LED Pendel leuchte Wärme

[Manuel K. (manuelk)]

Hallo Zusammen

Ich möchte eine LED Pendelleuchte aus Holz bauen.  Diese sollte so in 
etwa aussehen wie diese:

http://www.anibis.ch/de/haushalt-,-wohnen-beleuchtung-designerlampen--1792/high-end-led-pendelleuchte--5574993.aspx

Ich möchte etwa LED’s mit 15-20 Watt Leistung verbauen. Unten möchte ich 
ein Milchglas und auf den Seiten sowie Oben soll die Lampe mit Holz 
umschlossen sein. Mein Problem ist momentan dass ich noch keine Idee 
habe wie ich die 20Watt Wärme aus dieser Lampe bringen kann.

Folgende Überlegungen habe ich habe ich bereits gemacht:

-  ein Kleiner Lüfter einbauen welcher über unauffällige Löcher für 
Luftzirkulation sorgt.
-  Oben einen Schlitz fräsen bis zum Aluminium Träger mit den LED’s
-  Milchglas weglassen
-  Das Holz relativ dünnwandig machen damit die Wärme durch das Holz 
abgeleitet wird.

Wie würdet Ihr das Problem lösen?
Wie machen das die kommerziellen Anbieter? Ist Ihnen die Temperatur und 
somit die Lebensdauer egal?

Danke für eure Inputs.

Viele Grüsse Manuel

[Christian B. (cb1969)]

20W sind für diese Größe kein Problem. Ein paar Lüftungsöffnungen oben 
und fetisch ...

[Mr. Tom (Gast)]

Wenn der Innenraum anständig ausgehöhlt ist, kann die Lampe ihre 
Wärmeleistung bestimmt auch über die Oberfläche abgeben, ohne das es 
innen zu warm wird.
Rechne einfach mal mit deiner angestebten Baugröße die Flächen aus. Mit 
den Wärmeübergangswiderständen und der Wärmeleitfähigkeit vom Holz 
kannst du dann die Innentemperatur bei gegebener Leistung abschätzen.

[Läubi .. (laeubi)]

Manuel K. schrieb:
> sowie Oben soll die Lampe mit Holz umschlossen sein

Oben sieht man das doch eh nicht oder soll die so tief hängen? Du 
könntest also in der Mitte eine Streifen ALU als "Kühlkörper" einlassen.

Und selbst wenn das sichtbar ist könnte man das sicher auch nett ins 
Design einfließen lassen.

[Manuel K. (manuelk)]

Vielen Dank für die schnelle Rückmeldung. Für mich war klar dass dies 
nicht funktionieren kann, somit kam ich gar nicht auf die Idee dies zu 
rechnen. Vielen Dank für Inputs.

Ich habe dies ausgerechnet und komme auf einen maximalen Wämestrom von 
ca. 50 Watt.



A = 3 * 0.05m * 1.2m = 0.18m2
l = 0.01m
dT = 20K
Lambda = 0.09…0.19 W/m*K     =  0.14 W/m*K

Q. = A*La*dT /l

Q. = 0.18 * 0.14 * 20 / 0.01 = 50.4W


Danke und Viele Grüsse Manuel

[Mr. Tom (Gast)]

Manuel K. schrieb:
> Ich habe dies ausgerechnet und komme auf einen maximalen Wämestrom von
> ca. 50 Watt.

Da hast du nur die Wärmeleitfähigkeit des Holzes drin. Es fehlt noch der 
Wärmeübergang von Luft aufs Holz (innen) und wieder vom Holz an die 
Umgebungsluft (außen), i.e. das Isolationsvermögen der Grenzschicht.

[Manuel K. (manuelk)]

Vielen Dank Mr. Tom für deinen Hinweis. Das Habe ich vernachlässigt. ;-( 
und leider sieht die Rechnung dann wesentlich schlechter aus.


              dT
Q. = ----------------------  = ca. 15W
      R1th + R2th + R3th




l = 0.01m
dT = 20K
A = 0.18m2
Lambda = 0.09…0.19 W/m*K     =  0.14 W/m*K

alpha = ca. 10 ?

                                      1
R1th ~= R3th = Wärmeübergang =  ------------  = ca. 0.5
                                  alpha * A


          l
R2th = --------- = ca. 0.4
         La * A


Was würdest du für alpha einsetzen?

http://www.schweizer-fn.de/stoff/wuebergang_gase/wuebergang_gase.php

Viele grüsse

Manuel

[Mr. Tom (Gast)]

Manuel K. schrieb:
> Was würdest du für alpha einsetzen?

Vielleicht etwas in Richtung 8..10 W/m²K (ruhende Luft, etwas rauhe 
Oberfläche). Innen könnte man ein U-Profil aus Alu einklebe, das die 
Wärme gleichmäßig verteilt und einen besseren Wärmekontakt hat. Ein 
interner Lüfter würde auch helfen. Parallel zum Wärmeübergang durch 
Konvektion hat man unterstützend noch den Wärmeübergang durch Strahlung.
Vielleicht sollte man doch erstmal ein Rohmodell bauen und das mit ein 
paar DS18B20 spicken, um besser zu sehen, wie gut man mit der 
Abschätzung liegt.

[Manuel K. (manuelk)]

Vielen Dank für deine Rückmeldung.

Wenn ich kein Milchglas verwenden würde und nur die Leiterplatte mit 
Alukern dann könnte ich fast 15W über Strahlung abgeben.

0.75*5.6*10^-8*0.1*((273+60)^4-(273+30)^4 = ca. 15W

Welche maximale Betriebstemperatur würdest du einsetzen?
http://ch.mouser.com/pdfdocs/LCW_JDSH_EC.pdf

Theoretisch könnte dies ja 85°C sein, ich denke jedoch dass es besser 
ist mit ca. 60-70°C zu rechnen.

Deine Idee mit dem Alu U-Profil finde ich genial. Danke.

Auch ein Modell zu bauen macht sicherlich sinn...

Vielen Dank.

viele Grüsse Manuel