RU224443U1

RU224443U1 - PHYLIGHT WITH LIQUID COOLING

Info

Publication number: RU224443U1
Application number: RU2023136114U
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Ростовцев
Original assignee: Евгений Александрович Ростовцев
Filing date: 2023-12-29
Publication date: 2024-03-25

Abstract

Полезная модель относится к источникам искусственного освещения с использованием жидких охлаждающих веществ, предназначенным для обеспечения растениям, выращиваемым в теплицах, фитобоксах, гроубоксах и пр., естественного светового цикла (A01G9/24, F21V29/56). Заявленная полезная модель обеспечивает достижение следующего технического результата: создание фитосветильника с уменьшенным тепловыделением корпуса светодиодного блока. Данный технический результат обеспечивает фитосветильник с жидкостным охлаждением, включающий в себя светодиодный блок, резервуар для жидкости, а также теплообменный блок и циркуляционный насос, закрепленные на дне резервуара для жидкости, причем теплообменный блок содержит радиатор и вентилятор, выполненный с возможностью создания потока воздуха на радиаторе, причем светодиодный блок содержит охлаждающий блок, посредством подводящей трубы соединенный с циркуляционным насосом с возможностью подачи жидкости из резервуара в светодиодный блок, и также соединенный с отводящей трубой, выполненной с возможностью отвода жидкости от охлаждающего блока на радиатор теплообменного блока, причем радиатор оснащен тканевым покрытием, причем светодиодный блок выполнен в теплоизолирующем кожухе. 3 ил. The utility model relates to sources of artificial lighting using liquid cooling substances, designed to provide plants grown in greenhouses, phytoboxes, grow boxes, etc., with a natural light cycle (A01G9/24, F21V29/56). The claimed utility model ensures the achievement of the following technical result: the creation of a phytolight with reduced heat emission from the LED block housing. This technical result is provided by a liquid-cooled phytolight, which includes an LED unit, a liquid reservoir, as well as a heat exchange unit and a circulation pump mounted on the bottom of the liquid reservoir, wherein the heat exchange unit contains a radiator and a fan configured to create an air flow on the radiator , wherein the LED block contains a cooling block, via a supply pipe connected to a circulation pump with the ability to supply liquid from the reservoir to the LED block, and also connected to an outlet pipe configured to drain liquid from the cooling block to the radiator of the heat exchange block, wherein the radiator is equipped with a fabric covering , and the LED block is made in a heat-insulating casing. 3 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model relates

Полезная модель относится к источникам искусственного освещения с использованием жидких охлаждающих веществ, предназначенным для обеспечения растениям, выращиваемым в теплицах, фитобоксах, гроубоксах и пр., естественного светового цикла (A01G9/24, F21V29/56).The utility model relates to sources of artificial lighting using liquid cooling substances, designed to provide plants grown in greenhouses, phytoboxes, grow boxes, etc., with a natural light cycle (A01G9/24, F21V29/56).

Уровень техникиState of the art

В последнее время было предложено множество различных фитосветильников, в которых источники света в виде газоразрядных или люминесцентных ламп заменены на светодиоды (LED).Recently, many different phytolights have been proposed, in which light sources in the form of gas-discharge or fluorescent lamps are replaced with light-emitting diodes (LEDs).

Под термином «фитосветильник» в данном случае понимается источник искусственного света, который приспособлен для освещения растения, в частности который должен обеспечивать тот спектр электромагнитного излучения, который растения в природе получают от солнца, или хотя бы такой спектр, который удовлетворял бы потребности выращиваемых растений. Наиболее перспективным представляется использование светодиодов широкого светового спектра (380–840 нм), который может быть реализован как в виде набора источников света определенной длины волны, так и обеспечиваться одним светодиодом. Однако, необходимую для растений световую отдачу могут обеспечить только достаточно мощные источники света, причем, учитывая закон обратных квадратов, размещенные в непосредственной близости от освещаемых растений, которые при работе выделяют достаточно большое количество тепла, способное изменить микроклимат в зоне размещения растений, привести к их тепловому повреждению и существенно увеличивать испарение влаги. Во избежание этого, таким источникам света требуется активное охлаждение для эффективного применения в помещениях с контролируемой средой. The term “phytolight” in this case means a source of artificial light that is adapted to illuminate a plant, in particular, which should provide the spectrum of electromagnetic radiation that plants in nature receive from the sun, or at least such a spectrum that would satisfy the needs of the plants being grown. The most promising seems to be the use of LEDs with a wide light spectrum (380–840 nm), which can be implemented either as a set of light sources of a certain wavelength, or provided by a single LED. However, the light output necessary for plants can only be provided by sufficiently powerful light sources, and, taking into account the inverse square law, placed in close proximity to the illuminated plants, which during operation emit a sufficiently large amount of heat that can change the microclimate in the area where the plants are placed, leading to their thermal damage and significantly increase moisture evaporation. To avoid this, these light sources require active cooling to be used effectively in environmentally controlled environments.

Из уровня техники известна светодиодная фитолампа с системой охлаждения (RU2755678C1, опубл. 20.09.2021), которая содержит охладитель, установленный внутри корпуса светильника, трубопровод, к которому охладитель подключен через фитинг, радиатор с принудительным охлаждением вентилятором, трубопроводом для транспортировки жидкого хладагента к радиатору, распределительной гребенкой, насосом для циркуляции жидкого теплоносителя, при этом светодиоды установлены на охладителе, который расположен внутри корпуса, а радиатор установлен снаружи герметичного контура.An LED phytolamp with a cooling system is known from the prior art (RU2755678C1, publ. 09/20/2021), which contains a cooler installed inside the lamp body, a pipeline to which the cooler is connected through a fitting, a radiator with forced cooling by a fan, a pipeline for transporting liquid refrigerant to the radiator , a distribution comb, a pump for circulating the coolant liquid, while the LEDs are installed on a cooler, which is located inside the housing, and the radiator is installed outside the sealed circuit.

Из уровня техники также известна Комбинированная энергосберегающая светодиодная лампа для выращивания растений с водяным охлаждением (CN217584247U, опубл. 14.10.2022), в которой светодиодная лампа установлена на охладителе с принудительной циркуляцией воды, а радиатор охлаждения с вентилятором установлены отдельно.Also known from the prior art is a combined energy-saving LED lamp for growing plants with water cooling (CN217584247U, published 10/14/2022), in which the LED lamp is installed on a cooler with forced water circulation, and the cooling radiator with a fan is installed separately.

Наиболее близкими по технической сущности являются Светодиодные фито – светильники HydroLED® с жидкостным охлаждением (https://www.hydroled.ru/), в которых светодиоды расположены на поверхности трубки с циркулирующей охлаждающей жидкостью, а бак, радиатор и вентиляторы расположены в отдельном корпусе из нержавеющей стали.The closest in technical essence are LED phyto-lamps HydroLED® with liquid cooling (https://www.hydroled.ru/), in which the LEDs are located on the surface of a tube with circulating coolant, and the tank, radiator and fans are located in a separate housing made of stainless steel.

Недостатком данных аналогов и прототипа является то, что блок охлаждения светодиодов (охладитель), на котором установлены светодиоды, при достаточной мощности светодиода/дов, сам будет изменять свою температуру (нагреваться) за счет постепенного повышения температуры охлаждающей жидкости и непосредственно выделять дополнительное тепло в зоне размещения растений, что может приводить к повышению температуры и, соответственно, создавать некомфортные условия для освещаемых растений.The disadvantage of these analogues and the prototype is that the LED cooling unit (cooler) on which the LEDs are installed, with sufficient power of the LED/s, will itself change its temperature (heat up) due to a gradual increase in the temperature of the coolant and directly release additional heat in the zone placement of plants, which can lead to an increase in temperature and, accordingly, create uncomfortable conditions for illuminated plants.

Под «зоной размещения растений» в данном случае понимается ограниченное, обычно изолированное, пространство, в котором происходит выращивание растений, и поддерживается определенный микроклимат (контролируемая температура и влажность), например, фитобокс, гроубокс, полка стеллажа в теплице и пр.In this case, the “plant placement area” means a limited, usually isolated, space in which plants are grown and a certain microclimate (controlled temperature and humidity) is maintained, for example, a phytobox, a growbox, a shelf in a greenhouse, etc.

Раскрытие сущности полезной модели.Disclosure of the essence of the utility model.

Технической проблемой, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является уменьшение влияния нагрева охладителя на поддержание комфортной температуры освещаемых растений.The technical problem that this utility model is aimed at solving is reducing the influence of the cooler heating on maintaining a comfortable temperature for the illuminated plants.

Техническим результатом полезной модели является создание фитосветильника с уменьшенным тепловыделением корпуса светодиодного блока.The technical result of the utility model is the creation of a phytolight with reduced heat emission from the LED block housing.

Под тепловыделением светодиодного блока понимается процесс отдачи тепла от корпуса светодиодного блока в окружающий воздух.The heat dissipation of an LED block refers to the process of heat transfer from the body of the LED block to the surrounding air.

Данный технический результат обеспечивает фитосветильник с жидкостным охлаждением, включающий в себя светодиодный блок, резервуар для жидкости, а также теплообменный блок и циркуляционный насос, закрепленные на дне резервуара для жидкости, причем теплообменный блок содержит радиатор и вентилятор, выполненный с возможностью создания потока воздуха на радиаторе, причем светодиодный блок содержит охлаждающий блок, посредством подводящей трубы соединенный с циркуляционным насосом с возможностью подачи жидкости из резервуара в светодиодный блок, и также соединенный с отводящей трубой, выполненной с возможностью отвода жидкости от охлаждающего блока на радиатор теплообменного блока, причем радиатор оснащен тканевым покрытием, причем светодиодный блок выполнен в теплоизолирующем кожухе.This technical result is provided by a liquid-cooled phytolight, which includes an LED unit, a liquid reservoir, as well as a heat exchange unit and a circulation pump mounted on the bottom of the liquid reservoir, wherein the heat exchange unit contains a radiator and a fan configured to create an air flow on the radiator , wherein the LED block contains a cooling block, via a supply pipe connected to a circulation pump with the ability to supply liquid from the reservoir to the LED block, and also connected to an outlet pipe configured to drain liquid from the cooling block to the radiator of the heat exchange block, wherein the radiator is equipped with a fabric covering , and the LED block is made in a heat-insulating casing.

В частности, теплоизолирующий кожух светодиода выполнен из теплоизоляционного материала, например, пенополистирола, пенопласта, пенополиуретана.In particular, the heat-insulating casing of the LED is made of heat-insulating material, for example, polystyrene foam, polystyrene foam, polyurethane foam.

В частности, теплоизолирующий кожух светодиода выполнен с отражающим тепло внутренним покрытием, например фольгированным.In particular, the heat-insulating casing of the LED is made with a heat-reflecting internal coating, for example foil.

В частности, светодиод смонтирован непосредственно на блоке охлаждения.In particular, the LED is mounted directly on the cooling unit.

В частности, блок охлаждения не имеет контакта со стенками теплоизолирующего кожуха, например смонтирован на дистанционных проставках. In particular, the cooling unit does not have contact with the walls of the heat-insulating casing; for example, it is mounted on spacers.

В частности, радиатор охлаждения жидкости выполнен в виде пластин теплопроводящего материала, например металла.In particular, the liquid cooling radiator is made in the form of plates of heat-conducting material, for example metal.

В частности, радиатор охлаждения жидкости выполнен в виде пространственного каркаса.In particular, the liquid cooling radiator is made in the form of a spatial frame.

В частности, на радиаторе охлаждения жидкости смонтирована гигроскопичная ткань, например шерстяная, шелковая или вискозная.In particular, a hygroscopic fabric, such as wool, silk or viscose, is mounted on the liquid cooling radiator.

В частности, светодиодный блок содержит дополнительный энергонезависимый светодиод малой мощности. In particular, the LED block contains an additional low-power, non-volatile LED.

Краткое описание чертежей: Brief description of drawings:

Фиг.1 - Общий вид заявленного фитосветильника с жидкостным охлаждением.Figure 1 - General view of the claimed phytolight with liquid cooling.

Фиг.2 - Светодиодный блок фитосветильника с фиг.1.Fig.2 - LED block of the phytolight from Fig.1.

Фиг.3 - Изменение температуры в боксе в зависимости от времениFigure 3 - Temperature change in the box depending on time

На фигурах обозначено: 1 – светодиодный блок; 2 – теплообменный блок; 3 – циркуляционный насос; 4 – резервуар; 5 – подводящая труба; 6 – отводящая труба; 7 – кожух; 8 – корпус охлаждающего блока; 9 – дистанционные проставки; 10 - основной светодиод; 11 – резервный светодиод; 12 – теплопроводящая подложка; 13 – отражатель; 14 – рассеиватель; 15 – крепежный элемент; 16 – радиатор; 17 – вентилятор.The figures indicate: 1 – LED block; 2 – heat exchange block; 3 – circulation pump; 4 – reservoir; 5 – supply pipe; 6 – outlet pipe; 7 – casing; 8 – cooling block housing; 9 – spacers; 10 - main LED; 11 – backup LED; 12 – heat-conducting substrate; 13 – reflector; 14 – diffuser; 15 – fastening element; 16 – radiator; 17 – fan.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Заявленный фитосветильник с жидкостным охлаждением включает в себя светодиодный блок 1, а также теплообменный блок 2 и соединенный со светодиодным блоком 1 циркуляционный насос 3, закрепленные на дне резервуара 4 для жидкости.The claimed liquid-cooled phytolight includes an LED unit 1, as well as a heat exchange unit 2 and a circulation pump 3 connected to the LED unit 1, fixed to the bottom of the liquid reservoir 4.

Светодиодный блок 1, посредством подводящей трубы 5, соединен с циркуляционным насосом 3 с возможностью подачи жидкости в светодиодный блок 1, и также соединен с отводящей трубой 6, выполненной с возможностью отвода жидкости от светодиодного блока 1 к теплообменному блоку 2.The LED unit 1, through a supply pipe 5, is connected to a circulation pump 3 with the ability to supply liquid to the LED unit 1, and is also connected to an outlet pipe 6, configured to drain liquid from the LED unit 1 to the heat exchange unit 2.

Подводящая труба 5 и отводящая труба 6 выполнены из металла, ПВХ, резины или силикона и зафиксированы на трансформируемом каркасе (на фигурах не показан) с помощью стяжек, хомутов или скотча, и разъемно, с помощью фитинга, муфты, хомута или на резьбе, или неразъемно, путем сварки, пайки или вклейки, соединены со светодиодным блоком 1. The inlet pipe 5 and the outlet pipe 6 are made of metal, PVC, rubber or silicone and are fixed to a transformable frame (not shown in the figures) using ties, clamps or tape, and detachably, using a fitting, coupling, clamp or thread, or permanently connected by welding, soldering or gluing to the LED block 1.

Светодиодный блок 1 включает в себя теплоизолирующий кожух 7, например, в форме прямоугольного параллелепипеда, выполненный из теплоизоляционного материала (материала, который обладает теплопроводностью не более 0,175 Вт/м °С), например, пенополистирола, пенопласта или пенополиуретана, или выполнен из многослойного материала, содержащего один или несколько слоев теплоизоляционного материала, и, предпочтительно, имеет отражающее тепло покрытие стенок с внутренней стороны, выполненное, например, из металлической фольги. Такое исполнение кожуха обеспечивает уменьшение нагрева стенок кожуха 7 изнутри, минимизацию теплопереноса через стенки кожуха наружу и уменьшение тепловыделения от наружной поверхности светодиодного блока.LED block 1 includes a heat-insulating casing 7, for example, in the shape of a rectangular parallelepiped, made of thermal insulation material (material that has a thermal conductivity of no more than 0.175 W/m °C), for example, polystyrene foam, polystyrene foam or polyurethane foam, or made of multilayer material , containing one or more layers of heat-insulating material, and, preferably, has a heat-reflecting coating of the walls on the inside, made, for example, of metal foil. This design of the casing ensures a reduction in heating of the walls of the casing 7 from the inside, minimization of heat transfer through the walls of the casing to the outside and a reduction in heat generation from the outer surface of the LED block.

Внутри теплоизолирующего кожуха 7 размещается корпус 8 охлаждающего блока, закрепленный в кожухе 7 путем дистанционных проставок 9, выполненных из плохо проводящего тепло материала, например, пластика или дерева, исключающих непосредственный контакт стенок кожуха 7 и стенок корпуса 8 охлаждающего блока во избежание контактного теплопереноса и нагрева стенок кожуха 7, а также обеспечивающих дополнительную теплоизоляцию кожуха 7 за счет создания воздушного, плохо проводящего тепло, зазора между стенками корпуса 8 охлаждающего блока и стенками кожуха 7, уменьшающего нагрев кожуха 7 изнутри и снижающего тепловыделение светодиодного блока наружу через стенки.Inside the heat-insulating casing 7 there is a housing 8 of the cooling unit, fixed in the casing 7 by means of spacers 9 made of a poorly conductive heat material, for example, plastic or wood, which prevent direct contact between the walls of the casing 7 and the walls of the housing 8 of the cooling unit in order to avoid contact heat transfer and heating walls of the casing 7, as well as providing additional thermal insulation of the casing 7 by creating an airy, poorly conductive heat gap between the walls of the housing 8 of the cooling block and the walls of the casing 7, reducing the heating of the casing 7 from the inside and reducing the heat emission of the LED block to the outside through the walls.

Корпус 8 охлаждающего блока выполнен с внутренней полостью из материала с высокой теплопроводностью, например, металла, в частности, из алюминия или меди, для обеспечения теплообмена между охлаждающей жидкостью, циркулирующей внутри, и светодиодами, смонтированными снаружи корпуса 8 для более эффективной теплоотдачи, в форме, предпочтительно, прямоугольного параллелепипеда.The housing 8 of the cooling unit is made with an internal cavity made of a material with high thermal conductivity, for example, metal, in particular aluminum or copper, to ensure heat exchange between the coolant circulating inside and the LEDs mounted outside the housing 8 for more efficient heat transfer, in the form , preferably a rectangular parallelepiped.

На одной из плоскостей корпуса 8 охлаждающего блока смонтированы основной светодиод 10 и резервный светодиод 11, на одном из торцов корпуса 8 охлаждающего блока выполнены штуцеры подводящей 5 и отводящей 6 трубы. Во внутреннем пространстве корпуса 8 охлаждающего блока могут быть предусмотрены внутренние перегородки, предназначенные для организации ламинарного потока жидкости по всему объему корпуса 8 охлаждающего блока, обеспечивающего равномерный и эффективный теплоотвод со всей поверхности корпуса 8. On one of the planes of the housing 8 of the cooling unit, the main LED 10 and the backup LED 11 are mounted, at one of the ends of the housing 8 of the cooling unit there are fittings for the inlet 5 and outlet 6 pipes. In the internal space of the housing 8 of the cooling unit, internal partitions can be provided, designed to organize a laminar flow of liquid throughout the entire volume of the housing 8 of the cooling unit, ensuring uniform and effective heat removal from the entire surface of the housing 8.

Основной светодиод 10 представляет собой светодиод со спектром излучения от 380 нм до 840 нм, наиболее благоприятным для роста и развития растений, и мощностью от 40 Вт для обеспечения достаточной степени освещенности густых многолистных и/или кучно размещенных растений. Резервный светодиод 11 представляет собой белый светодиод с малым энергопотреблением мощностью до 5 Вт, предназначенный для освещения зоны растений в условиях отключения электроэнергии с целью недопущения аварийного прерывания светового цикла растений.The main LED 10 is an LED with an emission spectrum from 380 nm to 840 nm, most favorable for the growth and development of plants, and a power of 40 W to provide a sufficient degree of illumination for dense multi-leaf and/or clustered plants. The backup LED 11 is a white LED with low power consumption of up to 5 W, designed to illuminate the plant area during a power outage in order to prevent emergency interruption of the plant light cycle.

Основной светодиод 10 и резервный светодиод 11 смонтированы на корпусе 8 охлаждающего блока путем приклейки на теплопроводящую подложку 12, выполненную в частности, из термопасты или термоклея, обеспечивая, таким образом, эффективный перенос тепла от светодиода, через стенку корпуса 8, к охлаждающей жидкости и, как следствие, более эффективное охлаждение светодиода и уменьшение теплового потока от светодиода к стенке светодиодного блока. The main LED 10 and the backup LED 11 are mounted on the housing 8 of the cooling unit by gluing to a heat-conducting substrate 12, made, in particular, of thermal paste or hot-melt adhesive, thus ensuring effective heat transfer from the LED, through the wall of the housing 8, to the coolant and, as a result, more efficient cooling of the LED and a reduction in heat flow from the LED to the wall of the LED block.

На основание каждого светодиода смонтированы отражатели 13, выполненные из металла или пластика с полированной отражающей поверхностью внутри, и рассеиватели 14, выполненные прозрачными из пластика или стекла, закрепленные резьбовыми крепежными элементами 15.Reflectors 13, made of metal or plastic with a polished reflective surface inside, and diffusers 14, made of transparent plastic or glass, secured with threaded fasteners 15, are mounted on the base of each LED.

Теплообменный блок 2 предназначен для охлаждения жидкости, поступающей из светодиодного блока 1, и включает в себя радиатор 16 со смонтированным на нем электрическим нагнетающим вентилятором 17, например, стандартным вентилятором-кулером, расположенным с возможностью обдува радиатора 16, и выполненным с защитой от воды классом не ниже IP65. The heat exchange unit 2 is designed to cool the liquid coming from the LED unit 1, and includes a radiator 16 with an electric blower fan 17 mounted on it, for example, a standard cooler fan, located with the ability to blow on the radiator 16, and made with water protection class not lower than IP65.

Наличие вентилятора 17, обдувающего радиатор 16, обеспечивает ускоренное и более эффективное охлаждение жидкости за счет ее испарения на поверхности радиатора, что обеспечивает снижение температуры жидкости, поступающей из теплообменного блока 2 в резервуар 4 и, следовательно, снижение температуры жидкости, подаваемой циркуляционным насосом 3 в блок 1 светодиодов, за счет чего происходит более эффективное охлаждение блока и уменьшение выделения тепла от блока 1 наружу.The presence of a fan 17 blowing the radiator 16 provides faster and more efficient cooling of the liquid due to its evaporation on the surface of the radiator, which reduces the temperature of the liquid coming from the heat exchange unit 2 into the reservoir 4 and, consequently, reducing the temperature of the liquid supplied by the circulation pump 3 into block 1 of LEDs, due to which the block is more efficiently cooled and the heat emission from block 1 to the outside is reduced.

Охлаждающий эффект от испарения жидкости обусловлен физическими свойствами процесса испарения, которое представляет собой переход вещества из жидкого состояния в газообразное при поглощении энергии из окружающей среды. Этот процесс приводит к снижению температуры объекта, с которого происходит испарение. Таким образом, испарение жидкости, интенсифицированное обдувом вентилятора, обеспечивает охлаждение как самой жидкости, так и радиатора, выполненного из теплопроводящего материала, который, будучи наполовину погружен в охлаждающую жидкость в резервуаре 4, в свою очередь охлаждает жидкость, контактирующую с ним. The cooling effect of liquid evaporation is due to the physical properties of the evaporation process, which is the transition of a substance from a liquid to a gaseous state when absorbing energy from the environment. This process leads to a decrease in the temperature of the object from which evaporation occurs. Thus, the evaporation of liquid, intensified by the fan blowing, provides cooling of both the liquid itself and the radiator, made of heat-conducting material, which, being half immersed in the coolant in reservoir 4, in turn cools the liquid in contact with it.

Радиатор 16 представляет собой конструкцию из материала с высокой теплопроводностью, например, из металла, в частности, алюминия или меди, выполненную в виде нескольких прямоугольных пластин, соединенных между собой перемычками, или представляет собой пространственный каркас, выполненный из теплопроводящего материала, например, металлической проволоки, железной, алюминиевой или медной. The radiator 16 is a structure made of a material with high thermal conductivity, for example, metal, in particular aluminum or copper, made in the form of several rectangular plates interconnected by jumpers, or is a spatial frame made of heat-conducting material, for example, metal wire , iron, aluminum or copper.

Нижняя часть радиатора 16 закреплена на дне резервуара 4 с охлаждающей жидкостью путем, например, приклейки водостойким клеем, болтового соединения, на резьбовых шпильках или на винтах.The lower part of the radiator 16 is fixed to the bottom of the coolant reservoir 4 by, for example, gluing with waterproof glue, bolting, threaded rods or screws.

На радиаторе 16, путем наклейки, обшивки или обтяжки, смонтирован тканевый чехол (на фигурах не показан), выполненный из материала с высокой гигроскопичностью, например, из шерстяной, шелковой или вискозной ткани, обеспечивающей удержание жидкости в зоне обдува вентилятора 17, увеличение площади холодного испарения, и, следовательно, интенсификацию процесса охлаждения жидкости, которая подается для охлаждения блока 1 светодиодов, за счет чего происходит более эффективное охлаждение блока и уменьшение выделения тепла от блока 1 наружу. On the radiator 16, by sticking, covering or covering, a fabric cover (not shown in the figures) is mounted, made of a highly hygroscopic material, for example, wool, silk or viscose fabric, which ensures retention of liquid in the blowing area of the fan 17, increasing the area of the cold evaporation, and, consequently, intensification of the cooling process of the liquid, which is supplied to cool the block 1 of LEDs, due to which more efficient cooling of the block occurs and a reduction in heat release from the block 1 to the outside.

Охлажденная таким образом жидкость поступает в резервуар 4, откуда забирается циркуляционным насосом 3, и, по подводящей трубе 5, поступает в светодиодный блок, охлаждая его изнутри, и снижая, таким образом, тепловыделение через стенки блока.The liquid cooled in this way enters the reservoir 4, from where it is taken by the circulation pump 3, and, through the supply pipe 5, enters the LED block, cooling it from the inside, and thus reducing the heat emission through the walls of the block.

Циркуляционный насос 3 представляет собой электрический циркуляционный насос погружного типа, с классом защиты не менее IP67, закрепленный на дне резервуара 4 с охлаждающей жидкостью путем, например, приклейки водостойким клеем, болтового соединения, на резьбовых шпильках или на винтах. Наличие циркуляционного насоса обеспечивает перемещение охлаждающей жидкости от светодиодного блока 1 к теплообменному блоку 2 и в обратном направлении, что позволяет охлаждающей жидкости забирать тепло от светодиодного блока, снижая тепловыделение через его стенки.The circulation pump 3 is an electric circulation pump of a submersible type, with a protection class of at least IP67, fixed to the bottom of the coolant tank 4 by, for example, gluing with waterproof glue, bolting, threaded rods or screws. The presence of a circulation pump ensures the movement of coolant from LED block 1 to heat exchange block 2 and in the opposite direction, which allows the coolant to take heat from the LED block, reducing heat generation through its walls.

К выводящему штуцеру циркуляционного насоса 3 разъемно, с помощью фитинга, муфты, хомута или на резьбе, или неразъемно, путем сварки, пайки или вклейки, подсоединена подводящая труба 5, другой конец которой таким же образом подсоединен к подводящему штуцеру на корпусе 8 охлаждающего блока.A supply pipe 5 is connected to the outlet fitting of the circulation pump 3 detachably, using a fitting, coupling, clamp or thread, or permanently, by welding, soldering or gluing, the other end of which is connected in the same way to the supply fitting on the housing 8 of the cooling unit.

Резервуар 4 представляет собой открытый сверху сосуд для жидкости с плоским дном, предпочтительно в форме прямоугольного параллелепипеда, выполненный из пластика, металла или стекла, с возможностью вмещения любых химически не агрессивных жидкостей, пригодных для использования в качестве охлаждающих жидкостей, например, воды. Предпочтительно использовать летучие, или волатильные, вещества, например, органические спирты.Reservoir 4 is an open-top container for liquid with a flat bottom, preferably in the shape of a rectangular parallelepiped, made of plastic, metal or glass, with the ability to accommodate any chemically non-aggressive liquids suitable for use as coolants, for example, water. It is preferable to use volatile, or volatile, substances, for example, organic alcohols.

На дне резервуара 4 жестко закреплены теплообменный блок 2 и циркуляционный насос 3, например, приклеены водостойким клеем, прикреплены болтами, резьбовыми шпильками или на винтах.At the bottom of the tank 4, the heat exchange unit 2 and the circulation pump 3 are rigidly fixed, for example, glued with waterproof glue, attached with bolts, threaded rods or screws.

К отводящему штуцеру, расположенному на корпусе 8 охлаждающего блока, разъемно, с помощью фитинга, муфты, хомута или на резьбе, или неразъемно, путем сварки, пайки или вклейки, подсоединена отводящая труба 6, другой конец которой расположен над верхней частью радиатора 16 теплообменного блока и зафиксирован в позиции, обеспечивающей возможность охлаждающей жидкости, поступающей из корпуса 8 охлаждающего блока, попадать на верхнюю часть радиатора 16, пропитывать ткань, размещенную на радиаторе, и, охлаждаясь при испарении под действием вентилятора 17, стекать в резервуар 4 по пластинам радиатора или по тканевым ребрам каркаса.An outlet pipe 6 is connected to the outlet fitting located on the housing 8 of the cooling unit, detachably, using a fitting, coupling, clamp or thread, or permanently, by welding, soldering or gluing, the other end of which is located above the upper part of the radiator 16 of the heat exchange unit and is fixed in a position that allows the coolant coming from the housing 8 of the cooling unit to fall on the upper part of the radiator 16, saturate the fabric placed on the radiator, and, cooling during evaporation under the action of the fan 17, flow into the reservoir 4 along the radiator plates or along fabric ribs of the frame.

Несколько светодиодных блоков 1 могут быть подсоединены к одному теплообменному блоку 2 и циркуляционному насосу 3 путем установки соответствующих тройников или разветвителей на трубы 5 и 6.Several LED blocks 1 can be connected to one heat exchange block 2 and circulation pump 3 by installing appropriate tees or splitters on pipes 5 and 6.

Светодиодный блок 1, теплообменный блок 2 и циркуляционный насос 3, предпочтительно, электрически подсоединены к блоку управления питанием и исполнительными устройствами (на фигурах не показан), выполненному с возможностью программирования времени включения и выключения основного светодиода 10 для обеспечения цикла инсоляции растений, а также совмещенному или подключенному к резервному источнику питания (аккумулятору) для обеспечения работы резервного светодиода 11 во время отключения электроэнергии. Также блок управления выполнен с возможностью подключения датчика контроля температуры основного светодиода 10 с возможностью его отключения при перегреве, внешних датчиков температуры и влажности воздуха, размещенных непосредственно в зоне нахождения растений, и исполнительного устройства, например, канального вентилятора, с возможностью регулирования потока в зависимости от температуры и влажности воздуха, а также модуля Bluetooth для осуществления дистанционного контроля и управления. Блок управления содержит информационную панель состояния светильника.The LED unit 1, the heat exchange unit 2 and the circulation pump 3 are preferably electrically connected to a power control unit and actuators (not shown in the figures), configured to program the on and off time of the main LED 10 to provide a plant insolation cycle, as well as a combined or connected to a backup power source (battery) to ensure the operation of the backup LED 11 during a power outage. Also, the control unit is made with the ability to connect a temperature control sensor of the main LED 10 with the ability to turn it off when overheated, external temperature and air humidity sensors located directly in the area where the plants are located, and an actuator, for example, a duct fan, with the ability to regulate the flow depending on air temperature and humidity, as well as a Bluetooth module for remote monitoring and control. The control unit contains an information panel for the status of the lamp.

Заявленный фитосветильник используют следующим образом:The claimed phytolight is used as follows:

Резервуар 4, со смонтированными в нем теплообменным блоком 2 и циркуляционным насосом 3, располагают на горизонтальной поверхности вне зоны размещения растений (гроубокса, фитобокса, полки стеллажа, в другом помещении) и заполняют водой или другим жидким хладагентом примерно до половины высоты радиатора 16. Светодиодный блок 1 размещают непосредственно над освещаемым растением таким образом, чтобы оно полностью находилось в конусе света, образуемом отражателем 13 и рассеивателем 14 при работе основного светодиода 10.Reservoir 4, with a heat exchange unit 2 and a circulation pump 3 mounted in it, is placed on a horizontal surface outside the plant placement area (grow box, phytobox, rack shelf, in another room) and filled with water or other liquid refrigerant to approximately half the height of the radiator 16. LED block 1 is placed directly above the illuminated plant so that it is completely within the cone of light formed by the reflector 13 and diffuser 14 when the main LED 10 is operating.

Запускают циркуляционный насос 3 и включают вентилятор 17. Затем включают основной светодиод 10.The circulation pump 3 is started and the fan 17 is turned on. Then the main LED 10 is turned on.

Охлаждающая жидкость, подаваемая циркуляционным насосом 3 из резервуара 4, по подводящей трубе 5 поступает в корпус 8 охлаждающего блока, где, через контакт его теплопроводящих стенок с теплопроводящей подложкой 12, на которой расположен основной светодиод 10, забирает часть тепла, образующегося при работе основного светодиода 10. Нагретая таким образом жидкость выходит из корпуса 8 охлаждающего блока по отводящей трубе 6 и попадает на верхнюю часть радиатора 16, стекает по нему в резервуар 4, одновременно охлаждаясь за счет испарения под действием потока воздуха от вентилятора 17. Наличие тканевого покрытия ребер радиатора 16 замедляет скорость стекания, увеличивает время обдува и общую площадь испарения, повышая, таким образом, эффективность и степень охлаждения жидкости. Охлажденная жидкость попадает обратно в резервуар 4, забирается циркуляционным насосом 3 и снова поступает в цикл охлаждения.The coolant supplied by the circulation pump 3 from the reservoir 4, through the supply pipe 5, enters the housing 8 of the cooling unit, where, through the contact of its heat-conducting walls with the heat-conducting substrate 12, on which the main LED 10 is located, it takes away part of the heat generated during operation of the main LED 10. The liquid heated in this way leaves the housing 8 of the cooling unit through the outlet pipe 6 and enters the upper part of the radiator 16, flows along it into the reservoir 4, while being cooled due to evaporation under the action of the air flow from the fan 17. The presence of a fabric covering of the radiator fins 16 slows down the flow rate, increases the blowing time and the total area of evaporation, thus increasing the efficiency and degree of cooling of the liquid. The cooled liquid returns to the reservoir 4, is taken up by the circulation pump 3 and again enters the cooling cycle.

По мере работы основного светодиода 10 температура охлаждающей жидкости повышается, повышая, таким образом, температуру корпуса 8 охлаждающего блока, тепловое излучение которого отражается внутренним покрытием кожуха 7 и рассеивается в воздушном зазоре, образованном дистанционными проставками 9 между корпусом 8 и стенками кожуха 7, обладающими низкой теплопроводностью, минимизируя, таким образом, выделение тепла от светодиодного блока наружу.As the main LED 10 operates, the temperature of the coolant rises, thus increasing the temperature of the housing 8 of the cooling unit, the thermal radiation of which is reflected by the internal coating of the housing 7 and is dissipated in the air gap formed by the spacers 9 between the housing 8 and the walls of the housing 7, which have a low thermal conductivity, thus minimizing the release of heat from the LED block to the outside.

В предпочтительном варианте исполнения, включение и выключение основного светодиода 10, циркуляционного насоса 3 и вентилятора 17 осуществляется по заранее запрограммированному циклу блоком управления питанием и исполнительными устройствами. При поступлении сигнала от датчика контроля температуры основного светодиода 10 о нагреве выше заданного значения, блок управления отключает основной светодиод 10 и включает резервный светодиод 11 малой мощности для недопущения аварийного прерывания светового цикла растений и имитации «пасмурного дня». После остывания основного светодиода 10 до заданной температуры, блок управления продолжает заданный цикл инсоляции.In the preferred embodiment, turning on and off the main LED 10, the circulation pump 3 and the fan 17 is carried out according to a pre-programmed cycle by the power control unit and actuators. When a signal is received from the temperature control sensor of the main LED 10 about heating above the set value, the control unit turns off the main LED 10 and turns on the backup low-power LED 11 to prevent emergency interruption of the light cycle of plants and the simulation of a “cloudy day”. After the main LED 10 cools down to the set temperature, the control unit continues the specified insolation cycle.

При наличии внешних датчиков температуры и влажности воздуха, размещенных в зоне нахождения растений, блок управления запускает, например, канальный вентилятор, регулируя поток в зависимости от показателей.If there are external temperature and air humidity sensors located in the area where the plants are located, the control unit starts, for example, a duct fan, adjusting the flow depending on the indicators.

При аварийном отключении электроэнергии включается резервный светодиод 11, питающийся от независимого источника энергии (аккумулятора), что позволяет растению завершить цикл инсоляции в условиях «пасмурного дня», избегая, таким образом, стресса, вызывающего существенное замедление роста и развития растения, а иногда и его гибель.In the event of an emergency power outage, the backup LED 11 is turned on, powered by an independent energy source (battery), which allows the plant to complete the insolation cycle under “cloudy day” conditions, thus avoiding stress, which causes a significant slowdown in the growth and development of the plant, and sometimes its death.

Контролируют и программируют работу блока управления с помощью встроенной информационной панели, а также дистанционно, с помощью подключения по Bluetooth или Wi-Fi и специального приложения.They control and program the operation of the control unit using the built-in information panel, as well as remotely using a Bluetooth or Wi-Fi connection and a special application.

Пример достижения технического результата.An example of achieving a technical result.

Заявленный фитосветильник со светодиодом широкого спектра мощностью 200 Вт использовали в стандартном гроубоксе размером 1000×1000×1000 мм для выращивания комнатных растений с помещенным в него небольшим растением Филодендрона (Philodendron adamantinum). Температуру и влажность в боксе контролировали с помощью метеостанции Xiaomi Mijia Bluetooth Hygrothermograph 2.The claimed phytolight with a wide spectrum LED with a power of 200 W was used in a standard grow box measuring 1000x1000x1000 mm for growing indoor plants with a small Philodendron plant (Philodendron adamantinum) placed in it. The temperature and humidity in the box were controlled using the Xiaomi Mijia Bluetooth Hygrothermograph 2 weather station.

Проводили 4 серии измерений:4 series of measurements were carried out:

Серия 1 – без кожуха 7 и без тканевого покрытия радиатора 16Series 1 – without casing 7 and without fabric radiator cover 16

Серия 2 – без кожуха 7 и с тканевым (шерстяная ткань) покрытием радиатора 16Series 2 – without casing 7 and with fabric (wool fabric) radiator covering 16

Серия 3 – со смонтированным кожухом 7 без тканевого покрытия радиатора 16Series 3 – with mounted casing 7 without fabric covering of the radiator 16

Серия 4 - со смонтированным кожухом 7 и с тканевым (шерстяная ткань) покрытием радиатора 16Series 4 - with mounted casing 7 and with fabric (wool fabric) radiator covering 16

Результаты измерения температуры в боксе в зависимости от времени представлены на фиг.3, которая наглядно показывает, что совместное использование теплоизолирующего кожуха 7 и тканевого покрытия радиатора 16 открытой системы охлаждения позволяет минимизировать тепловыделение светодиодного блока.The results of measuring the temperature in the box as a function of time are presented in Fig. 3, which clearly shows that the combined use of the heat-insulating casing 7 and the fabric covering of the radiator 16 of the open cooling system allows us to minimize the heat emission of the LED unit.

Claims

1. A liquid-cooled phytolight, including an LED unit, a liquid reservoir, as well as a heat exchange unit and a circulation pump mounted on the bottom of the liquid reservoir, wherein the heat exchange unit contains a radiator and a fan configured to create an air flow on the radiator, wherein the LED block contains a cooling block, connected through a supply pipe to a circulation pump with the ability to supply liquid from the reservoir to the LED block, and also connected to an outlet pipe configured to drain liquid from the cooling block to the radiator of the heat exchange block, wherein the radiator is equipped with a fabric covering, and The LED block is made in a heat-insulating casing.

2. The phytolight according to claim 1, in which the heat-insulating casing of the LED is made of heat-insulating material, for example polystyrene foam, polystyrene foam, polyurethane foam.

3. The phytolight according to claim 1, in which the heat-insulating casing of the LED is made with a heat-reflecting internal coating, for example, foil.

4. Phytolight according to claim 1, in which the LED is mounted directly on the cooling unit.

5. The phytolight according to claim 1, in which the cooling unit does not have contact with the walls of the heat-insulating casing, for example, it is mounted on remote spacers.

6. A phytolight according to claim 1, in which the liquid cooling radiator is made in the form of plates of heat-conducting material, for example metal.

7. The phytolight according to claim 1, in which the liquid cooling radiator is made in the form of a spatial frame.

8. A phytolight according to claim 1, in which a hygroscopic fabric, for example wool, silk or viscose, is mounted on the liquid cooling radiator.

9. The phytolight according to claim 1, in which the LED block contains an additional low-power non-volatile LED.