WO2011110160A2 - Cooled high-output lamp - Google Patents

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Abstract

A high-output lamp (1), comprising a receiving device (6) for a lighting means (7) and a device for cooling the receiving device (6) and/or the lighting means (7), is characterized in that the device for cooling comprises a channel (9) through which coolant flows, said pipeline being connected to the receiving device (6) and in thermal contact therewith. The lost heat generated by a high-output lamp, in particular a high-output LED cluster is used to operate an underfloor heating system.

Description

Gekühlte Hochleistungsleuchte  Cooled high power light
Die Erfindung betrifft eine gekühlte Hochleistungsleuchte mit einer Aufnahmevorrichtung für ein Leuchtmittel und einer Vorrichtung zum Kühlen der Aufnahmevorrichtung und/oder des Leuchtmittels. The invention relates to a cooled high-performance luminaire with a receiving device for a luminous means and a device for cooling the receiving device and / or the luminous means.
Hochleistungsleuchten dienen der Erzeugung eines Lichtbündels hoher Strahlungsintensität mit einem Hochtemperatur-Leuchtmittel. Bekannte Leuchtmittel sind Xenon-Hochdrucklampen, Halogenlampen oder zunehmend auch Hochleistungs-LED. Diesen Leuchtmitteln gemeinsam ist, daß ein wesentlicher Teil der zugeführten Anregungsenergie in Wärme umgesetzt wird, die zu einer starken Erwärmung der High-power luminaires are used to generate a light beam of high radiation intensity with a high-temperature light source. Known bulbs are xenon high pressure lamps, halogen lamps or increasingly high performance LED. This lighting is common that a substantial part of the supplied excitation energy is converted into heat, which leads to a strong warming of the
Aufnahmevorrichtung und des Leuchtmittels führt. Die Recording device and the bulb leads. The
Aufnahmevorrichtung gibt ihre Wärme üblicherweise an die Cradle usually gives its heat to the
Umgebungsluft ab. Ambient air.
Eine nicht ausreichende Wärmeabgabe an die Umgebungsluft führt zu einer unzulässigen Erwärmung des Leuchtmittels, die deren Leistung und vor allem Lebensdauer negativ beeinflußt. Einige Leuchtmittel benötigen eine bevorzugte Betriebstemperatur, so daß eine geregelte Kühlung benötigt wird.  Insufficient heat emission to the ambient air leads to an inadmissible heating of the lamp, which adversely affects their performance and above all life. Some bulbs require a preferred operating temperature, so that a regulated cooling is needed.
Aus DE 20 2006 002 475 U1 ist eine Hochleistungsleuchte mit  From DE 20 2006 002 475 U1 is a high-performance luminaire with
Kühlvorrichtung bekannt. Als Leuchtmittel ist eine langgestreckte Xenon-Hochdrucklampe mit beidseitigen elektrischen Cooling device known. The illuminant is an elongated xenon high-pressure lamp with two-sided electrical
Anschlußabschnitten vorgesehen. Die Anschlußabschnitte selbst und das Lampengehäuse, in das die Anschlußabschnitte eingesetzt sind, erwärmen sich stark. Zur Kühlung der Anschlußabschnitte ist ein durch Führungsmittel auf die Anschlußabschnitte gerichteter Luftstrom vorgesehen, der von einem Gebläse erzeugt wird. Connection sections provided. The terminal sections themselves and the lamp housing, in which the terminal sections are inserted, warm up a lot. For cooling the connection sections, a directed by guide means on the connection sections air flow is provided, which is generated by a fan.
Eine Kühlung durch Abgabe der Wärme an die Umgebungsluft stellt nicht nur eine erhebliche Energieverschwendung dar, sondern ist teilweise auch problematisch für den Betrieb der  Cooling by the delivery of heat to the ambient air is not only a considerable waste of energy, but is also partially problematic for the operation of
Hochleistungsleuchten. Beim Einsatz von Hochleistungsleuchten im Deckenbereich von Räumen, z.B. zur Bühnenbeleuchtung, Duty light. When using high-power luminaires in the ceiling area of rooms, e.g. for stage lighting,
Hallenbeleuchtung usw., kann ein Hitzestau unter der Decke entstehen, der die Kühlleistung vermindert. Beim Einsatz von Hall lighting, etc., may create heat build-up under the ceiling, which reduces the cooling performance. When using
Hochleistungsleuchten im Freien, z.B. zur Stadionbeleuchtung oder Straßenbeleuchtung, kann eine ungeregelte Kühlung bei Luftströmung zur Bildung von Schwitzwasser führen, das zu elektrischen  High power outdoor lighting, e.g. for stadium lighting or street lighting, uncontrolled cooling in air flow can lead to the formation of condensation that is too electrical
Kurzschlüssen führen kann. Short circuits.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Kühlen anzugeben, die die aufgezeigten Nachteile vermeidet. The invention therefore an object of the invention to provide a device for cooling, which avoids the disadvantages indicated.
Diese Aufgabe wird bei einer Hochleistungsleuchte der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zum Kühlen aus einer von einem Kühlmittel durchströmten Rohrleitung besteht, die mit der Aufnahmevorrichtung im Wärmekontakt verbunden ist.  This object is achieved in a high-performance lamp of the type mentioned in the present invention, that the device for cooling consists of a flowed through by a coolant pipe, which is connected to the receiving device in thermal contact.
Hochleistungs-Beleuchtungssysteme werden bisher ausschließlich als singuläre Objekte verstanden, deren Abwärme lokal in die jeweilige Umgebung abgeführt wird. Mit der Abführung der Wärme über  High-performance lighting systems have hitherto been understood exclusively as singular objects whose waste heat is dissipated locally into the respective environment. With the dissipation of heat over
Kühlrohre wird erstmalig eine Anbindung an andere Systeme möglich, die die abgeführte Wärme gezielt nutzen können. Als Kühlmittel kann in einem Rohrleitungssystem insbesondere Wasser verwendet werden. Wasseranschlußmöglichkeiten mit einem ausreichenden Wasserdruck stehen in nahezu allen Einsatzräumen für Hochleistungsleuchten zur Verfügung. Alternativ können im Strahlungsfeld der For the first time, cooling pipes will be able to be connected to other systems that can specifically utilize the dissipated heat. In particular, water can be used as the coolant in a pipeline system. Water connection options with sufficient water pressure are available in nearly all application areas for high-performance luminaires Available. Alternatively, in the radiation field of
Hochleistungsleuchte Solarzellen angeordnet werden, die Strom für den Betrieb einer in das Rohrleitungssystem eingefügten Umwälzpumpe erzeugen. Auch komplizierte Gehäuse zur Aufnahme von Hochleistungsleuchte solar cells are arranged, which generate electricity for the operation of a circulating pump inserted into the piping system. Also complicated housing for recording
Hochleistungs-Leuchtmitteln können mit einem Kühlrohrsystem ausgestattet werden, das mit einer externen Wasserleitung als Teil eines Heizungssystems verbunden werden kann. High-power lamps can be equipped with a cooling pipe system that can be connected to an external water pipe as part of a heating system.
Besonders vorteilhaft kann ein solches Kühlsystem mit der Leiterplatte für einen Hochleistungs-LED-Cluster verbunden werden.  Particularly advantageous, such a cooling system can be connected to the circuit board for a high-power LED cluster.
Hochleistungs-LED-Cluster werden als ebene Lampenkörper ausgeführt, die rückseitig mit einer Metallplatte zur Wärmeabführung durch Kleben oder Verschrauben verpreßt sind. Die Rohrleitungen zur Kühlung können auf die Metallplatte aufgebracht oder in diese integriert sein. In Verbindung mit einem Wärmetauscher kann die durch die Rohleitungen abgeführte Wärme auch zur Raumkühlung genutzt werden. High-performance LED clusters are designed as flat lamp bodies, which are pressed on the back with a metal plate for heat dissipation by gluing or screwing. The cooling pipes can be applied to the metal plate or integrated into it. In conjunction with a heat exchanger, the heat dissipated through the pipelines can also be used for room cooling.
Hochleistungs-LED-Cluster haben eine hohe Lebensdauer und sind wartungsarm. Das über eine Rohrleitung abgeführte erwärmte Wasser kann insbesondere einer Heizung mit niedrigen Vorlauftemperaturen unmittelbar zugeführt werden. Insbesondere können die Kühl- High-performance LED clusters have a long service life and are low maintenance. The discharged via a pipe heated water can be fed directly to a heater with low flow temperatures in particular. In particular, the cooling
Rohrleitungen mehrerer Hochleistungsleuchten zusammengeschlossen und einem gemeinsamen Heizungssystem zugeführt sein. In Stadien können auf diese Weise Rasenheizungen oder Sitzheizungen gespeist werden. In Hallen können eine Fußbodenheizung oder eine Pipelines of several high-performance lights are joined together and fed to a common heating system. In stadiums can be fed in this way lawn heaters or seat heaters. In halls can be a floor heating or a
Wandflächenheizung gespeist werden. In Verbindung mit einer Wall surface heating to be fed. In conjunction with a
Wärmetransformation kann die von den Hochleistungsleuchten erzeugte Abwärme auch an einen normalen Heizungskreislauf angeschlossen werden. Die Temperatur des durch die Rohrleitung strömenden Wassers kann geregelt werden, so daß die Hochleistungsleuchten auf einer vorteilhaften Betriebstemperatur gehalten werden können. Heat transformation, the waste heat generated by the high-performance lights can also be connected to a normal heating circuit. The temperature of the water flowing through the pipeline can be regulated so that the High performance lights can be kept at an advantageous operating temperature.
Die Erfindung erlaubt erstmalig die sinnvolle Nutzung der bisher nicht vermeidbaren Verlustleistung der Hochleistungsleuchten. Mit  The invention allows for the first time the meaningful use of the previously unavoidable power loss of high-performance lights. With
handelsüblichen Mitteln kann die zunehmend gewünschte intensive Ausleuchtung der Räume von oben her gleichzeitig für eine gezielte Temperierung der Räume von unten her genutzt werden. commercially available means, the increasingly desired intensive illumination of the rooms from above can be used simultaneously for a targeted temperature control of the rooms from below.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hochleistungsleuchte schematisch dargestellt.  In the drawing, an embodiment of the high-performance light according to the invention is shown schematically.
Das Ausführungsbeispiel zeigt die Verwendung einer gekühlten The embodiment shows the use of a cooled
Hochleistungsleuchte 1 in einem Gewächshaus. Auf einer Regalfläche 2 ist ein Pflanzbeet 3 zur Aufzucht von Pflanzen 4 angeordnet. Die unterhalb einer Regalfläche 2 aufgehängte Hochleistungsleuchte 1 erzeugt ein dem Tageslicht entsprechendes Strahlungsfeld 5 mit einem sehr geringen IR-Anteil. Das Strahlungsfeld 5 ist daher„kalt" und kann relativ nahe über dem Pflanzbeet 3 aufgehängt sein. Der Abstand zwischen den Regalflächen 2 kann gering gehalten werden, so dass eine bessere Ausnutzung der Gewächshaushöhe ermöglicht wird. Als Hochleistungsleuchte ist ein flächiges LED-Cluster vorgesehen.  High power light 1 in a greenhouse. On a shelf 2 a planting bed 3 for the cultivation of plants 4 is arranged. The suspended below a shelf 2 high-performance luminaire 1 generates a corresponding daylight radiation field 5 with a very low IR content. The radiation field 5 is therefore "cold" and can be suspended relatively close above the planting bed 3. The distance between the shelf surfaces 2 can be kept small so that a better utilization of the greenhouse height is made possible.
In einer Aufnahmevorrichtung 6 sind als Leuchtmittel Hochleistungs- LED 7 eingesetzt. Der durch die Aufnahmevorrichtung 6 gebildete ebene Lampenkörper ist rückseitig mit einer Metallplatte 8 als Lampen- Kühlkörper verbunden. In die Metallplatte 8 ist eine Rohrleitung 9 integriert. Die Rohrleitung 9 wird von einem Kühlmittel, wie z.B. Wasser, durchströmt und tritt an einem Ende 10 aus der Rohrleitung aus. In a recording device 6 high-power LED 7 are used as lighting. The planar lamp body formed by the receiving device 6 is connected at the back to a metal plate 8 as a lamp heat sink. In the metal plate 8, a pipe 9 is integrated. The pipeline 9 is cooled by a coolant, e.g. Water, flows through and exits at one end 10 of the pipeline.
In das Pflanzbeet 3 ist ebenfalls eine Rohrleitung 11 eingelegt. Das aus dem Ende 10 der Rohrleitung 9 austretende erwärmte Wasser wird in die Rohrleitung 11 eingespeist und gibt seine Wärme an die Pflanzerde in dem Pflanzbeet 3 ab. Das am nicht dargestellten anderen Ende der Rohrleitung 11 ausströmende abgekühlte Wasser wird in das andere, ebenfalls nicht dargestellte Ende der Rohrleitung 9 wieder In the planting bed 3, a pipe 11 is also inserted. The heated water leaving the end 10 of the pipeline 9 is fed into the pipeline 11 and gives its heat to the planting soil in the planting bed 3 from. The not shown at the other end of the pipe 11 effluent cooled water is in the other, also not shown end of the pipe 9 again
zurückgeführt. Selbstverständlich sind bei Vorhandensein mehrerer Hochleistungsleuchten und Pflanzbeete auch andere recycled. Of course, in the presence of several high-power lights and plant beds other
Zusammenführungen der beiden Rohrleitungssysteme 9 und 11 möglich.  Merging the two pipe systems 9 and 11 possible.
Aufgrund der Ableitung der von der Hochleistungsleuchte erzeugten Wärme über das Rohrleitungssystem 9 / 11 ist der Einsatz eines Gebläses in dem Gewächshaus zur Verteilung eines Wärmestaus im Bereicht der Hochleistungsleuchte nicht notwendig. Eine durch eine Luftströmung an den Pflanzen entstehende Abkühlung wird dadurch vermieden.  Due to the dissipation of the heat generated by the high-performance luminaire via the piping system 9/11, the use of a fan in the greenhouse to distribute a heat build-up in the area of the high-power luminaire is not necessary. A resulting from an air flow to the plants cooling is thereby avoided.

Claims

Patentansprüche claims
1 ) Hochleistungsleuchte (1 ) mit einer Aufnahmevorrichtung (6) für ein Leuchtmittel (7) und einer Vorrichtung zum Kühlen der 1) high power lamp (1) with a receiving device (6) for a light source (7) and a device for cooling the
Aufnahmevorrichtung (6) und/oder des Leuchtmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Kühlen aus einer von Kühlmittel durchströmten Rohrleitung (9) besteht, die mit der Aufnahmevorrichtung (6) im Wärmekontakt verbunden ist.  Receiving device (6) and / or the luminous means, characterized in that the device for cooling consists of a through-flow of coolant pipe (9) which is connected to the receiving device (6) in thermal contact.
2) Hochleistungsleuchte nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Leuchtmittel mindestens eine Hochleistungs-LED (7) vorgesehen ist.  2) High-power lamp according to claim 1, characterized in that at least one high-power LED (7) is provided as the lighting means.
3) Hochleistungsleuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (6) aus einer Leiterplatte besteht, die rückseitig im Wärmekontakt zur Hochleistungs-LED mit einer Metallplatte (8) verpreßt ist, die mit der Rohrleitung (9) im  3) Hochleistungsleuchte according to claim 2, characterized in that the receiving device (6) consists of a printed circuit board, the rear side in thermal contact with the high-power LED with a metal plate (8) is pressed with the pipe (9) in
Wärmekontakt verbunden ist.  Thermal contact is connected.
4) Hochleistungsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (9) mit einem externen Heizungssystem (11 ) verbunden ist.  4) High-power lamp according to one of the preceding claims, characterized in that the pipe (9) is connected to an external heating system (11).
5) Hochleistungsleuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (9) mehrerer Hochleistungsleuchten (1 ) zusammengeschlossen und mit einem gemeinsamen  5) High-power lamp according to claim 4, characterized in that the pipes (9) of several high-power lights (1) joined together and with a common
Heizungssystem verbunden sind. 6) Hochleistungsleuchte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch Heating system are connected. 6) high-performance lamp according to claim 4 or 5, characterized
gekennzeichnet, daß das externe Heizungssystem eine  characterized in that the external heating system a
Bodenheizung ist.  Floor heating is.
7) Hochleistungsleuchte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch  7) high-performance lamp according to claim 4 or 5, characterized
gekennzeichnet, daß das externe Heizungssystem eine Sitzheizung ist.  characterized in that the external heating system is a seat heater.
8) Hochleistungsleuchte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch  8) high-performance lamp according to claim 4 or 5, characterized
gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (9) über einen Wärmetauscher mit dem externen Kühlsystem gekoppelt ist.  characterized in that the pipe (9) is coupled via a heat exchanger with the external cooling system.
9) Hochleistungsleuchte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher regelbar ist. 9) High-performance lamp according to claim 8, characterized in that the heat exchanger is adjustable.
10)Verwendung der von einer Hochleistungsleuchte, insbesondere eines Hochleistungs-LED-Clusters, erzeugten Abwärme zum Betrieb einer Bodenheizung.  10) Use of the waste heat generated by a high-performance luminaire, in particular a high-power LED cluster, for operating a floor heating system.
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