heat transfer devices: heat pipes (copper powder heat pipes and aluminium grooved heat pipes), thermosyphons, pulsating heat pipes and vapor chamber were considered. The results of thermal simulation and their analysis of the above-mentioned cooling system variants options are shown in the paper. Based on thermal analysis of the cooling system design has been proposed and it has been shown that copper thermosyphons application with diameter 12 mm and with working fluid pentane in the aliminium heatsink increases its efficiency and ensures the heat dissipation at least 360 W by natural air convection into the environment at a maximum temperature of the LED COB module case of 100°C.
publisher	PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
publishDate	2025
url	https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2025.1-2.64
work_keys_str_mv	AT khairnasovsergii thermalanalysisofcoolingsystemsbasedontwophaseheattransferdevices AT kozakdmytro thermalanalysisofcoolingsystemsbasedontwophaseheattransferdevices AT khairnasovsergii teplovijanalízsistemoholodžennânaosnovídvofaznihteploperedavalʹnihpristroív AT kozakdmytro teplovijanalízsistemoholodžennânaosnovídvofaznihteploperedavalʹnihpristroív
first_indexed	2025-09-24T17:30:50Z
last_indexed	2025-11-08T03:02:54Z
_version_	1848189622604005376

Тепловий аналіз систем охолодження на основі двофазних теплопередавальних пристроїв

Репозитарії

Схожі ресурси