Yüksek güçlü LED'lere yönelik termoelektrik modül ve ısı borulu hibrit soğutma ünitesinin geliştirilmesi

Birçok avantaja sahip olan LED'ler tükettikleri elektrik enerjisinin yaklaşık %20'sini ışık enerjisine dönüştürebilirken, enerjinin geriye kalan %80'lik kısmı ise ısı enerjisi olarak açığa çıkmaktadır. LED'lerden optimum verim alınması ve LED'in kullanım ömrünün uzun olması, ortamdaki ısının uzaklaştırılmasıyla doğru orantılıdır. LED'lerin bilhassa yüksek ışık akısı gereken alanlarda kullanımı söz konusu olduğunda, ortamdan ısının uzaklaştırılmasına yönelik sistemlerin kullanımı zorunlu hale gelmektedir. Yüksek güçte LED'li aydınlatma sistemlerinde ısıl problemlerin çözümü için tek soğutma yönteminin yetersiz kaldığı durumlar için birden fazla soğutma sisteminin entegre edilmesi kaçınılmaz hale gelmektedir. Bu amaçla öncelikle ısı borulu soğutucu ve termoelektrik modüllü soğutucu olmak üzere iki farklı model tasarlanmıştır. Daha sonra bahse konu iki soğutucuyu üzerinde barındıran hibrit soğutma sistemi tasarlanmıştır. Hibrit soğutma sistemi ısı borusu öncelikli ve termoelektrik modül öncelikli olmak üzere iki farklı tasarımdan oluşmaktadır. Tasarlanan modellerin LED soğutma performansları nümerik analiz ve deneysel ölçümlerle incelenmiştir. Çalışmanın nümerik kısmında öncelikle tasarımı yapılan dört farklı soğutucu modelin HAD analizleri yapılmıştır. Elde edilen HAD simülasyon sonuçları deneysel testlerle desteklenerek sistem doğrulaması gerçekleştirilmiştir. Böylelikle farklı iki soğutma yönteminin birlikte kullanılması durumunda sistemin uyumluluk ve performansı belirlenmiştir. Soğutucu modeller arasında en düşük jonksiyon sıcaklığı, dolayısıyla en iyi soğutma performansı termoelektrik modül öncelikli hibrit soğutma ünitesinde elde edilmiştir.