一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统及方法技术方案

本发明专利技术属于散热技术领域，公开了一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统及方法，将水凝胶铺覆在LED照明设备的出光面上，通过水凝胶蒸发内部所含的水分及时带走所述LED照明设备的热量，在水凝胶内的水分不断蒸发后，通过补水装置对水凝胶进行补水。本发明专利技术解决了现有技术中LED器件系统庞大、工作温度高，只能在LED背光面进行散热的问题，本发明专利技术能够针对大功率LED器件出光面温度进行控制，抑制LED器件出光品质下降。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统及方法
本专利技术涉及散热
，尤其涉及一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统及方法。
技术介绍
近年来，随着LED的制备技术与散热技术的不断发展，LED逐渐取代传统光源成为现在的主流光源，广泛应用于建筑、医疗、军事、航天等许多行业。相比于传统光源(如荧光灯、金卤灯、高压汞灯)，LED具有环保无毒、光效高、设备简单、体积小、可调性好等优点。但LED的发展也存在一些问题，其中最突出的就是散热问题。LED的散热方式可以分为主动式散热和被动式散热。主动式散热常用辅助器件进行强制散热，如风冷、液冷和热管散热等。被动式散热是依靠热传导进行散热，使用高导热系数的基板和热界面材料、使用热沉、对LED芯片进行合理排布等方法都可以提高散热效率。然而，现有的各种散热设备都不可避免地存在着系统庞大、成本较高的缺点。另外，受LED照明功效的限制，大部分的散热设备只能在其反光面进行散热，不能有效地对LED照明设备的整体进行散热，导致大功率LED照明设备的出光面灼热，导致设备烧坏等问题。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统及方法，解决了现有技术中LED器件系统庞大、工作温度高，只能在LED背光面进行散热的问题。本申请实施例提供一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统，包括：水凝胶、补水装置；所述水凝胶铺覆在LED照明设备的出光面上，所述补水装置与所述水凝胶连通，所述水凝胶内的水分不断蒸发后，所述补水装置对所述水凝胶进行补水。优选的，所述水凝胶为双链水凝胶。优选的，所述补水装置包括补水管线和补水容器，所述补水管线由毛细材料制成，所述补水管线的两端分别与所述水凝胶、所述补水容器连通。优选的，所述补水装置包括补水容器、输水管、电动泵，所述电动泵设置在所述输水管上，所述输水管的两端分别与所述水凝胶、所述补水容器连通。优选的，所述水凝胶的边缘部分与所述LED照明设备出光面通过导热硅胶粘合在一起。本申请实施例提供一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热方法，将水凝胶铺覆在LED照明设备的出光面上，通过所述水凝胶蒸发内部所含的水分及时带走所述LED照明设备的热量；在所述水凝胶内的水分不断蒸发后，通过补水装置对所述水凝胶进行补水。优选的，所述水凝胶为双链水凝胶。优选的，所述将水凝胶铺覆在LED照明设备的出光面上的具体实现方式为：将所述水凝胶制成薄膜，得到水凝胶薄膜；所述水凝胶薄膜的面积大于所述LED照明设备出光面的面积；将所述水凝胶薄膜的边缘部分与所述LED照明设备出光面通过导热硅胶粘合在一起。优选的，所述补水装置包括补水管线和补水容器，所述补水管线由毛细材料制成，所述补水管线的两端分别与所述水凝胶、所述补水容器连通。优选的，所述补水装置包括补水容器、输水管、电动泵，所述电动泵设置在所述输水管上，所述输水管的两端分别与所述水凝胶、所述补水容器连通。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：在本申请实施例中，将水凝胶直接铺覆于大功率LED照明设备的出光面，在设备温度升高时蒸发掉水凝胶薄膜内部所含水分及时带走热量，抑制LED设备温度的持续升高。本专利技术运用了主动相变传热的方式有效地实现了散热，所采用的水凝胶具有良好的机械和热性能、透明度较高、可重复利用性强，可以在其完全溶胀的状态中含有超过其重量90％的水。本专利技术为水凝胶补水，满足LED照明设备的长时间工作需求，与传统的LED散热技术相比不消耗电能，有非常大的节能潜力。附图说明为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统中的双链水凝胶的内部结构图；图3为本专利技术实施例提供的一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热方法的实验效果曲线图。其中，1-LED照明设备、2-水凝胶、3-补水管线、4-补水容器；5-海藻酸盐凝胶中的钙离子交联、6-聚丙烯酰胺凝胶中N，N'-亚甲基双丙烯酰胺共价交联、7-海藻酸盐链的羧基和聚丙烯酰胺链的胺基之间的共价交联；8-未铺覆水凝胶时LED设备的温度变化曲线、9-铺覆水凝胶时LED设备的温度变化曲线。具体实施方式本申请实施例通过提供一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统及方法，解决了现有技术中LED器件系统庞大、工作温度高，只能在LED背光面进行散热的问题。本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统，包括：水凝胶、补水装置；所述水凝胶铺覆在LED照明设备的出光面上，所述补水装置与所述水凝胶连通，所述水凝胶内的水分不断蒸发后，所述补水装置对所述水凝胶进行补水。一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热方法，将水凝胶铺覆在LED照明设备的出光面上，通过所述水凝胶蒸发内部所含的水分及时带走所述LED照明设备的热量；在所述水凝胶内的水分不断蒸发后，通过补水装置对所述水凝胶进行补水。本专利技术将水凝胶直接铺覆于大功率LED照明设备的出光面，在设备温度升高时蒸发掉水凝胶薄膜内部所含水分及时带走热量，抑制LED设备温度的持续升高。本专利技术运用了主动相变传热的方式有效地实现了散热，所采用的水凝胶具有良好的机械和热性能、透明度较高、可重复利用性强，可以在其完全溶胀的状态中含有超过其重量90％的水。本专利技术为水凝胶补水，满足LED照明设备的长时间工作需求，与传统的LED散热技术相比不消耗电能，有非常大的节能潜力。为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。本专利技术的目的在于提供一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热技术，实现散热功能的主体是水凝胶。水凝胶具有较好的机械和热性能、透明度、可循环性，在大型LED照明设备工作时，含有水的水凝胶薄膜会处于高热流密度的情形下，内部的水会蒸发，通过相变带走相当多的热量，以达到散热的效果。优选的情况，采用双链水凝胶，双链水凝胶具有更高的透明度。可制备高透明的坚韧的双网状水凝胶薄膜，将水凝胶薄膜铺覆在大功率LED照明设备玻璃外表面上，并且通过水容器将水供应到水凝胶膜侧。双链水凝胶具有较好的机械和热性能、高透明度和可循环性，其冷却功率和吸水能力保持在50多个冷却循环。本专利技术的散热技术为大功率LED照明设备提供了一种新的散热形式，其高透明度、高吸水性的特点解决了传统散热技术无法在LED照明设备出光面冷却的问题，并且有效地冷却了照明灯管。具体的,本实施例提供了一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统如图1所示，主要通过两大部分组成：水凝胶2和补水装置，其中补水装置包括补水管线3和补水容器4。所述水凝胶2用于铺覆在LED照明设备1的出光面上，所述补水管线3的两端分别与所述水凝胶2、所述补水容器4连通。优选的情况，采用双链水凝胶，下面提供一种具体的双链水凝胶。本专利技术提供的一种具体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统，其特征在于，包括：水凝胶、补水装置；所述水凝胶铺覆在LED照明设备的出光面上，所述补水装置与所述水凝胶连通，所述水凝胶内的水分不断蒸发后，所述补水装置对所述水凝胶进行补水。

【技术特征摘要】
1.一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统，其特征在于，包括：水凝胶、补水装置；所述水凝胶铺覆在LED照明设备的出光面上，所述补水装置与所述水凝胶连通，所述水凝胶内的水分不断蒸发后，所述补水装置对所述水凝胶进行补水。2.根据权利要求1所述的应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统，其特征在于，所述水凝胶为双链水凝胶。3.根据权利要求1所述的应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统，其特征在于，所述补水装置包括补水管线和补水容器，所述补水管线由毛细材料制成，所述补水管线的两端分别与所述水凝胶、所述补水容器连通。4.根据权利要求1所述的应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统，其特征在于，所述补水装置包括补水容器、输水管、电动泵，所述电动泵设置在所述输水管上，所述输水管的两端分别与所述水凝胶、所述补水容器连通。5.根据权利要求1所述的应用于大功率LED照明设备出光面的散热系统，其特征在于，所述水凝胶的边缘部分与所述LED照明设备出光面通过导热硅胶粘合在一起。6.一种应用于大功率LED照明设备出光面的散热方法，其特征在于，将水凝胶铺覆在LED照...

【专利技术属性】
技术研发人员：程婷，郑怀，陈子林，刘胜，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42