CN103499080A - 水冷式大功率led植物生长灯及循环系统 - Google Patents

水冷式大功率led植物生长灯及循环系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水冷式大功率LED植物生长灯，包括外壳、LED光源模组和驱动电源，所述LED光源模组通过导线连接至所述驱动电源，所述外壳内设有可将所述外壳区隔形成上密封腔和下密封腔的供营养液通过的一水冷腔体，所述LED光源模组固定在所述水冷腔体的上外壁上，所述驱动电源固定在所述水冷腔体的下外壁上。本发明还公开了一种循环系统，利用营养液冷却LED光源，同时实现对营养液预热。本发明的多用途水冷式大功率LED植物生长灯及循环系统的散热效果好，能够充分利用热源，且体积小，成本低。

Description

水冷式大功率LED植物生长灯及循环系统
技术领域
本发明涉及一种LED植物生长灯，尤其涉及一种水冷式大功率LED植物生长灯及循环系统。
背景技术
影响LED照明系统的光效、寿命、工作可靠性的一个重要因素是此类照明装置的外部散热系统和导热结构。常规的空气冷却方式是采用热交换器进行空气冷却，这种冷却设备不仅效率低下，而且体积大、成本高、噪音大、振动大，受环境温度影响大，可靠性低，并且严重限制了LED照明系统的功率、光效、寿命、可靠性和使用范围。在大型植物工厂环境下要求高亮度、大功率，因此要具备高效率的散热系统；而且环境相对恶劣（湿度大）、维护困难（特定时间内甚至不允许维护），因此对可靠性又有更高的要求；同时照明光源的电力消耗为植物工厂主要成本之一；目前的LED照明系统中约有70%的电能转化为热能，浪费了能源。因此需要通过合理的散热模式提高光效，节约能耗有着尤其重要的意义。综上，一种更加合理、完善的散热解决方案亟待产生。
发明内容
本发明的目的一是提供一种水冷式大功率LED植物生长灯，散热效果好，且能够充分利用热源，避免造成能源浪费。
本发明的目的一是提供一种循环系统，散热效果好，且能够充分利用热源，避免造成能源浪费。
为实现上述目的一，本发明提供一种水冷式大功率LED植物生长灯，包括外壳、LED光源模组和驱动电源，所述LED光源模组通过导线连接至所述驱动电源，所述外壳内设有可将所述外壳区隔形成上密封腔和下密封腔的供营养液通过的一水冷腔体，所述LED光源模组固定在所述水冷腔体的上外壁上，所述驱动电源固定在所述水冷腔体的下外壁上。
较佳地，所述LED光源模组共晶焊接固定在所述水冷腔体的上外壁上。
较佳地，所述LED光源模组与所述水冷腔体的上外壁接触的基板为AlN陶瓷。
较佳地，所述的上密封腔和下密封腔内填充有氮气。
较佳地，所述水冷腔体的上壁和下壁延伸出所述外壳的两侧。
为实现上述目的二，本发明提供一种循环系统，包括营养液进液管道、营养液出液管道以及由多个大功率LED植物生长灯构成的发光单元阵列，所述发光单元阵列具有与各所述大功率LED植物生长灯的水冷腔体连通的一出液端和一进液端，所述出液端通过所述营养液进液管道连接至一植物生长区域，所述植物生长区域通过所述营养液出液管道连接至所述进液端。
较佳地，所述的多个大功率LED植物生长灯并联或串联设置。
较佳地，所述营养液出液管道上设有可控冷却系统和流控系统，所述营养液进液管道上设有可控冷热系统。
较佳地，所述流控系统为阀门、流量计、变频泵体、短路管或增压管。
与现有技术相比，本发明的水冷式大功率LED植物生长灯及循环系统通过设置水冷腔体，并使营养液经过水冷腔体，从而可以利用营养液给LED光源模组和驱动电源散热，使得大功率LED植物生长灯的散热效率得到提高，同时也给营养液加热，从而充分利用了热源；且大功率LED植物生长灯还具有体积小、成本低的特点。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明水冷式大功率LED植物生长灯的结构示意图。
图2为本发明循环系统的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。
请参考图1，所述的水冷式大功率LED植物生长灯包括外壳1、LED光源模组2和驱动电源3。所述LED光源模组2通过导线4连接至所述驱动电源3。
详细而言，所述外壳1内设有一水冷腔体11，所述水冷腔体11可将所述外壳1区隔形成上密封腔12和下密封腔13。所述的上密封腔12和下密封腔13内填充有氮气，从而可以提高多用途水冷式大功率LED植物生长灯的可靠性和延长其使用寿命，也可消除温湿度变化过程中的结露等现象。本具体实施例中，所述水冷腔体11的上壁和下壁延伸出所述外壳1的两侧。所述LED光源模组2具有能耗低、亮度高和使用寿命长的特点。所述LED光源模组2固定在所述水冷腔体11的上外壁上。本具体实施例中，所述LED光源模组2通过共晶焊接固定在所述水冷腔体11的上外壁上。且所述LED光源模组2与所述水冷腔体11的上外壁接触的基板21为AlN陶瓷。所述驱动电源3固定在所述水冷腔体11的下外壁上。所述导线4位于所述外壳1的内部，并与所述水冷腔体11相区隔，即电气部分可高可靠性密封，实现了水电分离。
请参考图2，所述的循环系统包括由多个大功率LED植物生长灯构成的发光单元阵列5、营养液进液管道6及营养液出液管道7。在具体实施例中，所述的多个大功率LED植物生长灯可以根据实际需要作并联或串联设置，所述的多个大功率LED植物生长灯在并联或串联之后形成的发光单元阵列5均具有与各所述大功率LED植物生长灯的水冷腔体11连通的一出液端51和一进液端52。其中，所述出液端51通过所述营养液进液管道6连接至一植物生长区域8。所述进液端52通过所述营养液出液管道7连接至所述植物生长区域8。所述的发光单元阵列5、营养液进液管道6、营养液出液管道7和植物生长区域8构成一个循环。所述营养液进液管道6上设有可控冷热系统（图中未示）。所述营养液出液管道7上设有可控冷却系统（图中未示）和流控系统9。所述流控系统9可为阀门、流量计、变频泵体、短路管或增压管等。所述的可控冷热系统和可控冷却系统可根据实际情况设置或不设置。
工作时，所述发光单元阵列5的大功率LED植物生长灯的LED光源模组2和驱动电源3散发热量，这部分热量由经过该大功率LED植物生长灯的水冷腔体11内的营养液吸收，使营养液的温度得到提高，从而充分利用了热源；在营养液温度提高的同时LED光源模组2和驱动电源3得到冷却，使得大功率LED植物生长灯的散热效率得到提高。营养液可通过营养液进液管道6上的可控冷热系统调节至合适温度后提供给植物生长区域8的植物生长用，并可由流控系统9控制其流速，营养液在植物生长区域8内经过滤和净化后通过在营养液出液管道7上的可控冷却系统调整为合适温度再通过所述发光单元阵列5，完成循环。
采用营养液吸收热能以散热的方式，可以把热能中的大部分有效导出并加以利用。以一组10kW的大功率LED植物生长灯为例，约有7kW电能最终转换为热能；在营养液大约为500kg，占地大约为20平方米室内，利用此循环系统和大功率LED植物生长灯，保守估计可以将其中5kW重复利用，合理配置流速、管路、液槽，可以使这些营养液在循环过程中稳定升温约10℃，在北方严寒季节里，无取暖但良好保暖室温在5℃-15℃，可以方便的自循环维持适宜营养液温度和室温，确保植物生长。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (9)

1.一种水冷式大功率LED植物生长灯，包括外壳、LED光源模组和驱动电源，所述LED光源模组通过导线连接至所述驱动电源，其特征在于：所述外壳内设有可将所述外壳区隔形成上密封腔和下密封腔的供营养液通过的一水冷腔体，所述LED光源模组固定在所述水冷腔体的上外壁上，所述驱动电源固定在所述水冷腔体的下外壁上。
2.如权利要求1所述的水冷式大功率LED植物生长灯，其特征在于：所述LED光源模组共晶焊接固定在所述水冷腔体的上外壁上。
3.如权利要求1所述的水冷式大功率LED植物生长灯，其特征在于：所述LED光源模组与所述水冷腔体的上外壁接触的基板为AlN陶瓷。
4.如权利要求1所述的水冷式大功率LED植物生长灯，其特征在于：所述的上密封腔和下密封腔内填充有氮气。
5.如权利要求1所述的水冷式大功率LED植物生长灯，其特征在于：所述水冷腔体的上壁和下壁延伸出所述外壳的两侧。
6.一种使用权利要求1所述的水冷式大功率LED植物生长灯的循环系统，其特征在于，包括：营养液进液管道、营养液出液管道以及由多个大功率LED植物生长灯构成的发光单元阵列，所述发光单元阵列具有与各所述大功率LED植物生长灯的水冷腔体连通的一出液端和一进液端，所述出液端通过所述营养液进液管道连接至一植物生长区域，所述植物生长区域通过所述营养液出液管道连接至所述进液端。
7.如权利要求6所述的循环系统，其特征在于：所述的多个大功率LED植物生长灯并联或串联设置。
8.如权利要求6所述的循环系统，其特征在于：所述营养液出液管道上设有可控冷却系统和流控系统，所述营养液进液管道上设有可控冷热系统。
9.如权利要求8所述的循环系统，其特征在于：所述流控系统为阀门、流量计、变频泵体、短路管或增压管。
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